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손영권,이한필,김해도,최선화,김정대,Son, Yeong Kwon,Rhee, Han-Pil,Kim, Haedo,Choi, Sun Wha,Kim, Jeong Dae 한국농공학회 2015 한국농공학회논문집 Vol.57 No.4
Safety of reclaimed wastewater irrigation needs to be evaluated to promote public health. Quantitative microbial and toxic risk assessment was conducted to identify the level of risk for farmland workers who use reclaimed wastewater and groundwater in Jeju island. Microbial risk through inhalation and ingestion exposure was below acceptable level (less than $10^{-3}$) of $7.07{\times}10^{-6}$ for reclaimed wastewater and $9.99{\times}10^{-8}$ for groundwater irrigation worker. Aggregate exposure risk of Ni, As and Cu was most contributable to overall risk in both reclaimed wastewater and groundwater irrigation plot. High cumulative exposure risk was estimated through non-dietary soil ingestion and dermal contact of soil, due to the high concentration of As, Cu and Ni in farmland soil. Overall toxic risk was $2.68{\times}10^{-4}$ for reclaimed water and $2.39{\times}10^{-4}$ for groundwater irrigation, which could not meet acceptable toxic risk level of $10^{-6}$. Further efforts, such as provide personal protective equipments or public health education, need to be implicated to reduce adverse health risk.
손영권,윤춘경,김형중,함종화,Son, Yeong-Kwon,Yoon, Chun-Gyeong,Kim, Hyung-Joong,Haam, Jong-Hwa 한국농공학회 2011 한국농공학회논문집 Vol.53 No.6
Long-term water treatment performance analysis was conducted for the constructed wetland treating agricultural tailwater. Studied wetland was established in 2001 and operated from June, 2002 to November, 2010. Wetland vegetation cover was shown over 90 % coverage after 2005. According to vegetation development, accumulation of sediment nutrient was observed; Organic Carbon, T-P and T-N. In addition, DO concentration and temperature was decreased in the constructed wetland output. An infiltration rate also significantly decreased due to compaction of wetland soil. A runoff coefficient was increased due to the low infiltration rate after 2005. A T-N, TSS and Chl.a removal rate was maintained constantly. However, the T-P removal rate was slightly decreased along to wetland operation because low DO concentration could increase elution of phosphorus from sediment. After constructing open water, the T-P removal rate was increased. This is because open water could accelerate the reaearation process. Consequently, over three years of vegetation development could be helpful for wetland performance. In addition, DO concentration is important factor to maintain the T-P treatment.
수질관리 : 비점오염원 제어를 위한 인공습지의 처리효율분석
손영권 ( Yeong Kwon Son ),윤춘경 ( Chun Gyeong Yoon ),김형철 ( Hyung Chul Kim ),이새봄 ( Sae Bom Lee ),엄한용 ( Han Yong Um ) 대한상하수도학회 2007 공동추계 학술발표회 논문집 Vol.2007 No.-
The field scale experiment was performed to examine the effect of plant coverage on the constructed wetland performance and recommend the optimum development and management of macrophyte communities. Four sets(each set of 0.88ha) of wetland(0.8ha) and pond(0.08ha) systems were used. Water flowing into the Seokmoon estuarine reservoir from the Dangjin stream was pumped into wetland system. Water depth was maintained at 0.3~0.5m and hydraulic retention time was managed to about 2~5days; emergent plants were allowed to grow in the wetlands. After six growing seasons of the construction of wetlands, plant coverage was about 95%, even with no plantation, from bare soil surfaces at the initial stage. Dead vegetation affected nitrogen removal during winter because it is a source of organic carbon which is an essential parameter in denitrification. Biomass harvesting is not a realistic management option for most constructed wetland systems because it could only slightly increase the removal rate and provide a minor nitrogen removal pathway due to lack of organic carbon.
손영권 ( Yeong Kwon Son ),윤춘경 ( Chun Gyeong Yoon ),김준식 ( Jun Sik Kim ),김형중 ( Hyung Joong Kim ) 한국물환경학회 2012 한국물환경학회지 Vol.28 No.1
The performance data for eight years from a free-surface-flow constructed wetland system receiving agricultural tailwater were used to analyze denitrification rate and nitrogen treatment characteristics according to season and wetland design. Seasonal difference between growing season (March~November) and winter season (December~February) was shown in the concentration of all nitrogen species. Seasonal nitrogen treatment has similar trend with temperature and measured denitrification rate. The highest denitrification rate was measured in July, but treatment efficiency was most higher in May and June. Nitrogen absorption of vegetation could affect to these wetland performances, therefore dense population of wetland vegetation might be helpful. According to design of wetland, at least 25~50 m of wetland length was needed to decrease effluent T-N concentration to background concentration in growing season. In winter season, wetland needed much longer distance to reduce T-N concentration. Mass removal rate was continuously high through whole year because runoff coefficient was low in winter season. Applicability of constructed wetland was observed for the total maximum daily load that control T-N load.
