• 생태와환경
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• 제46권1호
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• pp.116-127
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• 2013

본 연구는 2011년 3월부터 2012년 5월까지 부영양수계에 네 가지 여재(스펀지, 화산석, 활성탄, 수산화마그네슘)를 사용한 부유습지를 설치하여 장기적인 수질변화를 조사하였다. 또한 부유습지에 유입되는 유입수와 네 가지 여재를 거쳐 최종적으로 통과된 유출수내의 식물플랑크톤과 동물플랑크톤 군집을 분석하였다. 실험기간 동안 탁도(66%), SS (79%), Chl-a (80%), COD (24%)의 농도는 유입수에 비해 유출수에서 뚜렷하게 높은 감소율을 나타냈다(p<0.001). $NO_2-N$와 $NH_3-N$은 각각 24%, 20%로 유의한 감소를 나타냈으나(p<0.05), $NO_3-N$와 TN은 평균 10% 미만의 제거율을 나타내었다(p>0.05). 한편 $PO_4-P$와 TP는 모두 평균 65% 이상의 제거율을 나타냈다(p<0.01). 또한 식물플랑크톤밀도는 유출수에서 유입수보다 2.6배 정도 낮게 나타낸 반면, 동물플랑크톤은 유입수보다 유출수에서 평균 3.5배 이상 높은 밀도를 나타내었다. 본 연구에서 네 가지 여재를 이용한 수질개선용 부유습지는 특히, 입자성 물질(SS, Chl-a, COD, TP)과 용존성 영양염($NO_2-N$, $NH_3-N$, $PO_4-P$)에 대하여 높은 제거율을 나타내어, 결과적으로 부영양 호소에서 수질개선 및 조류 저감에 대한 적용가능성을 보여주었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권4호
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• pp.599-607
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• 2000

본 연구는 연안의 부영양화에 주원인으로 지적되고 있는 비료공장의 질소를 struvite 결정화에 의해 제거하였다. Struvite의 결정화는 $MgNH_4PO_4$의 형태로 알칼리성 용액에는 불용성이다. 여천공단내 N 비료화학폐수는 유기물 및 질소의 농도가 각각 330mg/L 및 550mg/L로 질소의 농도가 높고 유기물의 농도가 낮은 폐수로 물리화학적 전처리없이 기존 생물학적 처리 방법으로는 불가능한 실정이다. 실험은 마그네슘원으로 간수와 $MgCl_2$ 및 $Mg(OH)_2$를 이용하였으며 반응시 미치는 물리화학적 영향인자를 검토하였다. 이때 질소의 제거효율은 각각 71, 81 및 83%이었으며 인의 제거효율은 각각 99, 98 및 93%이었다. 반응시 최적 pH는 10.5~11이었으며, 교반시간 변화에 따른 반응은 매우 신속히 진행되어 2분만에 완료되었다. 따라서 질소 및 인의 제거시에는 간수 및 $MgCl_2$를 이용한다면 짧은 시간에 높은 제거효율의 기대가 가능하며, 소금제조공정의 부산물인 간수의 이용은 화학약품을 대체하여 보다 경제적인 처리방법이 될 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권5호
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• pp.5-13
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• 2010

본 연구는 생물학적 지상처리 토양정화공정을 기본으로 생물반응기, 롤형 접촉산화장치(rolled pipe type of contact oxidation system, RPS), 화학처리장치의 처리과정을 통해 유류, 중금속, 영양염류로 오염된 토양 및 지하수를 동시에 정화 복원할 수 있는 생물학적 복합토양정화공정을 개발 검증하고자 실시하였다. 실험을 통해 현장 토양 중에 있는 토양정화효율이 우수한 5종의 미생물을 분리 선발하였고, 토양으로부터 유류를 효과적으로 분리하기 위한 계면활성제로는 Anion과 Nonion계 복합제가 가장 우수한 것으로 확인되었는데, 오염된 토양에 계면활성제를 처리한 후 선발된 미생물을 혼합해 적용하는 것이 가장 효율적인 것으로 나타났다. 토양정화조를 이용해 석유계총탄화수소(Total Petroleum hydrocarbon, TPH)로 오염된 토양을 처리한 결과, 5,000mg/L 내외의 저농도 오염시 28일간 90.0%, 10,000mg/L 이상의 고농도 오염시 81일간 90.7%의 처리효율을 나타냈으며, 토양정화조에서 배출된 침출수를 생물반응기로 1차 처리하고 롤형 접촉산화장치로 2차 처리한 결과, BOD 90.6%, $COD_{Mn}$ 73.0%, SS 91.9%, T-N 73.8%, T-P 65.7%의 평균 처리효율을 얻을 수 있었다. 이후 응집제를 통한 화학처리장치를 적용하여 중금속을 99.0% 이상 제거하였다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.325-331
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• 2015

