초록 ▼

○ 연구결과
·제1세부 (하천유역 오염지의 식생 및 입지환경 분석)
1. 관속식물상은 만경강 유역이 69과 210속 274종 38변종 3품종의 총 315분류군, 동진강 유역이 67과 203속 256종 33변종 2품종의 총 291분류군으로 나타났으며, 모두 하류에서 상류로 올라갈수록 식물상이 더 다양하게 나타났다. 만경강과 동진강 유역에 가장 많이 분포하는 분류군은 국화과 55, 벼과 51, 콩과 32분류군의 순이었으며, 귀화식물은 49분류군이 확인되었다.
2. 만경강과 동진강 유역에 각각 30개, 32개의 조사구를

○ 연구결과
·제1세부 (하천유역 오염지의 식생 및 입지환경 분석)
1. 관속식물상은 만경강 유역이 69과 210속 274종 38변종 3품종의 총 315분류군, 동진강 유역이 67과 203속 256종 33변종 2품종의 총 291분류군으로 나타났으며, 모두 하류에서 상류로 올라갈수록 식물상이 더 다양하게 나타났다. 만경강과 동진강 유역에 가장 많이 분포하는 분류군은 국화과 55, 벼과 51, 콩과 32분류군의 순이었으며, 귀화식물은 49분류군이 확인되었다.
2. 만경강과 동진강 유역에 각각 30개, 32개의 조사구를 설치하여 식물군집분석을 실시한 결과, 상류에서 하류까지 만경강은 달뿌리풀군락-갈대군락-칠면초군락으로, 동진강은 갈대군락-모새달군락-칠면초군락으로 분류되었다. 종다양성은 하류에서 상류로 올라갈수록, 수변부보다 둔치부(제방사면)가 높아지는 경향을 나타냈다.
·제2세부(중금속 오염물질이 식물체에 미치는 영향 분석)
1. 하천유역 토양의 물리 화학적 성질 및 식물체 생육상황
토양의 물리적 성질은 만경강이나 동진강유역에서 모두 하류로 내려갈수록 일정한 함량의 변화는 아니지만 일반적으로 모래의 함량이 줄어들고 미사나 점토의 함량이 많아지는 경향이었다.
토양산도에 있어서는 만경강유역보다 동진강 유역이 보다 더 산성화되었음을 알 수 있었다.
토양의 중금속 함량은 침수 비침수 지역간 일정한 관계가 없었다. 중금속에 대한 만경강과 동진강 유역에 대한 조사 결과 카드뮴과 납의 함량은 동진강 유역이 크롬, 비소, 구리의 함량은 만경강유역이 약간 높은 값을 보여 어느 강 유역이 더 오염되었다고 말 할 수 없으며 또한 중금속함량은 5가지 모두 자연상태의 함량에 불과하였다
2. 중금속 오염물질이 식물체의 삽목발근 및 종자발아에 미치는 영향
중금속 용액에서의 족제비싸리 종자의 발아율은 전체적으로 용액의 농도가 높아질수록 발아율은 떨어지는 경향을 보였으며, 발아율이 급격히 증가하는 시기는 치상 후 12일부터 20일 사이로 나타났다. 한편 중금속간 같은 농도에서 실험한 구리, 납, 아연간의 발아율은 납(38.75%), 아연(32.25%), 구리(31.00%)의 순이었다
중금속 용액에서의 갯버들과 버드나무 삽목실험 결과 갯버들이 버드나무에 비해 전반적으로 생존율이 높았으며, 납 용액에서가 구리나 아연의 용액에서보다 삽수 생존율이 높았다.
3. 식물체의 중금속 흡수능 및 잔류량 조사