신유리,윤춘경,손영권,김형중,Shin, Yu-Ri,Yoon, Chun-Gyeong,Son, Yeong-Kwon,Kim, Hyung-Joong The Korean Society of Agricultural Engineers 2010 한국농공학회논문집 Vol.52 No.6
본 연구는 자유수면형 인공습지에서의 시기적인 중금속 제거율의 변동을 평가하기 위하여 수행되었다. 대상 인공습지의 유입수는 하수처리수가 포함된 하천수이다. 인공습지에는 갈대 (Phragmites australis)와 부들 (Typha latifolia)이 주로 분포하며, 이들 두 종은 습지의 95 % 이상을 차지하는 우점종이다. 2009년 5월부터 9월까지 습지의 유입과 유출부분에서 유입수와 유출수를 시료 채취하였다. 채취된 시료는 ICP-AES 방법을 이용하여 6가지 중금속을 분석하였으며, 위해성 평가를 이용하여 카드뮴 (Cd), 크롬 ($Cr^{+6}$), 비소 (As), 납 (Pb), 니켈 (Ni), 구리 (Cu)의 분석 결과를 평가하였다. 위해성평가는 농부와 레크리에이션에 대한 두가지 시나리오를 바탕으로 이루어졌다. 연평균 중금속 제거율은 계절적인 변화 측면에서 큰 변화를 나타내지 않았다. 위해성 평가 결과 시료가 채취된 부분 및 계절적인 변화 대부분에서 US EPA의 기준인 $10^{-4}$를 초과하지 않는 수준으로 허용가능한 수준이었다. 하지만, 봄철 농부에 대한 위해성평가 결과 위해도가 $10^{-4}$ 수준이며, $10^{-6}-10^{-8}$ 수준은 질병의 이동이 우려되는 수준 (US EPA)임을 감안하여, 인공습지에 중금속 농도 저감 시설의 설치를 고려해야 한다. 본 연구에서는 위해성 평가를 가상의 시나리오에 적용하여 평가를 시도함으로서, 수치적인 자료로 제시할 수 있을 뿐만 아니라 중금속의 정량적인 평가를 수행할 수 있었다. 따라서 위해성 평가는 인공습지의 안전성에 대하여 대중과 소통할 수 있는 도구로서 이용할 수 있으며, 인공습지의 효율적인 운영 및 현장 적용에 있어서 스크리닝 도구로서의 역할이 가능할 것으로 판단된다.
조문수 ( Moonsoo Cho ),윤춘경 ( Chun-gyeong Yoon ),손영권 ( Yeong-kwon Son ),김형중 ( Hyung-joong Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-
인공습지의 영양물질 처리에 미치는 요인으로는 수리부하율, 체류시간, 수체의 깊이, 유입수의 농도, 토양 특성, 식생, 수체의 화학적 특성, 습지 경계의 형태 그리고 온도가 있다. 특히 수리부하율은 체류시간 및 습지 내부의 물수지를 결정하는 중요한 인자이며, 유입유량, 침투량, 증발산 그리고 강수량의 영향을 받는다. 강수량은 유입유량 외에 습지의 수리학적 변화에 큰 영향을 줄 수 있는 중요한 요소로 작용할 수 있으며, 습지의 처리에서 반드시 고려되어야 한다. 또한 강우사상은 유역 비점오염부하의 유출을 증가시켜 습지에 유입되는 유입수 농도를 증가시킨다. 본 연구에서는 강우사상이 인공습지의 처리효율에 미치는 영향을 분석하기 위해, 강우시 인공습지의 유입 및 유출유량을 측정하여 수리학적 변화를 반영하였다. 습지조성 초기와 후기에 미치는 강우사상의 영향을 비교하기 위해 2003년 6, 7월과 2009년 7, 8월에 측정된 자료를 비교하였다. 강우사상이 습지에 미치는 영향을 분석하기 위해 습지의 유입, 유출수 시료 채취가 2003년 6월과 7월에 2회 실시되었다. 시료는 6번과 7번 시험포에서 측정되었으며, 시스템의 차이(Wetland-pond, Pond-wetland system)를 분석하기 위해 각 셀의 유출부에서 시료를 채취하였다. 분석 기간 중 각 시험포의 유입유량은6, 7번 시험포가 각각 346.10∼497.84 m3/day, 355.02∼438.19 m3/day의 분포를 보였다. 습지의 식생피도는 약 75∼78%로 측정되었으나, 대부분 작은 초장의 추수식물이 관찰되었다. 2003년의 측정결과를 바탕으로 강우시 증가된 수리부하율에 대한 습지의 처리효율 변화를 알아보기 위해 유량관리가 용이한 5번 시험포에서 3회의 측정이 실시되었다. 유수지는 TSS와 TP에 대한 처리효율을 보였으며, 그 면적이 작고 간단히 해석이 가능하기 때문에 2009년의 강우기 조사는 습지에 대해서 실시하였다. 대부분의 유출수 농도는 유사한 값을 보였으나, 일부 조사에서 TP의 농도가 높게 측정되었다. 이는 높은 유입수 농도의 영향으로 판단된다.