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C. C. Vispo,N. J. D. G. Reyes,H. S. Choi,M.S. Jeon,L. H. Kim 한국습지학회 2023 한국습지학회지 Vol.25 No.2
인공습지(CW)는 도시 폐수처리를 위한 효과적인 기술로, 물리-화학적 및 생물학적 자연처리과정을 통해 오염 물질 이 제거된다. 본 연구는 서지학적 분석 방법을 통하여 인공습지의 현재까지의 연구 진행 상황과 향후 연구 동향을 조 사하였다. 인공습지를 통한 페수 처리 성능 평가 분석을 위하여 최근 출판된 논문(오픈 액세스 학술지 포함) 100편 을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 분석 결과, 스페인, 중국, 이탈리아, 미국이 논문 출판수가 두드러지 는 것으로 나타났다. 논문에서 가장 많이 사용된 핵심용어는 수질(n=19), 식물 정화(n=13), 강우유출수(n=11), 인(n=11) 순으로 나타났으며, 수질개선과 영양염류 제거에 대한 인공습지의 효율성 관련 연구가 폭넓게 연구되고 있는 것으로 분석되었다. 검토된 다양한 유형의 인공습지 중 Hybrid 형태의 인공습지가 TSS(95.67%) 및BOD(88.67%)으 로 오염물질 저감효율이 가장 높은 것으로 나타났으며, VSSF, HSSF는 TSS 제거(83.25% 및 78.83%)에 가장 효과적 인 것으로 조사되었다. VSSF 습지는 가장 높은 COD 제거 효율(71.82%)을 보였다. 일반적으로 인공습지에서 물리적 처리(예: 침전, 여과, 흡착)와 생물학적 메커니즘(예: 생분해)은 TSS, BOD, COD 제거 효율에 영향을 미치기 때문이 다. Hybrid 형태의 인공습지는 호기성 및 혐기성 조건, 다양한 식생 유형, 다양한 매체 구성 등의 다양한 인자와 여러 처리 과정을 통해 미생물 활성도 증가 및 질소 처리를 통해 TN(60.78%)의 높은 저감효과를 보였다. FWS 형태의 인 공습지는 퇴적물에 결합된 인을 침전 및 식물의 흡수를 통해 높은TP 제거효율(54.50%)로 나타났습니다. 일반적으로 인공습지에는 식물 정화 능력이 뛰어난 Phragmites, Cyperus, Iris 및 Typha 이 적용되고 있다. 본 연구는 향후 도시 지역에서 발생되는 폐수 처리를 위한 지속 가능한 대안으로 제시 가능할 것으로 사료된다. Constructed wetlands (CWs) are effective technologies for urban wastewater management, utilizing natural physico-chemical and biological processes to remove pollutants. This study employed a bibliometric analysis approach to investigate the progress and future research trends in the field of CWs. A comprehensive review of 100 most-recently published and open-access articles was performed to analyze the performance of CWs in treating wastewater. Spain, China, Italy, and the United States were among the most productive countries in terms of the number of published papers. The most frequently used keywords in publications include water quality (n=19), phytoremediation (n=13), stormwater (n=11), and phosphorus (n=11), suggesting that the efficiency of CWs in improving water quality and removal of nutrients were widely investigated. Among the different types of CWs reviewed, hybrid CWs exhibited the highest removal efficiencies for BOD (88.67%) and TSS (95.67%), whereas VSSF, and HSSF systems also showed high TSS removal efficiencies (83.25%, and 78.83% respectively). VSSF wetland displayed the highest COD removal efficiency (71.82%). Generally, physical processes (e.g., sedimentation, filtration, adsorption) and biological mechanisms (i.e., biodegradation) contributed to the high removal efficiency of TSS, BOD, and COD in CW systems. The hybrid CW system demonstrated highest TN removal efficiency (60.78%) by integrating multiple treatment processes, including aerobic and anaerobic conditions, various vegetation types, and different media configurations, which enhanced microbial activity and allowed for comprehensive nitrogen compound removal. The FWS system showed the highest TP removal efficiency (54.50%) due to combined process of settling sediment-bound phosphorus and plant uptake. Phragmites, Cyperus, Iris, and Typha were commonly used in CWs due to their superior phytoremediation capabilities. The study emphasized the potential of CWs as sustainable alternatives for wastewater management, particularly in urban areas.
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자연기반해법을 적용한 그린인프라 시설의 극한기후 영향 사례분석
MIGUEL ENRICO L. ROBLES,Franz Kevin F. Geronimo,CHINY C. VISPO,Haque MD Tashdedul,전민수,김이형 한국습지학회 2023 한국습지학회지 Vol.25 No.4
전세계적으로 기후변화로 인한 그린인프라와 환경기반시설의 영향 및 예측에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 하지만 국가별 극한기후가 발생하는 시기나 패턴이 다르기에 국내에도 극한기후로 인한 그린인프라와 환경기반시설에대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 7개 도시를 대상으로 기상청에서 제공하는 20년 동안의 극한기후에 대한 통계적 분석과 극한기후로 인한 자연기반해법(NBS)을 적용한 그린인프라 시설에 대한 영향분석을수행하였다. 극한기후에 대한 통계분석 결과 지리적 위치, 지표 불투수성, 지역 기상 패턴에 따라 다양한 극한 기상조건에 잠재적으로 취약한 것으로 분석되었다. 서울은 극한온도(영상, 영하)가 관측되었으며 부산, 울산 및 제주 에서는 강수량과 바람에 대해 극한기후가 발생하여 도시탄력성에 잠재적인 위협인자로 분류되었다. 온도는 도시 내 식생에 대한 회복력에 주요 요인으로 적용되며, 바이오차, 모래, 자갈, 우드칩 등 여재를 적용한 습지(CW)에서 극 영하온도에서 물리적 제거효율 및 영양염류 제거능력을 저하되는 것으로 분석되었다. 극한기후로 인한 영향을 저감하기 위해 그린인프라 시설 내 온도조절이 가능한 차광 및 단열 시스템적용과 같은 극한기후 별 대응전략 수립이 가능하다. 본 연구를 통해 국내와 기후특성이 유사한 지역에서의 극한기후 대응전략 수립에 도움이 될 것으로 판단된다. The effects of climate change on green infrastructure and environmental media remain uncertain and context-specific despite numerous climate projections globally. In this study, the extreme weather conditions in seven major cities in South Korea were characterized through statistical analysis of 20-year daily meteorological data extracted fro m the Korea Meteorological Administration (KMA). Additionally, the impacts of extreme weather on Nature-based Solutions (NbS) were determined through a comprehensive review. The results of the statistical analysis and comprehensive review revealed the studied cities are potentially vulnerable to varying extreme weather conditions, depending on geographic location, surface imperviousness, and local weather patterns. Temperature extremes were seen as potential threats to the resilience of NbS in Seoul, as both the highest maximum and lowest minimum temperatures were observed in the mentioned city. Moreover, extreme values for precipitation and maximum wind speed were observed in cities from the southern part of South Korea, particularly Busan, Ulsan, and Jeju. It was also found that extremely low temperatures induce the most impact on the resilience of NbS and environmental media. Extremely cold conditions were identified to reduce the pollutant removal efficiency of biochar, sand, gravel, and woodchip, as well as the nutrient uptake capabilities of constructed wetlands (CWs). In response to the negative impacts of extreme weather on the effectiveness of NbS, several adaptation strategies, such as the addition of shading and insulation systems, were also identified in this study. The results of this study are seen as beneficial to improving the resilience of NbS in South Korea and other locations with similar climate characteristics.
KCI
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