View : 119 Download: 0

습지의 형태 및 수리조건에 따른 영양염류 제거와 미생물 체외효소 활성도에 관한 연구

Title
습지의 형태 및 수리조건에 따른 영양염류 제거와 미생물 체외효소 활성도에 관한 연구
Authors
송근예
Issue Date
2003
Department/Major
과학기술대학원 환경학과
Publisher
이화여자대학교 과학기술대학원
Degree
Master
Abstract
습지는 생산성이 높고, 오염물질의 제거능력이 뛰어난 생태계로 이를 이용한 수질정화 방법에 대한 연구가 국내외에서 활발히 진행되고 있으며 국내에서는 특히 습지에 서식하는 수생식물의 영양염류 흡수기작 중심의 연구가 많이 진행되고 있다. 하지만 습지의 영양염류 제거는 유기물의 침전·흡착 등의 물리적 기작과 수중 이온물질과의 결합·침전되는 화학적 기작, 식물에의 흡수, 미생물에 의한 영양염류의 전환 등의 생물학적 기작의 복합적 반응이다. 습지의 수질정화기능은 이런 물리-화학-생물학적 기작이 진행되어 나타나는 결과로 수생식물의 영양염류 흡수기작 뿐 아니라 미생물에 의한 영양염류 흡수 및 제거와 물리적 흡착, 침전기작에 관한 고찰이 필요하다. 또한 습지의 영양염류 제거기작은 기후, 유입수의 부하량, 체류시간, 습지의 형태의 영향을 받으므로 환경조건 및 습지의 형태가 다를 경우 수질 정화능력에도 차이를 보일 것으로 예상된다. 본 연구는 실험실 수준에서 체류시간과 수심을 조절하여 각기 다른 습지 (Pond/Marsh) 간의 영양염류 제거효율을 확인하였으며, 습지의 미생물 체외효소 활성도를 측정하여 영양염류 제거기능과 체외효소 활성도의 상호연관성을 규명하고자 하였다. 2회의 실험으로 구성된 본 실험은 1차적으로는 서로 다른 습지형태인 Marsh형 습지와 Pond형 습지의 영양염류 제거효과를 비교, 확인하였으며, 2차 실험에서는 Marsh/Pond를 연결한 습지 연결형간의 영양염류 제거효과를 확인하였다. 또한 각 실험에서 습지 반응조의 미생물 체외효소 활성도를 측정·비교하여 영양염류 제거효율에 미치는 미생물의 영향을 파악하고 습지 미생물의 역할을 고찰하였다. 실험결과, 습지의 형태 및 습지 연결형태가 제거 효율 및 제거기작 진행에 미치는 영향보다는 수 체류시간과 유속 등 수리학적 인자에 의한 제거효율의 차이가 크게 나타났다. 또한 유의하지는 않으나 Marsh와 Pond 비교시 Marsh의 질소와 인의 제거효율이 더 높으며, 연결형의 경우 Marsh-Pond 연결형에서 더 안정적으로 질소와 인을 제거하는 것으로 나타났다. 따라서 단일습지 건설시 Marsh형 습지를 건설하여 수체류 시간을 늘리는 방법으로 Marsh내에서 혐기조건의 영양물질의 제거기작을 유도하는 경우에 습지의 높은 영양염류 제거효율을 얻을 수 있으며, 연결형 습지의 경우 Marsh-Pond형 습지가 영양염류 제거에 효과적인 것으로 판단된다. 더불어 습지의 흐름형태는 수체가 미생물의 영양염류 제거기작이 활발한 저토를 통과하는 지하흐름형 방식일 때 영양염류 제거효율이 높을 것으로 사료된다. ;Wetlands can transform or remove pollutants from water body, such as nitrogen, phosphate, and organics. Many researches were conducted in relation to uptake process by aquatic plants in wetlands. However, water purification processes in wetlands are the results of physical, chemical and biological, especially microbiological reactions. As such, understanding on microbial processes is of great importance. In this study, we employed pond- or marsh-type wetland and pond/marsh linked wetland microcosms to investigate water purification capacity and microbial functions, namely extracellular enzyme activities nitrification, denitrification. In a batch system experiment, high removal efficiencies (97% and 100%) of nitrate and phosphate appeared to be caused by long retention time and high adsorption capacity to soils. Continuous linked system experiment results showed low inorganic nitrogen and phosphorus removal efficiencies -52∼59, -118∼-12%, respectively, due to low denitrification rate and release of phosphate from sediments while nitrification rates were high. Especially, marsh-pond linked microcosm showed stable and high nutrient removal efficiency. Extracellular enzyme activities (β-glucosidase, N-acetylglucosaminidase, phosphatase and arylsulfatase) were higher in the sediment than the water. The results suggest that subsurface flow type and marsh-pond linked wetlands design would provide to the highest nutrient removal efficiency.
Fulltext
Show the fulltext
Appears in Collections:
과학기술대학원 > 환경학과 > Theses_Master
Files in This Item:
There are no files associated with this item.
Export
RIS (EndNote)
XLS (Excel)
XML


qrcode

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

BROWSE