• 한국습지학회지
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• 제19권1호
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• pp.45-51
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• 2017

네팔은 중국과 인도 사이에 위치한 남부 아시아의 내륙국가로 폐수관리는 도시지역에서 가장 중요한 문제 중 하나이다. 네팔의 폐수처리 시스템은 비싼 운영비, 불연속적인 전력 공급, 유지관리 및 기술인력의 부족으로 인해 조성과 운영이 어렵다. 이러한 이유로 인공습지는 폐수처리시설의 대안기술로써 다양한 지역에 적용되고 있다. 일반적으로 인공습지 기술의 효율 지속 가능성은 적절한 운영과 유지관리 및 적극적인 지역사회 참여에 의존한다. 따라서 본 연구에서는 26개의 인공습지에서의 제거 효율, 방류수질, 네팔 수질기준, 운영 및 유지관리 활동 등을 조사하고 문제점을 분석하여 관리방안 등을 도출하였다. 오염물질당 제거효율은 ka-1의 인공습지가 가장 높은 것으로 나타났으며, B-1, L-3, Ka-5, k-1 순으로 높은 것으로 나타났다. 네팔의 인공습지 조성기술은 최근 20년간 기술개발 없이 전통적 방식에 의존해온 결과 비효율적인 성능으로 인해 많은 습지가 가동이 중단되거나 폐쇄되는 것으로 나타났다. 또한 기술개발의 부족, 자연재해, 대중의 인공습지에 대한 낮은 인식 및 예산 부족 등은 인공습지의 지속적인 개발을 저해하고 있는 것으로 조사되었지만, 인공습지는 네팔 도시지역의 폐수문제에 대한 해결방안으로 고려되고 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권10호
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• pp.893-900
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• 2009

시화호 인공습지의 유기물생산에 대한 갈대부착조류의 기여도를 평가하기 위하여 유입수의 수질특성이 다른 두 습지(반월천습지와 동화천습지)에서 4월부터 10월까지 매월 부착조류의 1차생산력을 측정하였다. 부착조류의 현존량은 반월천습지와 동화천습지에서 각각 37~3,581 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 655 mgChl.a/$m^2$surface stem), 87~2,093 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 527 mgChl.a/$m^2$surface stem)의 범위로 동화천습지에 비해 반월천습지에서 큰 값을 보였다. 반면 부착조류의 광합성효율을 나타내는 동화계수(assimilation number; AN)는 반월천습지에 비해 TN/TP 비가 작은 동화천습지에서 높았다. 두 습지로 유입되는 유입수의 TN/TP비와 AN사이에서의 음의 상관(r=0.46)으로부터 부착조류의 높은 광합성효율은 낮은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 부착조류의 단위면적당 일일 1차생산력은 반월천습지에서 307~2,473 mgC/$m^2$/day, 동화천습지에서 756~2,096 mgC/$m^2$/day로 두 습지 모두 여름에 높은 값을 보였다. 두 습지의 평균 1차생산력은 반월천습지가 부착조류의 현존량이 큼에도 불구하고 1,166 mgC/$m^2$/day으로 동화천습지(1,467 mgC/$m^2$/day)에 비해 낮았다. 이는 AN 값에서 알 수 있듯이 반월천습지의 광합성효율이 동화천습지에 비해 낮았기 때문으로 판단된다. 시화호 인공습지에서 갈대부착조류에 의한 연간 총 유기물생산은 300 tonC/year(습지 전체 유기물생산의 33%)로 습지내 유기물생산에 부착조류의 기여가 큰 것으로 나타났다. 습지내 과도한 유기물생산은 습지의 수처리효율을 저하시킬 수 있으므로 수처리용 인공습지의 관리에 있어서 갈대부착조류의 역할이 고려되어야 한다.

