• 한국습지학회지
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• 제23권1호
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• pp.67-73
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• 2021

도시화와 산업화로 인하여 불투수면적이 증가함에 따라 강우유출에 의한 비점오염원이 수계에 미치는 영향이 커지고 있다. 과거에는 비점오염원을 관리하기위해 장치형 시설(BMP)이 많이 사용되었으나 최근 LID(Low Impact Development)기술을 통해 자연적으로 처리하는 기술이 많이 활용되고 있다. 본 연구에서는 자연형 시설 중 식생체류지에서의 강우 모니터링을 실시한 데이터를 토대로 SWMM 모델을 통해 다양한 강우사상을 모의하였다. LID 모델링 연구의 특징으로 실데이터가 자연시설을 통해 얻은 결과이기 때문에 단기간 데이터로는 정확한 모델링 자료를 구축하기 어려워 정확한 모델을 구현하기가 힘들다는 특징이 있는데, 본 연구에서는 3년간 모니터링한 데이터를 통해 정밀한 모델을 구축하였다는 점에서 의의가 있다. 총 18회 모니터링한 실데이터를 모의하였으며, 유입량과 유출량, 오염물질 5개항목의 제거효율을 모의하였다. 성능평가를 실시한 결과 7개 항목 대부분이 우수한 지표를 나타내었으며, 상대적으로 TN과 TP 항목이 모의성능이 낮은 것으로 나타났다. 미래에는 우리나라도 상수도 시스템과 하수도 시스템이 실질적으로 통합되어 운영되는 통합물관리 시스템이 도입될 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구결과는 미래형 통합물관리시스템에서 강우를 초기에 관리하는 단계에서 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 판단되며, 설치예상지역의 강우유출저감 및 오염물질 저감 정도를 사전에 예측할 수 있으며, 이를 통해 식생체류지의 과다설계를 방지할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제24권1호
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• pp.44-51
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• 2022

본 연구에서는 TOPSIS(Techniques for Order Performance by Similarity to Ieal Solution)을 이용하여 낙동강수계 34개 지천에서의 수질측정망 설치 지점에 대하여 평가하였다. 낙동강수계에서는 지난 2011년부터 195개 지천에서 수질 및 유량을 측정하고 있다. 특히, 34개 중점관리지점은 오염원이 많고 수질이 불량한 지역으로서 지속적인 수질이 관리가 필요하다. 관리가 필요한 지점 선정을 위해 평가항목은 10개 지표를 선정하였으며 선정된 지표를 표준화하고, 엔트로피 방법(Entropy Method)을 이용하여 가중치를 부여하였다. 가중치 산정결과, 인근 측정망 유무가 가장 크고 평균 수질과 산업단지 유무도 높은 가중치를 얻었다. 평가결과, 상위 지점은 인근 측정망이 없고 산업단지와 폐수처리시설이 있고 평균 수질이 타 지점보다 높은 지점이다. 평가된 자료는 향후 낙동강수계에서의 신규 수질측정망 설정 및 지속적인 지류에서의 수질 관리를 위해 필요한 연구 결과로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권2호
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• pp.159-165
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• 2023

본 연구는 토양의 수분함량과 영양소함량을 4구배로 처리한 후에 나타나는 생육반응의 변화에 따른 낙엽성 참나무 두 종-상수리나무와 떡갈나무-의 생태 지위 중복역을 측정하고 두 종간의 경쟁의 정도를 배열법으로 해석한 것이다. 수분환경 구배에서 두 종의 생태 지위 중복역은 광합성과 관련된 잎 기관에서 높았고, 생물량에서는 낮았다. 영양소 구배에서는 줄기 길이와 같은 식물기하학적 형태적 구조와 관련된 형질에서 높았다. 또한 두 종의 경쟁에서 수분구배의 경우 떡갈나무가 현저히 우세하였으나, 영양소구배에서는 오히려 상수리나무가 떡갈나무보다 약간 우세하였다. 이러한 결과는 유사한 환경에서 자라는 유사한 분류군이라도 환경의 종류에 따라 식물체의 형질에 대한 반응이 서로 다르게 나타내는 것이라 할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.267-273
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• 2023

조류는 생태계를 구성하는 중요한 요소이다. 그러나 남조류의 과도한 성장은 하천환경에 다양한 악영향을 발생시키고 규조류는 상수원과 정수장 공정관리에 영향을 미친다. 지속적이고 효율적인 조류 관리를 위해 조류 모니터링이 중요하다. 본 연구에서는 You Only Look Once (YOLO)의 최신 알고리즘 YOLO v8을 사용하여 조류경보제 기준에 사용하는 유해 남조류 4종과 정수처리공정에 영향이 큰 규조류 1종 총 5종의 이미지를 분류하는 이미지 분류모형을 구축하였다. 기본모형의 mAP는 64.4로 분석되었다. 모형의 학습에 사용된 원본 이미지에 회전, 확대, 축소를 수행하여 이미지의 다양성을 높인 5가지 모형을 구축하여 입력자료로 사용된 이미지의 구성에 따른 모형 성능의 변화를 비교하였다. 분석결과 회전, 확대, 축소를 모두 적용한 모형이 mAP 86.5로 가장 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 이미지의 회전만을 적용한 모형, 회전과 확대를 적용한 모형, 이미지의 회전과 축소만를 적용한 모형의 mAP는 각각 85.3, 82.3, 83.8로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.326-334
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• 2023

