[논문]시설하우스 농업배수 처리를 위한 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율 평가

이동진; 박종환; 김성헌; 윤찬웅; 조주식; 이성태; 허종수; 서동철

doi:10.11614/ksl.2014.47.1.013

시설하우스 농업배수 처리를 위한 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율 평가
Evaluation of Removal Efficiency of Pollutants in Constructed Wetlands for Treating Greenhouse Wastewater Under Different Filter Media, Configuration Methods and Agricultural Water Loading 원문보기

생태와 환경 = Korean journal of ecology and environment, v.47 no.1, 2014년, pp.13 - 23

이동진 (국립환경과학원) , 박종환 (경상대학교 응용생명과학부 (BK21 program) & 농업생명과학연구원) , 김성헌 (경상대학교 응용생명과학부 (BK21 program) & 농업생명과학연구원) , 윤찬웅 (경상대학교 응용생명과학부 (BK21 program) & 농업생명과학연구원) , 조주식 (순천대학교 생물환경학과) , 이성태 (경상남도 농업기술원) , 허종수 (경상대학교 응용생명과학부 (BK21 program) & 농업생명과학연구원) , 서동철 (순천대학교 생물환경학과)

초록
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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, $600L\;m^{-2}day^{-1}$으로 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 $600L\;m^{-2}day^{-1}$까지 안정적인 처리효율을 보였으나, T-N 및 T-P는 $150L\;m^{-2}day^{-1}{\fallingdotseq}300L\;m^{-2}day^{-1}$ > $600L\;m^{-2}day^{-1}$의 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 혼합여 재로 충진하고 부하량 $300L\;m^{-2}day^{-1}$ 이하의 농업배수를 주입하는 것이 최적일 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

To obtain optimum filter media, configuration method and greenhouse wastewater loading in small-scale constructed wetlands (CWs) for treating greenhouse wastewater, the apparatuses were constructed with 4 kinds of combined systems such as vertical flow (VH)-Horizontal flow (HF), HF-VH, HF-VF-HF, VF-HF-HF CWs. The efficiencies of pollutants in greenhouse wastewater were investigated in various CWs under different filter media, configuration methods and agricultural water loading. Removal rates of pollutants under different filter media were in the other of coarse sand>broken stone${\fallingdotseq}$calcite${\fallingdotseq}$mixed filter media for COD, broken stone>mixed filter media>coarse sand>calcite for T-N, and calcite>mixed filter media>broken stone>coarse sand for T-P. The removal rates of pollutants in HF-VH-HF CWs at different configuration methods were higher than those in other configuration methods. The removal rates of pollutants were higher in the order of $150L\;m^{-2}day^{-1}{\fallingdotseq}300L\;m^{-2}day^{-1}$ > $600L\;m^{-2}day^{-1}$ under different greenhouse wastewater loading. Therefore, optimum configuration method was HF-VH-HF CWs, the optimum filter media was mixed filter media (coarse sand : broken stone : calcite=1 : 1 : 1), and the optimum greenhouse wastewater loading was $300L\;m^{-2}day^{-1}$ in HF-VH-HF CWs.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

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.
이에 본 연구는 시설하우스 비점오염원으로 인해 발생되는 오염된 농업배수 처리를 위한 인공습지에서 여재종류, 조합방법 및 부하량에 따른 오염물질 정화효율을 평가하여 시설하우스에서 배출되는 오염된 농업배수를 인공습지에서 효과적으로 처리하기 위한 기반기술을 확보하고자 하였다.

