• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.428-435
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• 2015

인공습지는 물순환, 생태, 수질정화, 경관, 심미적 기능 등의 융합적 기능을 가지고 있어 다양한 분야에서 적용되고 있다. 특히 기후변화와 토지이용의 고도화 문제를 해결할 수 있는 자연친화적 기술로 알려져 있으며, 전 세계적으로 활발한 연구가 이루어지고 있다. 국내에 조성된 인공습지는 다양한 형태와 목적으로 적용되고 있으나 설치, 운영 등에 대한 가이드라인이 체계적으로 제시되어 있지 않아 단순 토목, 조경 위주의 습지 조성으로 인공습지의 고유기능 발휘에 한계를 보이고 있다. 본 연구는 인공습지의 적정 설계, 유지관리 및 사후운영 방안 등을 제시하기 위해 국내에 조성된 인공습지에 대한 현장조사를 실시하였으며, 인공습지의 개념 정립 및 분류체계를 확립하기 위해 환경부 및 기타 기관에서 분류하고 있는 인공습지의 분류체계에 대하여 조사였다. 인공습지 현장조사는 2013년부터 2014년까지 43개 지점의 인공습지를 대상으로 실시되었다. 현장조사를 실시한 인공습지 중 우수사례로 꼽힌 인공습지는 공통적으로 수변공간 제공, 오염물질 정화기능, 생태서식처 제공 등의 다양한 기능을 발휘하고 있는 것으로 나타났으며, 식생, 퇴적물, 시설관리 등의 유지관리가 적절하게 수행되는 것으로 분석되었다. 현장조사 결과를 바탕으로 인공습지의 적정 설계 및 유지관리 방안을 제시하였으며 이러한 결과는 실제 현장에서 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제26권2호
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• pp.168-181
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• 2024

인공습지는(CW)는 침투, 흡착, 저류, 식물과 미생물의 증발산 등과 같은 수문학적 및 생태학적 기작에 의하여 오염물질 제거, 탄소흡수 및 저장, 생물다양성 향상 등의 생태계서비스를 제공한다. 본 연구는 수평지하흐름 인공습지(HSSF CW)의 미생물 군집과 토양의 물리·화학적 특성 및 처리효율의 상관관계를 분석하기 위하여 수행되었다. 연구를 위한 모니터링은 강우시 수질특성, 토양특성, 미생물 분석이 수행되었다. 따뜻한 계절(>15℃) 에서 TSS, COD, TN, TP 및 중금속(Fe, Zn, Cd) 제거효율이33~74% 범위로 나타났다. 그러나 추운 계절(≤15℃)에서 TOC 35%로 가장 높은 제거 효율이 나타났다. 인공습지 내 토양은 인근에서 채취한 토양의 토양유기탄소(SOC) 함량보다 3.3배 더 높은 함량을 가지고 있는 것으로 나타났다. 유입부와 유출부의 탄소(C), 질소(N) 및 인(P)의 화학양론비(C:N:P)는 각각 120:1.5:1 및 135.2:0.4:1로 나타났으며, 탄소에 비해 질소와 인의 비율이 매우 낮아 미생물 성장에 문제가 발생될 수 있다. 미생물 분석에서는 생물다양성 지수를 통해 미생물 군집의 풍부도, 다양성, 균질성 및 균일성이 따뜻한 계절이 추운 계절에 비해 높게 나타났다. 인공습지의 강우유출수 오염물질 중 질소고정 미생물인 Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes가 우점종으로 미생물 생장을 촉진하는 것으로 평가되었는데 이는 특정 토양특성 및 유입수 특성이 미생물 풍부도와 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 한국습지학회지
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• 제4권2호
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• pp.23-41
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• 2002

In this paper, changes of the coliform bacteria were investigated when aquatic plant pond was used for separating algal particles from waste stabilization ponds(WSPs). Three different types of integrated natural systems were operated. It was found that there were no significant interferences for the disinfection efficiency of two integrated systems (WSPs coupled with water hyacinth ponds) used for treating domestic sewage and upgrading the secondary effluent as well. However, when constructed wetland (CW) was combined with the shallow algal ponds and used for the secondary effluent, it seriously interfered with the disinfection efficiency due to the regrowth and/or after-growth of the coliform bacteria, which can readily metabolize the amino acids and sugars leached from plants. In order to find out the primary disinfection parameters, several sets of the batch test were run. It was found that sunlight is the most predominant factor for the coliform decay. During the night, algal toxicity partly supports the decay but during the day, deteriorates it by attenuating the sunlight. The pH in the range of 4 to 10 did not affect the decay in the dark.