불투수면의 증가와 도시화 현상은 지하수량의 감소, 지표수의 고갈, 홍수의 증가 등과 같은 자연적인 물순환 시스템에 변화를 가져왔다. 또한, 인간이 사용할 수 있는 수량의 감소 또한 초래하게 되었다. 이에 빗물의 적절한 처리와 재활용은 최근 발생되는 수문학적 문제의 해결에 도움이 될 수 있을 것으로 예상되어왔다. 따라서 본 연구는 지붕빗물유출수를 침투 및 저류 기작으로 처리하여 자연적인 물순환의 회복을 이루고자 침투화분 기술을 개발하였다. 연구결과, 침투화분 기술은 평균 79% 정도의 강우유출유량 저감효과가 있는 것으로 분석되었다. 또한 유출유량 지연효과 및 첨두유량 지연효과도 발생하였는데, 약 3시간의 유출지연효과와 38%의 유량 저감효과가 발생하는 것으로 나타났다. 한편, 침투화분의 오염물질 처리효율은 TSS 97%, BOD 및 CODcr 94%, TN 86%, TP 96%, Total Cu, Total Zn, Total Pb의 중금속은 약 93% 처리되었으며, 처리수의 오염물질 농도는 TSS 13.3mg/L, BOD 3.6mg/L, TN 4.7mg/L 및 TP 0.1mg/L로 분석되어 도시재이용수, 조경용수, 공업용수로서 사용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.26-34
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• 2014

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 $1.19{\pm}0.09gL^{-1}$, $12.44{\pm}0.38mgL^{-1}day^{-1}$로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30%이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.431-438
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• 2007

본 연구는 Top-down 어류조작 실험에 의한 조류제거 효과를 평가하는 것으로써, 실험대상 어종으로 국내 농업용 저수지에 우점하는 8종의 어류를 선정하였다. 대조군 수조 및 어류처리군 수조($3{\sim}6$개체)의 엽록소-${\alpha}$ (CHL-${\alpha}$) 초기 농도는 $100{\sim}120{\mu}g\;L^{-1}$로 고정하였으며 용존산소 $5.3{\sim}8.2\;mg\;L^{-1}$, 수소 이온농도는 pH $7.4{\sim}8.1$를 유지시켰다. 실험기간 동안 어류 처리군 수조의 용존산소량과 수소이온농도가 대조군에 비해 낮게 측정된 반면 전기전도도는 점진적으로 증가하는 수치를 보였다. 한편 대조군과 어류처리군의 CHL-${\alpha}$는 각각 13%, 6%로 증가하여 여전히 조류의 생장이 이루어지고 있음을 보였으나, 어류처리 군에서 CHL-${\alpha}$ 증가율은 대조군에서 보다 낮게 나타났다. 대조군과 어류처리군의 남조류는 각각 32%, 20% 감소를 보였으며, 남조류 생장률은 대조군보다 어류처리군에서 크게 나타났다. 이는 어류 배설물에 의한 영양염류의 증가로 인한 것으로 사료되었다. 따라서 본 연구결과 어류조작에 의한 조류제거 효과는 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.33-39
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• 1999

부영양화된 한강기수역에서의 용존산소 및 $NH_4{^+}$ 제거에 있어 조석의 영향 및 질산화의 중요성을 이해하고자 1995년 7월에 강화도 남단에서 만조, 중조 및 소조 시에 해수시료를 채취하였다. 수온과 DO를 제외한 하계 한강기수역의 생물, 화학적 환경을 결정짓는 요인들이 담수의 유입과 수역 내의 심한 조석 변화에 의해 조절되는 것으로 나타났다. 조석상태에 따른 용존산소 및 $NH_4{^+}$ 의 제거율은 만조 시 각각 2.76 ${\mu}M\;O_2\;d^{-1}$ 및 1.76 ${\mu}M\;N\;d^{-1}$이며, 간조 시 각각 5.66 ${\mu}M\;O_2\;d^{-1}$ 및 3.36 ${\mu}M\;N\;d^{-1}$로 최대로 나타나 간조 시 담수와 함께 유입되는 다량의 각종 유기물 및 무기영양염에 대한 미생물의 분해 및 흡수가 활발히 진행되고 있음을 알 수 있다. $NH_4{^+}$-질산화는 간조 시 총 DO 소모량의 약 24%를 차지하며 $NH_4{^+}$-질산화에 의한 $NH_4{^+}$의 회전율도 0.18 $d^{-1}$로 만조 때에 비해 각각 3.7배 및 3배 높게 나타나, 담수성 $NH_4{^+}$-질산화 박테리아가 간조 시 한강기수역으로 유입되면서 DO 및 $NH_4{^+}$의 소모에 중요한 역할을 담당하고 있는 것으로 사료된다. 만조 시 $NH_4{^+}$ 감소율 및 $NH_4{^+}$-질산화가 낮은 것은 염분증가에 따른 담수성 $NH_4{^+}$-질산화 박테리아의 활성이 위축되어 나타난 결과로 보이며, 이상의 결과들은 한강기수역에서 $NH_4{^+}$의 효율적인 생물학적 제거를 위해서는 $NH_4{^+}$를 포함하는 각종 오 폐수가 기수역으로 유입되기 이전에 처리됨이 바람직함을 의미한다. 향후 한강기수역과 같은 대규모 담수의 유입이 일어나는 부영양화된 기수역에서 질소계 원소의 순환을 보다 잘 이해하기 위해서는 $NH_4{^+}$ 및 $N0_2{^-}$를 유일한 화학에너지원으로 이용하는 자가영양 질산화 박테리아에 대한 생태적 연구가 병행되어야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권7호
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• pp.906-913
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• 2019

