KR102073560B1 - 보리짚을 포함하는 조류제거제를 포함하는 친환경 구조물 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 보리짚을 포함하는 조류제거제를 이용한 친환경 구조물은 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 수상에 부유하며, 내부가 중공이고, 상부가 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 상부에 수용되어, 수상 식물이 식생하는 시트 형태의 식재층; 및 상기 식재층의 하면에 형성되며, 상기 본체의 내부에 위치되는 판상의 조류제거층;을 포함하고, 상기 본체 내부의 하부면에는 LED 광원이 구비되며, 상기 본체의 양측면에는 관통홀이 형성된다.

Description

보리짚을 포함하는 조류제거제를 포함하는 친환경 구조물 {ECOFRIENDLY FLOATING STRUCTURE COMPRISING ALGEACIDE COMPRISING BARLEY STRAW}
본 발명은 보리짚을 포함하는 조류제거제를 포함하는 친환경 구조물에 관한 것이다. 좀 더 상세하게는 유해조류의 방제효과, 중금속 제거 및 악취 제거 효과가 우수하면서 친환경성이 우수하고, 어류 군집 유도효과가 우수한 친환경 구조물을 제공하는 것이다.
일반적으로 인공섬(또는 인공수초섬)은 바다, 호수 또는 저수지 등의 경관을 아름답게 하고 오염된 수질을 정화하거나 인공 어초를 제공할 목적으로 바다나 호수에 띄우는 구조물을 의미한다. 이러한 인공섬은 조경용 식물 또는 정화용 식물이 식재되는 식재기반과, 이 식재기반을 지지하는 구조체와, 상기 식재기반 및 구조체에 부력을 부여하여 부유시키는 다수의 부력체로 구성되어 있다.
한편, 부영양화된 호수 또는 흐름이 느리거나 정체된 연못에 부유성 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상을 녹조현상이라 하는데, 녹조현상에 의해 유발되는 문제점 중에서 최근 가장 주목이 되는 것은 물 이용적인 측면으로, 남조류가 생산하는 독소 및 농업용 저수지에 발생한 녹조가 농업용수로 이용시 벼 재배지로 유입되어 산소 공급을 막아 생장을 억제하는 것이다.
환경오염의 주범으로 꼽히는 녹조류를 예방하는 방제방법은 생물학적방제, 화학적방제 및 정수처리방제 등이 알려져 있다. 상기 생물학적방제는 미생물을 이용하는 방법이다. 예를 들면, 바다에 서식하는 균에서 녹조류를 제거하는 특이유전자를 추출한 뒤 일반 미생물에 이식, 활동력이 강한 새로운 종을 생산하여 녹조류 방제에 이용하는 방법이다.
상기 화학적방제는 황산동 등의 공지된 약제로 방제하는 방법으로, 그 효과는 비교적 우수하나 경제적 비용이 크기 때문에 방대한 면적에 자주 사용하기에는 어려움을 겪고 있는 실정이며, 특히 제초제 등을 사용하는 경우, 장기적으로 고등식물의 경쟁효과를 제거하여 조류증식 문제를 일으키며, 제초제가 분해되면 제초제를 사용하기 전보다 더욱 많은 조류가 증식하는 문제점이 있다.
상기 정수처리방제는 응집, 침전, 여과, 활성탄 흡착법, 염소소독 및 오존산화 등을 적용하여 방제하는 방법이 알려져있다.
그러나 전술한 녹조류 방제방법들은 환경안정성에 대한 고려보다는, 비용 및 방제효과가 상대적으로 중시되고 있었다. 특히 가장 실용성이 높다고 여겨지는 화학적 방제의 경우 속효성이고 처리효과가 뚜렷하지만, 비선택적이며, 특히 일부 성분의 경우 중금속 축적 및 유기물질과 상호작용하여 유독물질을 생성할 가능성도 배제할 수 없다. 또한 펌프 등의 순환 시스템의 설치 운용비용과 화학 약품비 등의 경제적 문제로 인하여 이러한 방제방법들은 실제로 적용되기에 많은 어려움이 있었다.
따라서 보다 친환경적이고 안정성이 우수하면서도 녹조류 및 남조류 피해를 최소화 시킬 수 있으며, 경제적으로도 사용하기에 유리한 녹조류 및 남조류 등의 유해조류 방제방법이 절실한 실정이다.
