항생제 오염관리를 위한 인공습지의 연구동향: 계량서지학 분석 및 종합검토

Exploring Research Trends on Antibiotic Pollution Control in Constructed Wetlands through a Bibliometric Analysis and Comprehensive Review

생태적 기작을 가진 인공습지는 영양염류 제거를 위한 수질정화시설로 활용성이 높다. 그러나 수중환경에서 검출빈도와 농도가 증가하는 항생제를 포함하는 미량오염물질이 인공습지에 주는 영향에 대한 연구는 미흡한 상황이다. 따라서 본 연구에서는 계량서지학적 분석을 통해 인공습지의 항생제 오염관리에 대한 현재까지의 연구 진행상황과 향후 연구동향을 조사하였다. 수중환경에 나타난 항생제 항목을 분석하기 위하여 최근 출판된 논문 100편을 기반으로 종합적 분석 및 검토를 수행하였다. 항생제 관리를 위한 인공습지의 연구동향 분석과 수중환경에 나타난 항생제 항목을 파악하고자 계량서지학적 분석을 통해 다양한 논문 및 보고서를 기반으로 포괄적으로 검토를 수행하였다. 계량서지학적 분석결과 과거 인공습지의 기능은 질소, 인, 암모니아 등 영양염류 제거에 초점을 두었지만 최근들어 항생제, 항생제 내성률, 미생물 처리기작에 대한 관심이 증가하고 있는 것으로 나타났다. 수중환경에서 주로 검출되는 항생제는 Tetracyclines계열과 Sulfonamides계열 항생제로 각각 23%와 21%를 차지하였으며, 생물학적 처리시설보다 생태학적 처리기작을 가진 인공습지가 다소 높은 항생제 처리효율을 보였다. 그러나 항생제 종류별 검출빈도와 농도가 다르며 검출항목에 따라 생태계에 주는 항생제의 화학적 구조 및 특성에 대한 연구결과가 일관되지 않기에 지속적인 연구가 필요한 것으로 평가하였다.

Constructed wetlands with ecological mechanisms have been identified as highly effective water purification systems for nutrient removal. However, research on the impact of antibiotics as micropollutants in constructed wetlands remain limited. To address this gap, the current state and future trends of research on antibiotic pollution management in constructed wetlands were investigated through bibliometric analysis. Additionally, a comprehensive review was performed based on 100 recently published papers to analyze the characteristics of various antibiotic types detected in aquatic and wetland environments. It was found that earlier studies primarily focused on nutrient removal, including nitrogen, phosphorus, and ammonia, while recent attention has shifted toward antibiotics, antibiotic resistance, and microbial treatment mechanisms. Tetracyclines (23%) and sulfonamides (21%) were identified as the most commonly detected antibiotics in aquatic and wetland environments. Constructed wetlands with ecological treatment mechanisms were observed to achieve higher antibiotic removal efficiencies compared to biological treatment facilities. The detection frequency and concentrations of antibiotics were found to vary depending on their type, and inconsistencies were identified in studies on the chemical structure and characteristics of antibiotics affecting ecosystems, emphasizing the need for continued research.