• 한국환경복원기술학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.89-99
• /
• 2006

The growth and biomass of reeds(Phragmites australis) growing in a subsurface treatment wetland system were investigated from April 2003 to October 2003. Nitrogen(N) and phosphorous(P) concentrations in above-ground(AG) and below-ground(BG) tissues of reeds were examined and the removal rate of N and P by reeds were analyzed. The system, 29 m in length, 9 m in width and 0.65 m in depth, was constructed in June 2001 on a floodplain in the down reach of the Kwangju Stream in Korea in order to purify polluted water of the stream. A bottom layer of 45 cm in depth was filled with crushed granites(15~30 mm in diameter) and a middle layer of 10 cm in depth was filled with pea pebbles(10 mm in diameter). An upper layer of 5 cm contained course sand. Reeds were transplanted on the surface of the system, which were dug out of natural wetlands, and their shoots were trimmed 40 cm in height. The height and density of the shoots averaged 237.7 cm and 244.0 shoot/$m^2$, respectively, when the reeds grew fully. The maximum biomass of AG and BG tissues were 1,964 and 1,577 g/$m^2$, respectively, and the AG : BG ratio of biomass was 1.26. Mean AG and BG dry weights were recorded as 1,355 and 748 g/$m^2$, respectively. The AG and BG tissue concentrations of N averaged 12.37 and 10.01 mg/g, respectively, and those of P 2.37 and 2.03 mg/g, respectively. Inflow to the system averaged 40 $m^3$/day. The concentrations of total nitrogen(T-N) in influent and effluent were 8.4 mg/L and 3.2 mg/L, respectively, and those of total phosphorous(T-P) were 0.73 and 0.38 mg/L, respectively. The total removal of T-N and T-P by the system during the investigation period averaged 140.2 and 9.7 g/$m^2$, respectively, and the total uptake of N and P by the reeds were calculated as 24.39 and 4.73 g/$m^2$, respectively. Average removals of about 17% of N and about 49% of P by reeds were recorded. The N and P concentrations in AG tissues were significantly different among the three zones of the system:near to inflow(St1), in the middle of system(St2), and near to outflow(St3). The N and P concentrations in BG tissues were also significantly different among St1, St2 and St3. N and P concentrations in AG and BG tissues of reeds growing in St1 were higher than those in St2 and St3. The height and density of shoots of reeds in St1 were larger than those in St2 and St3. Significant amounts of N and P in the influent were taken up by reeds in St1.

• 한국환경농학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.433-441
• /
• 2000

A feasibility study was performed to examine the agronomic application of treated sewage on paddy rice culture by field experiment for two consecutive years. The domestic sewage was treated by the constructed wetland system which was in subsurface flow type and consisted of sand and macrophyte. The effluent of the wetland system was used for irrigation water. The effluent was diluted to maintain the total nitrogen concentration below $26mg{\cdot}L^{-1}$ in the first year and used without dilution in the second year experiment. Growth components and yields were compared against the CONTROL plot where conventional method was applied. And also, soil characteristics of the plots before and after reclaimed sewage irrigation were analyzed. Generally, addition of the treated sewage to the irrigation water showed no adverse effects on paddy rice culture, and even enhancement was noticed in both growth and yield. Irrigation of treated sewage after concentration adjusted with conventional fertilization showed the better result, and the yield exceeded that of CONTROL case where clean water was irrigated. Soil characteristics changed after irrigation, and significant EC increasing was observed for the reclaimed sewage irrigation plots. From this study, it appears that reuse of treated sewage, as supplemental irrigation water could be a feasible and practical alternative. For full-scale application, further study is recommended on the specific guideline of major water quality components in treated sewage for irrigation and public health.

• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제30권3호
• /
• pp.209-223
• /
• 2007

Twenty-four wetlands located in Higashi-Hiroshima City in West Japan were selected for this study in order to investigate both the relationship between aquatic plant composition and environmental conditions; and the relationship between changing land use patterns in the catchments and the concentration of different forms of nitrogen in the wetlands. The dominant and subdominant species which comprised the principal vegetation were determined based on a vegetation census conducted in each wetland during the growing season from June to August, 2006. The seasonal variations of water quality factors (pH, electrical conductivity, turbidity, dissolved oxygen, total dissolved solid, and temperature) and different forms of nitrogen such as nitrite, nitrate, ammonium, total nitrogen, dissolved organic nitrogen and dissolved inorganic nitrogen concentrations were analyzed as important indicators of water quality for the surface water of the wetlands. The surveyed wetlands were classified into three types (non-disturbed wetlands, moderately-disturbed wetlands and highly-disturbed wetlands), based on the degree of human disturbance to their catchment areas. An analysis of variance indicated that there was a significant difference among the wetland groups in the annual mean values of electrical conductivity, total dissolved solids, total nitrogen, nitrite, dissolved inorganic nitrogen and dissolved organic nitrogen. Classification of the wetlands into three groups has revealed a pattern of changes in the composition of plant species in the wetlands and a pattern of changes in nitrogen concentrations. A majority of the non-disturbed wetlands were characterized by Brasenia schrebi and Trapa bispinosa as dominant; with Potamogeton fryeri and Iris pesudacorus as sub-dominant species. For most of the moderately-disturbed wetlands, Brasenia schrebi were shown to be a dominant species; Elocheriss kuriguwai and Phragmites australis were observed as sub-dominant species. For a majority of the highly-disturbed wetlands, Typha latifolia and T. angustifolia were observed as dominant species, and Nymphea tetragona as the sub-dominant species in the study area. An analysis of land use and water quality factors indicated that forest area played a considerable role in reducing the concentration of nutrients, and can act as a sink for surface/subsurface nutrient inputs flowing into wetland water, anchor the soil, and lower erosion rates into wetlands.

• 한국습지학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.378-385
• /
• 2016

본 연구는 유수역에 적용 시 효율성을 높일 수 있는 HGM(Hydrogeomorphic) 기능 평가 틀을 제안 하였고, 이와 더불어 유수역에 적합한 기준습지를 습지보호지역 중 유수역에 해당되는 곳에 적용함으로써 기준습지의 활용성 제고를 목적으로 하였다. 기능평가는 기존의 HGM 평가 틀을 기반으로 하였으나, 유수역의 특성을 반영하여 수문학적, 생지화학적, 식물서식처, 동물서식처 기능에 따른 총 10개 항목의 기능지수(Functional Capacity Index, FCI)를 산정하였다. 유수역에 적합한 기능평가 틀의 각 항목별 지수를 하도 습지보호지역인 2개소의 습지에 적용해 본 결과 인공호안 하도습지인 담양하천습지는 제외지내 식생 분포 면적비율, 단위면적당 식물종수, 버드나무 분포 면적비율 등의 값이 높게 분석되었고, 이들 변수 값이 반영된 양분 순환(947,668.00), 식물종풍부도 및 특징적인 식생 군집 유지(6.39), 서식처의 공간구조적 유지(11.00) 등의 기능지수 값이 상대적으로 높게 분석되었다. 자연호안 하도습지인 한반도습지는 담양하천습지에 비해 하천 규모가 크고, 생물종다양성과 관련된 변수값이 높았으며, 이와 관련된 에너지 감쇄(17,805.16), 지표하 저류(0.54), 이입된 원소와 화합물 제거(103,052.73), 잔재생체량 유지(2.31), 산포 및 연결성 유지(6.50), 저서성무척추동물의 종다양성(1.60), 척추동물의 종다양성 및 종수(2.52/ 151.50) 등에서 기능지수 값이 상대적으로 높게 분석되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.235-242
• /
• 2018