제안 방법

수질분석은 수질오염공정시험법과 APHA의 standard method에 준하여 다음과 같이 하였다(APHA, 2005; Ministry of environmental, 2011). COD는 산성 과망간산 칼륨법 (적정법), 총 질소는 알카리성 과황산칼륨을 넣고 Autoclave에서 120℃, 30분 동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법(산화법)으로 측정하였으며, 총 인은 4% 과황산칼륨을 넣고 autoclave에서 120℃, 30분동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법으로 분석하였다. 또한 NH₄-N은 자외선/가시선 분광법-인도페놀법, NO₃-N은 자외선/가시선 분광법-부루신법으로 각각 측정하였다.
수평흐름조와 수직흐름조각 크기, 여재종류 및 여재주입 위치는 상기 수평-수직흐름 조합형 농업배수처리장치와 동일하게 하였다. 농업 배수처리장치에서 농업배수의 흐름은 수평흐름조에 농업배수를 유입시켜 3등분된 수평흐름조에서 수평의 지그재그 방향의 수평여과방식으로 처리하여 유출된 수평흐름조 처리수는 자연유하식으로 수직흐름조로 유입되게 하였고, 수직흐름조에 유입된 농업배수는 수직여과방식으로 처리하여 유출되게 하였다.
농업배수 부하량에 따른 수처리효율은 최적조건인 혼합여재로 충진된 수평-수직-수평흐름 조합형에서 농업배수 부하량에 대한 대응성을 조사하기 위해 농업배수 부하량을 150, 300 및 600 L m^-2 day^-1로 달리하여 조사하였다.
-N의 처리효율을 각각 조사하였다. 농업배수의 부하량별 처리효율 조사는 미생물 분포특성 및 활성도가 동일한 습지에서 부하량만 달리 적용하여 처리효율을 비교하였다.
농업배수의 부하량에 따른 수처리 효율 조사는 상기 여재종류 및 조합방법에 따른 수처리 효율 조사결과 최적으로 선정된 여재 및 조합방법 하에서 농업배수 부하량에 대한 대응성을 조사하기 위해 최적으로 선정된 시스템에서 농업배수 부하량을 150, 300 및 600 L m^-2day^-1로 달리하여 COD, T-N, T-P, NO₃-N 및 NH₄-N의 처리효율을 각각 조사하였다. 농업배수의 부하량별 처리효율 조사는 미생물 분포특성 및 활성도가 동일한 습지에서 부하량만 달리 적용하여 처리효율을 비교하였다.
혐기성조와 호기성조 각각의 크기, 여재종류 및 여재주입 위치는 상기 수직-수평흐름 조합형 농업배수처리장치와 동일하게 하였다. 농업배수처리장치에서 농업배수의 흐름은 수직흐름조에 농업배수를 유입시켜 수직여과방식으로 처리하여 유출된 수직흐름조 처리수는 자연유하식으로 수평흐름조로 유입되게 하였고, 수평흐름조에 유입된 농업배수는 3등분된 수평흐름조에서 수평의 지그재그 방향으로 흐르게 하였으며, 수평흐름조 처리수는 다시 자연유하식으로 수평흐름조로 유입되게 하여 수평의 지그재그 방향으로 흐르게 하였다. 습지조별 수리학적 체류시간은 호기성조의 경우 1~2 hr이었으며, 혐기성조의 경우는 0.
수평흐름조와 수직흐름조 각각의 크기, 여재종류 및 여재 주입 위치는 상기 수직-수평흐름 조합형 농업배수처리 장치와 동일하게 하였다. 농업배수처리장치에서 농업배수의 흐름은 수평흐름조에 농업배수를 유입시켜 3등분된 수평흐름조에서 수평의 지그재그 방향의 수평여과방식으로 처리하여 유출된 수평흐름조 처리수는 자연유하식으로 수직흐름조로 유입되게 하였고, 수직흐름조에 유입된 농업배수는 수직여과방식으로 처리하였으며, 유출된 수직흐름조 처리수는 자연유하식으로 수평흐름조로 유입되게 하였고, 수평흐름조에 유입된 농업배수는 3등분된 수평흐름조에서 수평의 지그재그 방향으로 흐르게 하였다.