소성 굴 패각의 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거성능을 평가하기 위해 100℃(POS100), 600℃(POS600), 800℃(POS800)로 소성시킨 굴 패각을 시료충전층에 채워 인공오수를 통과시키는 실내실험을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N의 제거 성능을 확인하였다. 시료충전층을 통과한 유출수는 굴 패각에서 용출된 CaO의 영향으로 pH가 상승한 것으로 조사되었다. PO₄-P 제거량은 최대 약 23.1 mg/kg(POS100), 16.1 mg/kg(POS600), 15.9 mg/kg(POS800)으로, POS100의 PO₄-P 제거량이 높게 나타난 것으로 확인되었다. PO₄-P 제거 요인으로는 굴 패각의 Ca 및 Dolomite가 PO₄-P를 흡착·침전시킨 것으로 판단된다. NH₃-N 제거량은 최대 약 3.56 mg/kg(POS100), 5.72 mg/kg(POS600), 3.97 mg/kg(POS800)으로 나타났다. NH₃-N의 제거율이 낮은 요인으로는 불안정한 질산화 과정, pH의 상승으로 인해 NH₃-N가 NH₄⁺로 변환된 영향 등의 복합적인 원인으로 판단된다. 이상의 결과를 통해 소성 굴 패각은 화학 반응을 통해 PO₄-P 및 NH₃-N 농도를 감소시킨 것으로 판단되며, 본 연구의 결과는 향후 소성 굴 패각을 활용한 하수처리 기술개발을 위한 기초자료로 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

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

• 생태와환경
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• 제36권4호통권105호
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• pp.447-454
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• 2003

부영양호의 수질정화를 위하여 알루미늄 응집제를 호수에 첨가하고 조류와 부유물의 침강제거효과, 및 인의 감소효과를 측정하였다. 서울 석촌호와 강원대학교 구내 연못을 대상으로 8회에 걸쳐 첨가량을 달리하여 실시하였다. 7회의 처리에서는 황산알루미늄을 사용하였고 1회는 PAC를 사용하였다. 부유물질의 침강제거효과는 첨가량에 따라 좌우되었다. 10.0 mgAl/l를 첨가한 경우에는 부유물질, 조류, 인 등이 완전히 제거되었으나, 3.3 mgAl/l와 1.8 mgAl/l를 첨가한 경우에는 부분적인제거 효과가 있었다. 그러나 0.45 mgAl/l로 첨가한 경우에는 거의 개선효과가 보이지 않았다. 알루미늄 첨가가 부유물을 침전제거에 효과를 나타내기 위해서는 최소역치 (약 5 mgAl/l) 이상을 투여하여야 하는 것으로 결론지을 수 있다. 효과 지속시간은 외부로부터의 추가부하량 유입에 의해 좌우되는 것으로 보인다. 석촌호에서는 인근 하천수의 펌핑에 의해 곧 다시 혼탁해 졌으며, 구내연못에서는 강우후 주변의 토사가 유입되거나 지하수 펌핑으로 영양염류가 유입되면 곧 다시 조류가 번성하고 혼탁해 졌다. 응집제 투여의 결과로 pH가 지나치게 낮아지는 피해나 어패류에 대한 유해성 징후는 발견되지 않았다. 외부 오염원을 제거할 수 없는 호수에서는 응집제의 투여가 호수수질 개선의 임시적 대안으로 활용될 수 있을 것으로 보인다.