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한국하천호수학회 / v.32, no.3, 1999년, pp.207-207 
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인공수로내 사상성 부착조류의 증식속도 및 영양물질 제거능
( Growth Rate and Nutrient Removal Potential of Filamentous Periphyton in Artificial Water Channels ) |
| 공동수;천세억; 국립환경연구원;국립환경연구원;
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| 초 록 |
| 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 10cm/s 내 외, 수류방향에 수직으로 수직으로 설치된 4 mm 망목의 그물망 매질이었으며 같은 물리적 조건에서는 유입수의 인농도에 따라 증식도가 커졌다. 유입수 인산염 인농도가 $0.025{sim}0.075;mgP/L$, 유속이 $5{sim}15;cm/s$의 조건에서 Pilot 인공수로(40 cm폭${ imes}25;cm$깊이${ imes}20;m$길이)내 FP의 순생산성은 $74{sim}125;mgChl-{alpha}m^{-2}d^{-1}$, 비증식속도는 $0.42{sim}0.46/d$, 인제거율은 $19{sim}103;mgPm^{-2}hr^{-1}$, 조체당 비제거율은 $62{sim}196mgPgChl-{alpha}^{-1}hr^{-1}$였으며 유입수의 인농도와 유속의 증가시 인제거율은 함께 증가하였다. FP가 정상적으로 착상된 상태에서 유입수의 농도대비 인제거효율은 약 45% 내외였다. 과영양 하천인 경안천의 현장수로내 부착조류량은 최 고 $1,168mgChl-{alpha}/m^2$에 달하였으며 접종 후 2주간 부착물의 증가속도는 $20gDWm^{-2}d^{-1}$, FP의 순생산성은 $83;mgChl-{alpha}m^{-2}d^{-1}$, FP의 비증식속도는 0.36/d였다. 접종한지 1주일 이후의 평균 용존산소 증가율은 $7.7;gO_2m^{-2}hr^{-1}$였으며 물질제거율은 $BOD_5$가 $4.4;gO_2m^{-2}hr^{-1}$, 총질소는 $1.7;gNm^{-2}hr^{-1}$, 총인과 인산염인은 각각 278, $85;mgPm^{-2}hr^{-1}$였다. 부착물의 건조중량 당 비제거율은 총인이 $1,252{mu}gPgDW^{-1}hr^{-1}$, 인산염인이 $376;{mu}gPgDW^{-1}hr^{-1}$였다. 인제거율은 FP의 양에 따라 함께 증가하였으며 FP시스템에서의 인의 제거는 인산염인의 흡수, 유기성 인의 침전과 흡착 및 분해, 재흡수의 복합과정에 의한 것임을 시사하였다. FP 성장시 인이 조류생장에 대한 제한요인으로 작용하여 유출수의 질소/인 비는 유입수에 비해 현저히 높았다. 이는 FP시스템이 영양물질의 제거뿐만 아니라 그 조성비를 변화시키므로써 수환경의 변화를 유발할 수 있음을 시사하는 것이다. 이상의 결과에서 FP시스템은 수생관속식물에 비해 $20{sim}40$배의 영양염류 제거율을 가지므로 하천수의 직접정화에 매우 효율일 것으로 판단된다. 그러나 FP는 증식속도가 빠르므로 매질의 폐쇄를 억제하기 위한 노화 식물체의 관리, 효율증대를 위한 매질의 선별과 설치방법, 시스템내 미소생태계의 변화 등 지속적인 연구가 계속되어야 할 것이다. 유기물과 영양염이 모두 고농도인 오염하천의 경우 유기물 제거를 위한 생물막과 영양염 제거를 위한 FP시스템을 연결한 복합시스템도 고안할 수 있을 것이다. |
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| The applicability of filamentous periphyton (FP) to control of eutrophication and organic pollution was scrutinized in a eutrophic lake (Paldang) and a hypertrophic stream (Kyeongan). Growth rates of FP were highest at water velocity about 10 cm/s and net media with 4 mm mesh size, and increased with the phosphorus concentration of influent. When phosphate $(PO_4-P)$ concentration of lake water was in the range of $0.025{sim}0.075$ mgP/L, and water velocity was in the range of $5{sim}15$ cm/s, FP showed net productivity of $74{sim}125;mgChl-{alpha};m^{-2}d^{-1}$; specific growth rate of $0.42{sim}0.46$/d; phosphorus removal rate of $19{sim}103;mgPm^{-2}hr^{-1}$; specific removal rate of $62{sim}196;mgPgChl-{alpha}^{-1}hy^{-1}$. Phosphorus removal rates increased with phosphorus concentration of influent and water velocity. Aveyage removal efficiency of phosphorus was about 45% in the normal growth period. In the FP channel system at the hypertrophic stream, the maximum standing crop of FP was over 1,200 $mgChl-{alpha}/m^2$, and the net productivity was about 20 $gDWm^{-2}d^{-1};and;83;mgChl-{alpha}m^{-2}d^{-l}$, and specific growth rate was 0.36/d. In the normal growth condition, FP showed high oxygen production rate of $7.7;gO_2m^{-2}hr^{-1}$. Removal rate was $4.4;gO_2m^{-2}hr^{-1};for;BOD_5;;1.7;gNm^{-2}hr^{-1}$ for total nitrogen (TN); $278;mgPm^{-2}hr^{-1}$ for total phosphorus (TP); $85;mgPm^{-2}hr^{-1};for;PO_4-P$, respectively, Specific phosphorus removal rate was $1,252{mu}gPgDW^{-1}hr^{-1}$ in TP and $376{mu}gPgDW^{-1}hr^{-1};in;PO_4-P$. Phosphorus removal rate increased with standing crops of FP. The N/P ratio of effluent in the FP system was high compared with that of influent. It seemed to be attributed to the phosphorus limitation for the growth of FP. |
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| 키워드 |
| Ecotechnology;Eutrophication;Filamentous Periphyton;Nutrient Removal;Kyeongan Stream; |
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한국하천호수학회지 / v.32, no.3, 1999년, pp.207-207
한국하천호수학회
ISSN : 1976-8087
UCI : G100:I100-KOI(KISTI1.1003/JNL.JAKO199910102424372)
언어 : 한국어 |
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| 논문 제공 : KISTI 한국과학기술정보연구원 |
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