• 한국습지학회지
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• 제15권3호
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• pp.347-356
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• 2013

수생식물의 수처리 기능을 고려한 습지관리에 대한 정보를 제공하기 위하여 시화호 인공습지에서 유입수의 수질특성이 다른 2개의 습지(동화천과 반월천 습지)를 대상으로 갈대와 애기부들의 생장특성, 유기물 생산량과 분해속도를 조사하였으며, 또한 유기물생산량과 분해량을 토대로 습지내로의 유기물 부하량을 추정하였다. 갈대와 애기부들의 길이생장은 기온이 상승하는 3월에 증가하여 7~8월에 최고치(갈대 340cm, 부들 320cm) 를 보였다. 경엽부의 밀도는 갈대가 100~170 개체/$m^2$의 범위로 애기부들의 밀도(최대 78 개체/$m^2$)보다 큰 것으로 나타났다. 갈대의 경엽부 최대 현존량은 $1,350{\sim}1,980gDM/m^2$의 범위로 반월천고습지에서 가장 컸고, 저습지에 비해 고습지에서 큰 것으로 나타났다. 한편 애기부들의 현존량은 $1,940gDM/m^2$로서 반월천고습지 갈대의 최대 현존량과 비슷한 값을 보였다. 갈대의 유기물생산력은 반월천고 습지 $2,050gDM/m^2/yr$ > 동화천저습지 $1,840gDM/m^2/yr$ > 반월천저습지 $1,570gDM/m^2/yr$ ${\fallingdotseq}$ 동화천고습지 $1,540gDM/m^2/yr$의 순으로 나타났으며, 애기부들은 $2,210gDM/m^2/yr$로서 갈대보다 생산력이 높게 나타났다. 시화호 인공습지 갈대와 애기부들의 연간 총 유기물 생산량은 845 ton DM/yr (423 ton C/yr)이었으며, 이중 갈대에 의한 생산량이 90%를 차지했다. 수생식물의 낙엽분해 속도(k)는 갈대와 애기부들 모두 잎이 줄기보다 빠른 것으로 나타났다(갈대: 잎 0.0062/day, 줄기 0.0018/day; 애기부들: 잎0.0031/day, 줄기 0.0018/day). 그리고 줄기 낙엽의 분해속도는 갈대와 애기부들이 같은 반면 잎의 분해속도는 갈대가 애기부들보다 약 2배 빠른 것으로 나타났다. 수생식물의 연간 총 낙엽 분해량(285 ton C/yr, 연간 총 유기물생산량의 67.3%)으로부터, 수생식물의 의해 생산된 유기물의 32.7%는 습지내에 퇴적되는 것으로 추정되었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.45-51
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• 2017

네팔은 중국과 인도 사이에 위치한 남부 아시아의 내륙국가로 폐수관리는 도시지역에서 가장 중요한 문제 중 하나이다. 네팔의 폐수처리 시스템은 비싼 운영비, 불연속적인 전력 공급, 유지관리 및 기술인력의 부족으로 인해 조성과 운영이 어렵다. 이러한 이유로 인공습지는 폐수처리시설의 대안기술로써 다양한 지역에 적용되고 있다. 일반적으로 인공습지 기술의 효율 지속 가능성은 적절한 운영과 유지관리 및 적극적인 지역사회 참여에 의존한다. 따라서 본 연구에서는 26개의 인공습지에서의 제거 효율, 방류수질, 네팔 수질기준, 운영 및 유지관리 활동 등을 조사하고 문제점을 분석하여 관리방안 등을 도출하였다. 오염물질당 제거효율은 ka-1의 인공습지가 가장 높은 것으로 나타났으며, B-1, L-3, Ka-5, k-1 순으로 높은 것으로 나타났다. 네팔의 인공습지 조성기술은 최근 20년간 기술개발 없이 전통적 방식에 의존해온 결과 비효율적인 성능으로 인해 많은 습지가 가동이 중단되거나 폐쇄되는 것으로 나타났다. 또한 기술개발의 부족, 자연재해, 대중의 인공습지에 대한 낮은 인식 및 예산 부족 등은 인공습지의 지속적인 개발을 저해하고 있는 것으로 조사되었지만, 인공습지는 네팔 도시지역의 폐수문제에 대한 해결방안으로 고려되고 있다.

