현장발생토 활용 식재기반 조성유형별 졸참나무 생육 특성 평가

오득균,윤용한,김원태 서울연구원 2020 서울도시연구 Vol.21 No.2

The purpose of this research is to expand awareness about civil work soil as resources, which are being created as a result of city development and to provide foundational data for mandatory utilization of A horizon resources. Therefore, It was examine the survival rate and growth responses of Quercus serrata when using civil work soil as planting ground by considering the characteristics of soil horizons. As a result, using soil closer to A horizon as planting ground enabled stabilized physicochemical features of soil, leading to favorable plant growth. As such, it is expected that using soil for civil work soil by categorizing them into O horizon, A horizon, and B horizon will contribute to reducing plant defects without the necessity for additional management. Also, additional economic effects are expected by the reduced necessity for plant management. 이 연구는 도시의 개발에 불가항력으로 발생하고 있는 현장발생토를 자원으로 인식을 확대하고, 표토자원 활용 의무화의 기초자료로 활용하는 것이 목적이다. 이에 현장발생토를 토양층위 특성을 고려하고 식재기반으로 활용하였을 때, 졸참나무의 생존율과 생육반응을 분석하였다. 분석 결과, 토양물리성은 표토의 배합비가 높은 실험구는 양토, 심토만 사용된 실험구는 사질양토인 것으로 확인됐으며, 표토의 배합비가 높을수록 공극률과 내수성 입단율이 높은 것으로 나타나 식물생육에 더욱 유리한 환경인 것으로 판단되었다. 또한 표토층에 가까운 토양을 식재기반으로 활용할수록 토양의 화학성이 안정되는 결과로 확인됐다. 하지만 일부 복합비료와 유기질비료 사용 시 유효인산, 치환성 양이온 용량 등 항목에서 과다 공급이 나타났다. 이에 따른 졸참나무의 생존율은 O층(100%) > 무처리비료(83%) = 유기질비료(83%) > 복합비료(67%) > 유기질비료+복합비료(0%)의 순으로 나타났다(p<0.05). 이에 토양을 유기물층과 표토층, 심토층을 구분하여 조경공사에 활용하면 별도의 관리가 불필요할 정도로 식물하자 저감에 기여할 수 있을 것으로 예상되었다. 또한 식물의 관리 필요성이 감소해 추가적인 경제성까지 고려될 수 있을 것으로 판단되었다.

녹지 내부 바람통로가 기상요소와 음이온 발생량 변화에 미치는 영향

오득균,윤용한,Oh, Deuk-Kyun,Yoon, Yong-Han 한국환경과학회 2020 한국환경과학회지 Vol.29 No.4

The purpose of this study is to understand the formation of internal wind paths of open space and its effect on meteorological factors and the generation of negative air ions. Various types of internal wind paths of open space were formed. Subsequently, changes in meteorological factors in each type were measured and the generated negative air ions were analyzed. The four key findings of the study are summarized as follows. First, the average wind speed formed inside the open space was analyzed such that the difference in wind speed was dependent on the difference in the composition of the wind path. Second, the negative air ion generation was observed to have the same trend as the average wind speed difference. Third, changes to the meteorological factors were more evident depending on the difference in wind path formation patterns. Solar radiation was expected to be highly affected by the physical structure (direction) of the target site. The relative humidity was found to show large difference depending on the different wind path type; however, this difference was significantly reduced when converting to absolute humidity. Fourth, it was found that the wind path formation type of open space affects meteorological factors through path analysis, and the changed meteorological factors affect the amount of generated negative air ions. Two conclusions can be obtained based on these results. First, the changes in internal wind speed formation of open space directly reduced the amount of generated negative air ions. Second, the changes in wind speed affect meteorological factors as well as the amount of generated negative air ions.

바람길조성에 따른 음이온 발생량 a

오득균,최원준,박용관,김원태,권기욱,김정호,윤용한 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

