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김영경 ( Yeongkyung Kim ),김형중 ( Hyungjoong Kim ),함종화 ( Jonghwa Haam ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-
충남 당진군 석문간척지에 위치한 인공습지에서 식재식물에 따른 수질정화 효과를 실험하였다. 인공습지 식재 식물로는 갈대와 애기부들을 이용하였으며, 개방구역과 식생구간을 조합하여 시험포를 구성하였다. 식재습지 각 셀 규모는 910㎡ (13m×70m)이며, 단독시험포는 무식재, 갈대, 애기부들구간으로 구성하였으며, 복합시험포는 갈대+애기부들, 무식재+갈대, 갈대+무식재구간으로 구성하였다. 2001년 습지 조성이후 식생식물을 인공적으로 제거하지 않고 인공습지를 운영하고 있다. 인공습지 유입수는 당진천으로부터 하천수를 펌핑하여 이용하였으며, 2008년 유입수 수질 평균값은 COD 9.0㎎/ℓ, SS 24.1㎎/ℓ, T-N 3.387㎎/ℓ, T-P 0.184㎎/ℓ이다. 단독형시험포에서 COD 처리효율은 식재식물종간 차이는 없었으나 식재여부에 따른 유의적 차이가 나타났다. 단독시험포에서 TN처리효율은 평균 59.4%로 비교적 높은 제거효율을 나타냈으나 식재여부나 식재 식물종에 따른 유의적 차이는 나타나지 않았다. TP제거효율도 식재여부나 식재식물에 의한 유의적 차이는 나타나지 않았으나 미식재구간에서 산술적으로 약간 높았다. SS처리효율도 유의적 차이를 나타내지 않았다. 수질정화효율과 인자와의 상관관계를 분석한 결과 COD처리효율은 체류일수와 유의적 상관관계가 있었다(Peason 상관계수 0.474). 복합시험포에서 TN은 수생식물 배열에 관계없이 60%이상의 안정적인 제거효율을 나타냈다. TP 처리효율은 미식재구간이 후반부에 있는 처리구에서 57.8% 가장 높았으며 식생배열에 따른 차이를 보이지는 않았다. SS는 모든 처리구에서 80%이상 높은 처리효율을 나타냈으며 식생배열에 따른 유의적 차이를 보이지는 않았다. 전체 처리구간에서 유출수 COD 농도는 유입수 농도보다 높았다. 총질소 처리효율은 55.5~76.8%, 총인 처리효율은 39.8~57.0%, 부유물질 처리효율은 63.1~92.0%였다. 무식재구간이 있을 경우 유출수의 용존산소량이 유의적 수준에서 높았다. 단독시험포와 복합시험포 실험결과를 이용하여 오염물질제거효율과 인자들간의 상관관계를 분석하였다. 유의적 수준에서 COD처리효율은 체류일수와 상관관계(상관계수 -0.910)가 있었고, 총질소 처리효율은 갈대구간체적과 상관관계(상관계수 0.818)가 있었으며, 총인 처리효율은 식재구간체적과 상관관계(상관계수 -0.871)가 있었다. 식생식물과 식생배열에 수질정화효율의 효과를 비교하기 위하여 각 오염물질 제거효율에 대한 다중회귀분석을 실시하였다. COD제거효율 = -13.299 + 0.035 X<sub>1</sub> -0.035 X<sub>2</sub> (X<sub>1</sub> : 미식재구간체적(㎥), X<sub>2</sub> : 체류일수(day), R<sup>2</sup> : 0.928), 총질소제거효율 = 54.996 + 0.056 X<sub>1</sub> + 0.016 X<sub>2</sub> + 0.437 X<sub>3</sub> (X<sub>1</sub> : 갈대식생체적(㎥), X<sub>2</sub> : 애기부들식생체적(㎥), X<sub>3</sub> : 체류일수(day), R<sup>2</sup> : 0.969), 총인제거효율 = = 51.992 + 0.018 X<sub>1</sub> -0.046 X<sub>2</sub> (X<sub>1</sub> : 미식재구간체적(㎥), X<sub>2</sub> : 식재구간체적(㎥), R<sup>2</sup> : 0.935), SS제거효율= 51.370 + 0.127 X<sub>1</sub> + 0.051 X<sub>2</sub> -1.230 X3 (X<sub>1</sub> : 식생식재체적(㎥), X<sub>2</sub> : 미식재체적(㎥), X<sub>3</sub> : 체류일수(day), R<sup>2</sup> : 0.935). 4종의 오염물질에 대한 다중회귀분석결과가 얻어졌으므로 그 식을 이용하여 체류시간과 유입량을 일정 수준으로 설정하여 각오염물질에 대한 제거효율과 단위면적당 제거량을 추정하였다. 추정된 수질정화효율과 제거량을 근거로 복합시험포의 무식재+갈대처리구와 길대+무식재 구간에서 가장 효율이 좋음을 알 수 있었으며, 유출수의 용존산소량까지 고려한다면 길대+무식재구간이 가장 바람직한 식재 방법이라 판단된다.
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