• 대한환경공학회지
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• 제35권5호
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• pp.381-387
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• 2013

UASB-ABF (Up-flow anaerobic sludge blanket-aerated bio-filter) 시스템을 이용한 하수의 혐기성처리 방법에서 질소와 인을 제거하는 공법에 대하여 연구하였다. 160일간의 UASB-ABF 시스템을 운영한 결과 유출수 반송을 통하여 TCOD뿐만 아니라, TN과 TP를 효율적으로 제거할 수 있었다. 무반송의 경우 UASB 반응조에서 유기물 제거효율은 64%에 머물었으나, 반송률 120%, 180%, 240%로 증가한 결과 각각 92%, 95%, 96%로 향상되었다. 반송률 180% 이상에서는 유기물 제거효율 증가폭은 크지 않았다. ABF 유출수 반송으로 TN 제거효율이 크게 향상되었다. TN 제거효율은 무반송 조건일 때 18%에서 82%로 향상되었으며, UASB에서 지속적인 유기물질 제거로 인하여 ABF에서 질산화효율은 안정적으로 95% 이상으로 타나났다. ABF 유출수 반송으로 TP 및 $PO{_4}^{3-}$-P 제거효율이 모두 향상되었다. TP의 경우 무반송에서는 거의 제거되지 않았으나, 반송률이 120%, 180%, 240%에서는 각각 51%, 63%, 71%로 향상되었고, 주로 UASB에서 제거되었다.

• 유기물자원화
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• 제17권4호
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• pp.91-102
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• 2009

본 연구에서는 축산자원화물을 농지에 주입 시 유출 및 침출에 의하여 삭감되는 축분자원화물의 전환율을 산정하고자 실험실 시험을 실시하여 조사 및 분석하였으며 결과는 다음과 같다. 강우강도의 증가에 따라 농지로부터 유출유량도 증가하는 경향을 보였다. 침투수의 유량은 강우강도 20mm/hr 미만에서는 강우의 대부분이 지하로 침투하였으며, 32.4mm/hr 이상의 강우강도에서는 5.0L로서 거의 유사하거나, 다소 감소하는 경향을 보였다. 토양의 구성성분과 다짐의 정도가 유사할 경우 표면유출은 강우강도의 크기에 의존함을 알 수 있었다. 액비를 시비한 경우, 표면유출수의 유량은 퇴비를 시비한 반응조와 거의 유사하였으며, 침투수의 유량은 퇴비 시비시보다 작게 나타났다. 오염물질의 항목에 따른 농지유출비는 BOD가 0.00003, $COD_{cr}$은 0.00006, TN은 0.00056, TP는 0.00011, 그리고 TOC는 0.00005로서 항목에 따라 다소 차이가 있었다. 특히, TN 유출비는 타 항목에 비하여 10배 이상의 높은 값을 보였다. 한편, SS의 경우 농지유출비는 0.001로 매우 높게 나타났는데, 이는 시비된 오염물질의 유출이라기보다는 토양자체의 미세한 콜로이드성 입자의 유출에 기인하는 것으로 판단된다. 32.4~57.1mm/hr의 모든 강우강도를 고려할 때, 자원화물이 농지에서 삭감되는 농지 삭감비는 BOD의 경우 퇴비는 94.9~98.4%, 액비는 85.8~98.1%의 높은 범위를 보였다. TN은 퇴비의 경우 96.6~98.4%의 범위를 보였으며, 액비의 농지 삭감율은 97.2~98.5%의 범위로서 대부분의 자원화물이 농지에서 삭감되는 것으로 조사되었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권3호
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• pp.259-270
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• 2017