정방형 녹지배치에서의 녹지 내부 수목식재유무의 차이에 따른 기상요소의 변화가 음이온 발생량의 차이를 나타내는 것은 확인하였으나, 정방형 녹지 배치의 특성으로 인하여 외곽에 식재된 수목에 의한 방풍효과에 의하여 바람이 형성되지 어려웠으며, 그에 따라 풍속과의 관계를 규명하는 것에는 한계가 있었다. 이에 녹지의 배치형태에 있어 바람이 원활하게 형성될 수 있도록 바람길을 조성하여 바람길 조성에 따른 풍속차이를 검증하고 풍속과 음이온 발생량의 관계를 규명하고자 수행되었다. 이에 바람길을 조성함에 있어 바람이 원활하게 형성되어 통과할 수 있는 형태인 복도형(Type A), 바람이 상대적으로 원활하게 통과할 수 없는 꺽인 형태의 복도형(Type B)으로 녹지배치형태를 구분하였으며, 이후 취득된 데이터를 상호 비교 분석하였으며, 더 나아가 바람길 조성 유무차이에 따른 음이온 발생량을 비교하기 위하여 녹지 외곽에 수목을 정방형으로 식재한 형태인 대조구와 비교 분석을 실시하였다. 그 결과, 측정시간 전체에 대하여 바람길 조성 형태 차이에 따른 풍속 차이를 검정하기 위하여 독립표본 T검정을 활용하여 측정시간 평균 풍속을 비교분석하였다. 그 결과 Type A의 경우 평균 상대습도 0.25m/s, 녹지 내부에 수목이 식재된 Type B의 경우 0.20m/s인 것으로 분석되어 약 0.05m/s의 차이를 나타내었으며, 이는 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다(t=3.231, p<0.001). 이에 따라 바람길 조성 형태의 차이에 따라 ‘측정시간 평균 풍속의 차이는 없다.’ 라는 귀무가설을 기각하고 ‘측정시간 평균 풍속의 차이는 있다“라는 대립가설을 채택하게 되었다. 앞서 언급한 바와 같이 풍속의 차이는 0.05m/s 정도 차이가 있는데 풍속의 특성을 고려하였을 때, 그 차이는 매우 큰 것으로 판단되었다. 또한 대조구와 비교하였을 때, 결과를 살펴보면 녹지 배치형태별 풍속의 차이를 검정한 일원배치 분산분석결과, ‘배치형태의 차이에 따른 풍속의 차이는 적어도 한 집단에는 있다’라는 대립가설을 채택하게 되었다. 이에 따라 실시 된 사후검정 결과를 살펴보면 총 3개의 부집단으로 구분되었으며, 풍속값은 Type A에서 통계적으로 유의하게 가장 높은 것으로 분석되었다. 반면 대조구와 Type B의 경우 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않았다. 즉, 바람길 조성형태의 차이에 따른 풍속은 Type A > 대조구 = Type B의 순인 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 녹지의 배치형태에 있어 대조구의 경우 녹지 외곽에 수목을 식재하여 수목의 방풍효과가 지속적으로 나타났기 때문인 것으로 판단되었으며, Type A의 경우 녹지내부에 조성된 바람길을 따라 바람이 원활하게 통과할 수 있기 때문인 것으로 판단되었다. 그러나 Type B의 경우 꺽인형태의 바람길로 Type C에 비하여 바람이 원활하게 통과할 수 없었기 때문인 것으로 사료되었다. 또한 그 값 Type A와 통계적으로 유의한 차이가 없는 것을 미루어 보아 바람길 조성에 있어 그 형태를 충분히 고려하지 않는다면 바람길 조성을 통한 풍속증가 효과는 매우 미미할 것으로 판단되었다. 측정시간 전체에 대하여 수목식재 유무에 따른 음이온 발생량 차이를 검정하기 위하여 독립표본 T검정을 활용하여 측정시간 평균 음이온 발생량을 비교분석하였다. 그 결과 Type A의 경우 평균 음이온 발생량 1038ea/㎤, Type D의 경우 870ea/㎤인 것으로 분석되어 약 167ea/㎤의 차이를 나타내었으며, 이는 통계적으로 유의한 것으로 분석되었다(t=5.235, p<0.001). 이에 따라 바람길 조성 형태의 차이에 따라 ‘측정시간 평균 음이온 발생량의 차이는 없다.’라는 귀무가설을 기각하고 ‘측정시간 평균 음이온 발생량의 차이는 있다.’라는 대립가설을 채택하게 되었다. 이상의 분석결과를 종합해보면, 바람길 조성유무에 따라 음이온 발생량의 차이가 발생하는 것으로 나타났을 뿐만 아니라 바람길이 원활하지 않을 경우에는 바람길을 조성하지 않았을 때와 음이온 발생량이 차이가 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 즉, 음이온 발생량 측면에서 바람길이 원활한 형태 > 바람길이 원활하지 않은 형태 = 바람길이 없는 형태의 순인 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 녹지 내 수목 식재 유무 차이와는 다르게 바람길 조성 자체만으로도 음이온 발생량의 차이가 생긴다는 것을 의미하며, 그러한 음이온 발생량의 차이는 바람길 조성에 따른 풍속의 변화가 영향을 미친 것으로 예상되었다. 뿐만 아니라 바람길 조성에 따른 풍속 차이 검정 결과 또한 이를 방증하고 있었다.

