인공습지(artifical wetland)는 정화 효율이 높고 건설과 운영 원가 낮은 등의 장점을 가지고 있어서 광범위하게 각종 오염수체[특히, 질소(N), 인(P), COD 등이 함유되어 있는 수체]의 정비에 사용된다. 인공습지는 오염물의 제거능력에 대해 다양한 요소에 영향을 미치고 그 중에서 미생물이 인공습지 정화효율에 미치는 영향에서 가장 주요한 요소 중 하나이다. C/N비는 시스템 내 상대적인 탄소원 량을 반영할 수 있기에 이는 미생물의 질산화/탈질소화 작용에 영향을 미칠 뿐만 아니라 인공습지가 COD의 제거능력에도 영향을 미친다. 그러나 현재 C/N비가 인공습지의 다양한 형태의 질소, COD에 미치는 영향 메커니즘에 관해서는 제시할 필요가 있으며 다양한 취수(intake) C/N비 영향 조건에서 시스템 산화환원 전위 등 미세지표 변화 규칙도 아직 밝혀지지 않았다.

그러므로 중국과학원 동북지리와 농업생태연구소 Bai-xing Yan 연구팀은 모의시험을 통해 C/N비가 수평적 잠류 인공습지 질소 및 COD 제거효과에 미치는 영향을 연구하였고 시스템 산화환원 전위의 변화규칙을 분석하였으며 다양한 형태의 질소, COD 및 산화환원 전위 사이의 상호작용 관계를 연구하였다.

연구에 의하면 취수 C/N비가 높아짐에 따라 인공습지가 총 질소, 총 인 및 COD에 대한 제거효율은 따라 향상되고 또한 C/N비가 5일 때에 최고치에 달한다. 그러나 유기질 분해과정에서 산소 소모가 필요하기에 C/N비가 높아짐에 따라 시스템의 이 암모니아 질소에 대한 제거효율이 떨어지게 된다. 시스템 산화환원 전위가 인공습지에서의 운영초기에 신속하게 감소되었다가 그후에 점차적으로 회복되었는데 그중에서 저(低)C/N비 처리팀의 산화환원 전위 회복속도가 고(高)C/N비 처리팀보다 높다는 것을 발견하였다.

관련된 연구결과는 인공습지 정화의 메커니즘을 한층 이해하는데 도움이 되고 또한 인공습지의 설계와 관리를 최적화하고 인공습지의 정화와 조치에 관한 연구개발을 강화하는데 있어서 중요한 이론근거를 제공하였다.

이 연구내용은 (중국)국가자연과학기금과 동북지리와 농업생태연구소 “124” 전략계획(1인 이사제지휘체제, 2가지 혁신형과 학습형, 4가지 프로젝트화, 특색화, 사회화, 정밀화 전략) 등 프로젝트의 지원을 받았으며 연구성과는 국제 학술저널인 Ecological Engineering에 발표되었다.

논문정보: Zhu Hui, Yan Baixing, XuYingying, Guan Jiunian, Liu Shuyuan. Removal of nitrogen and COD in horizontal subsurface flow constructed wetlands under different influent C/N ratios. Ecological Engineering，2014, 63:58-63.

 

[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2015년 5월 4일]