1. Title & Journal

Title: Efficacy of constructed wetlands in pesticide removal from tailwaters in the Central Valley, California

Journal: Environmental Science and Technology (2009) 43, 2925-2930

Authors: Robert Budd

2. Author's Background

Robert Budd
Ph.D. University of California, Riverside, USA
Current: Environmental scientist, California Department of Pesticide Regulation

3. Summary 

본 연구는 농번기간 동안 재이용되는 농업용수에 포함된 오염물질 중 인공습지를 통해 실현 가능한 pesticide 제거율을 7개 농약 분석항목에 대해 정량화 한 연구논문입니다. 연구목적은 1) 농업용 tailwater에 포함된 pesticide, insecticides 의 인공습지를 통한 제거 효율을 평가하는 것 2) 제거에 영향을 미치는 인자를 파악하는 것 입니다. 
연구대상 습지는 2개로써 각각 합리적인 수준에서 충분한 제거 효율 (52~94%)을 보였으며 주요 제거 mechanism은 입자상 물질에 흡착 후 퇴적 이였으며 여기에 주로 영향을 미치는 인자는 수리학적 체류시간과 식생 밀집도 였습니다.

Pesticide 분석은 퇴적물과 물 샘플에서 동시에 수행되었으며 물 샘플의 경우 입자상 물질에 대해 별도 분석을 수행하였습니다. 수문학적 데이터 정확성을 검증 및 pesticides가 지하로 이동하지 않는다는 점을 증명하기 위해 습지를 운영함에 있어 피조미터를 사용하였고 여기서 채취한 물 시료까지 분석하였습니다. 물의 이동을 확인하기 위하여 trace chemical을 사용하였고 습지에서 water balanace 를 맞추기 위하여 지하로 이동하는 물의 양과 그 이동을 확인하였습니다. 

관개기 동안 저감된 효율은 bifenthrin 95~98%,cyhalothrin 98~99%, cypermethrin 95~97%, esfenvalerate 99~100%, permethirn 99~100%, chloypyrifos 93~98%, diazinon 68~92% 로 나타났다. 따라서 본 연구의 결론은 관개기간동안 수생태계 보호를 위해 tailwater를 습지를 경유하여 배출시켜야 한다는 내용입니다.

4. Originality & Applications 

이 논문은 단순히 인공습지의 농약 저감 효율이 있느냐 없느냐를 언급하는 차원에서 접근하기 보다 향후 건설될 인공습지에서 고려해야 할 사항이 무엇인지 실험 방법론에서 제시하고 있다고 생각합니다. 현재 한국에 건설된 인공습지는 HSFW 가 대부분이며 이들의 경우 외부 유출 및 유입을 방지할 목적으로 바닥에 불투수층 Layer를 형성시켜주기 위해 Clay층을 설치하고 있으나 유지 및 운영과정에서 Layer에 변화가 발생하는 경우가 발생하고 이로 인해 water balance가 잘 맞지 않는 경우가 많습니다. 이를 단순히 evaporation으로만 가정하기에는 무리가 많은데(ex, inlet 350 CMH, outlet 250 CMH) 본 논문에서는 이를 고려하여 피조미터를 습지 내부에 설치하여 상대적으로 더 정확한 water balance를 산정하였습니다. Well-designed constructed wetland 의 대표 사례 논문이라고 생각되며 향후 설계과정에서 이런 점이 반영되어야 할 것이라고 사료됩니다.

5. Reviewer contact: ichamini@gist.ac.kr