• 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.

• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.61-70
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• 2012

본 연구에서는 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액을 단독 또는 혼합 주입한 회분식 혐기성 소화를 수행하여 바이오가스 생산 및 유기물 저감 효율 비교 평가를 통해 병합소화의 타당성을 검토하였다. 타당성 검토 대상은 M시에서 발생하는 하수슬러지 178 톤/일, 돈분뇨 해양 투기량 및 축산폐수처리장 유입량 150 톤/일, 음식물쓰레기 탈리액 소각량 8톤/일이다. 유기성 폐기물 별 혐기성 소화 특성을 회분식 실험을 통해 고찰한 결과, 검토된 보조기질(돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액)이 메탄수율, 메탄 생산성, 유기물 제거 효율 측면에서 하수슬러지에 비해 우수한 성능을 나타내었다. 하수슬러지, 돈분뇨, 음식물쓰레기 탈리액의 병합 소화를 수행한 결과, 대상 유기성 폐기물 전량을 하수처리장 소화조로 투입하는 경우, 하수슬러지 단독 소화 대비, 5.6 배$(530\;m^{3}\;CH_{4}/d\;{\rightarrow}\;2,968\;m^{3}\;CH_{4}/d)$ 높은 메탄생산 잠재량을 보일 것으로 나타났다. 다만 소화조 유출수가 기존에 비해 1.88 배 증가하고, 유출수 내 오염물질 부하(COD, T-N, T-P)가 3.79-4.92배 증가하는 것으로 나타났다. 병합소화는 하수처리장 에너지 자립화에 큰 기여를 할 수 있으나, 적용 시 하수처리장으로의 반송 등 소화조 유출수 처리 방안의 확보 방안이 함께 마련되어야 할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제43권3호
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• pp.369-376
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• 2010

국내산 이매패의 유기물 제어능을 극대화하기 위하여 '수로형 CROM'을 제작하고 채집 하천에서 가장 높은 출현을 보였던 말조개와 펄조개를 현장의 상대밀도 (7:3)와 동일하게 처리하여 12일 동안 운영하였고, 동일한 조건에서 실험도중 각 패류를 30%씩 추가하고 14일 동안 운영하면서 각 실험에서 CROM의 유기물 제어능 및 배설물 생산량을 조사하였다. 두 차례의 실험결과 1) 처리수의 SS와 Chl-$\alpha$의 뚜렷한 감소, 2) 암모니아와 배설물의 뚜렷한 증가, 3) 총질소와 총인의 유의한 감소 등의 결과를 얻었다 (t-test, P<0.001 for all). 이는 결국 두 종류의 국내산 이매패를 혼합 적용한 수로형 CROM은 기존의 '상자형이나 하천형 CROM'보다 처리효율이 높고 상대적으로 낮은 패류사망율 및 영양염 배출 등의 장점을 가지고 있어 현장적용에 유용할 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제29권2호
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• pp.152-158
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• 2010

본 연구는 맥주제조공장에서 발생하는 주정오니의 영양염류 용출특성 및 폐수중 존재하는 카드뮴(Cd)이온에 대한 흡착특성을 알아보고 이를 통하여 생물흡착제의 적용가능성을 알아보기 위하여 수행하였다. 흡착실험에 사용된 흡착제는 회화를 하지 않은 원시료(M-Raw)와 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$로 회화된 시료를 준비하여 증류수를 이용하여 용출실험을 하였으며 그 결과 원시료(M-Raw)의 경우 수중에 용출된 인 질소의 양은 $400^{\circ}C$로 회화시킨 시료(M-400)에 비해 각각 7배, 11배 이상의 용출량을 나타내었으며 이는 회화로 인하여 시료를 구성하고 있는 관능기가 대기중으로 방출되어 수중에 용출되는 양이 감소한 결과로 생각된다. TGA를 이용한 회화 실험결과 $260^{\circ}C\sim380^{\circ}C$범위에서는 급격한 무게감량이 일어 났으며, $380^{\circ}C$ 이후에는 완만한 무게감량이 일어나는 것을 볼 수 있는데 이는 생물흡착제를 구성하고 있는 성분들(cellulose, hemicellulose, lignin)의 서로 다른 분해온도로 인한 결과 로 생각된다. 또한, 회화 전 후의 표면변화를 관찰한 결과 회화를 거치지 않은 시료는 표면이 거칠고 불순물이 존재하는 반면, 회화를 끝낸 시료의 경우 표면의 불순물이 제거되고, 동시에 표면의 갈라짐을 관찰할 수 있었다. 회화 전 후의 생물흡착제 표면변화 및 특성을 알아보기 위하여 미세영상장비와 FT-IR을 사용한 결과, 회화온도가 올라갈수록 흡착제표면의 갈라짐이 관찰되었으며 관능기의 개수는 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 회화 전 후 시료의 FT-IR 분석결과 회화전 시료의 경우 3300 $cm^{-1}$ 부근에서 hydroxyl group 이 나타났으며 1080~1730 $cm^{-1}$ 범위에서는 여려종류의 관능기를 관찰할 수 있었다. 회화 전 1600~1080 $cm^{-1}$ 부근에서 관찰된 primary amine, secondary amine, aliphatic nitro compounds, aromatic phosphate 등의 작용기는 회화 온도가 증가할수록 spectrum이 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 중금속 흡착 실험결과 본 실험에서 사용된 생물흡착제의 카드뮴이온 제거율은 농도위 20 mg/L 이하에서 60~91%로 나타났으며, 흡착 평형을 이루는 시간은 3시간이 소요되었다. 실험결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적용시킨 결과 Langmuir 모델에 더 잘 부합되는 결과를 나타내었으며, 최대흡착량($Q_{max}$)은 회화를 시키지 않은 시료(M-Raw)의 경우 28.17 mg/g으로 매우 높은 수준을 나타내었다.