운전시간이 경과함에 따라 공극폐색 문제로 인하여 수직 흐름형 습지의 기능은 저하되는데 이와 같은 문제는 폰딩(ponding)이나 월류 현상에 의하여 쉽게 관측할 수 있다. 공극폐색 잠재성을 조사하기 위하여 도로주변에 설치된 파일럿 규모의 습지 운전자료를 분석하였다. 습지에는 각각 우드칩과 마사(부석), 그리고 화산석을 충진하였다. 약 7개월 동안 도로 강우유출수 처리시험을 수행한 후 충진된 여재를 비운 후 여재 층별로 분류하여 여재에 의해 포획된 고형물 입자의 양과 특성을 분석하였다. 분석결과 대부분의 포획물질은 외부기인 부유물질 이었으며 다음으로 여재표면에 증식한 생물막인 것으로 나타났다. 특히 다른 여재와 비교하여 유기성 여재인 우드칩에서 생물막의 증식이 왕성하였다. 또한 전체 포획량 중 30% 이상이 상부 20cm 이내에 집중되어 있어 폐색으로 인한 폰딩 발생시 이 부분의 여재를 우선적으로 교체하여야 할 것으로 판단된다. 또한 모델계산 결과 우드칩 충진 습지에서 폐색에 도달하는데 약 2달 정도가 소요될 것으로 산출되었으나 실제로는 전혀 폐색 기미는 발생하지 않았는데 이는 강우시에만 운영되는 특성상 강우활동이 없는 무강우 기간 동안 포획된 유기물질이나 생물막이 자연적으로 분해되어 일정기간이 경과되면 공극이 회복되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.318-326
• /
• 2017

2008년부터 2013년까지 우리나라는 4대강 살리기 사업을 진행하면서 하천준설 및 습지 내 유원지화로 기존의 습지가 축소되거나 훼손되었다. 이에 환경적 측면을 고려해 대체습지를 조성하였으나, 이에 대한 관리가 미흡한 상태이다. 습지의 효율적 관리를 위해서는 먼저 습지의 기능을 평가하고 각 기능에 맞는 관리가 필요하다. 본 연구에서는 4대강 사업으로 조성된 강천습지를 대상으로 수정 HGM 방법을 이용하여 수문학적, 생지화학적, 동 식물서식처 기능을 평가하였다. 기능평가를 위한 변수를 산정하기 위해 4대강 사업 전과 사업 후의 강천습지에 대한 현황과 습지에 대한 자료 및 제원을 문헌조사 및 현장조사 그리고 수리 수문모델링을 통해 획득하였다. 기능평가 결과 4대강 사업 이후 수문학적 기능이 65.5%, 생지화학적 기능이 66.6%, 식물서식처 기능이 75%, 그리고 동물서식처 기능이 108.3%로 4대강 사업 이후 강천습지는 이전에 비해 78.9%의 기능을 수행하는 것으로 분석되었다. 수문학적 기능의 감소는 4대강 사업 이후 지표하 저류의 감소, 그리고 생지화학적 기능 및 식물서식처 기능의 감소는 4대강 사업으로 인해 강천습지 주변의 모래톱이 상당 면적 제거되었기 때문이다. 따라서, 감소한 기능을 보완하기 위해 습지 구역을 확장하고, 다양한 식물을 식재할 필요가 있다. 본 연구에서 사용된 수정 HGM 방법은 기존의 습지로부터 대체습지에 대한 개선 정도를 고려할 수 있으므로 조성된 대체습지를 효율적으로 관리하는데 활용할 수 있다. 또한 습지를 새롭게 조성할 경우 시간에 따른 조성 습지의 기능 변화를 평가하기에 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.379-392
• /
• 2010

최근 국내에서 인공습지는 하 폐수처리장 방류수의 후처리, 비점오염원 관리, 생태하천 복원 등 다양한 용도로 적용되고 있다. 그러나 인공습지가 설치되는 지역의 기후, 유입수의 특성, 지역적 특성 등에 따라 매우 영향을 많이 받기 때문에 인공습지 내에서의 오염물질의 제거기작은 확실하게 이해되고 있지는 않다. 그러므로, 이 연구에서는 인공습지 내에서 질소, 인을 중심으로 한 오염물질의 제거기작을 중심으로 살펴보았다. 그 결과, 질소 제거의 주된 기작은 인공습지 내의 근권(rhizosphere)에서의 질산화/탈질에 의한 것으로 판단되며, 인 제거의 주된 기 작은 인공습지내 여재 등의 기층(substrate)에서의 흡착에 의한 것으로 판단된다. 그러나, 인공습지내의 인의 거동은 산화/환원 전위(ORP), 흡착/탈착, 미생물의 작용 등에 따라 다양한 형태를 가질 수 있는 것으로 판단된다.