• 한국습지학회지
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• 제15권3호
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• pp.289-300
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• 2013

본 연구에서는 습지식물의 유형에 따라 습지의 주요 수 환경에 미치는 영향을 파악하고자 부유식물로는 부레옥잠(Eichhornia crassipes)을 침수식물로는 붕어마름(Ceratophyllum demersum)을 인공습지 실험구에 도입한 후 pH, 용존산소, 수온, 산환환원전위, 영양물질 농도 등 주요 수 환경의 변화를 조사하였다. 수 표면에 주로 존재하는 부유식물은 빛이 수체내로 투과하는 것을 막아, 다른 처리구에 비해 수온이 낮게 나타났으며 주 야 모두 상 하층 수온의 차이도 관찰되었다. 오염물 유입 후 모든 실험구에서 용존 산소가 일시적으로 감소하였다가 다시 회복되었는데 특히 수중에서 광합성을 하는 침수식물 처리구에서 주기성을 가지면서 증가하였고 상승폭 또한 가장 큰 것으로 나타났다. pH 또한 침수식물 처리구에서 주기성을 가지면서 변동하는 것으로 나타나 용존산소의 경우와 같이 광합성의 영향임을 보여주었다. 본 연구에서 습지토양의 산환환원전위가 수생식물의 유무나 유형에 따라 영향을 받을 수 있음이 관찰되었으며 이와 관련된 생지화학적 기작에도 영향을 줄 수 있는 것으로 판단되었다. 수체 내 총질소와 총인의 농도는 물만 있는 대조구 <물과 토양이 있는 대조구 < 부유식물 처리구 < 침수식물 처리구의 순으로 감소한 것으로 나타나 식물이 영양물질 제거에도 효과적임을 보여주었다. 부유식물과 침수식물 모두 조류발생을 억제하는 것으로 나타났는데 특히 부유식물의 경우 더 효과적인 것으로 나타났다.

• 환경영향평가
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• 제32권5호
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• pp.291-304
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• 2023

녹조로 널리 알려진 남조류 과다증식은 심미적 불쾌감뿐만 아니라 독성물질을 생성하기 때문에 댐 수질 관리에 있어 큰 문제가 되고 있다. 녹조 발생을 억제하기 위하여 호소 유역으로부터 유입되는 비점오염물질 특히, 영양염류 저감이 필요하다. 본 연구에서는 친환경적 방법으로 알려진 인공습지의 장기간 운영 결과를 분석하여 비점오염물질 제어 수단으로서 인공습지의 적용 가능성 및 공정운영 관련 기초자료를 구축하기 위하여, 2014~2020년 동안 대청호 유역에 위치한 안내천 인공습지의 오염물질 처리효율을 분석하였다. 분석 결과, BOD 14.3%, COD 17.9%, SS 50.0%, T-N 19.0%, T-P 35.4%로 인공습지가 오염 물질 제거에 효과적임을 확인하였다. 계절별 처리효율은 오염물질별로 다른 경향을 보였는데, 주로 미생물의 반응에 의해 제거되는 BOD, COD, T-N은 겨울철에 비해 봄~가을에 높은 처리효율을 나타내었다. 그러나 수생식물에 의해 주로 제거되는 T-P는 처리효율에 있어 겨울에도 안정적인 처리효율을 나타내 호소 유입부하를 저감하는 데 효과적임을 확인하였다. 오염부하에 따른 제거율은 모든 오염물질이 유입수의 중간농도 및 고농도 구간에서 유출수 농도가 통계적으로 유의하게 감소한 것으로 나타났다. 이는 초기 강우와 같은 고부하 조건에서도 인공습지가 호소로 유입되는 비점오염물질을 안정적으로 제거해 호소의 부영양화를 억제하는 데 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다. 다만, 습지는 자연정화에 기반한 시설로 인위적인 공정 제어가 어렵기 때문에 향후 유역별 특성에 따라 다양한 운영사례 연구가 정립된다면 우리나라 호소의 녹조 문제 해결을 위해 유용한 방법이 될 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.

• 한국습지학회지
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• 제16권2호
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• pp.261-268
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• 2014