본 연구는 실증규모의 반포화 순환식 인공습지에서 도로 강우유출수를 처리하여 습지의 성능분석, LID 기능 및 다른 LID-BMP 시설과의 처리효율을 비교하였다. 강우시 모니터링을 바탕으로 연구대상 습지의 저감효율을 산정한 결과 TSS 저감효율은 평균 92%, COD, TN, TP는 각각 평균 63%, 36%, 75%로 분석되었으며 다른 시설과 직접적인 비교는 불가능하지만 SA/CA 비율에 따른 오염물질 저감효율을 분석한 결과 연구대상 시설의 SA/CA 비율이 낮았음에도 불구하고 유사한 수준의 효율을 보였다. 또한, 전체 강우유출수의 18%만을 처리하여 약 70%의 오염물질을 저감할 수 있는 시설의 성능을 보였다. 연구대상 습지(합성섬유 충진)와 동일한 형태로 제작되어 직접적인 비교가 가능했던 유기성 여재를 충진한 습지와의 비교 결과 TSS, TP는 유사한 처리성능을 보였으며, COD는 유기성 여재에서 용출되는 유기물질의 영향으로 연구대상 습지에서 높은 효율을 보였으나 TN은 유기성 여재에서 자체 공급되는 유기탄소의 영향으로 유기성 여재를 충진한 습지에서 높은 효율을 나타내었다. 한편 초기 강우유출수 포착장치를 갖춘 본 연구대상 습지에서 그렇지 않은 침투도랑 습지의 성능을 비교분석한 결과 훨씬 안정적인 처리성능을 얻을 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제20권1호
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• pp.54-62
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• 2018

다양한 토지이용에서 발생된 영양염류는 수계 유입시 부영양화를 유발하며, 녹조발생의 원인물질이 되기에 비점오염원으로부터 영양염류를 저감하기 위한 LID 기법의 적용이 필요하다. 본 연구는 영양물질의 저감효율을 높이기 위한 하이브리드 인공습지(HCW)의 설계인자를 도출하고자 수행되었다. 하이브리드 인공습지는 공주대학교 천안캠퍼스내 100% 불투수층으로 이루어진 주차장 및 도로의 강우유출수 처리를 위하여 2010년에 조성되었으며, 현재까지 모니터링이 수행 중이다. 하이브리드 인공습지의 조성 이후 현재까지 수행 중인 모니터링 결과를 활용하여 산정한 TN의 평균 제거효율은 74%였으며, TP의 평균 제거효율은 72%로 나타났다. 이러한 TN 및 TP 제거효율은 일반적인 인공습지에 비하여 높은 제거효율이며 자유수면 습지 및 지표하 흐름습지에서의 활성화된 물리적 및 생태학적 기작에 기인한다. 하이브리드 인공습지의 효율적 영양물질 저감을 위한 중요설계인자는 유역면적 대비 시설면적의 비(SA/CA), 강우유출량, 강우강도 등으로 나타났으며, 영양물질 제거를 위한 최적 유입수의 C/N 비는 5:1에서 10.3:1로 산정되었다. 본 연구 결과는 도시지역의 강우유출수 내 영양염류를 고효율로 처리하고자 하는 하이브리드 인공습지의 효율적 설계에 사용 가능하다.

• 한국수산과학회지
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• 제29권6호
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• pp.779-786
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• 1996

The main purpose of this study was to estimate the role of dissolved inorganic nitrogen (DIN) released from sediment and denitrification process in sediment on the nitrogen budget of Hiroshima Bay by means of collecting data on distributions and budgets of nitrogen and phosphorus in the bay, DIN fluxes across sediment-water interface and denitrification rates in the sediments of the same area. The TN : TP and DIN:DIP atomic ratios of the discharged freshwater were about 26 and 21, respectively. The standing stocks in the seawater of the TN : TP atomic ratio varied from 8 to 14 with an annual mean value of 11, while the DIN : DIP atomic ratio varied from 10 to 15 with an annual mean value of 12 in the bay. The residence time of nitrogen and phosphorus were estimated to be about 109 days and 200 days in the bay, respectively. The proportion of DIN released from sediment and denitrification rate to the loading of total nitrogen into Hiroshima Bay were $45\%\;(37\~82\%)\;and\;13\%(0.0\~37\%)$, respectively, and the amount of nitrogen through denitrification process was 6.5 times larger than the outflow of nitrogen from the bay. The results show that DIN released from sediment and denitrification process in sediment play important roles on the nitrogen budget in Hiroshima Bay.

