KR101780705B1 - 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비탈면에 취부되는 식생기반 조성물에서, 상기 조성물은 토양에 정수슬러지 및 식물성단섬유가 포함되되, 상기 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물, 코이어더스트, 볏짚으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 조성물은 현지토양 40%, 정수슬러지 30%, 피트모스 5%, 바크퇴비 5%, 식물성단섬유 10%, 토양단립제 5%, 고분자수지 5%의 중량비로 구성되고, 상기 토양미생물이 전체 중량 대비 0.001% 추가로 혼합되는 것을 특징으로 한다.

Description

정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물{The eco-friendly composition for improving grass growing having water treatment sludge and vegetable short-fiber}
본 발명은 식생이 가능한 친환경조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 훼손되거나 방치된 비탈면 등에 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 조성물이 취부됨으로써 지반 안정은 물론 침식방지와 경관을 보호할 수 있는 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물에 관한 것이다.
급격한 사업화 및 경제성장으로 아파트단지 및 산업단지 등 많은 건설현장이 개설되면서 자연의 훼손이 발생하게 되었고, 이러한 단지에 사람과 물류가 이동될 수 있는 도로가 개설되면서 절개지 및 성토ㆍ절토 비탈면이 발생된다.
일반적으로 토목공사로 인한 절개지와 성토지역, 다양한 건설과 개발현장에서 볼 수 있는 사면이나 암절개지 또는 구릉지역에서의 하절기 우천 또는 동절기 강설에 의한 침식과 붕괴로 자연 경관과 환경을 파괴하는 문제의 지역을 자연 그대로 복원하기 위한 녹화는 필수적이다.
이런 인위적인 지역의 자연 식생 기반조건은 자연적으로 식물이 생장하기는 어려운 토질과 토양으로서 식물의 식생이 어느 정도는 가능하지만, 토양층이 얇아 식물들이 생장하기는 어렵다. 더욱이 토양으로서 영양분이 부족하고, 수분이 거의 없어 식물이 자생하기 힘들며, 경사지는 침식과 붕괴의 가능성을 내포하고 있으며, 자연경관을 훼손시킬 수 있는 문제점이 있다.
최근에는 일반적인 비탈면 녹화공법 중 하나인 녹생토 공법이 널리 사용되고 있다. 주자재로는 산업폐기물에서 발생된 하수슬러지, 펄프오니, 토탄, 제지슬러지 등이 사용되고 있다. 하지만 이러한 기존의 하수슬러지 및 제지슬러지는 재료를 재사용한다는 점에서 유용하지만, 악취 및 다량의 중금속을 함유하고 있기에 식물이 생육한 후에 오히려 성장을 저해하는 한계가 있다.
이와 관련된 선행기술로는 등록특허 10-0765909(인공 식생기반토 조성물 및 그를 이용한 친환경적 녹화공법)가 있는데, 분변토 15-20 중량%, 토탄 10-20 중량%, 마사토 15-20 중량%, 경량콘크리트 10-15 중량%, 펄프슬러지 5-10 중량%, 정수침전물 5-10 중량%, 식물성화이버 20-30 중량%, 피트모스 10-20 중량%를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고 있으나 단순히 각 조성물의 중량비만 나열하여 그 효과를 제시할 뿐 이에 대응되는 실험 및 그 결과를 제시하지 못하는 한계가 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해서 제시되는 것으로, 기존의 악취 및 다량의 중금속을 포함한 슬러지가 아닌 정수된 슬러지가 이용됨으로써 재활용은 물론 친환경에서도 유리한 식생기반 개선용 친환경조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 다양한 성분이 혼합된 조성물이 이용됨으로써 발아율을 높여 빠른 시간 내에 훼손된 지역에 식생의 정착을 도모할 수 있는 식생기반 개선용 친환경조성물을 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은 비탈면에 취부되는 식생기반 조성물에서, 상기 조성물은 토양에 정수슬러지 및 식물성단섬유가 포함되되, 상기 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물, 코이어더스트, 볏짚으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명의 조성물은 현지토양 40%, 정수슬러지 30%, 피트모스 5%, 바크퇴비 5%, 식물성단섬유 10%, 토양단립제 5%, 고분자수지 5%의 중량비로 구성되고, 상기 토양미생물이 전체 중량 대비 0.001% 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물을 제공하고자 한다.
