본 연구는 Microcosm과 Mesocosm 수준의 습지를 건설하여 질소와 인, TNT 그리고 파라치온의 제거효율을 확인하는 실험을 중점적으로 수행하였다. 또한 부가적으로는 토양의 구성성분에 따른 인산염인의 흡착능력과, 가뭄 및 홍수에 따른 인산염인의 탈착정도를 평가하는 실험과, 여러 습지 미생물, 생물의 TNT, 파라치온에 대한 독성평가를 실시하였다. 그 결과, 질소의 제거는 탈질기작에 의해 진행되며, 암모니아와 질산성 질소의 토양 흡착에 의한 제거는 미비한 것으로 나타났다.

 

이에 반해, 인산염인은 대부분 토양 흡착에 의해 제거되며, 특히 Clay와 Silt 입자에서 높은 흡착능을 나타내었다. 하지만, 가뭄과 홍수 등 습지 내 급격한 산화환원전위의 변화는 흡착되었던 인산염인의 최대 500%까지 수체로 다시 유출시키는 결과를 초래하였다.

Mesocosm 실험 결과, 질소의 제거효율은 습지운용기간에 따라 점차적으로 증가하였으나, 계절의 영향을 크게 받아 겨울철 제거효율이 다시 떨어지는 현상이 나타났다.

 

또한 인산염인의 제거효율은 변이가 매우 심하게 나타났으며, 습지내에서 흡착과 탈착을 반복하는 것으로 드러났다. 또한 미생물 군집구조 분석결과, 탈질관련 미생물의군집이 Marsh형 습지와 Pond형 습지, 그리고 계절별로 서로 다르게 나타났으며, 탈질 미생물 군집의 다양성지수와 질소제거효율간에 연관이 있을 가능성이 제시되었다.

TNT 및 파라치온 관련 실험에서는 Microcosm 실험결과, 실험결과 두 물질 모두 빠르 게 분해 되었으며, 부산물 생성 경향을 보았을 때 연속식 복합 반응조가 TNT 및 파라 치온 분해에 효과적임을 알 수 있었다. 2, 3차년도에는 Mesocosm 규모의 인공습지를 배치식, 연속식으로 구성하고 실제 TNT 폐수를 적용하여 실험을 수행하였다.

 

실험결과, 연속식 시스템이 배치식 시스템보다 빠른 시간에 안정적인 처리효율을 제공하고, 매질의 물리적 흡착과 함께 식물 및 토양미생물의 생물학적 분해 작용이 오염물 질 제거에 크게 기여함을 확인하였다.

 

또한 생물독성평가 결과, 고농도 폐수를 적용 하였음에도 불구하고 처리수의 급성독성이 나타나지 않았으므로, 인공습지를 TNT나 파라치온으로 오염된 지역의 수계 보호 및 폐수처리 후의 추가공정으로써 적절하게 이용할 수 있을 것으로 사료된다.

 

마지막으로 수행된 습지의 건강도 지표 선정은 기 사용되고 있는 지표를 기준으로 국내에 적합한 기준을 선정하였으며, 특히 국내에서 는 식물의 밀도 및 피도 중심에서 유기물 및 습지의 생물학적, 수리학적 측면을 포괄적으로 포함하는 습지의 평가기법을 확립하였다.

 

실제, 국내의 내륙습지에 본 연구 결과 확립된 평가지표를 적용해 본 결과, 이 전 평가결과와 유사한 결과를 도출하여 국내 습지에 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]