대조구의 토양 중 중금속 함량은 아연, 납, 구리, 카드뮴의 순으로 높았다. 중금속 용액을 투여한 후 식물체를 식재함으로써 토양 내 중금속 함량이 고농도일수록 많이 줄어들었으며, 식재전 토양에 비해 일정기간 식물체를 식재한 후 토양중 중금속 잔류량은 아연이 가장 높았고, 납과 구리는 비슷하였다.
일반적으로 버드나무류가 납, 아연, 구리의 흡수량이 노랑꽃창포에 비해 높았으며 카드뮴 흡수량은 노랑꽃창포가 높았다.
버드나무류 중에서는 버드나무가 갯버들에 비해 중금속 흡수가 높았다. 또한 노랑꽃창포, 갯버들, 버드나무 모두 엽·줄기에 비해 뿌리의 중금속 함량이 높았다.
·제3세부 (오염지에서 식물의 생장과 질소, 인 저감효과 분석)
1. 각 하천토양의 질소와 유효인산의 함량을 분석한 결과 질소는 B 토양이 가장 많이 함유되어 있었으며, 유효인산은 D 토양이 가장 많이 함유되어 있었고, 두 성분 모두 마사토에서 가장 적은 양이 함유되어 있었다.
2. 하천토양에서 재배된 식물체의 생장상태는 두 종 모두 갯버들의 줄기를 제외한 모든 부위에서 50 % 이상 생장하였으며, 질소의 함량이 가장 많은 토양에서 생장이 왕성하였다. 또한 전반적으로 노랑꽃창포가 갯버들보다 왕성한 생장을 보여 주었다.
3. 갯버들과 노랑꽃창포, 두 종 모두 하천토양에서 질소와 인의 제거효과가 있었다. 토양내에서 질소와 유효인산의 감소율은 20 % 미만으로 나타났으며 질소가 인산보다는 약간 많이 제거되었다. 하천토양내의 질소와 유효인산의 함량 모두 갯버들보다 노랑꽃창포의 재배토양에서 더 많은 감소율을 나타냈다.
4. 식물체의 부위별 질소의 증가율은 노랑꽃창포와 갯버들 두 종 모두 잎에서 가장 많았고, 지하부로 갈수록 증가량이 감소되었다. 유효인산의 함량은 질소와는 반대로 뿌리에서 다른 부위에 비해 월등히 많은 양이 증가되었으며 지상부로 갈수록 증가량이 감소되었다. 또한, 이 두 수종 모두 질소의 함량이 많은 시험토양에서 그 증가량도 많았으며, 인의 함량도 대체적으로 질소와 같은 경향으로 증가하였다.
5. 노랑꽃창포와 창포 모두 체류 1시간 후에 수중의 질소와 인의 함량을 현저히 감소시켰으나, 2∼4시간 후에는 감소율이 극히 낮았다. 이러한 현상은 식물의 생장초기, 생장기, 생장 최성기에서 동일하였다.
6. 노랑꽃창포와 창포 모두 수중에 질소와 인의 함량이 많을수록 흡수·제거율이 높았다.
7. 노랑꽃창포와 창포 모두 인보다는 질소를 흡수·제거하는 데에 효과적이었다.
8. 노랑꽃창포와 창포 모두 생장 최성기에 가장 많은 질소와 인을 흡수·제거하였고 다음으로 생장기, 생장 초기의 경향을 나타내었으나, 생장단계간의 차이는 극히 작았다.
9. 노랑꽃창포와 창포 모두 오염수에 동일 식물체를 4일 동안 계속 재배하는 것보다는 2일 후에 다른 식물체로 교체하였을 경우에 질소와 인의 흡수·제거율이 약간 높았다.
10. 노랑꽃창포가 창포에 비해 질소와 인을 흡수·제거하는 양이 약간 많았는데, 이는 식물체의 생장특성 때문인 것으로 판단된다.