지표대기 미세먼지 정화를 위한 식물체 음이온 발생량 분석 및 음이온의 미세먼지 기대정화지수 평가

오득균,주진희,Oh, Deuk-Kyun,Ju, Jin-Hee 한국환경과학회 2020 한국환경과학회지 Vol.29 No.6

This study analyzes the effect of negative air ions on the concentration of airborne particulate matter and evaluates the expected purification efficiency of open spaces for particulate matter by investigating the amount of negative air ions generated by plants. This study establishes a negative air ion generation treatment environment, plant environment, and control environment to measure the purification efficiency of particulate matter under the conditions of each, analyzing the expected purification efficiency by designing a particulate matter purification model. Results show that the amount of generated negative air ion according to environment was negative air ion generation treatment environment > plant environment > control environment; this order also applies to the particulate matter purification efficiency. Moreover, it took 65 min for the negative ion generation treatment environment, 90 min for the plant environment, and 240 min for the control environment to reach the standard expected purification efficiency of particulate matter concentration of 960 mg/㎥ for PM₁₀. For PM_2.5, with the designated maximum concentration of 700 mg/㎥, it took 60 min for the negative ion generation treatment environment, 80 min for the plant environment, and more than 240 min for the control environment. Based on these results, the expected purification efficiency compared to the control environment was quadrupled in the negative ion generation treatment environment and tripled in the plant environment on average.

바람길조성에 따른 음이온 발생량^a

오득균 ( Deuk-kyun Oh ),최원준 ( Won-jun Choi ),박용관 ( Yong-gwan Park ),김원태 ( Won-tae Kim ),권기욱 ( Ki-uk Kwon ),김정호 ( Jeong-ho Kim ),윤용한 ( Yong-han Yoon ) 한국환경생태학회 2017 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2017 No.1

제2분과 : 도시생태 ; 도심지 대규모 공원이 주변 음이온 농도에 미치는 영향 분석

오득균 ( Deuk Kyun Oh ),양성철 ( Sung Chel Yang ),이창우 ( Chang Woo Lee ),김정호 ( Jeong Ho Kim ),윤용한 ( Yong Han Yoon ) 한국환경생태학회 2013 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2013 No.2