• 한국산림과학회지
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• 제87권2호
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• pp.270-275
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• 1998

송이산의 관리는 송이 균환의 환경관리를 의미한다. 따라서, 송이산의 관리는 송이 균환부를 건강하게 유지시키는 방법에 대한 집중적인 연구를 요구하며, 아울러, 균환부 생태계 내의 실질적인 활성을 평가하는 연구가 요구된다. 본 연구는 송이 균환부를 송이균의 통과 여부에 따라 균환 통과부, 균환부, 균환 예정지의 3개 지역으로 구분하여 토양의 이화학적 특성과 탈수소효소 활성에 차이가 있는지 조사, 고찰한 것이다. 송이 균환의 발달에 따라 토양내 양이온의 함량은 뚜렷한 변화가 없었지만, 유효인산이나 탄소, 질소의 함량은 균환부와 균환 예정지 사이에 차이가 인정되었다. 또한, 송이 균환부 탈수소효소의 활성도는 일반 성숙토양에 비하여 훨씬 낮아 송이 균환부는 성숙도가 낮으며 유가물이 적은 토양에 발달됨을 알 수 있었다. 따라서, 송이산의 관리가 실질적으로는 송이 균환의 관리라는 것을 감안할 때, 송이산 관리의 기준으로 탈수소효소를 지표로 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 낙엽긁기의 처리를 위해서 유기물 분해도의 지표인 탈수소효소의 활성도 측정법을 활용하도록 추천할 수 있을 것이다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제15권3호
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• pp.217-224
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• 2009

1. 여재순환장치는 사각프레임 형태로 설계 제작하였으며, 고액분리장치, 여재순환구 동축 및 날개, 압축공기 분사장치와 여재 및 액비배출장치로 구성되었다. 2. 고액분리한 돈슬러리를 장치에 투입하여 가동을 한 결과, 톱밥을 여재로 이용했을 때 $BOD_5$는 52.8, $COD_{Mn}$ 57.3, SS 26.9, T-N 71.0, T-P 30.9% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으며, 왕겨를 이용한 경우에도 톱밥과 비슷한 경향을 나타내었다. 3. 5회까지 순환시켜 침출된 액비의 비료 성분은 질소의 경우, 원슬러리에 비해 2/3 수준, 인산은 1/3 수준으로 줄어드는 경향을 나타냈으나, 칼리는 거의 변하지 않는 것으로 나타났다. 4. 침출액비의 악취 (암모니아, 황화수소)는 초기에 비해 상당한 수준으로 저감되었으며, 톱밥이 왕겨에 비해 비교적 효과가 높은 것으로 나타났다. 5. 여재순환장치 가동 전후의 돈슬러리내 미생물을 조사한 결과, 총세균과 부숙에 관여하는 것으로 추정되는 바실러스균은 증가하는 경향이었으며, 살모네라균은 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 6. 이상과 같은 결과로 볼 때, 악취저감 균질액비 생산장치를 이용하여 액비를 생산할 경우, 오염물질, 악취물질, 병원성세균 등이 감소하고, 부숙관여 유용미생물이 증가한 악취저감 균질액비 생산이 가능한 것으로 판단된다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제27권6호
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• pp.375-381
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• 2004

