Presently, aquatic plants are used for the water purification in inland water. This study was carried out to investigate the water purification effect of aquatic plants, Oenanthe javanica and Typha angustata, The experiment was conducted in outdoor flowing water was conducted for ten days, Water qua...
Presently, aquatic plants are used for the water purification in inland water. This study was carried out to investigate the water purification effect of aquatic plants, Oenanthe javanica and Typha angustata, The experiment was conducted in outdoor flowing water was conducted for ten days, Water quality was measured in terms of water temperature, COD(chemical oxygen demand), SS(suspended solids), Total N, Total P. The results of field experimentation showed that hydraulic retention time was the earliest in July and August 2003, and there were not any particular changes of monthly water temperature in inflow water and outflow water. As we look at the changes taken place in inflow water and outflow water throughout the whole experiment period, the change of water quality in summer was salient, especially SS removal ratio showed distinguished change as $25\%$, when the pebble filter and aquatic were attached to it. The removal rate of COD, total N total P were $14,7\%,\;8\%\;and\;9\%$, respectively. In relating the length of water extension to the change in water quality, the water quality tended to get lower generally in proportion to hydraulic retention time.
Presently, aquatic plants are used for the water purification in inland water. This study was carried out to investigate the water purification effect of aquatic plants, Oenanthe javanica and Typha angustata, The experiment was conducted in outdoor flowing water was conducted for ten days, Water quality was measured in terms of water temperature, COD(chemical oxygen demand), SS(suspended solids), Total N, Total P. The results of field experimentation showed that hydraulic retention time was the earliest in July and August 2003, and there were not any particular changes of monthly water temperature in inflow water and outflow water. As we look at the changes taken place in inflow water and outflow water throughout the whole experiment period, the change of water quality in summer was salient, especially SS removal ratio showed distinguished change as $25\%$, when the pebble filter and aquatic were attached to it. The removal rate of COD, total N total P were $14,7\%,\;8\%\;and\;9\%$, respectively. In relating the length of water extension to the change in water quality, the water quality tended to get lower generally in proportion to hydraulic retention time.
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문제 정의
본 연구는 최근 자연생태계관리의 측면과 더불어 biotope 창조를 병행한 수생식물을 이용한 수질정화 기술에 관하여 많은 연구가 시행되고 있는 현 시점에 수생식물을 통한 영양염의 제거효율을 측정 . 분 석함으로써 수질정화 능력을 규명하고 향후 수생식물을 이용한 수질정화시스템 개발의 기초 자료로서 제공함으로서 궁극적으로는 자연친화적인 도심하천 정비 사업에 기여하는데 있다.
본 연구는 최근 자연생태계관리의 측면과 더불어 biotope 창조를 병행한 수생식물을 이용한 수질정화 기술에 관하여 많은 연구가 시행되고 있는 현 시점에 수생식물을 통한 영양염의 제거효율을 측정 . 분 석함으로써 수질정화 능력을 규명하고 향후 수생식물을 이용한 수질정화시스템 개발의 기초 자료로서 제공함으로서 궁극적으로는 자연친화적인 도심하천 정비 사업에 기여하는데 있다.
제안 방법
채취된 물 시료의 수온을 측정하고 COD, SS, 총 질소(T-N), 총인(T-P)을 분석하였다. COD, SS, T-N, T-P는 시료채취 후 냉장 보관하여 실험실로 직송한 후 HACH사의 DR/4000을 이용하여 분석하 였다. 물 분석을 위해 만들어진 용기에 일정량의 시료를 주입하고 (COD: 2ml, T-N: 2ml, T-P: 5ml), 일정온도에서 (COD: 2시간, T-N: 30분, T-P: 30분) 반응시켜 DR/4000으로 시료의 발색정도에 따라 농 도를 측정하였다.
그리고 유입수 및 유출수를 채수하여 실시한 수질 측정 항목은 수온, COD, SS, 총질소농도(T-N), 총인농도(T-P)로 설정하였다.
내수면역을 대상으로 식물의 수질정화능력의 적용성을 검토하기 위해 현장실험을 실시하였다. 현장 실험은 Biogeofilter법的으로 적용하였으며 내수면적의 A, B, C 지점 즉, 3곳을 선정하였다.
COD, SS, T-N, T-P는 시료채취 후 냉장 보관하여 실험실로 직송한 후 HACH사의 DR/4000을 이용하여 분석하 였다. 물 분석을 위해 만들어진 용기에 일정량의 시료를 주입하고 (COD: 2ml, T-N: 2ml, T-P: 5ml), 일정온도에서 (COD: 2시간, T-N: 30분, T-P: 30분) 반응시켜 DR/4000으로 시료의 발색정도에 따라 농 도를 측정하였다. SS는 수질오염공정시험법에 따라 GF/C(0=47mm)여과지를 이용하여 여과전과 여과 후의 무게차이로 측정하였다.
채취된 물 시료의 수온을 측정하고 COD, SS, 총 질소(T-N), 총인(T-P)을 분석하였다. COD, SS, T-N, T-P는 시료채취 후 냉장 보관하여 실험실로 직송한 후 HACH사의 DR/4000을 이용하여 분석하 였다.
대상 데이터
본 연구의 대상지는 장자천으로 유입되는 지류로써 (주)한국생태하천건설에서 "장자천 유입지류 녹 조 방지 사업”의 시범사업의 일환으로 조성된 곳으로 수로의 길이는 약 54m정도에 폭은 약 1〜2m이다. 수로의 중심부에는 수질정화를 위한 미나리 식재를 통한 여과층 조성(2곳)과 수변부에 애기부들을 식재했으며 또한 큰고랭이, 꽃창포, 노랑꽃창포, 갯 버들, 부처꽃, 벌개미취를 식재하여 자연스러운 경관을 조성하였다.