무분별한 도시개발과 인구집중으로 인해 현재의 도시는 많은 문제점을 안고 있다. 이를 해결하고자 도심지내 녹지면적 확충, 바람길 형성, 도심 하천의 복원 등 많은 노력이이루어지고 있다. 도시계획시설로서의 녹지는 실외 레크레이션장으로 이용됨은 물론, 도시 내에서 절대적으로 부족한자연과의 공감대 형성에도 크게 기여하며, 도시환경개선을 위한 목적으로 대기오염물질의 저감, 소음완화, 미기후 조절 등 공익적 기능이 강조되고 있다. 녹지의 다양한 효과 중 식물의 광합성에 의해 발생하는 음이온은 일찍이 인간의 건강 증진에 대한 효과뿐만 아니라, 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화 효과가 제기되어 왔으며 이를 검증하기 위한 연구는 꾸준히 진행되었다. 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화의 경우, 내연기관과난방 시 화석연료가 연소할 때 발생되는 양이온성인 질소산화물(NOx)이 발생하고, 항원물질, 곰팡이, 포자, 박테리아, 세균 , 다이옥신류, 미세먼지 등이 섞여 있는데 이들은 모두양이온인 중이온으로 대전되어있다. 이러한 오염물질에 음이온이 작용하여 중화시켜 무겁게 하여 지표로 가라앉게 되어 공기가 정화된다. 도시녹지가 도시에 미치는 영향에 관한 연구로는 도시수목의 증산량 및 토지피목재료의 알베도를 측정하고 도시녹지에 의한 도시 미기후개선의 기능을 규명한 연구, 도시수목의 대기 CO2, SO4 및 NO4 흡수량을 계량화 하고 녹지면적과 여름철 온도간의 상관관계를 분석하여 대기환경개선에 기여하는 효과를 구명한 연구(조현길 등 2003), 도시공원에서 여름철 기온분포를 관측하고 녹지 내의 피복상태 및 수림형태와 온도저감간 관련성을 회귀분석을 통해 해석한 연구 등 다양하게 진행되었다. 도심지의 음이온 분포 측정 및 분석연구로는 녹지 및 비오톱 유형에 따른 음이온분포를 측정하고 도시생태인자와 기상의 음이온과의 상관성을 분석한 연구, 도심지 생태복원 하천에서 하천의 내부와 주변부의 음이온을 측정하고 기상, 거리 와 음이온과의 상관관계를 분석하여 생태복원 하천이 도심지에 미치는 영향에 분석한 연구(김정호 등; )에 의하 진행 되었으나, 실제음이온이 미치는 영향범위를 파악하지는 못하였다. 이에 본연구는 도심지 대규모 공원에서 토지피복에 따른 음이온을 측정하고, 거리에 따른 음이온을 측정하여, 공원 내 토지피복상태와 음이온간의 관련성을 회귀분석을 통해, 도심지 대규모 공원이 주변 음이온농도에 미치는 영향을 파악하고자수행하였다. 연구대상지로 선정한 인천광역시의 경우, 우리나라 5개의 광역시 중 약 3년간 순 전입인구가 가장 많으면서 꾸준한 인구증가로 도시 인구밀집에 따른 도시화가 가장 우려되는 도시이다. 이에 녹지의 양과 질적인 측면에서 개선이 가장시급한 도시로 판단되어 남동구 일원의 중앙공원 중 5지구와 7지구를 연구대상지로 선정하였다. 측정지점의 경우 공원내 토지피복에 따라 구분하여 총 60지점을 측정지점으로 선정하였으며, 공원 외부의 경우 20m, 50m, 100m, 150m, 200m간격으로 선정하였다. 음이온 측정의 경우 Nico사의 Com 3200pro를 사용하여 측정지점에서 1분간 측정하였으며, 기온, 습도, 풍향, 풍속을 측정하였다. 또한 측정된 값에서 공원이 공원외주에 미치는 영향을 파악하기 위하여 풍향은 서풍, 풍속은 1.5m/s이하의 값을 사용하였다. 측정결과 5지구 토지피복의 경우 녹지면적은 80.7%, 불투수 포장면적은 19.3%로 녹지면적이 공원의 대부분을 차지하고 있었다. 7지구의 토지피복의 경우 불투수 포장면적62.2%, 녹지면적 37.8%로 5지구에 비하여 불투수 포장면적이 많은 면적을 차지하고 있었다. 공원 내부 음이온 측정결과 5지구의 평균 음이온은 743ea/cm3로 측정되었으며 7지구의 경우 681ea/cm3로 측정되어 토지피복 특성 중 녹지면적비율이 높은 공원에서 음이온 측정값이 높았다. 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 5지구의 풍상쪽 전체평균 음이온은 500ea/cm3로 측정되었으며, 공원으로부터의 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 50m = 100m > 20m > 150m > 200m 지점 순으로 측정되어, 거리에 따른 음이온평균값이 뚜렷게 나타나지 않았다. 그러나 풍하쪽의 경우전체 평균음이온 661ea/cm3으로 측정되었으며, 20m > 50m = 100m > 150m > 200m 순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하였다. 또한 회귀분석 결과 편차는 크게 나타났으나, 약 100m 지점까지 녹지로부터 영향을 받은 것으로 분석되었다. 7지구의 풍상쪽의 전체 평균음이온의 경우 623ea/cm3로 측정되었으며, 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 50m > 100m > 200m > 150m > 20m순으로 측정되어 5지구 풍상쪽과 마찬가지로 뚜렷한 경향이 나타나지 않았다. 풍하쪽의 경우 전체 평균 673ea/cm3로 거리에 따른 평균값은 20m > 50m = 100m > 150m > 200m순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하는 수준이었으나 전체 평균값에서 큰 차이가 나지않아 공원의 영향이 크게 미치지 않는 것으로 사료되었다. 추후 다양한 기상조건을 고려한다면 더 뚜렷한 경향을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

녹지 배치형태 차이에 따른 음이온 발생 평가 모델

오득균 ( Deuk-kyun Oh ),최원준 ( Won-jun Choi ),허혜 ( Hui Xu ),김원태 ( Won-tae Kim ),김정호 ( Jeong-ho Kim ),윤용한 ( Yong-han Yoon ) 한국환경생태학회 2016 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2016 No.2

