• 한국환경복원기술학회지
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• 제8권5호
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• pp.1-9
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• 2005

This study was conducted to investigate the effect of aquatic plant as a botanical air purification on the indoor air pollution by formaldehyde. Three aquatic plants such as Eichhornia crassipes, Cyperus alternifolius, Echinodorus cordifolius, were selected for this study and they were placed in the artificially contaminated chamber under laboratory condition. The results showed that all three plants could remove the formaldehyde from the contaminated air system effectively. Reduction in the formaldehyde levels by Eichhornia crassipes, which is the floating plant, might be associated with the factors of plant and water. Reduction in the formaldehyde levels by Cyperus helferi and Echinodorus cordifolius, which were emergent plant, was due to the complex effect of plant, soil medium and water. In aquatic plant system, dissolution, microbial degradation in rhizosphere, uptake through root and shoot, sorption to soil and shoot, hydrolysis are known as the main mechanisms of water soluble pollutants in the given system. The advantages of indoor air quality control system using aquatic plants can be; 1) various purifying mechanisms than foliage plants, 2) effective for decontamination of water soluble pollutants; 3) easy for maintenance; 4) diverse application potential. Therefore it was suggested from the results that indoor air control system of aquatic plants should be more effective for reduction of indoor air pollutants.

• 한국습지학회지
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• 제6권2호
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• pp.57-63
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• 2004

습지는 환경 생태적으로 다양한 기능을 가지고 있으며, 이 중 특히 수질정화기능에 초점을 두고 전 세계적으로 1000여개 이상의 습지가 수처리 및 수질개선에 이용되고 있다. 자연습지 및 인공습지를 이용한 수처리 과정에서 BOD, SS, N, P, 대장균과 중금속의 제거효율을 확인한 결과, BOD의 제거효율은 약 84%로 가장 높게 나타났으며, 질소의 제거효율은 48%로 가장 낮았다. 또한 인의 제거효율은 평균 67%이며 유입되는 인의 농도가 높을수록 인의 처리 효율이 떨어지는 것을 알 수 있었다. 국내 관련연구의 경우, 대부분 습지의 유입수와 유출수의 농도 변화조사와 식물체내 영양염류 농도 조사가 주를 이루어 실질적으로 인공습지 내에서 영양염류가 제거되는 기작을 밝히는 연구 및 영양염류 제거에 관여하는 미생물에 관한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 수질정화에 최적의 인공습지 건설 및 운영이 가능하기 위해서는 복합적 영양염류 제거기작의 규명 및 지질학적, 수리학적인 연구가 병행되어야 할 것이다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제26권8호
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• pp.500-513
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• 2023

The effects of prolonged photoperiod (additional night lighting) were investigated on the production of Ocimum basilicum (lemon basil) and fish/crayfish raised in a nutrient film technique aquaponic system. Hybrid lemon fin barb and red claw crayfish juveniles were co-cultured with O. basilicum and subjected to 12 h of ambient natural daylight and additional 0, 4, 8, and 12 h of night lighting for 14 weeks (two batches of 7 weeks each). The water quality parameters and the performance characteristics of the fish/crayfish/plant were evaluated, and the nutri- ent uptake (nitrogen, phosphorus, and potassium) in the system by the three organisms was also measured. The fish growth performance showed no significant differences (p > 0.05) in all the growth parameters measured across the treatments. The body proximate and nitrogen, phosphate, and potassium (NPK) composition of the fish and crayfish were not significantly (p > 0.05) different across the treatments. Similarly, there was no significant difference (p > 0.05) in the NPK uptake by the fish and crayfish across the treatments. The plant growth performance showed that there were no significant (p > 0.05) differences in the plant growth parameters measured, except for % plant height gained in the 12 h-light treatment (403.2 ± 26.0%) which was significantly (p < 0.05) higher than other treatments and cycles. Hence, this study demonstrat- ed that varying supplementary night lighting has no significant effect on the growth performance of O. basilicum, hybrid lemon fin barb, and red claw crayfish. This study, therefore, suggests that supplementary night lighting should not be considered for O. basilicum production as it does not significantly improve the performance characteristics of the plant nor the fish co-cultured with it in a polyculture aquaponic system.