07 day이었다. 또한 각 처리조별 생물막을 형성하기 위해 운영중인 인공습지에서 미생물을 배양하여 주입하고 6개월간 시운전을 실시한 이후에 실험을 진행하였다.
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.
소형 농업배수처리장치는 수직흐름조(Vertical flow; VF)와 수평흐름조(Horizontal flow; HF)를 수직-수평흐름 조합형, 수평-수직흐름 조합형, 수평-수직-수평흐름 조합형 및 수직-수평-수평흐름 조합형으로 하여 총 4개의 조합으로 설계 및 시공하였다.
수직-수평-수직흐름 조합형 농업배수처리장치는 Fig. 2D와 같이 수식흐름조, 수평흐름조 및 수평흐름조를 연결하여 1개조로 하여 운전이 가능하게 제작하였다. 혐기성조와 호기성조 각각의 크기, 여재종류 및 여재주입 위치는 상기 수직-수평흐름 조합형 농업배수처리장치와 동일하게 하였다.
수직-수평흐름 조합형 소형 농업배수처리장치는 Fig. 2A와 같이 수직흐름조와 수평흐름조를 연결하여 1개조로 하여 운전이 가능하게 제작하였다. 수직흐름조와 수평흐름조의 크기는 각각 지름 1.
8 m까지 충진하였다. 수직흐름조에는 통기관을 각조의 밑바닥과 하부로부터 0.4 m 위치에 각각 설치하여 자연통풍이 되게 하였고, 수평흐름조에는 체류 시간을 최대화하기 위해 수평흐름조를 3등분하였다. 소형 농업배수처리장치에서 농업배수의 흐름은 수직흐름조에 농업배수를 유입시켜 위로부터 아래로 수직여과방식으로 처리하여 유출된 수직흐름조 처리수는 자연유하식으로 수평흐름조로 유입되게 하였고, 수평흐름조에 유입된 농업배수는 3등분된 수평흐름조에서 수평의 지그재그 방향으로 흐르게 하였다.
수평-수직 조합형 농업배수처리장치는 Fig. 2B와 같이 수평흐름조와 수직흐름조를 연결하여 1개조로 하여 운전이 가능하게 제작하였다. 수평흐름조와 수직흐름조각 크기, 여재종류 및 여재주입 위치는 상기 수평-수직흐름 조합형 농업배수처리장치와 동일하게 하였다.
수평-수직-수평흐름 조합형 농업배수처리장치는 Fig. 2C와 같이 수평흐름조, 수직흐름조 및 수평흐름조를 연결하여 1개조로 하여 운전이 가능하게 제작하였다. 수평흐름조와 수직흐름조 각각의 크기, 여재종류 및 여재 주입 위치는 상기 수직-수평흐름 조합형 농업배수처리 장치와 동일하게 하였다.
여재 종류별 및 조합방법에 따른 수처리 효율 조사는 인공습지 소형 농업배수처리장치를 수직흐름조(Vertical flow; VF)와 수평흐름조(Horizontal flow; HF)를 수직수평흐름 조합형, 수평-수직흐름 조합형, 수평-수직-수평흐름 조합형 및 수직-수평-수평흐름 조합형으로 총 4개조로 구분하여 설계 및 시공하였으며, 내부에 충진되는 여재를 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재(왕사:쇄석:방해석=1 : 1 : 1)를 구분하여 충진한 뒤 농업배수 부하량을 300 L m^-2 day^-1로 한 조건하에서 COD, T-N 및 T-P의 처리효율을 각각 조사하였다.
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.