본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.
첫째, 식생기반용 조성물에 기존의 하수슬러지가 아닌 정수슬러지가 사용됨으로써 환경오염을 최소화하는 동시에 식물의 효율적인 생육을 도모할 수 있다.
둘째, 식생기반용 조성물에 식물성단섬유와 고분자수지가 혼합됨으로써 기반재의 점성 및 점착력을 증가시켜 토양의 탈락 및 세굴을 방지할 수 있다.
셋째, 식생기반용 조성물에 현지토양이 이용됨으로써 주변 환경과 유사한 식생이 조성될 수 있으며, 이러한 조성을 통해 이질적인 경관이 아닌 주변경관과 유사한 식생형태를 나타낼 수 있다.
넷째, 식생기반용 조성물에 토양미생물이 추가로 첨가됨으로써 종자의 발아를 촉진시키고 양분공급을 증대시킴으로써 식물의 생육을 최대화시킬 수 있다.
도 1a와 1b는 본 발명에 따른 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물에서 실험조성 사진이다.
도 2a와 2b는 본 발명의 도 1a와 1b에 대한 실험 결과 후 사진이다.
도 3a와 3b는 본 발명의 도 2a와 2b 중 결과치가 우수한 결과물을 확대한 사진이다.
이하 첨부한 도면과 함께 상기와 같은 본 발명의 개념이 바람직하게 구현된 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1a와 1b는 본 발명에 따른 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물에서 실험조성 사진이고, 도 2a와 2b는 본 발명의 도 1a와 1b에 대한 실험 결과 후 사진이며, 도 3a와 3b는 본 발명의 도 2a와 2b 중 결과치가 우수한 결과물을 확대한 사진이다.
본 발명은 훼손되거나 방치된 사면이나 구릉지역 등의 비탈면을 복원하기 위해 취부되는 식생기반재용 조성물(10)에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 비탈면에 취부되는 식생기반 조성물(10)에서, 상기 조성물(10)은 토양에 정수슬러지 및 식물성단섬유가 포함되되, 상기 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물, 코이어더스트, 볏짚으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
정수슬러지는 정수과정에서 생긴 슬러지를 의미하는 것으로, 일반적인 조성은 35~50%의 SiO₂, 20~30%의 Al₂O₃을 포함하는 무기물에 유기물이 일부 포함되어 구성된다. 이와 같은 정수슬러지는 폐자원을 이용하는 것으로, 친환경 효과를 나타낼 수 있다. 또한 정수슬러지는 정수된 오니를 사용하여 악취가 없으며 훼손된 지역의 열악한 환경조건에서 식물이 잘 생육할 수 있는 환경을 조성시킬 수 있다는 장점이 있다.
식물성단섬유는 식물 뿌리의 성장을 방해하지 않고 뿌리와 얽히어 토양의 보강효과를 더욱 강하게 해주는 것으로, 부숙된 임목폐기물, 코이어더스트, 볏짚 등의 재활용 퇴비류와 식물성계통의 화이버류를 주재료로 활용함으로써 자재비를 절감하고 환경 친화적인 효과를 볼 수 있다.
이때 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물 20~50%, 코이어더스트 30~40%, 볏짚 20~30%의 중량비로 구성될 수 있다.
특히 식물 성장에 있어 토양은 식물의 지지역할과 양ㆍ수분의 공급이 중요한데, 식물성단섬유가 이러한 지지역할을 더욱 강하시켜 줄 수 있다.
또한 본 발명은 토양은 현지토양 또는 유사토로 구성되되, 상기 현지토양은 사질토 50~70%, 식양토 30~50%의 중량비로 구성되고, 상기 유사토는 식양토 20~70%, 마사토 15~50%, 분변토 10~15%, 유기성퇴비 5~15%의 중량비로 구성될 수 있다.
즉 본 발명은 식생기반 조성물(10) 중 토양으로써 현지토양이 이용될 수 있는데, 이때 위에서 언급한 바와 같이 사질토와 식양토가 혼합된 형태로 구성될 수 있다.
사질토란 모래입자와 점토의 함유율이 많은 토양으로, 보수성이 약하고 투수성이 크며 작물에 필요한 영양분이 적으나 통기성이 좋고 유기물의 분해가 빠르다는 특징이 있다.
식양토란 입경조성으로 보아 모래가 28%, 미사가 37%, 점토가 35% 내외 분포되어 있는 토양을 말하는 것으로, 표면장력이 우수하고 콜리이드 입자의 음이온 성질이 우수하며 양이온의 유기물과 결합하여 입단화되는 역할을 수행한다.
이와 같이 사질토와 식양토로 구성되는 현지토양은 각각 50~70% 및 30~50%의 중량비로 구성되는 것이 바람직하다.
한편 본 발명의 토양은 현지토양이 없거나 상기 현지토양의 기준에 적합하지 않을 경우 유사토가 이용될 수 있는데, 이러한 유사토는 식양토, 마사토, 분변토, 유기성퇴비로 구성될 수 있다.
식양토는 위에서 언급한 바 있고, 마사토의 경우 병균이 없고 배수성 및 통기성이 뛰어나며 종자가 발아하는데 도움을 준다. 분변토는 다른 비료나 퇴비보다 안정적이며 토양의 PH조절, 통기성, 배수성, 보비력이 뛰어나 토양을 정화시키고 식물이 잘 자랄 수 있는 영양분과 토양 미생물을 많이 함유하고 있다는 특징이 있다.