• 생태와환경
• /
• 제37권3호통권108호
• /
• pp.344-354
• /
• 2004

본 연구에서는 용수재이용을 위해 생활하수를 지하흐름형 인공습지로 처리한 후 연못시스템에 연결시켜 미생물과 각 수질인자들의 처리효과를 분석하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. SS의 농도는 얼음이 녹은 3월 초순에서 4월 초순까지는 10 mg $L^{-1}$ 이하의 매우 낮은 농도로 우리 나라 방류수 수질기준보다 낮은 농도를 유지할 수 있었으나 겨울이나 여름 특정기간에 농도가 높아서, 용수 재이용시 보건 ${\cdot}$ 위생적인 측면과 더불어 이용자에게 심미적인 불편함이 없어야 하므로 유출부에 여과시설 등 관리대책을 검토할 필요가 있을 것으로 생각된다. $BOD_5$는 식물의 생장과 미생물의 성장이 저조한 동절기의 농도 증가현상과 이들의 활동이 활발한 성장기의 감소현상을 뚜렷히 나타내었으나, 전체적으로는 국제적인 농업용수 재이용 수질기준보다 낮은 수준으로서 우려할 사항이 아닐 것으로 판단된다. 영양물질의 경우 DO가 상승한 호기성상태에서 T-N, T-P 농도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 수질개선을 목적으로 연못시스템을 이용할 경우 3월중에 상층부를 유출시키고 3월 이후에는 수심을 낮게 유지하여 심수층까지 호기성상태를 유지하는 것이 수질관리에 유리할 것으로 판단된다. 지하흐름형 인공습지에서의 미생물 처리효율은 TC, FC, E. coli 모두 평균 92 ${\sim}$ 96% 이상 높은 처리 효율을 보였으며, 인공습지 유출수가 연못시스템을 거치면서 추가로 평글 83 ${\sim}$ 90% 이상 제거되어 평균 대장균농도가 1,200MPN 100 $mL^{-1}$ 로써 인공습지와 연못시스템을 연계 ${\cdot}$ 적용한 후 농업용수로 재이용하거나 수계로 방류할경우 보건 ${\cdot}$ 위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 판단된다. 미생물의 소독은 대부분 태양광에 의해서 이루어지기 때문에 본 연구와 같이 연못 상층부에서 유출시킬 경우 높은 처리효율을 기대할 수 있을 것으로 생각하며, 대장균과 연못 내에 존재하는 생물들 사이의 상호작용을 정확히 이해하여 적절한 관리대책을 마련 할 경우 안정적인 방류수 농도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 자연정화로서 하수처리수를 고도 처리할 수 있는 인공습지와 연못시스템을 연계처리 하면 높은 미생물 소독효율을 나타내어 보건 ${\cdot}$ 위생상의 문제를 크게 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 인공습지와 연계한 연못시스템의 하수처리방식은 간단한 구조, 큰 완충능력, 적은 슬러지 발생, 간소한 유지 ${\cdot}$ 관리의 장점을 가지고 있어서, 소규모하수처리와 농업용수 재이용 기술로서 적용가능성이 클것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.456-461
• /
• 2006

The facility of constructed wet land combined with filter media was examined in order to improve the water quality of a polluted stream, which has been performed as a part of national projects. Throughout 2 years of operation for a stream, it can provide the design and operating parameters for the purpose of future construction. The influent flow rate was about 50% against the design capacity. The removal efficiencies of BOD, $COD_{Mn}$, SS, T-N and T-P were 62.9%, 47.1%, 74.8%, 22.4% and 33.5%, respectively. In order to keep this facility stable, the removal of surface filter media and supplement should be periodically conducted. In addition, the proper selection of sites is recommended not to be flooded.

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