• 한국환경농학회지
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• 제26권1호
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• pp.25-35
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• 2007

인공습지나 수변녹지 및 완충 저류지와 같은 수질정화시설을 조성하는데 이용할 수 있는 수생식물을 선발하고자 낙동강 하류에 자생하는 수생식물과 외래 수생식물, 습생작물을 대상으로 부영양화 성분(T-N, T-P) 및 EC 관련 무기성분에 대한 정화능력을 검정하였다. 수생식물의 생육기간 동안 $225{\sim}444\;L\;m^{-2}$ 범위의 생활오폐수를 사용하였으며, 건물생산량이 많았던 벼와 부들, 줄, 비자루국화, 율무, 털물참새피 등이 350 L $m^{-2}$ 이상으로 가장 많은 생활하수를 소모하였다. 질소와 인의 체내흡수량과 실제 정화능력(정화효율 및 정화량) 및 수확 후 토양을 분석한 결과, 초장이 크면서 건물량도 많았던 벼, 비자루국화, 부들, 율무, 털물참새피, 줄 등이 부영양화성분에 대한 우수 정화식물로 선발되었다. 무기성분 중 K에 대한 정화력은 부영양화성분의 우수 정화식물로 선발된 수생식물과 더불어 물상추와 부레옥잠이 높은 결과를 보였다. EC와 관련이 높은 Ca와 Na, Cl에 대한 정화효과가 우수한 수생식물로는 물상추와 부레옥잠, 털물참새피가 선발되었으며, 특히 털물참새피는 $SO_4$에 대한 정화효과도 뛰어났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권3호
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• pp.400-407
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• 2011

비점오염원 저감을 위한 신평천 인공습지의 수생태적 특성을 평가하기 위해 수질내 영양염류 처리효율, 수생식물의 무기성분 흡수량 그리고 퇴적물내 화학적 특성을 평가하였다. 유입원수의 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 함량은 각각 0.07~1.47, 0.60~2.65, 0.50~4.60, 1.38~6.26 및 $0.08{\sim}0.32mg\;L^{-1}$ 범위이었으며, 평균 처리효율은 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P가 각각 14, 6, 18, 24 및 10%로서 전반적으로 영양염류의 처리효율이 낮았다. 수생식물내 T-N 흡수량은 8월에 갈대가 $2^{nd}$ 처리조에서 $813mg\;plant^{-1}$ 부들이 $3^{rd}$ 처리조에서 $1,172mg\;plant^{-1}$ 로 최대 흡수량을 보였고, T-P 흡수량도 8월에 갈대가 $2^{nd}$ 처리조에서 $247mg\;plant^{-1}$, 부들이 $3^{rd}$ 처리조에서 $359mg\;plant^{-1}$ 로 최대 흡수량을 보였다. 퇴적물내 O.M, T-N 및 T-P 함량은 $1^{st}$ > $2^{nd}$ > $3^{rd}$ 처리조 순으로 높았으며, 시기별로는 큰 차이 없이 유사한 경향이었다. 퇴적물내 처리단계별 microbial biomass C/N/P의 비율은 $1^{st}$, $2^{nd}$ 및 $3^{rd}$ 처리조에서 각각 78~110/3~6/1, 73~204/1~6/1 및 106~169/1~6/1이었다. 이상의 결과를 미루어볼 때 신평천 인공습지는 수생태적 측면에서 전반적으로 유입수의 오염부하량이 낮아 습지생태계 유지를 위한 영양영분이 부족하여 향후 수생태계의 미생물과 수생식물 안정화를 위한 운영방안이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.121-130
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• 2012