아울러 본 발명의 조성물(10)은 토양, 정수슬러지, 식물성단섬유 외에도 피트모스, 바크퇴비, 토양단립제, 고분자수지, 토양미생물이 추가로 포함될 수 있다.
피트모스는 부피의 89% 정도를 차지하는 수분세포를 가지고 있고, 물과 공기가 이상적인 비율로 함유되어 있어 통기성 및 보수력이 매우 우수하며 양이온 치환용량이 커서 보비력이 좋다.
바크퇴비는 자원 재활용 측면에서 원목 생산처리 시 발생되는 폐기물인 수피를 회수하여 이를 퇴비한 것으로 이화학적 성질을 개선하며, 토양의 산성화방지 및 입단화를 유도하고 수분보유능력과 통기성이 풍부하며 염기치환용량 및 보비력이 크다는 특징이 있다.
고분자수지는 토양의 결집력을 증대시키고 토양단립제를 사용하여 통기성이 우수하고 배수성 및 미생물의 활동을 왕성하게 한다.
토양미생물은 토양개량효과와 질소고정 및 토양에 존재하는 각종 유기물의 분해와 토양의 물리성, 화학성을 개선시킨다. 또한 토양입단화를 촉진하여 식물이 생육하는데 생육조건을 향상시키는 역할을 수행한다.
이러한 토양미생물로는 양분공급 측면에서 Bacillus, Aspergillus, 균근균(VAM), Rhizobium, Azospirillum이 이용될 수 있고, 뿌리활력증진 측면에서 Pseudo,onas, Bacillus, Aeromonas, Agrobacterium이 이용될 수 있으며, 토양개량 측면에서 Bacillus, Trichoderma, Azotobacter, Rhizobium이 이용되 수 있다.
이때, 조성물(10)은 현지토양으로 구성되되, 상기 현지토양 20~50%, 정수슬러지 20~35%, 피트모스 5~10%, 바크퇴비 5~10%, 식물성단섬유 10~15%, 토양단립제 5~10%, 고분자수지 5~10%, 토양미생물 0.001~0.0001%의 중량비로 구성될 수 있는데, 더욱 바람직하게는 현지토양 40%, 정수슬러지 30%, 피트모스 5%, 바크퇴비 5%, 식물성단섬유 10%, 토양단립제 5%, 고분자수지 5%의 중량비로 구성되고, 상기 토양미생물이 전체 중량 대비 0.001% 추가로 혼합되어야 한다.
이와 관련하여 본 발명의 개발자는 이하 실험한 내용(경기도 여주시 홍천면에서 실험)을 기반으로 상기 조성물(10)의 우수성을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.
본 발명의 도 1a와 1b는 실험조성 사진을 나타내는데, 도 1a는 다음 표 1과 같이 왼쪽부터 대조군, 실험군1, 실험군2, 실험군3, 실험군4, 실험군5로 세팅(setting)된 것이고, 도 1b는 왼쪽부터 실험군A, 실험군B, 실험군C, 실험군D로 세팅(setting)된 것이다.
1. 대조군 2. 실험군1 3. 실험군2
하수슬러지(40%)
마사토(20%)
제지펄프(10%)
유기질비료(10%)
토탄(10%)
토양개량제(10%)
현지토양(30%)
정수슬러지(40%)
피트모스(5%)
바크퇴비(5%)
식물성단섬유(10%)
토양단립제(5%)
고분자수지(5%)
토양미생물(0.001%)
현지토양(40%)
정수슬러지(30%)
피트모스(5%)
바크퇴비(5%)
식물성단섬유(10%)
토양단립제(5%)
고분자수지(5%)
토양미생물(0.001%)
4. 실험군3 5. 실험군4 6. 실험군5
현지토양(35%)
정수슬러지(35%)
피트모스(5%)
바크퇴비(5%)
식물성단섬유(10%)
토양단립제(5%)
고분자수지(5%)
토양미생물(0.001%)
현지토양(15%)
정수슬러지(55%)
피트모스(5%)
바크퇴비(5%)
식물성단섬유(10%)
토양단립제(5%)
고분자수지(5%)
토양미생물(0.001%)
현지토양(55%)
정수슬러지(15%)
피트모스(5%)
바크퇴비(5%)
식물성단섬유(10%)
토양단립제(5%)
고분자수지(5%)
토양미생물(0.001%)
1. 실험군A 2. 실험군B 3. 실험군C 4. 실험군D
현지토양
정수슬러지
피트모스
바크퇴비
토양단립제
고분자수지
현지토양
정수슬러지
피트모스
바크퇴비
토양단립제
고분자수지
현지토양
정수슬러지
피트모스
바크퇴비
토양단립제
고분자수지
현지토양
정수슬러지
피트모스
바크퇴비
토양단립제
고분자수지
식물성단섬유 토양미생물 식물성단섬유
토양미생물
상기 표 1과 표 2에 대한 실험과 관련하여 사용된 혼합종자는 재래목본, 재래초본, 도입초본이 이용되었는데, 모든 대조군 및 실험군에 동일하게 적용하였다.
이와 같은 실험결과는 도 2a와 2b에 나타나 있는데, 아래 표 3과 같이 그 결과를 발아개체수, 식생피복율, 출현종수, 토양PH 및 토양습도,토양경도로 측정하였다.
여기서 발아개체수는 발아한 식물의 개체수를 실측한 것이고, 식생피복율을 실험대상 각각의 전체 피복도를 실측한 것이며, 출현종수는 파종한 종자에 대한 출현종수를 실측한 것이다. 또한 토양PH 및 토양습도는 다케무라(Takemura)식을 이용하여 측정하였고, 토양경도는 후지와라(Fuziwara)식 토양경도계를 이용하여 측정하였다.
구분 구성 발아
개체수
식생
피복율
출현종수 토양PH 토양경도 토양습도