본 연구는 수도권 매립지에서의 침출수 처리 방류수와 같은 특수한 수질 내에서 우수한 생장의 갈대(Phragmites australis)를 선별하여 침출수 처리 방류수의 자연정화 방법 및 처리 효율을 확인하기 위해 실시하였다. 침출수 처리 방류수에 대한 우수 갈대의 선발을 위해 13개의 갈대 서식지로부터 수집한 갈대를 침출수 처리 방류수에서 배양하며 영양염류 제거, 생태-생리학적인 반응 및 생장율 등을 조사하여 선별하였다. 본 실험에서는 침출수 처리 방류수 내에서 우수한 생장을 나타낸 갈대와 자연계에서 분리한 도우미 미생물(효모, 유산균 및 광합성 세균 등)을 조합한 갈대-상(床; reed-bed)에 침출수 처리 방류수를 연속적으로 공급하면서 체류 시간 및 식재 밀도 차이에 따른 침출수 처리 방류수의 수질 정화 효율을 확인하였다. 침출수 처리 방류수를 공급하며 약 5주 후에 갈대-상을 통과한 배출수 수질을 분석한 결과, 색도(chromaticity)는 약 $29.5{\sim}36.9\%$. 총질소(T-N)는 약 $49.4{\sim}67.2\%$, 총인(T-P)은 약 $42.1{\sim}94.6\%$, 생물화학적 산소요구량($BOD_5$)은 약 $74.5{\sim}88.8\%$, 화학적 산소요구량($COD_{Mn}$)은 약 $15.6{\sim}20.8\%$, 총 고형물질(TDS)은 약 $17.5{\sim}35.4\%$ 그리고 염도(salinity)는 약 $15.3{\sim}34.7\%$ 등으로 감소되었다. 또한 체류시간은 생물화학적 산소요구량을 감소시키고 질소 및 인의 제거에 영향을 주었고 식재밀도는 인의 제거에 영향을 주었다. 이러한 결과로 갈대-상을 통해 처리된 생물학적 처리 배출수의 수질이 침출수 처리 방류수의 수질에 비해 향상되었음을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.61-71
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• 2007

본 연구는 국내 최대의 수질정화용 인공습지인 시화호 인공습지의 개방수역(open water)에서 식물플랑크톤에 의한 광합성특성 및 유기물생산력을 조사 평가하여 효율적인 습지관리를 위해 open water관리방안의 기초자료를 제공하기 위함이다. 식물플랑크톤의 광합성특성 및 1차 생산력은 유입수의 수질특성과 체류시간이 다른 반월천습지와 동화천습지의 open water에서 조사되었다. 조사기간 동안 시화호 인공습지내 5개 open water에서 식물플랑크톤에 의한 1차 생산력은 $481{\sim}11,275mgC\;m^{-2}\;day^{-1}$의 범위로 연중 부영양화 수준을 보였고 계절과 지점에 따라 변동이 컸다. 시화호 인공습지에서 식물플랑크톤의 P-I curve 모델계수를 통한 광합성특성은 두 습지로 유입되는 유입수의 상반되는 수질특성(인과 질소 농도)에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 최대광합성속도 (Pmax)는 $42{\times}1,014 mgC\;m^{-3}\;hr^{-1}$로 chi. ${\alpha}$ 농도와 양의 상관(R=0.47)을 보였다. 식물플랑크톤의 광합성효율을 나타내는 동화계수(AN)두 습지 모두 고습지와 저습지의 AN값의 차이를 보이지 않았지만 동화천습지의 AN값이 평균 8.5gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$로 반월천습지의 평균 5.8gC $gChl^{-1}\;hr^{-1}$보다 높은 값을 보여 인 농도가 높은 동화천습지에서 식물플랑크톤의 광합성효율이 큰 것으로 나타났다. 두 하천의 수질특성으로부터 식물플랑크톤의 광합성효율은 질소보다 인 농도 그리고 작은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 낮은 광도에 대한 광합성능력을 나타내는 초기기울기와 동화계수 사이에는 높은 양의 상관(R=0.81)을 보인 것으로 보아, 낮은 광조건에서 광합성능력이 큰 식물플랑크톤이 광합성효율도 큰 것으로 나타났다. 본 연구에서 시화호 인공습지의 open water에서 식물플랑크톤에 의한 유기물생산이 매우 높은 것으로 보아 식물플랑크톤이 습지의 수질 및 수처리효율에 영향을 미칠 것을 판단된다. 습지의 수처리효율을 향상시키기 위해서는 체류시간을 짧게 해주거나 open water의 면적을 줄여 식물플랑크톤의 증식을 억제하거나 또는 증식한 식물플랑크톤이 습지외부로 유출되지 않도록 하는 관리방안이 필요할 것으로 본다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권1호
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• pp.13-19
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• 2000