본 연구에서는 2011년 6월부터 11월까지 충청남도 논산시 양지리의 가축폐수 처리를 위해 조성된 인공습지에서 정수식물인 갈대의 처리공정별 계절별 생물량 변이와 질소 인의 흡수량, 수처리 효율을 파악하기 위하여 수행되었다. 조사기간 동안 인공습지 내 갈대의 총 생물량은 200.1 ~ 669.4 kg의 범위로 보이며 계절별 총 생물량은 7월에 669.4 kg로 가장 높게 나타났다. 인공습지 내 갈대의 지상부 질소 함량은 $21.9{\pm}0.6{\sim}32.1{\pm}1.5mg/g$, 지하부는 $15.1{\pm}5.5{\sim}24.9{\pm}5.7mg/g$, 인의 함량은 지상부에서 $1.5{\pm}0.3{\sim}2.4{\pm}0.2mg/g$, 지하부는 $1.6{\pm}0.6{\sim}2.5{\pm}0.6mg/g$의 범위로 조사되었다. 인공습지 내 갈대의 질소 흡수량은 9.7 ~ 28.0 kg, 인의 흡수량은 0.7 ~ 2.8 kg의 범위로 조사되었다. 질소의 흡수량은 7월에 28.0 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 9.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인의 흡수량은 6월에 2.8 kg으로 가장 높게 나타났으며 11월에 0.7 kg으로 가장 낮게 나타났다. 인공습지로 이입되는 가축폐수의 질소 인 저감 효율은 각각 23.0, 59.1 %로 조사되었다. 본 연구결과는 향후 인공습지 내 오염물질 및 영양염류 순환 도출에 기여할 것으로 판단된다.

• Environmental Engineering Research
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• 제14권4호
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• pp.226-236
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• 2009

The performance of phytoremediation has proven effective in the removal of nutrients and metals from aqueous systems. However, little information is available regarding the behavior of pesticides and their removal pathways in aquatic environments involving plant-uptake. A detailed understanding of the kinetics of pesticide removal by plants and information on compound/plant partition coefficients can lead to an effective design of the phytoremediation process for anthropogenic pesticide reduction. It was determined that the reduction rates of four organophosphorus (OP) and two organochlorine (OC) pesticides (diazinon, fenitrothion, malathion, parathion, dieldrin, hexachlorobenzene [HCB]) could be simulated by first-order reaction kinetics. The magnitude of k was dependent on the pesticide species and found within the range of 0.409 - 0.580 $d^{-1}$. Analytical results obtained by mass balances suggested that differential chemical stability, including diversity of molecular structure, half-lives, and water solubility, would greatly influence the removal mechanisms and pathways of OPs and OCs in a phytoreactor (PR). In the case of OP pesticides, plant accumulation was an important pathway for the removal of fenitrothion and parathion from water, while pesticide sorption in suspended matter (SM) was an important pathway for removal of dieldrin and HCB. The magnitude of the pesticide migration factor (${\Large M}_p^{pesticide}$) is a good indication of determining the tendency of pesticide movement from below- to above-ground biomass. The uncertainties related to the different phenomena involved in the laboratory phyto-experiment are also discussed.

• 한국환경농학회지
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• 제22권1호
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• pp.70-73
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• 2003

Nitrate contamination in the aquatic systems is the primary indicator of poor agricultural management. The influence of sewage sludge application rates (0, 10, 25, 50 and 100 dry Mg/ha) on distribution of nitrate originating from the sewage sludge in soil profiles was investigated. Soil profile monitoring of nitrate was carried out with a Lakeland clay soil in 1997. Irrespectively of the sewage sludge application rates up to 50 dry Mg/ha, the concentration of $NO_3$-N at the 120 cm depth was below 10 mg/kg and the difference due to the amount of sewage sludge application was negligible at this depth. There was virtually no $NO_3$-N below 120 cm depth and this was confirmed by a deep sampling up to 300 cm depth. Most of the nitrate remained in the surface 60 cm of the soil. Below 120 cm depth nitrate concentration was very low because of the denitrification even at high sewage sludge rate of 100 dry Mg/ha. The $NO_3$-N concentrations in the soil fluctuated over the growing season due to plant uptake and denitrification. The risk of groundwater contamination by nitrate from sewage sludge application up to high rate of 100 dry Mg/ha was very low in a wheat grown clay soil with high water table ( < 3 m).