• 생태와환경
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• 제42권4호
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• pp.432-440
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• 2009

During the period of past fifteen years (1992~2006), variations of chlorophyll a in relation with water quality in freshwater reservoirs were investigated. This study compared total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), chlorophyll a, Secchi depth (SD) and total suspended solids (TSS) between terrestrial freshwater reservoir and coastal freshwater reservoir systems based on their location. Regression analyses (linear and non-linear regressions) were applied for all study sites to examine relationship and interaction of these factors in the freshwater systems from in-land to coasts. The results demonstrated that chlorophyll a was significantly correlated to total phosphorus ($R^2=0.94$, P<0.0001) and was remarkably related to TSS increase ($R^2=0.63$, P<0.0001) in the selected reservoirs. The TN : TP ratio in the reservoir systems was higher than Redfield ratio (16 : 1) indicating that the reservoirs are potentially experiencing P limitation. Water quality of coastal freshwater reservoir system was more significantly decreased than the reservoirs located in in-land during the past fifteen years. The strict management of nutrient discharge into freshwater systems should implemented in the coastal reservoirs since the freshwater is introduced into coastal estuarine systems.

• 한국물환경학회지
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• 제23권3호
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• pp.367-370
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• 2007

Numerous sets of simulation were conducted in order to find out the optimum operational conditions of the existing BNR process using GPS-X program. The model of ASM3 and modified Bio-P module were applied for simulations. From the result of this study, effluent quality was closely related with the step feeding rate and influent C/N ratio. The effluent TN concentration seemed to be significantly affected by step feeding rate at the low C/N condition. But at the high C/N condition, the effluent concentration of TP rather than that of TN was affected by the control of step feeding rate.

• 생태와환경
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• 제41권3호
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• pp.412-421
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• 2008

동복호의 식물플랑크톤 성장을 제한하는 영양염을 파악하기 위하여 기존자료 분석과 계절별 영양염 첨가 배양 실험을 실시하였다. 장기간 자료를 분석한 결과, TN과 TP는 강우와 유의한 상관성을 보였지만 DIN, DIP는 강우와 유의한 상관성을 나타내지 않았다. TN/TP와 DIN/DIP는 16 이상의 결과를 나타냄으로서 인산염에 의하여 식물플랑크톤의 성장이 잠재적으로 제한될 수 있음을 확인하였다. 영양염 첨가 배양 실험을 수행한 결과, 모든 계절에서 클로로필 a가 인산염 첨가군에 반응을 나타내었지만 암모니아, 질산, 규산염과 같은 영양염에 대해서는 크게 반응하지 않았다. 또한 크기에 따른(net and nano size) 식물플랑크톤의 반응 역시 인산염에서 반응을 나타냄으로서 인산염이 식물플랑크톤의 성장을 제한하는 영양염임을 검정하였다. 가을철 배양실험에서 배양 전과 배양 후 인산염 첨가군의 우점종 변화를 보면, 배양 전에는 일부 유글레나류가 우점을 나타내었지만, 배양 후 인산염 첨가군에서는 규조류의 우점을 나타내었다.

• 생태와환경
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• 제40권1호
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• pp.121-129
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• 2007