대상 데이터

26 mg L^-1)을 사용하였다. 공시 여재는 함양군에 소재한 채석장에서 채취한 여재를 사용하였다.
본 실험에 사용된 공시 오염된 농업배수는 경남 진주시 주변 농업배수 조사에서의 수질분석결과를 이용하여 실제 오염된 농업배수와 동일한 인공농업배수를 제조하였으며, 인공농업배수의 제조에 사용된 시약은 Sodium acetate (CH₃COONaㆍH₂O; 113.40 mg L^-1), Ammoniul chloride (NH₄Cl; 8.41 mg L^-1), Sodium nitrite (NaNO₂; 3.94 mg L^-1), Potassium nitrate (KNO₃; 271.09 mg L^-1), Potassium phosphate (KH₂PO₄; 13.26 mg L^-1)을 사용하였다. 공시 여재는 함양군에 소재한 채석장에서 채취한 여재를 사용하였다.
공시 인공농업배수의 이화학적 특성은 Table 1과 같고, 소형 농업배수처리장치에 사용한 여재의 이화학적 특성은 Table 2 및 3에서 보는 바와 같다. 소형 농업배수처리장치에 사용된 여재는 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재(왕사:쇄석:방해석=1 : 1 : 1)의 총 4종류를 사용하였고, 여재의 입도분포도는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 원 여재인 왕사, 쇄석 및 방해석의 유효입경(여재를 입경 순으로 나열하였을 때 작은 입경으로부터 중량 10% 되는 부분의 여재의 입경; d₁₀)은 각각 1.2, 1.3 및 1.4 mm이었으며, 균등계수(여재를 입경 순으로 나열하였을 때 작은 입경으로부터 중량 60%되는 입경과 10%되는 입경과의 비; d₆₀ d₁₀^-1)는 각각 2.92, 2.07 및 2.14이었다.
63 m³되게 제작하였다. 소형 농업배수처리장치의 수직흐름조 및 수평흐름조에 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합여재(왕사: 쇄석: 방해석=1 : 1 : 1)를 사용하였고, 여재 종류별 주입위치는 각 여재를 하부에서 높이 0.8 m까지 충진하였다. 수직흐름조에는 통기관을 각조의 밑바닥과 하부로부터 0.
수직흐름조와 수평흐름조의 크기는 각각 지름 1.0 m×0.8 m인 플라스틱 원통을 사용하여 용량이 0.63 m3되게 제작하였다.

이론/모형

COD는 산성 과망간산 칼륨법 (적정법), 총 질소는 알카리성 과황산칼륨을 넣고 Autoclave에서 120℃, 30분 동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법(산화법)으로 측정하였으며, 총 인은 4% 과황산칼륨을 넣고 autoclave에서 120℃, 30분동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법으로 분석하였다. 또한 NH₄-N은 자외선/가시선 분광법-인도페놀법, NO₃-N은 자외선/가시선 분광법-부루신법으로 각각 측정하였다.
수질분석은 수질오염공정시험법과 APHA의 standard method에 준하여 다음과 같이 하였다(APHA, 2005; Ministry of environmental, 2011). COD는 산성 과망간산 칼륨법 (적정법), 총 질소는 알카리성 과황산칼륨을 넣고 Autoclave에서 120℃, 30분 동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법(산화법)으로 측정하였으며, 총 인은 4% 과황산칼륨을 넣고 autoclave에서 120℃, 30분동안 반응시킨 뒤 자외선/가시광선 분광법으로 분석하였다.