• 한국물환경학회지
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• 제23권1호
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• pp.155-160
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• 2007

Constructed wetland has been widely used for the treatment of sewage, stormwater runoff, industrial wastewater, agricultural runoff, acid mine drainage and landfill leachate. For the removal of nitrogen and phosphorus, uptake by plants and adsorption to media material are the major processes, and, therefore, the selection of media with specific adsorption capacity is the critical factor for the optimal design of wetland along with the selection of appropriate plant species. In this study, two media materials (loess bead and mixed media) possessing different adsorption characteristics for ammonium and phosphate were selected, and their adsorption characteristics were evaluated. In addition, the performance of subsurface-flow wetland systems employing these media was evaluated in both batch and continuous flow systems. With LB medium, beter phosphorus removal was observed, while better ammonia removal was obtained with MM medium. In addition, enhanced removal efficiencies were observed in the wetland systems employing both media and aquatic plants, mainly due to the better environment for microbial growth. As a result, appropriate selection or combination of media with respect to the inflow water quality maybe important factors for the successful design and operation of wetland systems.

• 화훼연구
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 연구는 부유 식물 물상추를 이용하여 수질 개선과 무기양분 흡수 특성을 알아보기 위하여 수행되었다. 초기 Sonneveld-2S 처리에서 물상추는 $NH^+_4$를 $NO^-_3$보다 더 많이 흡수하여 초기 pH 값이 가장 낮았으나 시간이 지남에 따라 pH가 올라갔다. 대부분 빗물로 구성된 연못은 EC가 생육시기 전반에 걸쳐 낮았다. 식재 30일에서 50일 사이에 총 부유물질이 모든 처리에서 급격하게 증가하다가 그 이후 다시 감소하였다. 생육기간 동안 DO는 낮아졌으며 동시에 COD 값은 이와 상반된 결과를 보였다. 식재 100일 후 물상추의 초장, 초폭, 분지수와 생체중은 Sonneveld-2S 처리에서 가장 높았으며 연못물에서 가장 낮았다. 연못물 처리를 제외한 모든 처리에서 분지수는 급격히 증가하였다. 특히 생활하수에서 초장과 초폭은 Sonneveld-2S와 Sonneveld-1S 처리와 거의 비슷할 정도로 식물 생장이 왕성하였다. Yamazaki의 공식으로 무기 양분의 흡수량을 계산한 결과 총질소는 Sonnveld-2S에서 $112.5me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1S에서 $56.6me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1/2S에서 $17.4me{\cdot}L^{-1}$, 연못물에서 $3.7me{\cdot}L^{-1}$ 그리고 생활하수에서 $31.8me{\cdot}L^{-1}$로 다른 무기 이온에 비해 질소를 가장 많이 흡수하였다. 총 질소의 흡수량은 각각 식물체 분석 결과 물상추 내 총 질소는 모든 처리에서 지하부가 지상부에 비해 더 높았다. 생활하수 처리에서 총 질소는 지상부와 지하부가 비슷한 수준을 보였다. 인은 Sonnveld-2S에서 $15.6me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1S에서 $1.72me{\cdot}L^{-1}$, Sonnveld-1/2S에서 $3.13me{\cdot}L^{-1}$, 생활하수에서 $5.0me{\cdot}L^{-1}$ 흡수하였다. 물상추가 식물 양분 형태로 질소와 인을 흡수 및 제거하여 부영양화된 수질을 정화할 수 있음을 알 수 있었다.