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파일럿 규모의 LID공법을 적용한 축산폐수 처리수에 대한 생태독성 평가
박다경,장순웅,최한나 한국환경생물학회 2017 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.35 No.4
This study evaluated the ecotoxicological properties of livestock waste water treated by a LID (Low Impact Development) system, using a mixture of bio-reeds and bio-ceramics as suitable bed media for a subsequent treatment process of a livestock wastewater treatment plant. The relationship between the pollutant reduction rate and the ecotoxicity was analyzed with the effluents from the inlet pilot plant, with vegetated swale and wetlands and the batch type of an infiltration trench. Each pilot plant consisted of a bio process using bio-reeds and bio-ceramics as bed media, as well as a general process using general reeds and a bed as a control group. The results indicated that, after applying the HRT 24 hour LID method, the ecotoxicity was considerably lowered and the batch type pilot plant was shown to be effective for toxicity reduction. The LID method is expected to be effective for water quality management, considering ecotoxicity by not only as a nonpoint source pollution abatement facility but also, as a subsequent treatment process linked with a livestock manure purification facility. It is necessary to take the LID technic optimization study further to apply it as a subsequent process for livestock wastewater treatment. 본 연구는 축산지역 비점오염원 저감시설로서 바이오갈 대와 바이오여재를 이용한 저영향개발 (LID)공법이 적용된 처리수에 대한 생태독성 평가를 수행하였다. 식생수로와 인 공습지를 이용한 유입식 파일럿 플랜트와 침투도랑을 이용 한 회분식 파일럿 플랜트를 제작하여 축산폐수처리장 시료 를 대상으로 생태독성 시험을 수행하였고 처리 전 후의 오 염원 저감율과 생태독성도와의 연계성을 평가하였다. 각 파 일럿 플랜트는 바이오갈대와 바이오여재를 이용한 바이오공 정으로 제작하였으며 대조군으로 일반갈대와 일반여재를 이 용한 일반공정을 제작하였다. 본 연구결과, 유입식과 회분식 파일럿 플랜트 모두 일반공정보다 바이오공정이 적용된 경 우 유출수의 COD, TN 그리고 TP 저감 효율이 더 높았다. 또 한 HRT 24시간 LID 공법을 적용 후 물벼룩 독성도는 상당 히 낮아졌으며 특히 회분식 파일럿 플랜트가 독성저감에 효 율적인 것으로 나타났다. 바이오갈대와 바이오세라믹 등으 로 구성된 LID 공법은 비점오염원 저감시설뿐만 아니라 가 축분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 생태독성을 고 려한 수질관리에 효과적일 것으로 예상되며 향후 오염원과 독성도를 동시에 저감할 수 있도록 LID 공법 최적화 연구가 필요할 것으로 판단된다.
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바이오갈대와 바이오여재를 적용한 인공습지의 효율성 및 독 성평가
박다경,장순웅,최한나 한국환경생물학회 2017 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.35 No.4
Recently, a low-impact development (LID) technic such as a wetland has been proposed as a Nature-friendly process for reducing pollutants caused by livestock wastewater. Therefore, the Daphnia magna toxicity was analyzed for livestock wastewater samples, to determine if a wetland system would also be effective in reducing this ecotoxicity. In the present study, acute D. magna toxicity was not significantly dependent on the presence and type of reed, nor type of media. However, when treated with construction wetlands, ecotoxicities decreased as well as TN, TP and COD concentrations. Therefore, it is considered that a construction wetland system with bio reeds and bio-media as well as general reeds would be effective to reduce the ecotoxicity of livestock wastewater. To apply a wetland system as the subsequent treatment process to a livestock waste water treatment facility, it is necessary to perform an integrated evaluation such as treatment efficiency and the ecotoxicity test for various characteristics of livestock wastewater. 축산폐수에 기인한 오염 물질 저감을 위해 최근 축산폐수 처리 후속공정으로 인공습지와 같은 자연친화적인 처리법 이 제안되고 있다. 따라서 본 연구는 자연친화적 공법이 수 생태독성 저감에도 효과적인지 알아보기 위해 다양한 공정 의 인공습지를 제작하여 축산폐수 시료를 대상으로 처리 전 후 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 감소하 였다. 따라서 일반 갈대는 물론 바이오갈대와 바이오여재를 사용한 인공습지는 축산폐수의 TN, TP, COD 저감은 물론 생태독성 감소에도 효과적인 공법으로 판단된다. 향후 가축 분뇨 정화시설과 연계한 후속처리공정으로 적용하기 위해서 는 다양한 성상의 축산폐수를 대상으로 처리효율과 생태독 성시험이 연계된 통합평가가 필요한 것으로 사료된다.