성능/효과

-N이므로 T-N의 처리효율과 비슷한 경향이었다. 1차 처리인 수평흐름조에서 NO₃-N이 농업배수 원수에 비해 약간 감소하여 약 21.3~24.4% 정도 처리되었으며, 2차 처리인 수직흐름조에서는 NO₃-N이 거의 처리되지 않았고, 3차 처리인 수평흐름조에서 다시 NO₃-N이 처리되어 42.8~46.3% 정도 처리되었다. 이와 같이 질산성 질소의 대부분이 수평흐름조에서 처리되는 것은 수평흐름조의 혐기성 미생물에 의해 탈질되어 질소가 처리되기 때문으로 사료된다.
COD, T-N 및 T-P의 오염부하량에 따른 일일 제거량은 COD의 경우 일일 유입량이 평균 7.47, 15.30, 30.24 g COD day^-1로 증가할 때 유출수는 각각 0.49, 1.04, 2.04 g COD day^-1로 COD 부하량에 따른 제거량은 각각 6.98, 14.26, 28.2 g COD day^-1이었다. T-N의 경우 일일 유입량이 평균 5.
농업배수 원수의 T-P 함량은 3 mg L^-1이었으며, 농업배수 부하량에 따라 별 차이 없는 경향이었다. T-P 함량은 1차, 2차 및 3차 처리수에서 각각 1.11~1.39, 0.69~0.79 및 0.63~0.75 mg L^-1이었으며, 특히 3차 처리수에서는 T-P 처리효율이 약 76% 이상의 처리효율을 보였다. Park et al.
그리고 소형 농업배수처리장치에 이식한 수생식물은 다년생 수생식물인 갈대, 노랑꽃창포, 삿갓사초 및 큰고랭이 등 4종이었으며, 모든 수생식물은 야외노지에서 성장한 수초를 분주하여 이식하였다.
6에서 보는 바와 같다. 농업배수 원수의 COD는 50 mg L^-1이었으며, 1차 처리인 수평흐름조를 통과하면서 약 20.1~23.4 mg L^-1정도로 처리되어 COD 처리효율이 약 53.2~59.8% 정도이었으며, 농업배수 부하량이 150 및 300 L m^-2 day^-1까지는 안정적으로 처리되는 경향이었으나, 농업배수 부하량이 600 L m^-2 day^-1가 되면서 1차 처리수의 농도가 미미하지만 약간 증가하는 경향이었고, 2차 및 3차 처리수의 COD는 각각 약 3.9~4.7 및 3.1~3.8 mg L^-1정도로 매우 안정적으로 처리되었다. 따라서 COD의 처리효율은 농업배수 부하량이 증가함에 따라 약간씩 감소하는 경향이었다.
-N의 함량을 조사한 결과는 Table 4에서 보는 바와 같다. 농업배수 원수의 NH₄-N 함량은 1.2 mgL^-1이었으며, 농업배수 부하량에 따라 별 차이 없었고, 1차 처리인 수평흐름조에서는 농업배수 원수에 비해 약간 증가하는 경향이었고, 1차 처리 후 2차 처리인 수직 흐름조에서는 1차 처리수에 비해 약간 감소하는 경향이었으며, 1차, 2차 처리 후 3차 처리인 수평흐름조에서는 2차 처리수에 비해 약간 증가하는 경향이었다.
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.
8 mg L^-1정도로 매우 안정적으로 처리되었다. 따라서 COD의 처리효율은 농업배수 부하량이 증가함에 따라 약간씩 감소하는 경향이었다.
따라서 소형 농업배수처리장치에서 수직, 수평흐름 조합방법에 따른 농업배수 중 COD 처리효율은 쇄석을 여재로 사용하고 수직, 수평흐름 조합방법은 수평-수직-수평흐름 조합형이 적합할 것으로 사료된다.
따라서 소형 농업배수처리장치에서 수직, 수평흐름 조합방법에 따른 농업배수 중 총 질소의 처리효율은 수평-수직-수평흐름 조합형이 다른 조합형에 비해 가장 높았기 때문에 농업배수처리장 설계 시 수평-수직-수평흐름 조합형으로 설계하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
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^-1이하의 농업배수를 주입하는 것이 최적일 것으로 판단된다.
3에서 보는 바와 같다. 수직, 수평흐름 조합방법에 따른 COD 처리효율은 조합방법에 따라 별 차이 없이 전반적으로 약 83~93% 정도로 매우 높았으나, 수평-수직-수평흐름 조합형이 다른 조합방법에 비해 미미하지만 약간 높은 처리효율을 보였다. 수평-수직-수평흐름 조합형의 COD 처리효율은 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합 여재가 각각 92, 93, 89 및 91%로 쇄석>왕사>혼합여재>방해석 순이었다.
