도시 강우유출수 처리를 위한 LID 시설 내 식생과 토양의 중금속 축적 및 전이 특성 분석
Heavy Metal Accumulation and Transfer Characteristics of Plants and Soil in LID Systems for Urban Stormwater Runoff Treatment
Urban stormwater runoff is a major source of non-point source pollution containing heavy metals such as Cu, Zn, and Pb derived from vehicle traffic, tire wear, and building material corrosion. This study evaluated heavy metal accumulation characteristics in Metasequoia glyptostroboides, Rhododendron indicum, and Spiraea prunifolia from three LID facilities: Tree Box Filters, Rain Gardens, and Bioretention systems. Transfer Factor (TF) and Coefficient of Variation (CV) were analyzed to evaluate relative transfer characteristics among vegetation types. Heavy metal concentrations in LID vegetation were generally higher than those in the control group, and Zn showed the highest accumulation level. TF values of Cu, Zn, and Pb ranged from 5.84–8.41, 1.36–3.05, and 0.94–1.84, respectively, with Cu showing the highest TF values. The CV value of Pb increased from 34.2% in June to 50.0% in August, indicating greater variability than the other metals. These results suggest that heavy metal accumulation and relative transfer characteristics in LID vegetation vary depending on plant species, metal type, and sampling period. This study provides comparative data on heavy metal accumulation and transfer characteristics in vegetation from different LID facilities for future vegetation management and selection.
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도시 강우유출수는 차량 통행, 타이어 및 건축자재 마모 등으로 유래한 Cu, Zn, Pb 등의 중금속을 포함하는 대표적인 도시 비점오염원이다. 저영향개발기법(Low Impact Development, LID)은 식생과 토양을 활용하여 강우유출수를 처리하고 오염물질을 저감하는 자연기반해법으로 활용되고 있다. 본 연구에서는 도시 강우유출수를 처리하는 나무여과상자(Tree Box Filter), 빗물정원(Rain Garden), 식생체류지(Bioretention) 등 3종의 LID 시설을 대상으로 메타세쿼이아(Metasequoia glyptostroboides), 영산홍(Rhododendron indicum), 조팝나무(Spiraea prunifolia)의 중금속 축적농도와 식물-토양 간전이계수(Transfer Factor, TF) 및 변동계수(Coefficient of Variation, CV)를 분석하여 식생별 중금속 축적 및 상대적 전이 특성을 평가하였다. 분석 결과, 모든 식물종에서 LID 시설 식생의 중금속 농도는 대조군보다 높게 나타났으며, Zn은 세 중금속 가운데 가장 높은 축적 수준을 보였다. TF 분석 결과, Cu, Zn, Pb의 TF는 각각 5.84–8.41, 1.36–3.05 및 0.94–1.84 범위로 나타났으며, Cu에서 가장 높은 TF값을 보였다. 또한 Pb의 CV는 6월 34.2%에서 8월 50.0%로 증가하여 다른 중금속보다 큰 변동폭을 나타냈다. 이러한 결과는 LID 시설 식생의 중금속 축적 및 상대적 전이 특성이 식물종, 중금속 종류 및 시기에 따라 다르게 나타날 수 있음을 보여준다. 본 연구는 서로 다른 유형의 LID 시설에서 식생별 중금속 축적 및 전이 특성을 비교·평가함으로써 향후 식생 기반 LID 시설의 유지관리 방향설정과 식생 선정 시 참고 가능한 기초자료를 제시한다.
목차
요약 Abstract 1. 서론 2. 연구방법 2.1 연구대상시설 개요 2.2 자료수집 및 분석 3. 연구결과 3.1 LID 시설 식생과 대조군의 중금속 축적 농도 비교 3.2 식물종별 중금속 축적 분포 특성 3.3 토양-식생 간 중금속 전이계수(TF) 특성 3.4 중금속별 식물 축적 농도의 변동성 비교 4. 결론 사사 References