도시에서의 환경은 도시화가 진행됨에 따라 인간의 건강을 위협하는 요소로 변화하고 있다. 이러한 문제상황에 녹지의 확보는 다양한 도시문제를 해결함과 동시에 인간의 건강에 이로운 피톤치드, 음이온 등을 생성한다. 특히 음이온은 신진대사를 촉진하고 인간의 부교감신경을 자극하여 안정된 반응을 나타내는 등의 효과가 1960년대에서부터 꾸준히증명되어왔다. 현재에는 이러한 음이온의 효과를 적극적으로 활용하기 위해 음이온 발생기 등의 인간의 생활과 밀접한 관련이 있는 제품으로 상용화된 상황이다. 현재까지 음이온발생량 측정에 대한 연구는 다양하게 수행되었으나, 음이온과 기상요소관계에 있어 연구자에 따라 그 결과가 각기 상이하였다. 이에 본 연구는 음이온과 기상요소관계를 규명하고 음이온 발생의 모델을 제시하는데 그 목적이 있다. 녹지의 배치구조에 따른 음이온 발생량을 분석하기 위하여 무궁화(Hibiscus syriacus)를 활용하여 녹지의 배치모형을 정방형으로 외부 테두리에녹지가 1m폭으로 조성된 유형(Type A), Type A에서 내부 1m2의 녹지가 조성되어있는 유형(Type B)으로 조성하였다. 측정시기는 2015년 06월부터 08월까지 약 3개월간 진행하였으며, 강우 등 연구의 목적에 맞지 않는 날의 경우 제외하였다. 측정시간은 식물의 광합성이 활발한 시간을 고려하여 오전 11시부터 16시까지 측정을 진행하였다. 음이온 측정의 경우, 컴퓨터를 활용한 자동측정 방식을 활용하였다. 기상요소의 경우 기온, 상대습도, 풍속, 일사량을 자동기상관측기기(AWS)를 활용하여 2분 간격으로 측정하여 분석에 활용하였다. 또한 분석에 있어 기상요소의 차이에 따른 음이온 발생량의 차이를 최소화하기 위하여 동일한 기상상황의 데이터를 취합하여 분석을 실시하였다. 녹지배치유형의 차이에 따른 기상요소의 차이는 일평균기온은 녹지배치형태의 차이에 따라 그 차이가 현저하였으며, 기온은 Type A에서, 상대습도의 경우 Type B에서 더 높은 것으로 분석되었다. 일사량의 경우 녹지의 배치형태가 내부에 수목이 식재된 Type B에서 현저하게 낮은 것으로 나타났다. 이는 일사량이 높은 유형에서 기온이 높았으며, 고온역에서는 저습역이 저온역에서는 고습역이 형성된다는 선행연구와 일치하는 경향이었다. 유형별 음이온 측정결과 Type A> Type B 의 순인 것으로 분석되었으며, 측정시간에 따라 각기 상이한 결과 인 것으로 나타났다. 일사가 높은 시간인 11~13시의 경우 Type A > Type B 의 순으로 높은 것으로 나타났으며, 기온이 높은 시간대인 13~15시의 경우, Type A > Type B의 순으로, 15~16시의 경우Type B > Type A의 순인 것으로 분석되었다. 각각의 녹지배치 형태에 따른 기상요소와 상관성 분석결과 Type A와Type B는 각각의 기상요소가 음이온 발생량에 미치는 영향이 각기 상이한 것으로 나타났는데 이는 선행연구들과 일치하는 결과였다. 이러한 결과는 변수들에 대한 특성이 충분히 고려되지 않았기 때문으로 변수의 특성을 고려하였을 경우 각기 상이한 결과가 일치되는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과는 녹지의 배치유형에 따라 음이온 발생량에 차이가 있으며, 배치형태 뿐만 아니라 시간의 차이에 따라서도 유형별 발생량에 차이가 있는 것으로 판단되었다. 또한 음이온발생량 측정 연구에 있어 사용하는 변수에 대한 특성을 충분히 고려해야 할 것으로 사료되었다. 이러한 결과를 바탕으로 향후 공원 및 도시녹지 조성에 있어 녹지의 배치뿐만 아닌 도시민의 이용시간 등을 고려한 계획이 수립되어야 할 것이다.

현장발생토 활용 식재기반 조성유형별 소나무 생육 특성 평가

오득균 ( Deuk-kyun Oh ),김필립 ( Phil-lip Kim ),윤용한 ( Yong-han Yoon ),김원태 ( Won-tae Kim ) 한국환경과학회 2019 한국환경과학회지 Vol.28 No.8

This research aims to identify the possibility of developing A horizon resources that can be used for construction and civil engineering work. As such, the utility of A horizon resources was examined by establishing planting ground through a mixture of soil layers and by analyzing the growth and development of Pinus densiflora. The physicochemical and physical properties of the soil were as follows: the A horizon was sandy clay loam, B horizon was sandy loam, and the mixture of two layers appeared as sandy loam, which was identical to the B horizon. The experimental groups did not show any significant difference in their physical properties of porosity and degree of water-stable aggregates. With regards to chemical properties, the A horizon as well as the mixture of A and B horizon showed acidity while the B horizon showed alkalinity. The figures of organic matter, total nitrogen, available phosphate, and replaceable potassium were greater as the A horizon content increased, whereas the figures of replaceable calcium, replaceable magnesium, and conductivity increased as the A horizon content decreased. As a result of the growth and development of Pinus densiflora in each planting ground, the final survival rates were all above 100%. However, the tree height and the rate of growth for the diameter of root were higher in the order of A horizon > A horizon + B horizon > B horizon,indicating that the increased A horizon content is related to the growth and development of Pinus densiflora. The treatment of soil with improvement agents, used to recover the functions of in-situ soil showing poor growth and development, did not have a clear impact on the soil texture and porosity. However, the degree of water-stable aggregates increased significantly when using O horizon as the soil improvement agent among the types of in-situ soil. In contrast, all items related to the chemical properties showed significant differences following the treatment by soil improvement agents. The survival rate according to the treatment of soil improvement agents for the growth and development of Pinus densiflora was higher in the order of organic horizon = no treatment > compound fertilizer > organic fertilizer + compound fertilizer > organic fertilizer; this result was statistically significant with a marginal significance value of the log-rank test(p < 0.05).