본 연구는 낙동강수계 지류에서의 장기 수질모니터링 자료를 이용하여 수질의 목표수질 초과율, 증가 추세를 검토하여 지류에서 문제 되는 물질이 무엇인지 파악하는 것이 목적이다. 낙동강수계에서는 중점 관리가 필요한 38개 지류에 대하여 월 1회 모니터링이 수행되고 있으며 이 자료를 이용하여 지점별 목표수질 초과 및 증가 경향을 분석하였다. 분석 항목은 하천 수질 기준으로 평가가 가능한 DO, BOD, COD, TOC, SS, 총인, 분원성 대장균군, 총대장균군 8개 항목이다. 분석 결과, 목표수질 초과율이 50% 이상이며 증가추세인 항목은 TOC, 분원성 대장균과 총대장균수로 나타났으며 초과율이 50% 이하이나 증가 경향을 가진 항목은 SS로 나타났다. TOC는 난분해성 물질의 증가로 인한 원인으로 판단되며 대장균의 지속적인 증가는 향후 하수처리시설에서의 방류수질 중 대장균의 관리가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제26권3호
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• pp.197-203
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• 2024

하천에서 조류의 과다 발생은 취수원 관리 및 정수 처리에 악영향을 줄 수 있어 지속적인 관리가 필요하다. 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 중 작은 규모의 테이블 데이터에서도 상대적으로 우수한 성능을 보이는 것으로 알려진 tabular prior data fitted networks (TabPFN)을 사용하여 조류 발생 지표 중 하나인 chlorophyll-a (chl-a) 농도를 예측하는 다중 분류 모형을 구축하였다. 모형의 구축을 위해 부여지점 수질자동측정망에서 2014년 1월 1일부터 2022년 12월 31일까지 측정된 일일측정자료를 사용하였으며 입력 자료의 크기가 모형의 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 입력 자료의 평균값을 이용하여 1일, 3일, 6일, 12일의 측정 주기를 가진 입력 자료를 구성하였다. 각 모형의 성능을 비교한 결과 측정 주기가 길어져 입력 자료의 규모가 작은 경우에도 모형이 안정적인 성능을 보이는 것을 확인하였다. 각 모형의 macro average는 precision이 0.77, 0.76, 0.83, 0.84였으며, recall은 0.63, 0.65, 0.66, 0.74 F1-score는 0.67, 0.69, 0.71, 0.78로 분석되었다. Weighted average는 precision이 0.76, 0.77, 0.81, 0.84이며 recall은 0.76, 0.78, 0.81, 0.85 F1-score는 0.74, 0.77, 0.80, 0.84로 분석되었다. 본 연구에서는 TabPFN을 이용하여 구축한 chl-a 예측 모형이 작은 규모의 입력 자료에서도 안정적인 성능을 보이는 것을 확인하여 모형구축에 필요한 입력 자료가 제한적인 현장에서의 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제27권3호
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• pp.217-224
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• 2008

시설하우스 폐양액 처리를 위한 소형 폐양액처리장치 개발을 위해 소형 폐양액처리장치를 VF-HF, VF-VF, HF-VF 및 HF-HF 조합형으로 구분하여 조합방법별, 여재깊이별 및 폐양액 부하량별로 각각 최적 조건을 조사하였으며, 개발된 시설하우스 폐양액처리장치의 적용성을 검증하기 위해 상기 최적조건하에서 실제 오이, 파프리카 및 딸기 시설하우스에서 배출되는 폐양액의 수처리효율을 조사하였다. 여재 깊이에 따른 오염물질의 수처리 효율은 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P 모두에서 깊이가 깊어짐에 따라 수처리효율이 점점 증가하였으며,여재깊이70 cm에서 모든 조합의 BOD, COD 및 SS의 처리효율은 각각 87, 84 및 82% 이상으로 조합방법에 따라 큰 차이 없이 안정적인 수처리 효율을 보였다. T-N 및 T-P의 경우 HF-HF 및 HF-VF 조합형의 처리효율이 타 조합방법에 비해 약간 높았다. 폐양액 부하량에 따른 BOD, COD, SS, T-N 및 T-P의 처리효율은 $150L\;m^{-2}\;day^{-1}{\approx}300L\;m^{-2}\;day^{-1}>450L\;m^{-2}\;day^{-1}$순으로 폐양액의 부하량이 증가함에 따라 수처리 효율이 점점 감소하였다.모든 폐양액 부하량에서의 오염물질 처리효율은HF-VF 및 HF-HF 조합형이 다른 조합형에 비해 높았으며, 특히 총 질소의 경우 HF-HF 조합형이 가장 높은 처리효율을 보였다. 장치의 최적 여재깊이는 70 cm이상이었고, 최적 폐양액 부하이상의 결과를 미루어 볼 때 시설하우스 소형 폐양액처리량은 $300L\;m^{-2}\;day^{-1}$이하이었으며, 최적 조합방법은HF-HF 조합형이었다.