• 한국습지학회지
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• 제23권3호
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• pp.242-251
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• 2021

인디아와 같은 개발 도상국에서는 규제없는 폐수 방류가 지표수 수질에 심각한 영향을 주고 있다. 인공습지(CW)는 생태학적 기작에 의하여 폐수 처리를 함으로써 수질정화와 함께 다양한 효과를 제공하는 효율적인 기술이다. 본 연구는 인디아의 폐수처리를 위해 조성된 다양한 형태의 인공습지에 대하여 자료를 정리하고 분석함으로써 객관적 효과 평가를 수행하고자 수행되었다. 연구에 사용된 인공습지 데이터는 기출판된 문헌에서 수집되었으며, 산업폐수의 경우 화학적 산소요구량(COD), 생화학적 산소요구량(BOD)이 높게 나타났다. 인디아의 생활하수 총질소(TN)와 총인(TP)은 산업폐수보다 낮은 농도를 보였다. 수직흐름 인공습지(VFCW)와 수평흐름 인공습지(HFCW)는 생활하수 및 산업 폐수의 TSS, BOD, TP 제거에 효과적으로 나타났다. 그러나 COD는 하이브리드 인공습지(HCW)에서 높은 제거율을 보였다. 인도에서는 인공습지를 폐수처리 시설의 고도처리로 활용될 경우 수질이 크게 향상되는 것으로 나타났다. 인공습지의 방류수 수질은 관개용수 및 기타 농업용수로 활용가능한 수질로 평가되었다. 본 연구결과는 인디아의 지역적 특성에 적정한 인공습지 설계에 기여할 것으로 평가된다.

• 한국습지학회지
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• 제16권3호
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• pp.431-440
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• 2014

국내 10개 댐저수지 인공습지를 대상으로 수심분포, 유입량 및 유출량, 물흐름분포, 체류시간, 수처리효율, 종횡비, 개방수역/폐쇄수역 구성비 등 습지의 운영현황 및 구조적 형상에 대한 분석을 통해 인공습지의 수질정화기능을 회복시킬 수 있는 개선대책 및 운영방안을 제시하였다. 조사대상 인공습지의 처리수는 하수처리장 방류수 또는 하천수였으며, 처리수의 수질은 외국의 인공습지에 비해 전반적으로 낮은 것으로 나타났다. 특히 처리수의 BOD는 모든 습지에서 3 mg/L 이하로 매우 낮았는데, 이는 하수처리장의 고도처리 및 평수기 저농도 하천수 취입에 기인된 것으로 판단된다. 수처리효율은 TN이 7.6~67.6%(평균 24.9%), TP가 -4.9~74.5%(평균 23.7%)의 범위로 하수처리장 방류수를 처리수로 하는 인공습지에서 높은 값을 보였다. BOD는 -133.3~41.7% 범위로 습지에 따라 큰 차이를 보였으며, 대부분 습지에서 처리효율이 없거나 낮은 것으로 나타났다. 인공습지의 낮은 처리효율은 습지의 부적합한 종행비, 과도한 개방수역 면적 등의 구조적인 문제와 수위관리 미흡, 초기우수 취입시스템 및 운영관리 미흡, 강우시 모니터링 부재 등의 운영적인 문제에 의한 것으로 나타났다. 그러므로 댐저수지 인공습지가 비점오염 저감시설로서의 역할을 할 수 있기 위해서는 댐저수지 인공습지에 적합한 습지설계 및 운영방안이 필요하다. 또한 습지 운영매뉴얼에 비점오염물질이 유출되는 강우시 모니터링이 반드시 포함되어야 하며, 댐저수지 인공습지의 수처리효율도 강우시 모니터링 자료를 토대로 평가되어야 할 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.448-455
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• 2016

환경부는 비점오염원 관리를 위해 시범사업으로 12개의 비점오염 저감시설을 경안천 유역에 설치하였으며, 2006년부터 모니터링이 시작되었다. 본 연구는 비점오염 저감시설의 오염부하량, 저감효율, 유지관리 활동 등의 장기간 수행된 모니터링 결과를 바탕으로 각 시설의 경제성을 평가하기 위해 수행되었으며, 생애주기비용(Lifecycle cost, LCC)을 분석하였다. 비점오염 저감시설의 유지관리는 시설경관을 향상시키기 위한 심미적 관리가 중점적으로 수행된 것으로 나타났으며, 저류형 시설(Retention Pond, RP)이 년간 8,483$, 침투형 시설(Infiltration System, IS)이 8,888$로 대부분 비슷한 비용이 발생한 것으로 분석되었다. LCC는 인공습지(Constructed Wetland, CW)가 가장 높은 것($418,324)으로 나타났으며, 반면에 식생형 시설(Vegetated System, VS)이 가장 낮은 것($210,418)으로 분석되었다. 본 연구에서 조사된 비점오염 저감시설의 LCC와 하수처리장 등 수질처리시설의 LCC를 비교한 결과 비점오염 저감시설이 낮은 것으로 나타났다. 한편, 처리용량 대비 생애주기비용이 높아질수록 TSS와 TN의 저감효율은 높아지는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 비용효율적인 비점오염 저감시설을 설계하는데 유용하게 활용될 것으로 기대되며, 향후 LCC 모델의 기초자료에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.145-158
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• 2023

인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다.