한편 보리짚(barley straw)은 크게 리그닌, 셀룰로오즈(cellulose) 및 세미셀룰로오즈로 구성된다. 상기 리그닌은 보리의 줄기와 씨앗머리를 이루는 주요한 성분이며 보릿짚 구성성분의 약 15%를 차지한다(Sarkanen과 Ludwing 1971). 리그닌의 구조는 폴리페놀(polyphenol)로 이루어져 있고 가수분해가 가능한 탄닌(tannins)과 리그닌과 같은 페닐프로파노이드(phenylpropanoids)로 구분된다. 특히 리그닌은 산소포화도가 높은 자연환경에서 미생물활동에 의해 페닐프로판 단위(phenylpropane units)로 분해되는 특성을 갖는다. 이러한 방향족화합물은 산화과정을 통해 퀴논(quinone)으로 전환된다(Pillinger 등 1994). Appel(1993)은 높은 산소포화도와 알칼리 상태의 조건을 갖는 수체에서 보릿짚으로부터 조류 성장 억제물질의 활성이 높다고 보고된 바 있다.
본 발명과 관련한 선행기술은 대한민국 공개특허공보 제2012-0031666호(2012.04.04 공개, 발명의 명칭: 아나카딕산을 유효성분으로 하는 유해조류 방제용 조성물 및 이를 이용한 유해조류 방제방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 조경효과가 우수하며, 환경 친화적인 친환경 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 중금속 흡착 제거효과, 수중 악취 제거 효과 및 유해조류의 방제효과가 우수하고, 광범위한 유해조류에 적용 가능한 친환경 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유해조류 방제 지속성 및 경제성이 우수한 친환경 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 어류의 군집 유도효과가 우수한 친환경 구조물을 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 친환경 구조물에 관한 것이다. 상기 친환경 구조물은 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 수상에 부유하며, 내부가 중공이고, 상부가 개방된 본체; 상기 본체의 개방된 상부에 수용되어, 수상 식물이 식생하는 시트 형태의 식재층; 및 상기 식재층의 하면에 형성되며, 상기 본체의 내부에 위치되는 판상의 조류 제거층;을 포함하고, 상기 본체 내부의 하부면에는 LED 광원이 구비되며, 상기 본체의 양측면에는 관통홀이 형성되어, 상기 본체의 내부로 물이 유입되어 상기 조류제거층과 접촉하며, 상기 조류제거층은 조류제거제 100 중량부, 제1 혼합물 30~80 중량부, 폴리비닐알코올 5~25 중량부, 셀룰로오스 10~30 중량부 및 폴리카프로락톤 15~50 중량부를 포함하며, 상기 제1 혼합물은 초탄(peat moss) 및 제올라이트를 포함하며, 상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 포함한다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물은 초탄 및 제올라이트를 1:1~1:3 중량비로 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 본체 내부에는 LED 광원이 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 구조물은 조경효과가 우수하며, 환경 친화적이고, 무척추동물 또는 조류에 영향을 미치지 않아 안정성이 우수하면서 유해조류의 방제효과가 우수하며, 보다 광범위한 유해성 조류에 적용 가능하고, 악취 제거 및 중금속의 흡착효과가 우수하고, 파랑에 의해 조류제거제 성분이 분산되는 것을 방지하여 방제효율 및 지속성이 우수하고, 새우 및 플랑크톤 등의 사료가 될 수 있어 이로 인한 어류 산란시, 군집 유도효과가 우수하며, 율피, 보리짚, 매실종자 등 폐기되는 식물 자원을 활용하는 등 설치 및 운용비용이 저렴하여 경제적 효과가 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 친환경 구조물을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 한 구체예에 따른 친환경 구조물의 단면을 나타낸 것이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 “크기”는 “최대길이”로 정의하도록 한다.
본 발명의 하나의 관점은 친환경 구조물에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 친환경 구조물을 나타낸 것이며, 도 2는 상기 도 1의 친환경 구조물의 단면을 나타낸 것이다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 친환경 구조물(100)은 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 수상에 부유하며, 내부가 중공인 본체(10); 본체(10)의 상부에 안착되어, 수상 식물이 식생하는 식재층(20); 및 식재층(20)의 하면에 형성되는 조류 제거층(22);을 포함하고, 본체(10)의 양측면에는 관통홀(12)이 형성되어, 본체(10)의 내부로 물이 유입되어 조류 제거층(22)과 접촉하며, 조류제거(22)층은 조류제거제 100 중량부, 제1 혼합물 30~80 중량부, 폴리비닐알코올 5~25 중량부, 셀룰로오스 10~30 중량부 및 폴리카프로락톤 15~50 중량부를 포함하며, 상기 제1 혼합물은 초탄(peat moss) 및 제올라이트를 포함하며, 상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
본체
상기 도 1 및 도 2를 참조하면, 본체(10)는 상부에 식재층(20)이 수용되어 안착되는 공간부가 형성된다. 상기 도 1과 같이 본체(10)의 형태는 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되며, 본체(10)의 양측면에는 관통홀(12)이 형성되어, 본체(10)의 내부로 물이 유입된다.
