In this study, using soil brick with combined effective microorganisms and emergent plants was identified which it can increase the effect of conservation and improvement of water. Lab-test was consist of four kind of reactors and each of reactors were A(rawwater), B(soil brick), C(emergent plant) and D(soil brick+emergent plant). Iris pseudoacorus, Phargmites australis, Typha angustifolia and Zizania latifolia were used for emergent plant. Evaluation of application on various environment were performed on agricultural waterway and pond. The pH measurement test of soil brick was performed due to evaluate whether a strong alkaline water flows out of the soil brick. Result of lab-test, removal efficiency of D was better than removal efficiency of A presenting 20.9%, 27.9% 21.5%, 33.8% and 58.4% for CODCr, BOD5, TN, TP and TSS respectively. Removal efficiency of soil brick on agricultural waterway was revealed to be 49.5%, 45.0%, 43.7%, 37.3% and 28.6% for CODCr, BOD5, TN, TP and TSS respectively. And removal efficiency of soil brick on the pond was revealed to be 12.7%, 10.5%, 9.32%, 10.4% and 36.3% for CODCr, BOD5, TN, TP and TSS respectively. Result of pH measurement test of soil brick was neutral which was about 6 to 8.

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.

물은 22.1 MPa의 압력하에 100℃ - 374℃의 온도범위에서 액체상태로 존재하며, 이를 아임계수라 한다. 아임계수 조건에서 물은 분자간 수소결합이 약해지면서 유전상수, 점성, 표면장력이 감소되어 유기용매와 유사한 특성을 지니게 된다. 원유오염토양은 전남 여수지역 공단 내에 있는 유류로 오염된 토양을 이용하였으며, 오염기간은 약 1년이며 저분자성 휘발유류성분 및 고분자성 유류로 오염되어 있었다. 초기 오염된 TPH농도는 16,895 mg/kg였다. 원유오염토양은 고분자성 물질이 다량 함유되어 있어 기존정화방법으로는 처리하기 어려운 점이 있다. 이를 해결하기 위하여 상기 아임계수 특성을 이용하여 원유로 오염된 토양으로부터 오염물질을 추출하는 연구를 수행하였다. 이와 함께 친유성 용매인 등유를 이용하여 토양으로부터 원유 일부를 탈착(전처리)시킨 후, 아임계수로 토양 내에 잔류되어 있는 유류성분을 제거하는 실험도 수행하였다. 이를 통해 아임계수 추출만을 적용하였을 경우와 등유 전처리가 추가된 경우의 제거율과 정화공정상 효율을 비교하였다. 아임계수 추출 시 275℃에서 2시간 추출을 5회 반복 진행하였을 때, 토양 내의 잔류 유류 농도가 498 mg/kg(제거율 97%)로 나타났다. 등유 전처리(토양 : 등유=1 : 0.5 wt%)후 아임계수 적용시 250℃에서 1시간동안 추출 시, 토양 내 잔류 유류 농도는 223 mg/kg로 나타났다. 적용된 두가지 공정 모두 토양1지역 우려기준(500mg/kg)이하로 정화되었으나, 상대적으로 등유전처리가 포함된 공정이 아임계수 기술만을 적용하여 추출을 진행한 것보다 상대적으로 높은 제거율을 보였다. 또한 등유 전처리가 추가된 아임계 공정이 추출시간, 공정수, 투입에너지(가열)에 있어 경제적으로 판단되며, 따라서 원유 오염토양의 아임계수 정화공정에서는 등유전처리 도입이 효과적인 것으로 판단된다.

정화토양 RSA(remediated soil A)와 RSB(remediated soil B)의 토양 특성을 조사한 결과, 사질양토로서 작물 별 토양 특성 권장 기준에 적정 토성이지만, 높은 토양 pH와 치환성 칼슘, 다소 낮은 양이온치환용량(cation exchange capacity, CEC)과 치환성 칼륨, 매우 낮은 토양유기물 함량과 유효인산 함량을 보여 작물 생육에 적합하지 않은 것으로 판단되었다. 그러나, 친환경농자재인 부산물비료, charcoal, biochar를 토양개량제로 처리 후 토양 특성이 수준 이상의 개선을 보여준 것으로 보인다. 토양 pH 경감 효과는 볼 수 없었으나, 토양유기물 함량 증가, 유효인산 함량 증가 등의 효과가 있었으며, 총질소(total nitrogen, T-N)와 치환성 칼륨의 함량이 다소 증가하였다. 그리고, 치환성 칼슘의 함량이 작물 별 권장 기준 이상으로 높은 것을 감안하였을 때 biochar 처리구에서 치환성 칼슘 함량을 감소시킨바, 지속적인 연구 또한 필요할 것으로 판단된다. 이는 토양경작법에 의하여 정화된 토양에 대하여 부산물비료, charcoal, biochar 등의 친환경농자재를 토양개량제로 사용할 경우 토양 개선 효과가 나타난 것으로 생각되며, 특히 biochar의 경우 토양 특성 변화에 많은 영향을 주었다. 따라서, 정화토양을 지속적으로 유지하고 관리 할 경우 토양의 질을 꾸준히 증진시킬 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 중금속으로 오염된 논토양에서 비소 흡수능이 우수한 봉의꼬리(Pteris multifuda)를 재배할 때 차광처리가 봉의꼬리의 생육과 토양 내 비소 흡수에 미치는 영향을 분석하기 위하여 수행하였다. 비소로 오염된 (구)장항제련소 인근의 논토양에서 수행하였으며, 각 실험구의 크기를 2×2m로 조성하였고, 동일한 생육단계의 봉의꼬리를 20×20cm 간격으로 식재하여 24주간 재배하였다. 차광조건에 따른 봉의꼬리의 생육을 조사하였고, 식물체 내 비소 축적량 및 토양의 비소 변화량은 ICP를 이용하여 분석하였다. 연구의 결과, 중금속으로 오염된 논토양에서 차광에 의한 봉의꼬리의 생육은 무차광에 비해 차광 처리구에서 왕성하였다. 봉의꼬리 지상부의 비소 축적량은 차광(140.9mg·kg-1)에 비해 무차광 처리구(169.8mg·kg-1)에서 다소 높았으며, 지하부의 비소 축적량은 비슷한 경향을 보였다. 그러나 생육은 70% 차광 처리구에서 월등히 우수하여, 토양에서 흡수한 비소의 함량은 차광처리구에서 오히려 더 많았다. 봉의꼬리의 비소 이동계수(TR)는 차광처리에 관계없이 0.87~0.89로 매우 높아 흡수한 비소를 지상부로 빠르게 이동시키므로 생육 후 지상부의 제거처리에 의해 토양 내의 비소를 효과적으로 제거할 수 있으리라 생각된다.