The changes in COD, TOC, T-P, and T-N concentrations were investigated for 2 years in the constructed wetland of Sookcheon, which was installed to improve the water quality of Daecheong reservoir in South Korea. In order to evaluate the pollution level of sediments in the wetland, settling velocity of particulate material (4 times) and sedimet material contents (6 times) were measured. COD and TOC concentrations increased slightly as they passed through wetlands, and T-N and T-P concentration tended to decrease. The material content (COD, T-P, T-N) of aquatic plants was higher in floating-leaved and free-floating macrophytes than emergent macrophytes. As a result of measuring the sedimentation rate of suspended materials, most of the suspended materials introduced into constructed wetlands were sedimented at a rapid rate in the first sedimentation site. In addition, sediment pollution of T-P and T-N in constructed wetland was in severe pollution. The sediments containing a large amount of T-P and T-N were eluted by physical and chemical environmental changes, which is likely to act as internal pollution sources in wetlands.

인공습지는 조성 후 자연적인 천이 과정으로 인해 육상식물의 비율이 높아지는 등 생물학적 및 물리적인 변화가 진행되는데, 이는 정화 기능 뿐만 아니라 종다양성에도 영향을 미칠 수 있다. 이에 본 연구는 낙동강 매수토지 중 수심, 주변 입지 조건 등을 고려하여 7개의 인공습지를 선정한 후 물리적인 환경 및 생물종의 시계열적인 변화를 모니터링한 결과를 바탕으로 생물다양성에 영향을 미치는 환경요인을 도출하고 관리방안을 제안하고자 하였다. 서식처와 종다양성의 변화 경향을 예측하고 자 환경현황과 습지의존종인 잠자리목의 출현 현황을 파악하였다. 수심 0.2~1m 내외로 복원되어 수면이 유지되었던 2012년 과 비교하여 2015년에는 식재된 추수식물이 깊은 수심으로 확산되면서 개방 수면의 면적도 줄었다. 잠자리의 종수는 총 54종류가 관찰되었는데 식재한 식물이 확산되었음에도 불구하고 식생, 수면, 초지 등 서식처 다양성이 유지되어 조성 초기와 유사하였다. 하지만, 잠지리의 개체수는 2012년과 비교하여 2015년에 줄었는데, 이는 수면이 축소되면서 수생식물이 드문 곳을 선호하는 실잠자리과에 속하는 종의 개체수가 감소하였기 때문인 것으로 판단되었다. 연도별 습지간 종수 및 개체수의 차이를 분석한 결과 p-value가 각각 2.568e-09, 1.162e-08로 차이는 유의하였다. 개방 수면 감소가 종다양성과 잠자리의 서식밀도에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었는데, 조성 초기에 식재한 갈대, 달뿌리풀, 부들 등 추수식물의 확산이 개방 수면 축소와 잠자리 종수 감소를 초래하므로 개방 수면을 유지하는 관리가 이루어져야 할 것이다.

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.

