• 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.

• 한국환경농학회지
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• 제31권4호
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• pp.344-350
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• 2012

돈사폐수의 분획별 및 우리나라 기후변화 특성에 대한 활성슬러지-인공습지 공법에 의한 돈사폐수처리장의 대응성을 검토하기 위하여 오염물질 분획별 및 계절별 수처리효율을 조사하였다. 오염물질 분획별 수처리효율을 조사한 결과 최종 방류수의 COD는 213.5 mg/L정도로 soluble형태가 71.5 mg/L, insoluble형태가 142 mg/L정도이었고, SS함량은 118 mg/L정도로 volatile형태가 102 mg/L, fixed형태가 15.5 mg/L정도이었으며, 최종 방류수의 T-N함량은 47.8 mg/L 정도로 dissolved형태가 12.8 mg/L, suspended형태가 35.0 mg/L정도이었다. 또한 방류수의 T-P함량은 3.05 mg/L정도로 dissolved형태가 1.13 mg/L, suspended형태가 1.93 mg/L정도이었다. 활성슬러지-인공습지 공법에 의한 돈사폐수처리장에서 계절별 수처리효율을 조사한 결과 COD, SS 및 T-P의 처리효율은 98, 99 및 99%이상으로 계절에 따라 별 다른 차이 없이 높은 처리효율을 보였고, T-N 처리효율은 여름 (99.5%)${\geq}$가을 (99.1%)${\geq}$겨울 (98.7%)${\geq}$봄 (98.2%)의 순으로 여름철에 가장 높은 처리효율을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.420-427
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• 2016

본 연구는 미세기포를 이용하여 하천 및 호수의 퇴적물 내 영양염류 제어 가능성을 살펴보고자 하였다. 이를 위해 실제 호수에서 퇴적물을 채취하여 용출 특성 실험 및 기포를 이용한 퇴적물 및 영양염류 제거 실험을 수행하였다. 연구에 사용된 퇴적물의 입도분석 결과, 점토와 실트(<0.075 mm)비율은 약 7.7%, 모래(0.075~4.75 mm)는 약 67.8%, 자갈은(${\geq}4.75mm$) 약 24.5%로 나타났다. 총질소(T-N), 총인 (T-P), 강열감량은 각각 2,790~3,260 mg/kg, 261~311 mg/kg, 4.1~9.6%로 나타났다. 퇴적물의 입도별 T-N과 T-P을 분석한 결과, 입도가 클수록 퇴적물의 T-N와 T-P 함량은 감소하는 경향을 나타냈다. 이는 입도가 클수록 비표면적이 작아져 흡착되는 오염물질량이 줄어들기 때문으로 판단된다. 기포의 특성에 따른 퇴적물의 제거효율을 분석한 결과, 압력 6기압, 순환률 30%, 응집제 주입량 15 ppm의 조건으로 실험을 수행하였을 때 퇴적물의 제거율이 19.9%로 가장 높게 나타났다. 이 때의 T-N, T-P의 제거효율도 21.4, 22.6%로 가장 높게 나타났다. 운전조건을 고정시키고 기포 주입횟수를 증가시키면서 T-N과 T-P의 제거효율을 살펴본 결과, 주입횟수 2회까지 T-N과 T-P의 제거효율은 높았으나, 3회부터는 제거효율이 낮아짐에 따라 주입횟수가 증가하더라도 제거효율에는 큰 변화를 보이지 않았다. 그리고 미세입자가 제거된 퇴적물의 영양염류 용출량은 미세입자를 제거하지 않은 퇴적물의 용출량보다 약 20.1~64.3% 정도 감소함을 알 수 있었다. 이를 통해 미세기포를 퇴적물에 반복적으로 주입하는 방안은 퇴적물 및 퇴적물에서의 영양염류 용출을 제어하는 효과적인 방안으로써 가능성이 있음을 확인할 수 있었다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제25권5호
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• pp.359-364
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• 2002

시화지구 인공습지에 식재된 정수식물인 갈대(Phragmites australis)의 관리 방안을 모색하기 위해 갈대에 의한 질소 및 인 흡수 제거 양상과 갈대 생장과 관련된 토양 특성을 조사하였다. 습지 조성 초기에 갈대의 생장은 토양 염농도에 의해 저해된 것으로 나타났으며, 토양 유기물 함량은 갈대 비생육기 동안 고사체의 집적에 의해 증가하였지만, 서서히 분해되어 감소한 것으로 조사되었다. 갈대의 건물중과 질소 및 인 흡수량은 생장기인 여름과 가을에는 증가하였지만, 비생육기인 가을에는 감소하였다. 따라서 생장기 동안 갈대의 흡수에 의해 상당한 양의 질소와 인이 제거되었지만, 비생장기 동안 갈대 고사체의 형태로 토양에 환원되어 미생물의 분해에 의해 영양염류가 재방출될 가능성이 높은 것으로 판단되었다. 본 연구 결과에 의하면 인공습지 조성의 목적인 수질 정화와 생태공원으로서의 기능을 위해서는 갈대를 생육기간 중에 수확하는 방안을 적극적으로 모색해야 될 필요성이 있다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제2권2호
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• pp.122-130
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• 2013