실험1
(도 2a)

대조군 50 10 5 6.5 25 40
실험군1 850 80 22 6.6 21 80
실험군2 450 50 14 6.7 22 70
실험군3 350 40 13 6.5 21 65
실험군4 320 40 11 6.6 23 70
실험군5 350 30 15 6.6 23 60

실험2
(도 2b)
실험군A 330 50 5 6.7 24 50
실험군B 550 70 8 6.6 22 70
실험군C 340 40 6 6.5 23 60
실험군D 900 90 13 6.6 22 90
위의 표 3은 실험이 시작된 지 2개월이 지난 시점의 결과를 나타낸 것으로, 실험1에서는 실험군1(도 3a)에서 발아개체수 및 식생피복율이 우수하고, 출현종수도 가장 다양한 것으로 나타났다.
또한 실험2에서는 실험군D(도 3b)에서 발아개체수 및 식생피복율이 우수하고, 출현종수도 가장 다양한 것으로 나타났다.
상기 실험결과를 근거로 결론을 내리면, 실험2에서 본 바와 같이 현지토양, 정수슬러지, 피트모스, 바크퇴비, 토양단립제, 고분자수지 외에도 식물성단섬유와 토양미생물이 함께 혼합되는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
덧붙여 실험1에서 본 바와 같이 실험2에서 가장 우수한 결과를 나타낸 실험군D 중에서도 현지토양 30%, 정수슬러지 40%, 피트모스 5%, 바크퇴비 5%, 식물성단섬유 10%, 토양단립제 5%, 고분자수지 5%의 중량비로 구성되고, 상기 토양미생물이 전체 중량 대비 0.001% 추가로 혼합되는 것이 더욱 바람직하다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용 가능하다.
따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에서 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
10: 조성물

Claims (6)

  1. 비탈면에 취부되는 식생기반 조성물(10)에서,
    상기 조성물(10)은 토양에 정수슬러지 및 식물성단섬유가 포함되되,
    상기 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물, 코이어더스트, 볏짚으로 구성되며,
    상기 조성물(10)은 현지토양 30%, 정수슬러지 40%, 피트모스 5%, 바크퇴비 5%, 식물성단섬유 10%, 토양단립제 5%, 고분자수지 5%의 중량비로 구성되고, 토양미생물이 전체 중량 대비 0.001% 추가로 혼합되는 것을 특징으로 하는 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 식물성단섬유는 부숙된 임목폐기물 20~50%, 코이어더스트 30~40%, 볏짚 20~30%의 중량비로 구성되는 것을 특징으로 하는 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물.
KR1020160063522A 2016-05-24 2016-05-24 정수슬러지 및 식물성단섬유를 포함한 식생기반 개선용 친환경조성물 KR101780705B1 (ko)

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KR102652565B1 (ko) * 2023-12-18 2024-03-29 한국유지건설(주) 유무기 하이브리드 연성수지계 방수방식재 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 구조물의 방수방식 시공방법

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