본 연구는 부영양 저수지에서 남조류의 발달과 천이에 영향을 미치는 요인들과 그 결과를 평가하기 위하여, 2003년 3월부터 2004년 2월까지 현장 조사를 통하여 남조류 종조성과 밀도변화, 침전특성, 퇴적물 특성을 분석하였다. 또한 인, 수온, 광도를 달리한 조건에서의 남조류 성장률을 비교하였다. 식물플랑크톤은 봄철(3${\sim}$4월)에 규조류와 편모조류가 우점한 시기를 제외하고는 연중 남조류가 우점하였고, 7월과 11월에 높은 밀도 증가가 관찰되었다. 남조류 우점기간 중 5월에는 Oscillatoria spp., 6월에는 Aphanizomenon sp.이 우점하였고, 7월부터 11월까지는 Microcystis spp.가 우점종으로 나타났다. Oscillatoria spp.가 우점하고 침강율이 높았던 5월에는 수온, 광도 그리고 TN/TP비가 높았던 반면, Microcystis spp.가 우점한 7월부터 11월까지의 TN/TP비는 상대적으로 낮은 범위 (평균 27)를 보였다. 침강속도는 규조류가 우점한 3월 가장 높았고, 남조류의 우점종 기간 중에서는 5월과 10월이 다른 시기와 비교할 때 빨랐다. 퇴적물의 C/N비는 $6{\sim}8$의 범위였고, 간극수내 무기인의 농도는 심층에 산소농도가 희박(<2mg $O_2$ $L^{-1}$)하였던 시기에 감소하였다. 남조류의 성장률은 영양염 농도와 수온에 크게 의존하였고, 특히 높은 인 농도는 낮은 수온에서도 남조류가 발달하는 원인으로 나타났다. 본 연구의 결과는, 인이 충분하게 공급되는 국내의 많은 소형 부영양 저수지에서 연중 남조류의 발달과 지속가능성을 시사하며, 수질개선과 조류제어를 위해 인의 저감(특히, 퇴적층 관리)을 매우 중요하게 고려해야 함을 강조한다.

• 환경생물
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• 제17권4호
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• pp.529-541
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• 1999

대청호의 중.하류 주요지점에서 수질특성을 파악하기 위하여 환경요인과 식물플랑크톤의 변동을 98년 6월부터 99년 6월까지 매월 조사하였다. 환경요인 중 수온, DO및 pH는 각각 5.3~27.7$^{\circ}C$, 6.2~13.8 mgO$_2$/1 및 6.4~9.5 범위로서 계절적 영향이 컸다. 무기영양염 중 NH$_4$, NO$_3$, SRP 및 SRSi 농도는 각각 18~104 $\mu$g N/1, 79~1,111 $\mu$g N/1, 0~16 $\mu$g P/1 및 0~3.0 mg Si/l 범위였다. 무기질소 중 NH$_4$ 는 NO$_3$의 5.5~7.2%수준이었다. NO$_3$는 하계에만 다소 낮았고 다른 시기에는 거의 일정하였다. SRP와 SRSi농도는 남조류가 우점하는 하계에 증가하였고 수온이 감소된 10월 이후에 규조류의 증가와 함께 SRP와 SRSi농도가 감소하였다. 따라서 SRSi는 SRP와 더불어 조류 생장에 밀접한 관련성이 있는 영양염으로 평가되었다. Chl-$\alpha$ 평균농도는 8~12 $\mu$g/1 범위로서 하류(댐)에서 가장 낮았다. 또한 하절기에 TN/TP비가 감소할수록 chi-$\alpha$ 농도는 증가하였고 TN/TP비의 평균값은 110으로서 조류의 생장에 대해 P 제한성이 강하였다. 식물플랑크톤의 변동은 계절에 따라 소수종이 우점하는 특성이 관찰되었다. 하계에는 남조류 Anabaena, Microcystis 및 Oscillatoria속 조류가 주로 초여름부터 늦가을까지 발생하여 번무하였다. 이 중에서 A. spiroides v. crassa는 0.3~2.0$\times$$10^4$cells/ml, M. aeruginosa는 6.4$\times$$10^2$~1.0$\times$$10^4$cells/m1 및 O. limosu는 4.6$\times$$10^3$~1.6$\times$$10^4$ cells/ml 범위로서 변화 폭이 가장 컸다. 반면 동계에는 규조류 Stephanodiscus속 조류가 11월~4월에 평균 4.9$\times$$10^2$cells/m1수준이었고 1월에 평균 세포수가 1.3$\times$$10^3$ cells/ml로 많아 중요종으로 볼 수 있었다.