본 연구의 목적은 직렬연결 2단 수직 및 수평 모래 갈대 인공습지에 생활하수를 간헐적으로 주입하였을 때 각 수질항목별 처리효율을 평가하는 것이다. 하수는 수리학적 부하량 $314L/m^2{\cdot}day$(수직 흐름 인공습지 기준)를 하루 4(10분 동안 주입후 5시간 50분 동안 중단)회 균등하게 간헐적으로 주입하였다. 평가 결과 pH는 유입수(7.27)보다 수직 흐름 인공습지 유출수(5.81)에서 감소하였다가 수평 흐름 인공습지 유출수(6.40)에서 다시 증가하였다. DO의 농도는 유입수에 비하여 유출수에서 높았으며 겨울로 갈수록 증가하였다. 수직 흐름 인공습지의 산소 전달율 (oxygen transfer rate: OTR)은 $58.72gO_2/m^2{\cdot}day$ 그리고 수평 흐름 인공습지의 OTR은 $7.72gO_2/m^2{\cdot}day$이었다. 각 항목별 평균 처리효율은 SS 94.80%, BOD 90.77%, $COD_{Cr}$ 85.87%, $COD_{Mn}$ 87.72%, T-N 64.74%, $NH_4{^+}$-N 86.44%, T-P 87.70%이었다. 유출수중 T-N의 반 정도는 $NO_3{^-}$-N(7.21 mg/L)이었으며 $NO_2{^-}$-N은 평균 0.64 mg/L이었다.

• 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.

• 한국습지학회지
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• 제15권1호
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• pp.79-90
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• 2013

가축사육지역으로부터 발생되는 강우유출수 처리를 위해 건설된 인공습지에 대해 2010년 5월부터 2011년 11월까지 수행한 20회의 강우시 모니터링을 통하여 얻은 자료를 분석한 결과 강우시 저감효율은 TSS 88%, BOD 54%, $COD_{Mn}$ 35%, $COD_{Cr}$ 70%, TN 31%, TP 64%이었다. 이론적으로 강우계급의 증가(강우유출량 증가)는 습지의 수리학적 교환비율을 증가시키기 때문에 TSS 저감효율은 감소해야하는데 교환비율이 1에 접근하였을 때 대략 55%의 효율을 달성하였다. 또한 연속적인 강우활동, 개별적인 강우사상의 대소, 강도, 선행건기 일수 등 습지에서는 실험자가 제어할 수 없는 수많은 자연변수들이 복합적으로 작용하기 때문에 처리효율의 변동이 매우 컸다. 효율에 가장 큰 영향을 미친 요인으로는 수리학적 요인과 함께 조류증식이 성능 불확실성에 크게 기여하였다.

• 환경생물
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• 제35권4호
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• pp.654-661
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• 2017

축산폐수에 기인한 오염 물질 저감을 위해 최근 축산폐수처리 후속공정으로 인공습지와 같은 자연친화적인 처리법이 제안되고 있다. 따라서 본 연구는 자연친화적 공법이 수생태독성 저감에도 효과적인지 알아보기 위해 다양한 공정의 인공습지를 제작하여 축산폐수 시료를 대상으로 처리 전후 오염저감율 및 물벼룩 급성 독성 변화를 분석하였다. 본 실험결과, 비록 갈대의 유무 및 종류, 그리고 여재의 종류에 따른 영향은 없으나 인공습지에 처리된 경우 유입수에 비해 TN, TP, COD 농도 저감과 더불어 생태독성 영향이 감소하였다. 따라서 일반 갈대는 물론 바이오갈대와 바이오여재를 사용한 인공습지는 축산폐수의 TN, TP, COD 저감은 물론 생태독성 감소에도 효과적인 공법으로 판단된다. 향후 가축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 적용하기 위해서는 다양한 성상의 축산폐수를 대상으로 처리효율과 생태독성시험이 연계된 통합평가가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국습지학회지
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• 제10권2호
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• pp.39-51
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• 2008

최근 하수처리, 홍수조절, 광산침출수, 농업유출수 등의 처리에 습지를 이용하려는 시도가 증가하고 있다. 하지만 장기모니터링의 어려움으로 인해 습지에 대한 장기간의 자료들이 부족하여 습지의 올바른 이용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 장기간의 자료 생성을 목적으로 한 수문분석의 일환으로 장기유출 수문모형인 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)모형을 이용하여 토평천 유역의 우포, 목포, 사지포, 쪽지벌에 대한 저류량을 모의하였다. 이를 바탕으로 토평천 유역에 천변저류지를 조성하는 가상 시나리오를 작성하여 조성된 천변저류지의 저류량 거동을 분석하였다. 천변저류지의 조성에 따른 우포늪의 저류량 변화를 분석한 결과 천변저류지 조성에 따라 우포늪도 일정 정도의 영향을 받을 수 있음이 파악되었다.