습지는 생산성이 높고 다양한 생물자원의 보고로서 인간 을 비롯한 다양한 생물들의 서식을 위해 필수적인 공간이 다. 인간의 활동과 기후변화로 인해 지난 세기에 약 50%의 습지가 사라졌음에도 불구하고 현 상태가 개선되지 않으면 훼손 면적은 증가할 것이라고 하였다(IPCC, 2001). 습지 훼손은 생물다양성 감소와 직접적으로 연결되어 있어 최근 들어 습지조성 및 복원에 대한 관심이 증대되고 있다. 조성 된 습지는 농업용수 처리, 질소 저장, 오염수 처리 등 정화 기능 뿐만 아니라 야생생물 서식처 제공을 통해 훼손된 생 물다양성을 복원할 수 있다는 측면의 중요성으로 인해 그 면적과 개소수는 증가할 것으로 예측하고 있다(Rousseau et al., 2008). 우리나라에서는 4대강의 수질개선을 목적으 로 하천 및 호수 경계로부터 0.5~1km이내 지역을 수변구역 으로 지정하여 2004년부터 매수를 실시해오고 있다. 매수 된 토지에 대해서는 점오염원 및 비점오염원을 정화시키고 자 습지 및 식생복원사업을 진행하고 있으나 수질정화 및 생물다양성 효과에 대한 검증이 없이 진행하고 있는 실정이 다. 이에 조성 효과에 대한 실태조사가 필요한 것으로 판단 되어 2007년부터 2011년까지 산청지역에 조성된 인공습지 를 대상으로 수심, 수면 면적 등에 따라 7개소로 분류하고 잠자리 출현 현황을 5월부터 11월까지 2주 간격으로 조사 하였다. 본 연구는 습지별 잠자리 출현 현황 분석 자료를 바탕으로 물리적 환경이 생물서식에 미치는 영향을 파악하 고 이를 바탕으로 향후 인공습지 조성시 생물다양성을 증진 을 위한 인공습지 조성 및 관리방안을 제안하고자 한다. 연구는 경남 산청군 단성면에 조성된 인공습지를 대상으 로 실시하였는데, 습지는 수심 등 물리적 형태에 따라 분류 하였다. 조성당시 수심에 따라 깊은 습지, 중간 습지, 얕은 습지 3가지로 구분하였고 대조구로서 산림과 접하여 생태 계 다양성이 높은 습지, 꼬마잠자리가 출현하는 습지, 식생 이 없는 물웅덩이, 수면이 드러나지 않는 묵논으로 구분하 여 조사된 잠자리의 종구성을 파악하였다. 수심에 따라 조 성된 습지의 깊이는 깊은 습지의 경우 수심 0.8~1.5m, 중간 습지의 경우 수심 0.4~1.0m, 얕은 습지는 수심 0.4~0.6m이 었다. 잠자리 조사결과 깊은 습지에서는 36종, 중간 습지와 얕은 습지에서는 각각 28종이 관찰되었고 산림과 접한 습지 복원지의 경우 35종, 꼬마잠자리 출현 습지 25종, 물웅덩이 19종, 묵논 15종이 각각 출현하였다. 월별 출현 종수는 깊은 습지, 중간 습지, 얕은 습지의 경우 7~8월에 각각 11~21종, 12~15종, 9~16종으로 많은 종이 관찰되었다가 이전과 이후 에 감소하는 경향이었으며 종다양도지수와 개체수도 유사 하였다. 다만 종수 및 개체수, 종다양도 등은 6월말까지 변 동이 없다가 장마 후인 7월 중순과 무더위가 지나간 8월말 경에 폭발적으로 증가하였다가 가을이 시작되는 9월 중순 부터 급격하게 감소하는 경향을 나타내었다. 대조구에 있어 서는 수면 면적이 없거나 좁은 습지에서 종수 및 개체수가 적었다. 이상 잠자리 출현 경향을 종합해보면, 종수 및 개체 수는 장마 후인 7월과 무더위가 지나간 8월말 경에 폭발적 으로 증가하는 경향을 보여 조사시 이들 시기가 포함되어야 할 것으로 판단되었다. 또한 서식하는 생물종의 다양성을 높이기 위해서는 가능한 산림, 습지, 초지 등 생태계 또는 서식처 다양성을 높일 필요성이 있는 것으로 나타났고 물깊 이만을 고려했을 때는 얕은 깊이의 습지보다는 식생으로 덮이지 않은 깊은 물과 얕은 물이 공존하는 습지에서 많은 종이 출현하는 것으로 나타났다. 관리에 있어서는 시간이 흐름에 따라 얕은 습지는 전체가 나도겨풀, 부들 등의 식생 이 전체를 피복하는 경향이 있었으며 이에 따라 잠자리의 종수도 줄어드는 추세이었다. 따라서 새로운 습지를 조성할 경우 주변 생태계 다양성을 높이고 수면이 유지될 수 있는 물깊이의 공간을 일정 면적 이상 조성하는 것이 높은 생물 다양성을 유지할 수 있을 것으로 판단되었다.

This study developed an up-flow wetland providing either an eco-friendly follow-up process of medium-sized public treatment facility for livestock manure or a non-point source pollution controller near livestock farms. The four bench-scale up-flow wetlands were operated with four different bed media sets. The removal efficiencies of the wetland effluent for CODCr, TN, TP, SS were 35.2 %, 29.5 %, 31.2 % and 52.2 % for set 1(Blank, without reed, with bio-ceramic), 40.6 %, 43.4 %, 42.2 % and 55.4 % for set 2(with bio-reed&without bio-ceramic), 45.2 %, 48.7 %, 46.6 % and 66.3 % for set 3(with bio-reed&bio-ceramic), 32.9 %, 27.3 %, 29.3 % and 54.1 % for Set 4(with reed&bio ceramic), respectively. The set 3 condition having a mixture of bio-reed and bio-ceramic showed the highest efficiency in the bench-scale evaluation. This study suggests a mixture of bio-reed and bio-ceramic as suitable bed media in the construction of artificial wetlands near livestock farms. Soils including the bed media were monitored during the evaluation for trace elements. Soil analysis results were satisfied with the Korean Soil Contamination Standard. This study showed that the up-flow constructed wetland was feasible to treat the effluent livestock wastewater treatment facility.