Annual bluegrass는 종자 생산능력이 뛰어나고 한번 조성이 되었을 때 그 분얼경과 지상부 생육이 뛰어나, 전 세계에 가장 널리 퍼져 서식하는 잔디 초종중의 하나이다. 또한 낮은 예초에 적응하는 능력과 조성이 되었을 때 균일성이 좋은 것으로 알려져 있다. Annual bluegrass의 지상부가 성장하기 가장 좋은 온도 범위가 $16-21^{\circ}C$이며 지하부 성장을 위한 최적의 온도범위는 $13-18^{\circ}C$로 고온과 저온에 취약한 초종이다. Annual bluegrass를 관리하기 위해서는 질소와 인산의 비교적 높은 시비량은 annual bluegrass의 확산을 촉진하며 반대로 낮은 시비량은 방제에 도움이 된다. 질소원으로 ammonium sulfate를 사용했을때 sulfate에 의해서 낮아진 토양 pH는 토양속에 존재하는 인이 용해되는 것을 감소시키고 annual bluegrass에 피해를 주는 aluminum의 양을 증가시켜 방제에 효과적이다. 관수는 light and frequent 보다는 deep and infrequent 관수방법이 방제에 도움이 되며 예초높이는 낮추고 예지물은 회수 하는 것이 annual bluegrass의 방제에 도움이 된다. 우리나라에서는 화학적 방제가 주를 이루고 있는데 발아전 처리제로서 prodiamine, bensulide, dithiopyr등이 있으며 발아후 처리제로는 ethofumesate, bisbyribac-sodium 그리고 최근에 연구가 되고 있는 mesotrione등이 있다. 발아전 혹은 발아후 처리제 이외에 생장조절제가 annual bluegrass 방제에 이용이 되고 있는데 paclobutrazol, flurprimidol 등이 있다. 우리나라에서 많이 사용이 되고 있는 생장조절제인 trinexapac은 오히려 여름철 annual bluegrass에 좋은 효과를 나타내고 있어 방제에 적합하지 않다. Annual bluegrass의 방제 효과를 극대화 하기 위해서는 관리적 방제와 화학적 방제의 두 가지 방법이 동시에 고려되어야 할 것이다.

• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.35-43
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• 2021

도시지역의 강우유출수를 관리하기 위하여 자연기반해법의 LID 및 그린인프라 적용이 늘고 있다. 식물이 LID 시설에 적용되는 이유는 광합성을 이용하여 오염물질 저감효율을 높이고, 시설 내부 오염물질 축적을 줄여 유지관리 기능을 향상시키기 위해서이다. 그러나 LID 시설 내부에서 작용하는 식물의 오염물질 흡입능력의 불확실성으로 인하여 식재 선정시 어려움이 많다. 따라서 본 연구는 도로변, LID 시설 및 조경공간에 식재되어있는 식물의 건물률 및 영양물질 함량을 비교하여 오염물질 제거기작을 분석하기 위해 수행되었다. 실험대상인 7종의 초본류, 관목류 및 교목류의 월별 건물률은 60~90% 범위를 보였다. 초본류 몸체 내 TN 함량은 여름철까지 지속적으로 성장하다가 감소하는 추세를 보였다. 그러나 관목류와 교목류는 초봄과 늦여름에 높은 TN 함량을 보였다. 패랭이를 제외한 LID 시설에 식재된 모든 식물에서 높은 TP 함량을 보였다. 이는 LID의 식물이 인 제거에 효율적이라는 것을 의미한다. 식물별 영양염류 함량은 유입수 농도에 영향을 끼치는 도시환경에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과들은 향후 LID 적용 시 식생 선정에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제17권4호
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• pp.329-334
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• 1998

본 연구에서는 축산농가에서 환경오염의 저감방안을 강구하기 위하여 축산폐수의 혐기성 처리수와 생활잡배수를 혼합하여 합병정화조와 3단 soil filter를 연계하여 처리한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 합병정화조에서 처리함에 있어서 합병정화조내 충전된 여상과 체류시간의 증가로 인한 미생물의 축적에 의하여 NRT $4{\sim}12$일에서 CODcr 제거효율은 $63.4{\sim}84.0%$이며 NH4+-N와 PO43--P는 각각 $3.9{\sim}5.4%$와 $18.3{\sim}29.0%$로써 HRT가 증가함에 따라 높은 효율을 나타내었다. 3단 soil filter에 의하여 재처리함에 있어서 표면적 부하율의 점진적인 증가에도 불구하고 여과, 흡착, 이온교환 및 토양 미생물의 작용으로 인하여 표면적 부하율이 증가함에 따라 CODcr, NH4+-N 및 PO43--P의 제거효율은 90% 이상을 나타내었다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 오염부하량 감소 및 농업용수로의 재이용 측면에서 축산폐수의 합병정화조와 Soil filter에 의한 연계처리를 할 경우에 '96년부터 적용된 축산폐수의 방류수 수질기준에 적합한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제22권2호
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• pp.130-138
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• 2020