Biogeofilter법의 실험내용은 Table 2와 같다. 현 장실험의 대상지는 경기도 구리시 수택동 및 토평 동에 위치하고 있는 장자천의 지류로서 (주)한국생태하천건설에서 "장자천 유입지류 녹조방지사업”의 일환으로 조성한 곳이다(Fig. 3, 4). 현장실험의 내용을 요약하면 다음과 같다.
내수면역을 대상으로 식물의 수질정화능력의 적용성을 검토하기 위해 현장실험을 실시하였다. 현장 실험은 Biogeofilter법的으로 적용하였으며 내수면적의 A, B, C 지점 즉, 3곳을 선정하였다. “A지점”은 A형여과지의 2m 전의 지점으로 유입부의 역할을 하며, "B지점”은 A형여과지의 통과 이후의 수질정화효과를 확인할 수 있는 지점이다.
이론/모형
물 분석을 위해 만들어진 용기에 일정량의 시료를 주입하고 (COD: 2ml, T-N: 2ml, T-P: 5ml), 일정온도에서 (COD: 2시간, T-N: 30분, T-P: 30분) 반응시켜 DR/4000으로 시료의 발색정도에 따라 농 도를 측정하였다. SS는 수질오염공정시험법에 따라 GF/C(0=47mm)여과지를 이용하여 여과전과 여과 후의 무게차이로 측정하였다. 물시료 분석 방법은 Table 3과 같다.
성능/효과
본 연구는 자연 상태의 소규모 오수배출지역인 장자천에서 수생식물을 이용한 정화처리시스템을 통해 수질정화효과를 측정하는 현장실험을 측정한 결과 최대의 체류시간은 5.7-6.1분으로 7-8월경에 유속이 다소 빨랐던 것으로 나타났다.
수로연장길이와 수질과의 연관성은 체류시간에 비례하여 모든 수질측정 항목에서 수질농도는 감소 하는 경향을 나타났는데 실험기간 전반에 걸쳐 여름철이 7-8월경에 유입수와 유출수의 수질농도의 변화가 두드러졌다. 특히 부유물질은 평균제거율이 25%로 COD: 14.
식물생장이 왕성한 7월에서 8월에 유입수 A와 유출수 B, C사이의 SS농도 변화가 25〜37%정도로 저감효과가 두드러졌으며, 8월 25일 측정값을 보면 유입수 A의 SS농도가 38.87mg//였으며 유출수 B, C 의 SS농도는 29.67mg/Z, 24.69mg/Z 로, 각각 23.6% 와 36.4%감소되었다(Fig. 8). 이후 9월과 10월에는 20%정도의 감소효과를 보이다가 11월에는 더욱 낮아져 10.
식물생장이 왕성한 7월에서 9월 중순까지 유입수 A와 유출수 B, C사이의 Total-P농도변화가 두드러 졌으며 다른 측정항목과 마찬가지로 8월에 가장 높은 감소효과를 나타냈다. 8월 25일 측정값을 보면 유입수 A의 Total-P농도가 2.
식물생장이 왕성한 7월에서 9월 중순까지 유입수 B, C사이의 Total-N농도변화가 11〜17%정도로 저 감효과가 두드러졌으며 8월 25일 측정값을 보면 유입수 A의 Total-N농도가 16.39mg//였으며 유출수 B, C의Total-N농도는 14.17点, , 13.61mg//로 각 각 10.4%와 141%감소되었다(Fig. 9).
수질정화효과 중 SS농도 항목에서 가장 높은 정화효과를 나타냈는데 이는 수생식물에 의한 저감효과와 더불어 자갈필터가 추가되어 감소효과가 높아진 것으로 생각된다. 유입수 A에서 유출수 B, C가지의 SS농도 변화와 수로 길이와의 관계를 보면 일반적으로 SS농도는 체류시간이 길수록 감소하는 경향을 보였다.
8%의 감소효과를 보였다. 유입수 A에서 유출수 B, C까지의 COD농도 변화로 수로 길이와의 관계를 보면 일반적으로 COD농도는 체류시간이 길수록 감소하는 경향을 보 였다.
2%로 낮아졌다. 유입수 A에서 유출수 B, C까지의 Total-N농도변화와 수로 길이와의 관계를 보면 일반적으로 Total-N농도는 체류시간이 길수록 감소하는 경향을 보였다.
Total-P는 측정항목들 중에서 감소효과가 가장 낮았다. 유입수A에서 유출수 B, C 까지의 Total-P의 농도변화와 수로 길이와의 관계를 보면 일반적으로 Total-P농도는 체류시간이 길수록 감소하는 경향을 보였다.
수로연장길이와 수질과의 연관성은 체류시간에 비례하여 모든 수질측정 항목에서 수질농도는 감소 하는 경향을 나타났는데 실험기간 전반에 걸쳐 여름철이 7-8월경에 유입수와 유출수의 수질농도의 변화가 두드러졌다. 특히 부유물질은 평균제거율이 25%로 COD: 14.7%, T-N:9.5%, T-P:8.0%로 나타난 다른 항목에 비해 수생식물에 의한 저감효과가 있 는 것으로 나타났다. 이는 수생식물의 저감효과와 더불어 자갈필터가 추가되어 저감효과를 한층 높인 때문으로 생각된다.
후속연구
수생식물의 수질정화능력과 다양한 환경조건에 다른 수질정화 능력에 대한 계속적인 연구의 필요 성과 식물 자체만으로의 수질정화에는 한계가 있는 것으로 나타났으며 수질정화비용과 처리면적확보의 어려움을 고려할 때 수생식물을 이용한 효율적인 수질정화시스템의 개발에 대한 지속적인 연구가 이 어져야할 것으로 생각된다.
참고문헌 (16)
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