낙동강 원수에 대한 정수처리과정의 주요 공정인 응집과 여과에 미치는 조류의 장애를 조사하기 위하여 낙동강 하류지역인 칠서정수장 취수원에서 1995년 1월부터 1998년12월까지 발생되는 계절별, 종별 조류 천이과정과 조류가 응집과 여과에 미치는 영향을 실제 정수장에서 적용 사례를 중심으로 조사한 결과는 다음과 같다. 취수원인 낙동강의 Chlorophyll-a 농도는 최저 $20.7{\mu}g/l$ 에서 최고 $180.9{\mu}g/l$ 이었고,총질소와 총인의 농도는 각각 3.4mg/l 와 0.1mg/l 이상으로 년중 과영양상태로 평가되었다. 조류 우점종은 $Stepanodiscus\;sp.\;{\to}\;Asterionella\;sp.\;{\to}\;Melosira\;sp.\;{\to}\;Microcystis\;sp.\;{\to}\;Synedra\;sp.\;{\to}\;Stepanodiscus\;sp.$로 천이되었다. 정수장애는 여과시 폐쇄 및 응집, 침전불량 이었고, 장애 발생빈도는 Stepanodiscus sp.와 Synedra sp.가 각각 42%와 38%이었다. 조류 개체수가 Stepanodiscus sp.와 Synedra sp.는 각각 1,820cells/ml와 800cells/ml일 때 정수장애가 시작되었다. Chlorophyll-a 농도가 $18.9{\mu}g/l$ 일 때 Alum과 PACS의 최적응집제 주입량은 각각 40mg/l 과 16mg/l 에서 처리수 탁도가 가장 양호하였으며, Chlorophyll-a 농도가 $154.1{\mu}g/l$ 로 증가될 때 Alum과 PACS의 최적응집제 주입량은 각각 75mg/l 과 35mg/l 에서 처리수 탁도가 양호하여 Chlorophyll-a 농도가 증가할수록 응집제 주입량이 증가하였다. 응집제를 최적으로 주입하였을때의 조류 제거율은 Stepanodiscus sp. 경우 Alum과 PACS 주입량이 각각 60mg/l 과 30mg/l 일 때 각각 85%와 83%이었으며, Synedra sp. 경우 Alum과 PACS 주입량이 각각 50mg/l 과 25mg/l 일 때 각각 79%와 81%이었다. 여과지에 유입된 Synedra sp.의 개체수가 1,500cells/ml일 때 여과지 폐쇄를 유발하였고, 이 때 여과지속시간은 8hr이었다. 여과지 폐쇄를 일으키는 대부분의 조류는 안트라사이트 표층으로부터 10cm 깊이에서 억류되었으며, Synedra sp.는 표층 5cm 깊이에서 97% 억류되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제42권1호
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• pp.52-62
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• 2023

This study focused on determining the specific causes and prevention methods of mass fish deaths occurred in five reservoirs (Gagugi, Neupgokgi, Danggokgi, Sagokji, and Hangokji) in Andong-si. For this purpose, a survey of agricultural land and livestock in the upper part of the reservoirs and analysis of water quality in the reservoir irrespective of whether it rains or not were conducted. We attempted to examine the changes in dissolved oxygen (DO) in the surface and bottom layers of reservoirs and changes in DO depending on the amount of livestock compost and time. Based on the above investigations, treatment plans were established to efficiently control the inflow of contaminated water into reservoirs. The rainfall and farmland areas in the upper part of the reservoir were investigated using Google and aviation data provided by the Ministry of Land, Infrastructure, and Transport. The current status of livestock farms distributed around the reservoirs was also examined because compost from these farms can flow into the reservoir when it rains. Various water quality parameters, such as phosphate phosphorus (PO₄-P) and ammonium nitrogen (NH₃-N), were analyzed and compared for each reservoir during the rainy season. Changes in the DO concentration and electrical conductivity (EC) were also observed at the inlet of the reservoir during raining using an automated instrument. In addition, DO was measured until the concentration reached 0 ppm in 10 min by adding livestock compost at various concentrations (0.05%, 0.1%, 0.3%, and 0.5% by wt.), where the concentration of the livestock compost represents the relative weight of rainwater. The DO concentration in the surface layer of reservoirs was 3.7 to 5.3 ppm, which is sufficient for fish survival. However, the fish could not survive at the bottom layer with DO concentration of 0.0-2.1 ppm. When the livestock compost was 0.3%, DO required 10-19 h to reach 0 ppm. Considering these results, it was confirmed that the DO in the bottom layer of the reservoir could easily change to an anaerobic state within 24 h when the livestock compost in the rainwater exceeds 0.3%. The results show that the direct cause of fish mortality is the inflow of excessive livestock compost into reservoirs during the first rainfall in spring. All the surveyed reservoirs had relatively good topographical features for the inflow of compost generated from livestock farms. This keeps the bottom layer of the reservoir free of oxygen. Therefore, to prevent fish death due to insufficient DO in the reservoir, measures should be undertaken to limit the amount of livestock compost flowing into the reservoir within 0.3%, which has been experimentally determined. As a basic countermeasure, minerals such as limestone, dolomite, and magnesia containing calcium and magnesium should be added to the compost of livestock farms around the reservoir. These minerals have excellent pollutant removal capabilities when sprayed onto the compost. In addition, measures should be taken to prevent fish death according to the characteristics of each reservoir.