한 구체예에서, 본체(10)에는 복수 개의 홀(14)이 형성될 수 있다. 상기 홀(14) 형성시, 본체(10) 내부로의 어류의 군집 및 이동이 더욱 효과적으로 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 본체(10)의 크기는 본 발명의 친환경 구조물(100)의 설치 장소에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 예를 들면, 30cm 내지 10m의 크기로 설치될 수 있다.
한 구체예에서 본체(10)는 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 폴리에틸렌(PE) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면 저밀도 폴리에틸렌을 포함할 수 있다. 상기 재질로 형성시, 수상에 부유되면서, 식재층(20)을 파랑 등으로부터 보호하면서, 내부의 어류 산란이 용이하게 이루질 수 있다. 또는, 본체(10)에 별도의 부력부재(미도시)를 연결하여, 수상에 부유시킬 수 있다.
상기 도 2를 참조하면, 본체(20) 내부에는 LED 광원(30)이 더 구비될 수 있다. 상기 LED 광원을 포함시, 시각적 심미성과, 어류 군집 효과가 우수할 수 있다. 예를 들면, 본체(20) 내부의 하부면에 구비될 수 있다.
식재층
한 구체예에서 식재층(20)은 코코넛 섬유를 직조하여 제조된 시트에 토양, 분쇄목(wood chip) 또는 톱밥을 충전하여 사용할 수 있다. 상기 코코넛 섬유로 제조시 경량성 및 부유력이 우수하고, 섬유질로 만들어져 있기 때문에 물이 자유롭게 통과하며, 식재되는 식물을 태풍 또는 폭풍우로부터 보호하고, 토양이 물의 흐름에 의해 유실되는 것을 방지하게 된다. 상기 토양은, 재배농가에서 흔히 사용하는 일반 토양이 그대로 사용될 수 있다. 또한, 식물성장에 필요한 각종 필수 영양성분과 무기물질 등을 함유하는 별도의 인공토양을 사용하는 것도 가능하다. 이때 상기 인공토양은 비중이 크지 않고 물에 씻겨나가지 않도록 소정 크기의 다공성 알갱이 형태를 가질 수 있다.
구체예에서 식재층(20)은 3cm 내지 80cm의 두께로 형성될 수 있다. 상기 범위에서 식물의 식재효과가 우수할 수 있다. 본 발명에서 식재층(20)에 식재되는 식물로는 갈대, 부들, 꽃창포 및 부처꽃 중 하나 이상일 수 있다.
조류제거층
조류제거층(22)은 식재층(20)의 하부에 위치되어, 본체(10)의 관통홀(12)을 통해 유입되는 물과 접촉하여 물에 포함된 유해조류의 제거, 방제 및 어류의 군집 유도 및 중금속의 흡착을 목적으로 포함된다.
본 발명에서 조류제거층(22)은 조류제거제 100 중량부, 제1 혼합물 30~80 중량부, 폴리비닐알코올 5~25 중량부, 셀룰로오스 10~30 중량부 및 폴리카프로락톤 15~50 중량부를 포함하며, 상기 제1 혼합물은 초탄(peat moss) 및 제올라이트를 포함하며, 상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 포함한다. 상기 성분 및 함량으로 형성시, 유해조류의 제거 및 방제와 어류의 군집 유도 및 중금속의 흡착효과가 우수하면서, 내구성이 우수하여 파랑(wave)에 조류제거제 성분이 쉽게 분산되는 현상을 방지하여 조류 제거 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 포함한다.
본 발명에서 상기 보리짚(barley straw)은 이삭이 떨어진 보리의 줄기 및 잎을 포함하는 것을 의미한다. 상기 보리짚이 조류를 포함하는 물에 살포되면, 상기 보리짚의 세포벽 분해시 방출되는 페룰산(ferulic acid) 및 p-쿠마린산(p-coumaric aicd) 등의 페놀산과, 상기 보리짚에 포함된 리그닌의 분완전 분해시 형성되는 방향족 화합물은 유해조류의 성장저해 효과를 나타낸다.
또한 상기 보리짚은 물속에서 과산화수소(H2O2)를 발생하고, 이것으로부터 활성산소를 발생하는데, 이것은 인체와 수상식물, 물고기 등 수상생물에 무해하고 이끼의 발생을 방지하는 효과가 있으며, 볏집이나 인 함량이 낮아 오염물에 살포시 부영양화 및 급속한 용존산소 고갈현상을 방지할 수 있다. 또한, 상기 보리짚은 물에서 완전히 반응하기까지 유해조류의 방제 지속성이 우수하다.