본 연구는 시설하우스에서 비점오염원으로 인해 배출되는 오염된 농업배수를 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위한 기초자료를 확보하기 위해 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율을 평가하였다. 인공습지의 조합방법은 수직-수평흐름조, 수평-수직흐름조, 수평-수직-수평흐름조 및 수직-수평-수평흐름조로 구분하여 설계 및 시공하였으며, 여재는 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재로 구분하여 각 조에 충진하였다. 또한 농업배수 부하량을 150, 300, 600 L m-2 day-1으로 달리하여 오염물질의 처리효율을 조사하였다. 조합방법별 수처리효율은 HF-VF-HF 조합방법이 다른 조합방법에 비해 높은 처리효율을 보였으며, 최적여재는 COD 처리효율은 왕사가 가장 높았고, T-N은 쇄석, T-P는 방해석이 가장 높았다. 하지만 모든 처리효율과 경제성 부분을 고려하였을 때 최적여재는 혼합여재가 가장 효과적일 것으로 판단된다. 농업배수의 부하량에 따른 처리효율 결과 COD는 농업배수 부하량 600 L m-2 day-1까지 안정적인 처리효율을 보였으나, T-N 및 T-P는 150 L m-2 day-1≒300 L m-2 day-1¤600 L m-2 day-1의 순으로 농업배수의 부하량이 증가함에 따라 약간 감소하는 경향이었다. 따라서 시설하우스 농업배수 처리를 위한 인공습지 농업배수처리장의 최적조건은 HF-VH-HF 조합형 인공습지에 왕사, 쇄석 및 방해석이 혼합된 혼합여재로 충진하고 부하량 300 L m-2 day-1 이하의 농업배수를 주입하는 것이 최적일 것으로 판단된다.

