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수처리용 인공습지에서 갈대부착조류의 유기물생산력
Primary Production by Epiphytic Algae Attached on the Reed in Constructed Wetlands for Water Treatment 원문보기

대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, v.31 no.10, 2009년, pp.893 - 900  

최돈혁 (한국수자원공사 시화호환경관리센터) ,  최광순 (한국수자원공사 수자원연구원) ,  황길순 (한라건설 기술연구소) ,  김동섭 (한국수자원공사 수자원연구원) ,  김세원 (한국수자원공사 수자원연구원) ,  강호 (충남대학교 토목환경공학부)

초록
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시화호 인공습지의 유기물생산에 대한 갈대부착조류의 기여도를 평가하기 위하여 유입수의 수질특성이 다른 두 습지(반월천습지와 동화천습지)에서 4월부터 10월까지 매월 부착조류의 1차생산력을 측정하였다. 부착조류의 현존량은 반월천습지와 동화천습지에서 각각 37~3,581 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 655 mgChl.a/$m^2$surface stem), 87~2,093 mgChl.a/$m^2$surface stem(평균 527 mgChl.a/$m^2$surface stem)의 범위로 동화천습지에 비해 반월천습지에서 큰 값을 보였다. 반면 부착조류의 광합성효율을 나타내는 동화계수(assimilation number; AN)는 반월천습지에 비해 TN/TP 비가 작은 동화천습지에서 높았다. 두 습지로 유입되는 유입수의 TN/TP비와 AN사이에서의 음의 상관(r=0.46)으로부터 부착조류의 높은 광합성효율은 낮은 TN/TP와 관련이 있는 것으로 사료된다. 부착조류의 단위면적당 일일 1차생산력은 반월천습지에서 307~2,473 mgC/$m^2$/day, 동화천습지에서 756~2,096 mgC/$m^2$/day로 두 습지 모두 여름에 높은 값을 보였다. 두 습지의 평균 1차생산력은 반월천습지가 부착조류의 현존량이 큼에도 불구하고 1,166 mgC/$m^2$/day으로 동화천습지(1,467 mgC/$m^2$/day)에 비해 낮았다. 이는 AN 값에서 알 수 있듯이 반월천습지의 광합성효율이 동화천습지에 비해 낮았기 때문으로 판단된다. 시화호 인공습지에서 갈대부착조류에 의한 연간 총 유기물생산은 300 tonC/year(습지 전체 유기물생산의 33%)로 습지내 유기물생산에 부착조류의 기여가 큰 것으로 나타났다. 습지내 과도한 유기물생산은 습지의 수처리효율을 저하시킬 수 있으므로 수처리용 인공습지의 관리에 있어서 갈대부착조류의 역할이 고려되어야 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To estimate the contribution of epiphytic algae attached on reed to organic matter production in constructed wetland, primary productivity by epiphytic algae was investigated in two sub-wetlands (Banweol and Donhwa wetlands) of the Sihwa Constructed Wetland (CW) with different chemistry of inflows. ...

주제어

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문제 정의

  • 한편 삼화천습지는 고습지와 저습지의 구분이 없고 펌프시스템이 없어 저류보를 통해 자연유하식으로 하천수가 유입된다. 본 연구에서는 습지의 규모와 시스템이 비슷하고 유입수가 안정적으로 유입되는 반월천고습지와 동화천고습지를 대상으로 하여 갈대부착조류의 유기물생산력을 조사하였다.
  • 본 연구에서는 처리수의 수질특성이 다른 시화호 인공습지의 두 습지에서 갈대부착조류의 1차생산을 측정하여 습지간 광합성특성을 비교하고, 또한 습지의 유기물생산력에 대한 갈대부착조류의 기여도를 평가하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수처리용 인공습지의 목적은? 습지는 육상과 수생태계를 연결하는 전이대로 지구상에서 가장 생산력이 큰 생태계로 알려져 있다.1) 수처리용 인공습지는 이러한 습지내 1차생산자의 높은 생산력을 이용하여 고농도의 영양염류가 포함된 유입수를 정화시킬 목적으로 조성되어 왔다.2) 그러나 1차생산자의 과도한 유기물생산에 의한 습지내 유기물의 축적은 수중의 산소를 쉽게 고갈시킬 수 있으며, 이러한 혐기성환경은 퇴적토로부터 인의 용출을 가속화시키는 등 습지의 수처리 효율을 저하시키는 원인이 될 수 있다.
인공습지의 1차생산자는 무엇인가? 인공습지의 1차생산자는 수생식물과 부착조류 그리고 식물플랑크톤이 될 수 있으며, 유기물생산력에 대한 각각의 기여도는 폐쇄수역과 개방수역의 면적, 수심과 체류시간, 광합성 효율 등에 의해 결정될 수 있다. 이중 식물플랑크톤과 부착조류는 환경조건의 변화에 따라 대사활성도의 차이가 크고 성장과 사멸과정이 매우 짧기 때문에 습지내 물질생산과 순환에 매우 중요한 역할을 한다.
1차생산자의 광합성효율을 나타내는 동화계수(assimilation number; AN)는 무엇과 관련이 있는가? 한편 1차생산자의 광합성효율을 나타내는 동화계수(assimilation number; AN)는 수온, 빛, 영양염류 등의 환경변화에 영향을 받는다. 특히 AN은 영양염류 농도와 가장 관련이 크며,10,11) 영양염류의 농도가 증가할수록 AN 값도 커지는 것으로 알려져 있다.12,13) 그러므로 인공습지에서 처리하고자 하는 유입수의 수질은 부착조류를 포함한 1차생산자의 광합성특성 및 유기물생산에 영향을 미칠 수 있다.
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참고문헌 (23)

  1. Mitsch, W. J., and Gosselink, J. G., Wetlands, Van Nostrand Reinhold, New York(1993) 

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  4. Horne, A. J., and Goldman, C. R., Limnology, McGraw-Hill, Inc., New York, pp. 115-132(1994) 

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  16. Platt, T., Gallegos, C. L., and Harrison, W. B., 'Photoinhibition of photosynthesis in natural assemblages of marine phytoplankton,' J. Mar. Res. 38, pp. 687-701(1980) 

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  20. 황길순, 소양호 1차생산력과 부영양화에 관한 연구, 강원대학교 박사학위청구논문(1996) 

  21. Hopper, N. M., and Robinson, G. G. C., 'Primary production of epiphytic algae in a marsh pond,' Can. J. Bot., 54, 2810-2815(1976) 

  22. Suzuki, N., Kawashima, M., Endoh, S., Itakura, Y., and Kimura, Y., 'Study on the reed community at Lake Biwa-Physical, chemical and ecological characteristics in the reed community-,' Mem. Fac. Edu., Shiga Univ., Ser. Nat. Sci., 43, 19-41(1993) 

  23. 최돈혁, 최광순, 김동섭, 김세원, 최동호, 황인서, 이윤경, 강호, '시화호 인공습지에서 시공간적 수질분포 및 오염물질 제거효율 평가,' 대한환경공학회지, 30(10), 1013-1020(2008) 

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