수직, 수평흐름 조합방법에 따른 방해석의 농업배수 중 총 인 처리효율은 수직-수평흐름 조합형, 수평-수직흐름 조합형, 수평-수직-수평흐름 조합형 및 수직-수평수평흐름 조합형이 각각 80, 84, 93 및 91%로 수평-수직-수평흐름 조합형이 다른 조합형에 비해 약간 높은 경향이었다. 이와 같이 방해석의 총 인 처리효율이 높은 것은 방해석의 주성분이 대부분 CaCO₃ 형태로 이루어져 있으므로 정석법에 의해 인이 처리되기 때문으로 사료된다.
수직, 수평흐름 조합방법에 따른 쇄석의 농업배수 중 총 질소 처리효율은 수직-수평흐름 조합형, 수평-수직흐름 조합형, 수평-수직-수평흐름 조합형 및 수직-수평-수평흐름 조합형이 각각 34, 39, 50 및 42%로 수평-수직수평흐름 조합형이 다른 조합형에 비해 약간 높은 경향이었다.
수평-수직-수평흐름 조합형의 COD 처리효율은 왕사, 쇄석, 방해석 및 혼합 여재가 각각 92, 93, 89 및 91%로 쇄석>왕사>혼합여재>방해석 순이었다.
이 중 시설 재배는 1951년경 김해지방에 염화비닐하우스로 시작된 이래 1954년 폴리에틸렌의 국내 생산과 함께 급속도로 성장하여 2000년에는 시설작물재배 면적이 1,005,758 ha에 달했다(Ministry of Environmetal, 2005). 이러한 시설재배면적의 급증과 더불어 재배작형이 다양화되었고, 시설재배작물의 생산성 증대를 위한 각종 비료 및 가축분 퇴비의 무분별한 시용과 작물의 연작은 토양 내 염류 직접을 초래하였다. 그 결과 염류의 용탈이 지하수의 오염을 가속화시키고 있는 실정이다.
이상의 결과를 미루어 볼 때 시설원예지대 농업배수 처리를 위한 최적 조합방법은 수평-수직-수평흐름 조합형이었으며, 최적여재는 혼합여재(왕사: 쇄석: 방해석=1 : 1 : 1)이었다.
이상의 결과에서 농업배수 부하량이 600 L m^-2 day^-1이상일 경우 수처리 효율이 전반적으로 약간씩 감소되는 경향으로 안정적인 농업배수 처리를 위해서는 농업배수 부하량을 300 L m^-2 day^-1로 주입하는 것이 적합할 것으로 사료되었다.
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.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	인공습지 정화시스템의 장점은 무엇인가?	이에 고농도의 무기 염류, 질소 및 인 등의 고농도 오염물질을 효과적으로 처리할 수 있고, 시설비 및 유지관리비가 저렴하고, 한번 설치로 반영구적으로 사용할 수 있으며, 농촌 주변 환경과 조화를 이룰 수 있는 인공습지 정화시스템이 적용되기 시작하였다(Kim, 2010; Choi et al., 2011).
	국내에 적용 가능한 비점오염원의 저감을 위한 관리기술은 무엇이 있는가?	비점오염원의 저감을 위한 관리기술은 매우 다양하다. 비점오염원에 대한 국내에 적용 가능한 처리공법 중 저류형은 연못, 저류지, 이중연못저류조(유수지활용), 인공습지, 침투형은 침투조, 침투도랑 및 침투성포장이 있고, 식생형은 식생여과대 및 식생수로가 있으며, 여과장치형은 강우여과조(Storm filter), 모래여과조(Sand filter)가 있다. 하지만 이러한 처리공법들은 처리효율이 매우 낮은 실정이다.
	토양 내 염류 직접을 초래한 원인은 무엇인가?	이 중 시설 재배는 1951년경 김해지방에 염화비닐하우스로 시작된 이래 1954년 폴리에틸렌의 국내 생산과 함께 급속도로 성장하여 2000년에는 시설작물재배 면적이 1,005,758 ha에 달했다(Ministry of Environmetal, 2005). 이러한 시설재배면적의 급증과 더불어 재배작형이 다양화되었고, 시설재배작물의 생산성 증대를 위한 각종 비료 및 가축분 퇴비의 무분별한 시용과 작물의 연작은 토양 내 염류 직접을 초래하였다. 그 결과 염류의 용탈이 지하수의 오염을 가속화시키고 있는 실정이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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