국내의 거의 모든 호수는 인공호이며 그 상당수가 부 영양 상태이고 영양염류가 주로 유역의 비점오염원에서 유입되고 있어 기계적 오염원 관리가 어려운 상태이다. 본 연구는 수생관속식물을 이용한 영양물질 제거를 주 목적으로 수행되었다. 팔당호 자연습지의 수생관속식물에 의한 질소와 인의 연간 총흡수량은 연간 외부 총유 입부하량의 1% 내외에 불과하나, 강우가 적은 4~6월의 시기 중 생육지에서 인의 유입대비 흡수비는 약 27%에 달하며, 탈질이나 인의 용출억제 효과를 고려할 때 수질에 미치는 수생관속식물의 역할은 매우 크다. 팔당호에서 재배된 부레옥잠의 생체량 기준 비증식속도는 0.034 ~0.086 /d, 배가시간은 8~19일, 증식의 온도계수는 1.06, 질소흡수율은 0.56~1.67 gNm-2d-1, 인흡수율은 0.10~0.33 gPm-2d-1였으며 대규모 재배지에서의 수질은 현저히 개선되었다. 부레옥잠의 지하부 건물량(U)에 대한 지상부 건물량(A)의 비(U/A)는 수중의 영양물질 농도와 함께 증가하였다. 하수처리시 식물체의 인 함량과 수중의 인농도는 밀접한 관계를 보인 반면 질소는 유의성이 없었는데, 이는 하수의 질소/인 농도비가 높아 질소가 식물성장의 제한요인이 되지 못함을 시사한다. 하수원수에 대한 체류시간 2.2일의 인공늪지 처리시 BOD5 제거효율은 61~68%로 식물종류별로 차이가 적었으나 인제거효율은 부레옥잠조 63%, 기타 정수식물 (애기부들, 미나리, 꽃창포) 처리조는 35% 이하였다. 하수원수와 2차하수처리수에 대한 부레옥잠 인공늪지시스템의 인제거율은 각각 0.22, 0.16 gPm-2d-1이었으며, 기타 정수식물 처리조는 각각 0.06~0.12 gPm-2d-1, 0.03~ 0.06 gPm-2d-1의 범위였다. 유출수의 질소/인 비는 수로 시스템에 비해 늪지시스템에서 낮았는데 늪지 저토에서의 탈질과 인 용출이 큰 것으로 추정된다. 2차 하수처리 수에 대한 질소 제거율(R)과 식물체흡수율(U)의 백분비 (U/R)는 부레옥잠조 31~58%, 미나리조 5~11%, 기타 처리조는 5% 이하였으며, 인에 대한 U/R비는 부레옥잠조 47~54%, 미나리조 11~45%, 기타 처리조는 10% 이하였다. 부수식물 시스템에서는 흡수제거가 크나 정수식 물 시스템에서는 침전과 흡착 및 탈질이 주요 제거기작임을 알 수 있다.

유기오염 및 부영양화 제어를 위한 생태공학적 오염 하천 정화기술의 하나로서 사상성 부착조류(Filamentous periphyton, FP)의 적용성 및 이용가능성을 검토하였다. FP의 증식도는 매질의 종류, 설치방법, 공극, 유속, 수온 및 수중 영양염의 농도에 따라 큰 차이를 보였다. 가장 높은 FP의 증식도를 보이는 조건은 유속 10 cm/s 내외, 수류방향에 수직으로 수직으로 설치된 4 mm 망목의 그믈망 매질이었으며 같은 물리적 조건에서는 유입수의 인농도에 따라 증식도가 커졌다. 유입수 인산염 인농도가 0.025~0.075 mgP/L, 유속이 5~15 cm/s의 조건에서 Pilot 인공수로(40 cm폭×25 cm깊이×20m길이)내 FP의 순생산성은 74~125 mgChl-am-2d-1, 비증식속도는 0.42 ~0.46/d, 인제거율은 19~103 mgPm-2hr-1, 조체당 비제 거율은 62~196 mgPgChl-a-1hr-1였으며 유입수의 인농도와 유속의 증가시 인제거율은 함께 증가하였다. FP가 정상적으로 착상된 상태에서 유입수의 농도대비 인제거 효율은 약 45% 내외였다. 과영양 하천인 경안천의 현장수로내 부착조류량은 최고 1,168 mgChl-a/m2에 달하였으며 접종 후 2주간 부착물의 증가속도는 20gDWm-2d-1, FP의 순생산성은 83mgChl-am-2d-1, FP의 비증식속도는 0.36/d였다. 접종한지 1주일 이후의 평균 용존산소 증가율은 7.7 gO2m-2 hr-1였으며 물질제거율은 BOD5가 4.4 gO2m-2hr-1, 총질소는 1.7 gNm-2hr-1, 총인과 인산염인은 각각 278, 85 mgPm-2hr-1였다. 부착물의 건조중량 당 비제거율은 총 인이 1,252 μgPgDW-1hr-1, 인산염인이 376 μgPgDW-1hr-1 였다. 인제거율은 FP의 양에 따라 함께 증가하였으며 FP 시스템에서의 인의 제거는 인산염인의 흡수, 유기성 인의 침전과 흡착 및 분해, 재흡수의 복합과정에 의한 것임을 시사하였다. FP 성장시 인이 조류생장에 대한 제 한요인으로 작용하여 유출수의 질소/인 비는 유입수에 비해 현저히 높았다. 이는 FP 시스템이 영양물질의 제거 뿐만 아니라 그 조성비를 변화시키므로써 수환경의 변화를 유발할 수 있음을 시사하는 것이다. 이상의 결과에서 FP 시스템은 수생관속식물에 비해 20~40배의 영양염류 제거율을 가지므로 하천수의 직접정화에 매우 효율일 것으로 판단된다. 그러나 FP는 증식속도가 빠르므로 매질의 폐쇄를 억제하기 위한 노화 식물체의 관리, 효율증대를 위한 매질의 선별과 설치 방법, 시스템내 미소생태계의 변화 등 지속적인 연구가 계속되어야 할 것이다. 유기물과 영양염이 모두 고농도 인 오염하천의 경우 유기물 제거를 위한 생물막과 영양 염 제거를 위한 FP 시스템을 연결한 복합시스템도 고안 할 수 있을 것이다.