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Daphnia magna와 Euglena agilis를 이용한 도금폐수 독성평가
이정아,박다경 한국환경생물학회 2016 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.34 No.2
본 연구에서는 경기도 안산 도금폐수 처리시설에서 총 4 개 시료를 대상으로 국내 생태독성시험 표준 생물 종인 D. magna와 국내서식 종 E. agilis를 이용한 생태독성을 수행 하였다. 시료에 대한 독성원인물질 탐색은 D. magna 급성 독성시험법을 이용하여 1) 시료 내 개별 중금속 농도와 시 료의 독성영향과의 상관분석, 2) 원인물질탐색 실험 (단계적 pH, SS, 중금속, 산화제 Test), 3) 중금속 목적물질에 대한 독 성영향 농도와 시료 내 목적물질의 농도와의 비교 등을 통 해 평가하였다. 도금폐수 시료에 대한 E. agilis 시험법의 적 용 가능성 평가는 E. agilis 실시간 생태독성 모니터링장비 (E-Tox 시스템)를 이용하여 수행하였다. D. magna 시험 결 과, 시료의 독성원인물질군은 부유물질 (SS), 산화제 그리고 중금속으로 예측되었으며 개별 중금속 원인물질은 Cu, Hg, Ag로 판단되었다. E. agilis는 D. magna에 비해 독성 민감도 는 높지 않으나 D. magna에 독성영향을 나타내는 도금폐수 시료에 신속하고 민감하게 반응하였다. 본 연구의 결과 D. magna를 이용한 단계별 독성원인물질 탐색평가과정은 생 태독성기준을 초과하는 도금폐수 시료에 대한 독성 원인물 질을 파악하는데 효과적으로 나타났다. 또한 E-agilis 시험은 향후 도금폐수의 수질을 실시간으로 모니터링 하는데 적용 가능 할 것으로 판단된다. The ecotoxicity tests for metal plating wastewater were conducted using Daphnia magna (D. magna) and Euglena agilis (E. agilis). Evaluation for sources of toxicity was performed by 1) Correlation analysis between the concentration of individual metals in the metal plating wastewater and the toxic effects on D. magna, 2) Toxicant identification evaluation methods including graduated pH method, EDTA procedure and sodium thiosulfate procedure, 3) Comparison of toxic effect value (EC50 or LC50) of individual metal on D. magna and it’s concentration in the metal plating wastewater. To evaluate the possibility of E. agilis, a Korean domestic organism, as a test model organism for metal plating waste water, E. agilis toxicity test was also assessed using on-line euglena ecotoxicity system (E-Tox system). Based on toxicant characterization test using D. magna, it was expected that SS, oxidants and heavy metals are responsible for toxicity of metal plating waste water. Especially Cu, Hg, and Ag were the major cationic metals that caused toxicity. E. agilis is less sensitive than D. magna based on the EC50 value however it shows prompt response to toxic test substances. E. agilis shows even a significant effect on the cell swimming velocity within 2 min to toxic metal plating wastewater. Our study demonstrates that E. agilis test can be a putative ecotoxicity test for assessing the quality of metal plating waste water.
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이정아,김경남,박다경 한국환경생물학회 2016 환경생물 : 환경생물학회지 Vol.34 No.2
Euglena agilis의 운동성 반응을 자동으로 측정하는 장치 인 E. agilis 시스템 (E-Tox)을 이용하여 8종의 중금속 (Ag, Cd, Cr(VI), Cu, Hg, Ni, Pb, Zn)에 대한 독성시험을 실시하 였다. E. agilis 운동성 시험 (biomonitoring test)으로부터 도 출된 EC50과 문헌상의 자료 조사로 얻은 기존 생태독성 시 험 생물 종들(D. magna, V. fischeri, 그리고 E. gracilis)의 EC50을 비교하여 시험물질에 대한 E. agilis의 독성 민감도 를 평가하였다. 또한 축산폐수 방류수, 도금폐수 방류수, 도 금폐수 1차 처리 시료에 대해 D. magna 급성 독성시험과 E. agilis 운동성 반응 시험을 수행 후 TU를 비교하여 E. agilis 운동성 시험의 현장 적용 가능성을 평가하였다. E. agilis는 시험 중금속에 대해 D. magna보다 독성민감도가 전반적으 로 낮았으나 V. fischeri 또는 E. gracilis와 유사하거나 좀 더 민감하였다. E. agilis는 D. magna test로 유독성으로 판명된 도금폐수 1차 처리수에 대해 신속한 독성반응을 나타내었 다. E-Tox 시스템은 기존의 생태독성시험장비에 비해 빠르 고 작동이 간편한 자동화 기기라는 장점이 있다. 본 연구의 결과 E-Tox 시스템을 이용한 E. agilis 운동성 시험은 향후 독성폐수에 대한 조기경보를 위한 생태독성시험법으로 적용 될 수 있을 것으로 판단된다. Abstract - The toxic responses of flagellate Euglena agilis Carter to 8 heavy metals (Ag, Cd, Cr (VI), Cu, Hg, Ni, Pb, Zn) were measured using E. agilis system (E-Tox), an automated biomonitoring system. The E-Tox measures cell movement parameters, such as velocity, motility, and forms of the cells, as biological endpoints. EC50 values from the E. agilis biomonitoring test were compared with the literature data from the tests with Daphnia magna, Vibrio fischeri and Euglena gracilis. Measurement of the E. agilis movement behavior and D. magna acute toxicity test were also conducted for the wastewater samples. E. agilis is less sensitive than D. magna but is comparable to or more sensitive than V. fischeri and E. gracilis for the heavy metals tested in this study. E. agilis shows prompt changes of these parameters for the toxic metal plating wastewater. Major advantages of the E-tox are automatic, easy to handle and fast ecotoxicity monitoring system compared to other biological test systems. These results imply that E. agilis biomonitoring test using E-Tox can be a putative ecotoxicity test as a good early warning tool for the monitoring of toxic wastewater.
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