Abstract ▼

1. Vegetation at Polluted Area of Riverside and Its Environmental Analysis
1) There were 315 vascular taxa of 274 species, 38 varieties and 3 forms of 210 genera of 69 families at Mankyong Riverside, and 291 vascular taxa of 256 species, 33 varieties and 2 forms of 203 genera of 67 families at Do

1. Vegetation at Polluted Area of Riverside and Its Environmental Analysis
1) There were 315 vascular taxa of 274 species, 38 varieties and 3 forms of 210 genera of 69 families at Mankyong Riverside, and 291 vascular taxa of 256 species, 33 varieties and 2 forms of 203 genera of 67 families at Dongjin Riverside. More plants were found at the upper river area than at down the river. Most frequently found taxa at those riversides were 55 (Compositae), 51 (Gramineae) and 32 (Leguminosae taxa), and 49 naturalized plants were found.
2) Thirty and the other thirty two quadrats were established at Mankyong Riverside and Dongjin Riverside, respectively. As a result of the plant community analysis, Phragmites japonica community - Phragmites communies community - Suaeda japonica community were grouped at Mankyong Riverside and P. communies community - Phacelurus latifolius community - Suaeda japonica community at Dongjin Riverside. The plant species diversity appeared to increase from down the river area to the upper river and from the part close to water to the level-upped riverside.
3) As a result of the waters and vegetation soils analysis at Mankyon Riverside and Dongin Riverside, respectively, the physical and chemical characteristics were various investigated according to the time and site. And because the pollution situation grew worse continually, a pertinent control and continuous investigation will need for the pollution prevention.
2. The heavy metal pollution influence on plants
1) Physical and chemical characteristics of soil at a river basin and the growth of plants
Generally, clay is gradually added going downstream both in the Mankyung and Dongjin Rivers.
The acidity of the Dongjin River basin is higher than that of the Mankyung
River. The content of heavy metal in the soil is not different whether there occured inundation or not. The content of Cd and Pb in the Dongjin River basin is higher than in the Mankyung River basin. But the content of Cr, As and Cu in Dongjin River basin is lower than that in Mankyung River basin.
The concentration of heavy metals in both the Mankyung and Dongjin Rivers is a natural phenomenon. Namely, they have not been polluted by man.
Salix koreensis has the highest survival rate among Salix spp. after inundation of the Mankyung and Dongjin River basins.
2) The influence of heavy metal pollution to the cutting of plant and germination of seed
Generally, the seed germination ratio of Amorpha fruticosa gradually decreases as the concentration of heavy metals increase. Seed germination suddenly increases from 12day to 20day after sowing.
On the other hand, seed germination is the highest in Pb solution and second is Zn solution.
In cutting of Salix gracilistyla and Salix koreensis, the survival rate of Salix gracilistyla is higher than Salix koreensis in heavy metal solution. The survival rate of Salix gracilistyla and Salix koreensis in Pb solution is higher than in Cu and Zn solution.
3) Absorption of heavy metal by plants and remaining heavy metals in the soil
The soil heavy metal content for the control is high lead > zinc > copper and cadmium. The concentration of heavy metals decreases after the growth of plants. The remaining concentration of Zn is the highest compared to Pb and Cu, which are similar. Heavy metal absorption by plants in soil is high when did not hinder their growth.
Absorption of a lead, zinc and copper by Salix spp. is higher generally than that of Iris pseudoacorus. But cadmium absorption of Iris pseudoacorus is higher than that of Salix spp.
Heavy metal absorption by Salix koreensis is higher than that of Salix gracilistyla and between that of Salix koreensis and Salix gracilistyla.
Heavy metal content in the root is higher than the leaf and stem in Salix gracilistyla, Salix koreensis and Iris pseudoacorus.
In high concentration of heavy metal in the soil, the leaf number does not increase according to growth because of the leaves falling early.
3. Analysis Plant Growth and Removal Effect of Nitrogen and Phosphorus within pollution Areas
1) Removal effect of nitrogen and phosphorus within waterway soils by plant growing
The analysis results of nitrogen and phosphoric contents in each waterway soil showed that soil type B possessed nitrogen with the highest level and soil type D held phosphorus, while these minerals existed with the lowest level in granite.
The growth of experimental plants, which were cultivated in waterway soils, was excellent in soils contained nitrogen highly, and generally the growth of Iris Pseudoacorus was better than that of woody plants. Also the experimental plants such as Salix gracilistyla, Taxodium distichum, Amorpha fruticosa, Salix glandulosa and Iris pseudoacorus possessed ability for removing nitrogen and phosphoric in waterway soils. The rate of decreases nitrogen and phosphoric within the soils was fewer than 20% and the rate of decrease nitrogen was little bit higher than that of phosphoric. The rate of decrease nitrogen and phosphoric in soils that cultivating Iris Pseudoacorus was better than that of woody plants. The rate of increasing nitrogen in Iris Pseudoacorus and Salix gracilistyla was higher at leaves than root parts, while the rate of increasing phosphoric was opposite direction, which was higher at root parts than leaves. In addition, the contents of nitrogen and phosphoric acid in plants were increase in the soils of higher contents of nitrogen and phosphoric acid.
2) Removal effect of nitrogen and phosphorus within waterway by plants
The content of nitrogen and phosphorus was considerably reduced after an hour existing on the waterway in both woody plants (Salix gracilistyla, Amorpha fruticosa, Salix glandulosa and Salix koreensis) and herb plants (Iris Pseudoacorus and Acorus calamus, while after two-four hours the rate of reduction was extremely low. The removal rate of nitrogen and phosphorus by the experimental plants was higher when these two minerals were remained as high level in the water, and it was more effective for removing nitrogen than phosphorus. And the Iris Pseudoacorus and Acorus calamus removed the most nitrogen and phosphorus in the optimum growth periods, but this was not clear among growth levels.
There were some differences amounts for removing nitrogen and phosphorusby each experimental plant, because of different absorbable characteristics by plant species and differences of experimental plant sizes.
3) Removal effect of nitrogen and phosphorus within waterway soils by trimming
Salix gracilistyla that was trimmed frequently was more effective to remove nitrogen and phosphorus within waterway soils than Salix gracilistyla, which was not trimmed.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 16
• 제 1 절 연구개발 목표와 내용 ... 16
• 제 2 절 연구개발 방법 및 설계 ... 18
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1 절 생물학적 수질정화시스템 도입 사례 ... 21
• 제 2 절 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 26
• 제 1 절 연구개발 수행 내용 ... 26
• (제1세부과제) ... 26
• (제2세부과제) ... 29
• (제3세부과제) ... 34
• 제2절 연구개발 수행 결과 ... 42
• (제1세부과제) ... 42
• (제2세부과제) ... 79
• (제3세부과제) ... 134
• 제4장 목표달성도 및 관련분야의 기여도 ... 189
• (제 1 세부과제) ... 189
• (제 2 세부과제) ... 189
• (제 3 세부과제) ... 190
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 192
• (제 1 세부과제) ... 192
• (제 2 세부과제) ... 192
• (제 3 세부과제) ... 192
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 192
• 제7장 참고문헌 ... 193
• 끝페이지 ... 212