본 연구는 고속도로변에 조성된 인공습지의 생물서식특 성을 조사하여 문제점을 도출하고 개선방안을 마련하였으 며, 인공습지 조성방안을 제시하였다. 연구대상지는 영동고 속도로에 위치한 여주군 가남면 습지와 평택제천고속도로 의 안성시 금광면 습지, 평택제천고속도로 대소분기점에 위 치한 음성군 대소면 습지 등 3개소로 설정하였다. 대상지 설치목적 및 개황, 동․식물 서식현황, 로드킬(Road-kill) 발 생현황을 조사하였으며, 기상 및 기후, 수질과 토양특성 등 환경요인을 분석하였다. 현장조사는 봄, 여름, 가을에 걸쳐 계절별로 총 3회 실시하였다. 여주군 가남면 습지는 산림계곡, 경작지에 위치하고 있으 며, 생물서식 및 비점오염저감을 목적으로 조성되었다. 산 림(59.6%)과 경작지(22.5%)가 가장 넓게 분포하였고, 습지 내부는 습지자생초지(33.3%)에 갈대, 부들, 연꽃이 우점하 고 있었다. 야생조류 12종 100개체와 고라니가 14개 지점에 서 관찰되었고, 로드킬이 13건 발생하였으며, 참개구리 등 양서류 3종, 잠자리류 8종 143개체, 나비류 11종 32개체가 관찰되었다. 토양은 pH 7.24∼7.27로 약알칼리성이었고, 중금속이 미량 검출되었으며, 수질은 호소환경기준과 비교 하여 약간 나쁜 상태이었다. 여주군 가남면 습지는 양서류 산란 및 포유류 휴식처 기능을 하고 있었으며, 생물서식기 능 향상을 위하여 적정 수위유지와 개방수면 확보, 비점오 염물질 저감 및 고라니 로드킬 방지대책을 제안하였다. 안성시 금광면 습지는 산림계곡 상류에 위치하고 있으며, 양서류 대체서식지 및 비점오염저감을 위하여 조성되었다. 산림이 83.0%로 가장 넓게 분포하였고, 습지 내부는 습지자 생초지 29.1%와 건조자생초지 25.7%가 분포하였으며, 달 뿌리풀과 쑥이 우점하였다. 야생조류 10종 55개체와 고라 니 및 너구리 등 포유류가 10개 지점에서 관찰되었고, 로드 킬이 3건 발생하였다. 도룡뇽 등 양서류 5종과 파충류 3종, 잠자리류 12종 182개체, 나비류 13종 33개체가 관찰되었 다. 토양은 pH 9.20∼9.25로 강알칼리성이었고, 중금속이 미량 검출되었으며, 수질은 호소환경기준과 비교하여 좋은 상태이었다. 안성시 금광면 습지는 고라니, 도룡뇽, 한국산 개구리 및 다양한 파충류가 출현하였고, 산지이동형 잠자리 와 나비류가 서식하고 있는 것으로 조사되어 양서류 산란 및 포유류 휴식처, 파충류 먹이공급처 기능을 하고 있었다. 생물서식기능 향상을 위하여 포유류 및 양서류의 로드킬 방지대책과 고속도로에서 유입되는 비점오염물질 저감 및 가뭄 시에 일정한 수심유지를 위한 대책을 제안하였다. 음성군 대소면 습지는 고속도로 분기점 녹지대 내부에 위치하고 있으며, 하천과 인접하고 주위에 논경작지가 넓게 분포하고 있었다. 습지 조성목적은 도로에서 유출되는 비점 오염물질 저감 및 생물서식처 제공이었다. 경작지(53.60%) 및 하천, 습지(13.5%)가 가장 넓게 분포하였고, 습지 내부는 갈대가 우점하고 있었다. 야생조류는 19종 227개체가 주변 논경작지와 하천에서 출현하였고, 삵, 수달 등 포유류가 6개 지점에서 관찰되었다. 참개구리 14개체, 잠자리류 14종 141 개체, 나비류 7종 44개체가 발견되었다. 토양은 pH 5.87∼ 5.96으로 중성, 중금속은 미량이 검출되었으며, 수질은 호 소환경기준과 비교하여 매우 나쁜 상태이었다. 음성군 대소 면 습지는 물새의 휴식처 및 삵과 수달의 먹이공급처 기능 을 하고 있었으나, 수질이 매우 나쁘므로 생물서식기능을 위하여 비점오염물질 및 농경용수 정화를 제안하였다. 고속도로변 인공습지의 특성을 조사․분석하여 도로변에 인공습지를 조성 시 공간구성 및 고려사항을 제시하였다. 도로에서 유입되는 비점오염저감을 위한 시설은 배수면적 을 고려하여 초기우수 5mm 처리가 가능하도록 적정규모로 설치하여야 하며, 가능한 자연형 시설로 한다. 비점오염저 감을 위해 정화습지를 조성할 경우에는 오염물질 정화효율 이 높은 갈대, 줄, 애기부들, 미나리, 창포 등의 수생식물을 식재한다. 생물서식습지는 다양한 생물이 서식하도록 굴곡진 자연 형태로 조성하여 호안의 길이를 가능한 길게 하는 것이 좋 으며, 수면적은 최소 100㎡ 이상이 되도록 한다. 수심은 다 양한 깊이로 조성하되 1m 이상인 곳을 일부 조성하고, 습지 주변은 목표종의 서식에 적합한 다양한 환경을 조성한다. 오염물질 정화효율이 높은 수생식물을 식재하고, 자생종 및 정수식물, 침수식물, 부엽식물 등 다양한 생활형의 식물종 을 도입한다. 또한 수생식물의 식재면적은 수면적의 40% 이하가 되도록 하고, 과도하게 번성하여 수면이 좁아지지 않도록 포트식재 등의 조치가 필요하다. 습지에 서식하거나 이용하는 야생동물의 안전한 이동을 위하여 생태통로 및 야생동물유도울타리를 설치한다. 생태 통로는 목표종 또는 출현종에 따라 유형 및 규모를 결정하 고, 가능한 자연재료를 사용하여 동물에게 거부감이 없도록 하여야 하며, 유도울타리는 양서·파충류를 보호하기 위한 조밀망이 포함된 울타리를 설치한다. 또한 고속도로에서 발 생하는 소음, 불빛 차단을 위한 완충공간은 다층구조의 수 림대를 조성하거나 자연재료를 이용한 차단벽 등을 설치하 도록 제안하였다.