• 한국환경농학회지
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• 제33권4호
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• pp.282-289
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• 2014

담수 토양인 논토양과 습지 토양에 킬레이팅 에이전트 EDTA를 처리하고 실내시험을 실시한 결과, 두 토양 모두에서 메탄 생산량이 확연히 감소함을 알 수 있었다. EDTA 처리량을 증가시킴에 따라 토양수 내 니켈이 증가하였으며 메탄생성균의 활성은 저감되었다. 메탄생성균의 활성이 저감됨에 따라 메탄 생산량은 현저히 감소하였으며 메탄생성균의 활성과 메탄생성량은 상당히 유의한 상관관계를 지니고 있었다. 이러한 메탄 저감 효과는 EDTA처리에 따라 coenzyme F430의 Ni이 EDTA와 킬레이팅 화합물을 형성함에 따라 분자크기가 증대하게 됨으로서 methyl coenzyme M reductase (MCR)에 의한 메탄을 생성하는 반응을 억제 시키는 것이 원인으로 판단된다. 결론적으로 담수토양에서 EDTA처리에 의해 니켈은 메탄생성균 체내로의 흡수가 억제되었고 이러한 니켈의 흡수저해는 메탄생성균의 활성을 억제시켜 토양으로부터 메탄 생산성량을 저감시킨 것으로 확인되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제28권2호
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• pp.165-170
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• 2009

환원상태가 발달된 담수상태의 토양이나 습지생태계에서 $NO_3^-$는 환원상태의 진전을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 $NO_3^-$가 Fe의 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향을 조사하였다. 담수 후 10 cm 깊이 토양의 산화환원전위 변화는 $NO_3^-$를 처리한 토양과 처리하지 않은 토양에서 현저하게 달리 나타났으며, $NO_3^-$의 환원이 일어나는 동안에는 산화환원전위가 330${\sim}$360 mV 범위에서 유지되었다. 그리고 이 기간 동안 Fe의 환원은 현저히 억제되었다. $NO_3^-$를 처리한 토양 용액의 $PO_4^{3-}$ 함량은 담수 이후 0.2${\sim}$0.3 mg/L 수준 또는 그 이하로 유지되었으며, 반면 $NO_3^-$를 처리하지 않은 경우에는 담수 후 9일째부터 Fe의 환원과 함께 토양 용액의 $PO_4^{3-}$ 함량이 급격히 증가하였다. 일반적인 토양에서 무기태 P의 상당부분이 Fe 산화물에 고정된 형태 및 Fe와 결합된 형태로 존재하므로 Fe의 환원에 따라서 $PO_4^{3-}$가 함께 용출되는 것이다. 이상의 결과를 보면 토양중의 $NO_3^-$가 $Fe^{2+}$와 $PO_4^{3-}$의 용출을 조절하는 요인인 것으로 확인할 수 있다. 토양 용액중의 $NO_3^-$ 농도가 1 mg/L 이상으로 유지되는 상태에서는 토양의 산화환원전위가 330 mV 이하로 낮아지지 못하며, 따라서 Fe의 환원과 그에 따른 P의 용출 또한 현저히 억제되는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.662-669
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• 2017

본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 저영향개발(LID)공법이 적용된 처리수에 대한 생태독성 평가를 수행하였다. 식생수로와 인공습지를 이용한 유입식 파일럿 플랜트와 침투도랑을 이용한 회분식 파일럿 플랜트를 제작하여 축산폐수처리장 시료를 대상으로 생태독성 시험을 수행하였고 처리 전 후의 오염원 저감율과 생태독성도와의 연계성을 평가하였다. 각 파일럿 플랜트는 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 바이오공정으로 제작하였으며 대조군으로 일반갈대와 일반여재를 이용한 일반공정을 제작하였다. 본 연구결과, 유입식과 회분식 파일럿 플랜트 모두 일반공정보다 바이오공정이 적용된 경우 유출수의 COD, TN 그리고 TP 저감 효율이 더 높았다. 또한 HRT 24시간 LID 공법을 적용 후 물벼룩 독성도는 상당히 낮아졌으며 특히 회분식 파일럿 플랜트가 독성저감에 효율적인 것으로 나타났다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으로 구성된 LID 공법은 비점오염원 저감시설뿐만 아니라 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID 공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.