도심지 대규모 공원이 주변 음이온 농도에 미치는 영향 분석

오득균,양성철,이창우,김정호,윤용한 한국환경생태학회 2013 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2013 No.2

무분별한 도시개발과 인구집중으로 인해 현재의 도시는 많은 문제점을 안고 있다. 이를 해결하고자 도심지내 녹지 면적 확충, 바람길 형성, 도심 하천의 복원 등 많은 노력이 이루어지고 있다. 도시계획시설로서의 녹지는 실외 레크레 이션장으로 이용됨은 물론, 도시 내에서 절대적으로 부족한 자연과의 공감대 형성에도 크게 기여하며, 도시환경개선을 위한 목적으로 대기오염물질의 저감, 소음완화, 미기후 조 절 등 공익적 기능이 강조되고 있다. 녹지의 다양한 효과 중 식물의 광합성에 의해 발생하는 음이온은 일찍이 인간의 건강 증진에 대한 효과뿐만 아니 라, 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화 효과가 제기되 어 왔으며 이를 검증하기 위한 연구는 꾸준히 진행되었다. 음이온의 전기적 특성에 의한 공기정화의 경우, 내연기관과 난방 시 화석연료가 연소할 때 발생되는 양이온성인 질소산 화물(NOx)이 발생하고, 항원물질, 곰팡이, 포자, 박테리아, 세균 , 다이옥신류, 미세먼지 등이 섞여 있는데 이들은 모두 양이온인 중이온으로 대전되어있다. 이러한 오염물질에 음 이온이 작용하여 중화시켜 무겁게 하여 지표로 가라앉게 되어 공기가 정화된다. 도시녹지가 도시에 미치는 영향에 관한 연구로는 도시수 목의 증산량 및 토지피목재료의 알베도를 측정하고 도시녹 지에 의한 도시 미기후개선의 기능을 규명한 연구, 도시수 목의 대기 CO2, SO4 및 NO4 흡수량을 계량화 하고 녹지면 적과 여름철 온도간의 상관관계를 분석하여 대기환경개선 에 기여하는 효과를 구명한 연구(조현길 등 2003), 도시공 원에서 여름철 기온분포를 관측하고 녹지 내의 피복상태 및 수림형태와 온도저감간 관련성을 회귀분석을 통해 해석 한 연구 등 다양하게 진행되었다. 도심지의 음이온 분포 측 정 및 분석연구로는 녹지 및 비오톱 유형에 따른 음이온 분포를 측정하고 도시생태인자와 기상의 음이온과의 상관 성을 분석한 연구, 도심지 생태복원 하천에서 하천의 내부 와 주변부의 음이온을 측정하고 기상, 거리 와 음이온과의 상관관계를 분석하여 생태복원 하천이 도심지에 미치는 영 향에 분석한 연구(김정호 등; )에 의하 진행 되었으나, 실제 음이온이 미치는 영향범위를 파악하지는 못하였다. 이에 본 연구는 도심지 대규모 공원에서 토지피복에 따른 음이온을 측정하고, 거리에 따른 음이온을 측정하여, 공원 내 토지피 복상태와 음이온간의 관련성을 회귀분석을 통해, 도심지 대 규모 공원이 주변 음이온농도에 미치는 영향을 파악하고자 수행하였다. 연구대상지로 선정한 인천광역시의 경우, 우리나라 5개 의 광역시 중 약 3년간 순 전입인구가 가장 많으면서 꾸준한 인구증가로 도시 인구밀집에 따른 도시화가 가장 우려되는 도시이다. 이에 녹지의 양과 질적인 측면에서 개선이 가장 시급한 도시로 판단되어 남동구 일원의 중앙공원 중 5지구 와 7지구를 연구대상지로 선정하였다. 측정지점의 경우 공 원내 토지피복에 따라 구분하여 총 60지점을 측정지점으로 선정하였으며, 공원 외부의 경우 20m, 50m, 100m, 150m, 200m간격으로 선정하였다. 음이온 측정의 경우 Nico사의 Com 3200pro를 사용하여 측정지점에서 1분간 측정하였으 며, 기온, 습도, 풍향, 풍속을 측정하였다. 또한 측정된 값에 서 공원이 공원외주에 미치는 영향을 파악하기 위하여 풍향 은 서풍, 풍속은 1.5m/s이하의 값을 사용하였다. 측정결과 5지구 토지피복의 경우 녹지면적은 80.7%, 불 투수 포장면적은 19.3%로 녹지면적이 공원의 대부분을 차 지하고 있었다. 7지구의 토지피복의 경우 불투수 포장면적 62.2%, 녹지면적 37.8%로 5지구에 비하여 불투수 포장면 적이 많은 면적을 차지하고 있었다. 공원 내부 음이온 측정 결과 5지구의 평균 음이온은 743ea/cm3로 측정되었으며 7 지구의 경우 681ea/cm3로 측정되어 토지피복 특성 중 녹지 면적비율이 높은 공원에서 음이온 측정값이 높았다. 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 5지구의 풍상쪽 전체 평균 음이온은 500ea/cm3로 측정되었으며, 공원으로부터의 거리에 따른 음이온 측정값의 경우 50m = 100m > 20m > 150m > 200m 지점 순으로 측정되어, 거리에 따른 음이온 평균값이 뚜렷게 나타나지 않았다. 그러나 풍하쪽의 경우 전체 평균음이온 661ea/cm3으로 측정되었으며, 20m > 50m = 100m > 150m > 200m 순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하였다. 또한 회귀분석 결과 편 차는 크게 나타났으나, 약 100m 지점까지 녹지로부터 영향 을 받은 것으로 분석되었다. 7지구의 풍상쪽의 전체 평균음 이온의 경우 623ea/cm3로 측정되었으며, 거리에 따른 음이 온 측정값의 경우 50m > 100m > 200m > 150m > 20m순으 로 측정되어 5지구 풍상쪽과 마찬가지로 뚜렷한 경향이 나 타나지 않았다. 풍하쪽의 경우 전체 평균 673ea/cm3로 거리 에 따른 평균값은 20m > 50m = 100m > 150m > 200m 순으로 측정되어 거리가 멀어짐에 따라 음이온 평균값이 감소하는 수준이었으나 전체 평균값에서 큰 차이가 나지 않아 공원의 영향이 크게 미치지 않는 것으로 사료되었다. 추후 다양한 기상조건을 고려한다면 더 뚜렷한 경향을 제시 할 수 있을 것으로 판단된다.