유기물이 함유된 공업용 폐수(2차처리수)의 수질을 정화하기 위해 2000년 7～10월에 친환경적인 방법인 식물정화조를 조성하여 하천의 수질 및 지하수를 보전하고 공업단지내에서 생물서식공간과 휴게공간을 제공하고자 본 실험을 진행하였다 식물정화조의 크기는 10m×6m(상부면)로 1일 처리용량은 2.5㎥였다. 폐수는 1일 4회, 6시간 간격으로 0.625㎥씩 나누어 처리하였다. 처리효율을 높이기 위해 수직흐름방식을 채택하였고, 배수층은 모래와 자갈을 2:1의 비율로 혼합하여 깊이 1.0m로 조성하였다. 식물정화조 내에는 갈대, 부들, 골풀, 노랑꽃창포 등의 다년생 정수식물을 20본/㎥ 식재하였다. 처리수 재활용 차원에서 생물종다양성을 증진시키는 자연형 연못을 조성하였으며, 이를 환경교육장으로 활용하기 위해 관찰데크, 안내해설판 등을 도입하였다. 실험결과 BOD5, COD, T-N, T-P 등의 제거에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났고, 생태계 모니터링 결과, 생물서식공간(비오톱)으로서의 기능이 점진적으로 향상되고 있는 것으로 나타났다.

This study analyzed the changes in the concentrations of the pollutants of constructed treatment wetlands which come from the discharge water of a sewage treatment plant. According to the results of budgets in constructed wetlands, the net production of the organic carbon, nitrogen and phosphorus were 368 kgC/month, 306 kgN/month and –49 kgP/month, respectively. The high particle form of pollutants are mostly removed due to settlement and absorption when passing through wetlands, but because a low processing efficiency for pollutants was shown when sewage treatment plant wastewater flows in, there is a need for a water management system that can reduce the organic matter load through monitoring. The low removal efficiency of constructed wetlands were caused by both structural and operational problems. Therefore, to enable to play a role as a reduction facility of pollutants, an appropriate design and operation manuals for constructed wetlands is urgently needed.

부분 침지형 수직류식 인공습지공정은 20×12×20cm 크기로 제작하였으며 반응조 총 용적은 4.8L(유효용적 4.3L)이다. 인공습지 충진 여재는 생초액비 폐잔류물과 황토 및 점토를 혼합하여 지름 5~10mm의 크기로 제조한 황토볼을 사용하였으며, 반응조 하부로부터 높이 13.5cm(유효용적 대비 75%)까지 황토볼을 충진 하였다. 그리고 그 위에 모래를 반응조 높이 20cm 까지 충진 하였다. 모래는 지하흐름형 수직류식 인공습지공정의 식물 식재 및 뿌리의 기공확보를 위하여 사용 하였으며, 식물로 갈대를 반응조내 식재 가능한 만큼 충분히 식재하였다. 본 연구에서는 수직류식 반응조 단일공정에서 Oxic, Anoxic 공정이 존재하도록 Zone을 구분한 상태에서 tidal flow 방식으로 운전하였다. 체류시간은 96hr로 운전을 실시하였으며, 침지율 25% 지점에서 반송을 실시하였으며, 반송률은 1Q, 2Q, 4Q로 변화시켜가며 반송률에 따른 유기물 및 영양염류 제거효율을 살펴보았다. 처리수는 pH, SS, CODMn, T-N, T-P를 분석하였으며, 유입수의 평균농도는 pH 6.6~6.8, SS 7.0mg/L, COD 44.22mg/L, T-N 35.81mg/L, T-P 0.67mg/L 이었다. 그 결과 pH는 반송률에 관계없이 6~8사이로 유지되는 것으로 나타났으며, SS는 모든 반송률 조건에서 유입수 유입시 모래층을 거쳐 반응조 내부로 유입되기 때문에 부유물질이 거의 없는 수준까지 제거되는 것으로 나타났다. COD는 반송률 1Q 보다는 2Q 이상으로 운전할 때 COD 제거에 있어 더 좋은 것으로 나타났으며, T-N은 반송률 2Q 이상의 조건에서 T-N 농도가 약 4~5mg/L 수준까지 감소하여 그 농도수준으로 계속 유지되는 것으로 나타났다. 따라서 반송률은 2Q 이상으로 반송을 실시하여야 COD 및 T-N의 제거효율이 더 증가되는 것으로 나타났으며, 반송률 2Q에서는 제거효율이 COD 70%, T-N 87%, 4Q에서는 COD 73%, T-N 89%로 나타나 2Q 이상의 반송률에서는 반송률 증가에 따른 처리효율 변화가 미미한 것으로 나타났다. T-P는 반송률에 관계 없이 매우 낮은 농도로 유출되어 반송률별 처리효율 비교가 큰 의미를 가지지 않는 것으로 나타났다. 하지만 반송률을 2Q 이상으로 실시할 경우 1Q의 반송률 보단 T-P가 좀 더 제거되는 것으로 나타났다. 따라서 2Q 이상의 반송률에서는 반송률 증가에 따른 COD, T-N 처리효율 변화가 미미하여 경제성 등을 고려할 때 최적 반송률은 2Q인 것으로 판단된다. 부분 침지형 수직류식 인공습지공정 최적 반송률(2Q) 조건에서 처리수의 유기물 및 영양염류 농도는 SS 5.1mg/L, COD 14.6mg/L, T-N 4.71mg/L, T-P 0.32mg/L로 나타났다. 이는 하수도법 시행규칙 공공하수처리시설 방류수수질기준(1일 하수처리용량 500㎥ 미만 50㎥ 이상) SS 10mg/L, COD 40mg/L, T-N 20mg/L, T-P 2mg/L 농도에도 만족하는 것으로 나타났다.