2017년 기준 서울시 및 광역시의 하수도 보급률은 90% 이상의 높은 하수도 보급률을 보이며, 국내하수처리장의 개소 수는 2010년 3,064개에서 2017년 기준 4,072개로 약 25% 증가 증가하였다. 그중에서도 SBR계열 공법으로 운영 중인 하수처리장은 현재 585개로 2010년 대비 17% 증가한 것으로 나타났다. 상수원의 수질 개선과 소규모하수도 시설의 운영개선을 위해 안동 임하댐 권역 내 하수처리장 500㎥/일 이상 3개소 및 500㎥/일 미만 46개소, 총 49개소 시설을 대상으로 모델링을 적용하여 공정개선방안을 연구하였다. 모델링을 위한 개선안으로 5년간 운영자료 등을 검토하여 후보군을 도출하였다. 49개소의 시설은 총 12가지 종류의 공법으로 운영되고 있으며, 이 중에서 SBR공법의 500㎥/일 이상 시설 1개소와 500㎥/일 미만의 46개소를 3개 유형으로 그룹 분류를 하여 운영 개선이 가능한 9개소를 선정하였다. 500㎥/일 이상 1개소에 모델링를 적용한 결과, SRT 조절을 통해 방류수 수질 개선이 가능했으며, 소규모 처리장 9개소에 적용한 결과 총 인의 제거율을 최대 14.4% 개선할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 본 연구의 결과자료는 공공 하수처리시설 및 마을 하수도 시설에 대한 개선 및 운영 개선 방안으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제11권1호
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• pp.115-121
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• 2009

생물산업 연구단지에서 발생되는 폐수를 처리하기 위해 건설된 폐수처리장의 3차 처리시설로 hybrid 인 공습지 시스템을 적용하여 최종 방류수의 재이용가능성을 평가하였다. 폐수처리를 위한 1차 처리공정은 화학적 처리(약품 응집)이며, 2차 처리공정은 생물학적 처리(표준활성슬러지법)로 구성되어 있다. 3차 처리시설로서 hybrid 인공습지는 자연통풍시스템이 구비된 호기성 인공습지와 혐기/무산소성 인공습지가 순차적으로 연결된 시스템이다. Hybrid 인공습지로 유입되는 2차 생물학적 처리공정의 처리수 농도는 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균 농도가 각각 53mg/L, 48mg/L, 34mg/L 및 3mg/L로 나타났으며, hybrid 인공습지에서의 최종방류수의 BOD, SS, T-N 및 T-P의 평균농도는 각각 2.3mg/L, 1.2mg/L, 7.95mg/L 및 0.83mg/L로 나타나 하수처리수의 재이용권고수질기준과 비교할 때 조경용수나 세척용수 등의 용도로 직접 재이용이 가능한 수질이 확보될 수 있었다. Hybrid 인공습지는 반응조를 호기 및 혐기/무산소 조건으로 기능화 함으로서 높은 효율로 오염물질이 제거될 수 있었으며, 이러한 결과로부터 다양한 하수 및 폐수의 3차 처리시설로서 활용이 가능한 것으로 평가되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.247-255
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• 2016

강우 시 표면 유출에 의한 비점오염물질의 하천 유입은 도시 하천 관리에 부정적인 영향을 미치며 특히 강우 초기의 수질농도가 매우 높은 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 하천의 제외지 또는 유수지 등의 공간을 활용하여 침강 및 여과작용을 이용하여 최소한의 에너지 및 비용을 이용하여 오염물질을 정화시키면서 하천의 수질 및 수량 관리에 긍정적인 작용을 할 수 있는 장치와 시스템을 개발하고자 하였다. 빗물 자동 모니터링 시스템을 이용하여 초기 우수에 대한 유량 및 수질을 파악하였고 이를 토대로 처리 시스템의 설계 기준을 확립하고자 하였다. 초기우수 제어 장치는 침전 장치만으로도 총부유물질 (TSS) 84 - 95%, 총질소 (TN) 31 - 46%, 총인 (TP) 42 - 86%의 제거 효율이 나타났다. 또한 일기 예보를 통해 강우에 의한 유량 및 수질을 예측하고 처리장치의 상태 및 자동 모니터링시스템과 연계하여 시설을 종합적으로 관리할 수 있는 강우 유출 종합관리 시스템 ISTORMS (Integrated Stormwater Runoff Management System)를 개발하였다. 본 연구 결과는 도시 하천의 수질 및 유량 환경개선에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 기대된다.