에너지 저감형 입체녹화의 생육기반재 개발을 위한 고흡수성 고분자 중합체의 적용성 검토 연구

김정호,권기욱,오득균,김의기,윤용한 한국환경생태학회 2013 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2013 No.1

우리나라의 경우 에너지의 97%이상을 수입에 의존하고 있으며 이중 약 20%이상이 우리나라 건축분야에서 소비되 고 있다. 건축분야에서의 소비량을 비용으로 환산하면 약 60억불에 해당하며, 이는 수입에 의존한 에너지 수급구조를 가지고 있는 우리나라가 가장 먼저 극복해야 할 문제 중 하나이다. 건축물에서 외부와 접하게 되는 외피요소는 옥 상, 벽, 창으로 이 요소들이 외기에 접하게 되어 내부의 환경 을 조절하게 되는 가장 큰 역할을 하며, 외피의 단열 및 기밀 수준에 따라 건축물의 에너지 소비가 지배되므로, 건 축물에너지 소비를 줄이는 최선의 방안은 건물 외피의 단열 성능을 향상 시키는 것이다. 이중 옥상과 벽면은 가장 많은 면적을 차지하고 있으며, 이러한 특징을 활용하여 근래에 들어 옥상녹화, 벽면녹화 등 입체녹화를 통하여 건물의 보 호, 외피 단열기능 향상 및 도심지의 부족한 녹지를 확충 할 수 있는 식재지로서의 역할을 수행하고 있다. 입체녹화의 조성에 있어 가장 큰 문제는 자연지반과는 기후조건, 토양조건에 있어 큰 차이가 있어 식물의 정상적 인 생육에는 한계적 상황이 발생하기 마련이며, 특히, 관리 적인 측면에서 수분관리 문제가 제기되고 있다. 현재 옥상 녹화용 관수는 수돗물을 이용한 인력 관수와 자연 강우에 의존하고 있다. 그러나 옥상의 하중을 줄이기 위하여 토심 을 30cm 미만으로 조성한 지반은 7일 이상 자연강우가 없 을 시 급격히 건조되어 식물이 심각한 건조피해를 입거나 고사하기 때문에(이재필 등, 2003) 이를 극복하기 위하여 내건성이 높은 식물종을 활용하거나 토심을 조절하는 등 다양한 연구가 진행되었다. 그러나 에너지 저감형 식재기반 개발을 위해서는 저관수, 저관리 시스템이 도입되어야 하는 데, 아직 국내외에서 이에 대한 연구가 미진한 수준이다. 이에 본 연구는 자기중량의 수백~수천 배의 수분을 흡수 하여 토양의 보수성을 증가시켜 식물생육을 증가시킬 수 있는 고흡수성 고분자중합체를 적용한 벽면 혹은 옥상녹화 기반제를 개발하기 위해 국내 입체녹화의 대표적 소재인 덩굴성 식물 3종을 선정한 후 고흡수성 고분자중합체가 생 육에 미치는 영향을 파악하여 향후 에너지저감형 입체녹화 의 식재기반 조성의 기초자료로 활용하고자 하였다. 공시식물은 벽면녹화에 적용가능한 덩굴성 식물중 중부 지방에서 식재가능한 Trachelospermum asiaticum var. intermedium과 Euonymus fortunei var. radicans 그리고 남 부수종이지만 최근 중부지방에서도 사용빈도가 높은 Hedera japonica를 선정하였다. 아울러 본 식물들은 내건성, 내음 성이 강한 수종으로 입체 녹화에 다양하게 적용되고 있다. 식재기반의 경우 식물의 생육비교를 위하여 상토(Type A), 물(Type B), 고흡수성 고분자 중합체(Type C)로 설정하였 다. 각각 식재 기반을 500㎖ 실험구에 배치하였으며, 불투 수에 의한 부패를 방지하기 위하여 활성탄을 바닥에 필터층 으로 설치한 후, 각각 Water, Soil, Water Swelling polymer 를 넣고 Euonymus fortunei var. radicans, Trachelospermum asiaticum var. intermedium, Hedera japonica를 각 실험구 에 5주씩 반복 식재하여 총 60개의 실험구를 건국대학교 과학기술대학내 온실에서 완전 임의 배치하였다. 