부분 침지형 수직류식 인공습지공정은 20×12×20cm 크기로 제작하였으며 반응조 총 용적은 4.8L(유효용적 4.3L)이다. 인공습지 충진 여재는 생초액비 폐잔류물과 황토 및 점토를 혼합하여 지름 5~10mm의 크기로 제조한 황토볼을 사용하였으며, 반응조 하부로부터 높이 13.5cm(유효용적 대비 75%) 까지 황토볼을 충진 하였다. 그리고 그 위에 모래를 반응조 높이 20cm 까지 충진 하였다. 모래는 지하흐름형 수직류식 인공습지공정의 식물 식재 및 뿌리의 기공확보를 위하여 사용 하였으며, 식물로 갈대를 반응조내 식재 가능한 만큼 충분히 식재하였다. 본 연구에서는 수직류식 반응조 단일공정에서 Oxic, Anoxic 공정이 존재하도록 Zone을 구분한 상태에서 tidal flow 방식으로 운전하였다. 체류시간은 48, 96hr로 운전을 실시하였으며, 각각의 체류시간동안 운전을 실시한 후 처리수 유출은 침지율 25% 및 50% 지점에서 실시하여 pH, SS, CODMn, T-N, T-P를 분석하였다. 유입수의 평균농도는 pH 6.6~6.8, SS 7.0mg/L, COD 44.22mg/L, T-N 35.81mg/L, T-P 0.67mg/L 이었으며, 부분 침지형 수직류식 인공습지공정에서 체류시간 및 침지율에 따른 반응조 운전효율을 살펴보았다. 그 결과 pH는 운전기간동안 6~8사이로 안정적으로 운전되어졌으며, SS는 모든 운전조건에서 유입수 유입시 모래층을 거쳐 반응조 내부로 유입되기 때문에 부유물질이 거의 없는 수준까지 제거되는 것으로 나타났다. 침지율에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교하여 본 결과 침지율 25%가 50% 보다 COD는 12%, T-N은 14% 더 높은 제거효율을 보여주었다. 그리고 같은 침지율 조건에서 체류시간에 따른 COD 및 T-N 제거효율을 비교해 본 결과 체류시간 48hr 보다는 96hr에서 COD가 8%, T-N이 11% 더 높은 제거효율을 보여주었다. 따라서 COD 및 T-N은 인공습지 운전시 침지시키는 범위가 작을수록, 체류시간은 48hr 보다는 96hr에서 제거효율이 더 나은 것으로 나타났다. 이를 통해 질소제거는 인공습지 반응조에서의 호기성 상태를 유지하는 범위가 클수록 질산화에 있어 더욱 효과적인 것으로 나타났으며, 반응조를 침지시킬 경우 상부는 호기성 상태를 유지하나 하부에서는 혐기성 상태의 환경이 조성되어 호기성 및 혐기성 환경 하에서 질산화 및 탈질에 의한 질소제거 기작이 발생한 것으로 보여진다. T-P는 모든 운전조건에서 큰 차이를 보이지 않았으나 체류시간 96hr에서 침지율 25%로 운전한 조건이 다른 조건들에 비해 좀 더 나은 인 제거효율을 보였다. 따라서 부분 침지형 수직류식 인공습지공정에서의 체류시간 및 침지율 변화에 따른 반응조 운전효율을 살펴본 결과 체류시간은 96hr, 침지율은 25%로 실시하는 것이 유기물 및 영양염류 제거에 있어 더 효과적인 것으로 나타났다.

인공습지는 습지의 수자원 확보 및 홍수제어, 생태서식처, 조경 및 레크레이션, 기후조절, 수질정화 및 환경교육 등의 기능을 목적으로 조성한 습지를 의미한다. 인공습지는 고유의 물순환, 생태, 자연정화, 경관, 심미적 기능 등의 융합적 기능에 의하여 복잡하고 다양한 문제해결에 적당한 기술로 평가받고 있으며, 선진국에서는 이러한 인공습지가 도시화, 기후변화 및 생활수준 향상으로 인한 홍수와 가뭄, 하천생태계 변화, 수질오염과 같은 문제를 해결하는 방안으로 제시되고 있다(환경부, 2014). 이와 같이 여러 목적으로 인공습지가 많이 조성되고 있는데, 특정 기능을 목적으로 인공습지가 조성된다 하더라도 인공적 생태계가 조성되는 습지의 특성상 융복합 기능을 갖게 된다. 인공습지 조성 시에는 특정 목적만이 아닌 다양한 효과에 대한 통합적 분석이 필요하지만, 한 가지 목적에 초점을 맞추는 게 대부분이다. 따라서 본 연구에서는 하천변 인공습지 조성 목적 중 홍수 저감 및 수질개선 효과를 함께 분석하고자 한다. 홍수 저감효과의 경우 동일한 홍수량을 홍수위 산정 모형인 HEC-RAS모형을 이용하여 저류지와 식생수로의 하도를 입력하여 모의하였으며, 수질모형인 QUAL2E모형에 동일한 인공습지를 적용하였을 때의 오염부하량 삭감량을 고려한 시나리오를 적용하여 수질개선효과를 분석하였다. 이와 같이 인공습지를 조성하였을 때의 다양한 효과들을 예측하여 습지의 총체적인 이익을 정량화할 수 있다면 수 있다면 다목적 인공습지를 적재적소에 더욱 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

To understand the initial changes in the microbial activities of wetland soil after construction, dehydrogenase activity (DHA) and denitrification potential (DNP) of soil from 1 natural wetland and 2 newly constructed wetlands were monitored. Soil samples were collected from the Daepyung marsh as a natural wetland, a treatment wetland in the West Nakdong River, and an experimental wetland in the Pukyong National University, Busan. The results showed that the DHA of the natural wetland soil was 6.1 times higher than that of the experimental wetland and similar to that of the treatment wetland 6 months after wetland construction (fall). Few differences were observed in the DNP between the soil samples from the natural wetland and 2 constructed wetlands four months after wetland construction (summer). However, 6 months after the construction (fall), the DNP of the soil samples from the natural wetland was 12.9 times and 1.8 times higher than that of the experimental wetland and the treatment wetland, respectively. These results suggested that the presence of organic matter as a carbon source in the wetland soil affects the DHA of wetland soil. Seasonal variation of wetland environment, acclimation time under anaerobic or anoxic wetland conditions, and the presence of carbon source also affect the DNP of the wetland soil. The results imply that the newly constructed wetland requires some period of time for having the better contaminant removal performance through biogeochemical processes. Therefore, those microbial activities and related indicators could be considered for wetland management such as operation and performance monitoring of wetlands.

The soil from constructed wetland system for sewage treatment was analyzed to examine physical and chemical characteristics. Clogging and lowered permeability were the physical matters of concern, and nutrient and salt accumulation were the chemical matters of concern. However, the soil properties of the constructed wetland system after 3 year operation demonstrated no degradation and still the soil works almost same as the initial stage. Encouragingly, no sludge accumulation was observed inside the system. Therefore, it implies that the wetland sewage treatment system can work continuously as long as it is operated and managed properly not to cause excessive pollutant loading.