생육 측정 항목은 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량으로 수고의 경우 초기값을 균일하게 조정하기 위하여 8cm로 전정하였 다. 측정된 값은 차이값을 분명히 하기 위하여 SAS ver. 9.3을 이용하여 Multiple range test를 실시하였다. Hedera japonica의 생육분석 결과, 실험기간 중 Type A 에서는 엽수, 엽장, 엽폭, 수고, 엽록소 함량이 꾸준히 증가 하는 경향을 보였으나, Type B와 Type C의 경우 꾸준히 감소하였으며, 모든 측정항목에 대하여 Type A>Type B>Type C의 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A 100%, Type B 40%, Type C 0%로 측정되었다. Type A의 생육결 과에 대한 통계적 수치 또한 유의성이 있는 것으로 분석 되어, Type A>Type B>Type C의 순으로 생육이 양호하였 다. Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 생육을 분석한 결과, Type A와 Type B에서는 엽수, 엽장, 엽폭이 지속적으로 증가하였으나, Type C의 경우에는 반대로 일정 하게 감소하였다. 유형별 생육값은 Type A>Type B>Type C 순으로 높은 값을 보였으며 이외 수고와 엽록소함량은 Type B>Type A>Type C 순으로 측정되었다. 생존율은 Type A와 Type B는 100%, Type C는 0%로 측정되었다. 생육결과를 통계적으로 분석한 결과, Type A와 Type B간 의 유의성이 나타나지 않아 생육에 큰 차이는 없는 것으로 분석 되었으나, Type C의 경우에는 다른 모든 식재기반에 대하여 유의성이 있는 것으로 분석되어, Type A=Type B>Type C의 순으로 생육이 양호한 것으로 분석되었다. Euonymus fortunei var. radicans의 경우, Type B는 모든 측정항목에서 높을 값을 보였으나, Type A와는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 그러나 Type C의 경우에는 엽록 소 함량이 가장 낮게 측정되었으며 그 차이값도 비교적 큰 편이었다. 엽록소함량을 제외한 모든 측정항목에서 식재기 반에 따른 큰 생육차이는 나타나지 않았다. 통계적 분석 또 한 모든 식재기반간 유의성이 나타나지 않아 장기적인 생육 평가가 필요하다고 판단되었다. Hedera japonica과 Trachelospermum asiaticum var. intermedium의 경우 Type C에서의 생육이 매우 불량하였 고 생존율이 낮은 것으로 분석되었으나, Euonymus fortunei var. radicans은 다른 식재기반과 큰 차이는 없는 것으로 분석되어, Type C의 경우 식물종에 따라 차이가 있는 것으 로 분석되었다. 선행 연구를 고찰한 결과, 고흡수성 고분자 중합체를 과다 사용하게 되면 식물생육에 악영향을 주지만, 적정 토양배합비 사용 시 식물의 생육증진, 토양수분 증가 의 효과가 있다고 제시하고 있다. 이에 에너지저감형 입체 녹화에서 기반재로서의 고흡수성 고분자 중합체 사용은 단 순 토양 수분증가 뿐만 아니라 식물종의 특성을 고려하여 적정량을 사용해야 될 것이며 추후 관련 연구를 지속적으로 수행할 예정이다.