상기 매실종자는 매화나무(Prunus mume) 열매인 매실의 씨를 의미한다. 상기 매실종자는 녹조의 먹이가 되는 인 및 질소 등을 고정하여, 먹이를 차단하고 녹조현상으로 산성화된 담수를 원래의 알칼리수로 환원시키는 역할도 수행한다. 또한 상기 매실종자에는 배당체인 아미그달린(amygdalin)이 포함되며, 상기 아미그달린은 물과 반응시 글루코오스, 벤즈알데히드 및 시안화 수소산을 발생하여, 유해조류를 방제 또는 제거하는 효과가 우수할 수 있다.
상기 편백나무(Chamaecyparis obtusa)는 유해조류의 세포벽을 파괴하여 원형질을 붕괴하여 유해조류를 방제 또는 제거하는 목적으로 포함된다.
상기 율피(栗皮)는 밤나무(Castanea crenata)의 잔가지, 밤나무의 내피 및 외피, 및 밤 열매의 속껍질 추출물 중에서 하나 이상의 부위를 의미한다. 상기 율피는 상기 유해조류를 분해하거나, 상기 유해조류의 생장을 억제하면서, 오염물 중 포함된 중금속 흡착 제거를 목적으로 포함된다.
상기 율피에는 갈릭산(gallic acid) 및 엘라직산(ellagic acid) 등의 페놀산을 포함하며, 상기 갈릭산의 경우 항산화 작용이 우수하다. 또한 상기 율피는 탄닌(tannin) 성분을 포함하며, 이는 단백질, 알칼로이드 및 중금속 등에 대한 흡착 및 침전효과가 우수하다. 상기 탄닌이 흡착 및 침전할 수 있는 중금속은 납(Pb), 구리(Cu) 및 카드뮴(Cd) 등을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피는 0.1mm 내지 25mm의 평균크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 평균크기에서 표면적이 증가하여 유해조류와 용이하게 반응하여, 유해조류 방제 효과가 보다 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피는 1:0.1~0.5:0.3~1:0.1~0.5 중량비로 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 1:0.1~0.3:0.3~0.5:0.3~0.5의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위에서 각 구성성분 간의 상승효과가 우수하여, 유해조류 방제 및 제거와 중금속의 흡착 제거효과 및 어류 군집효과가 동시에 우수할 수 있다.
또한 상기 조류제거제는 유해조류의 방제속도 및 방제효율을 향상시키는 목적으로 숙성하여 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 조류제거제는 수분함량이 30%~50%인 보리짚에 효모를 첨가하고 20℃~35℃의 온도에서 5~15일 동안 1차 숙성하고; 그리고 상기 1차 숙성된 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 혼합하고 -5℃~10℃의 온도에서 5~10일 동안 2차 숙성하는 단계를 포함하여 제조될 수 있다. 상기 숙성 조건에서 상기 유해조류의 방제속도 및 방제효율이 우수할 수 있다.
상기 효모는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 세레비지에(Saccharomyces Cerevisiae) 및 사카로마이세스 카알스베르겐시스(Saccharomyces Carisbergenesis) 등을 사용할 수 있다. 상기 효모를 사용시, 오염물에 포함된 유해조류의 방제속도 및 방제효율이 우수할 수 있다.
상기 제1 혼합물은 초탄(peat moss) 및 제올라이트를 포함한다. 상기 초탄(草炭, Peat moss)은 특유의 섬유 결속구조를 가지며, 수중 암모니아(NH3) 및 황화수소(H2S) 등의 악취 성분의 제거 및 중금속 흡착 효과가 우수하다.
상기 제올라이트는 물속 악취 성분의 제거 및 물에 포함된 중금속 성분과 기타 미립 물질의 흡착 제거를 목적으로 포함된다.
한 구체예에서 상기 초탄 및 제올라이트는 0.01 내지 1 mm의 평균 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. 상기 범위에서 분산성과 중금속 흡착 효과가 우수할 수 있으며, 특히 수중 악취제거 효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물은 초탄 및 제올라이트를 1:1~1:3 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비로 포함시, 상기 성분 사이에 예측할 수 없는 상승효과가 발생하여, 정화 속도, 중금속 흡착 제거 효율 및 악취 제거 효율이 동시에 우수할 수 있다. 예를 들면, 1:2~1:3 중량비로 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 혼합물은 상기 조류제거제 100 중량부에 대하여 30~80 중량부 포함된다. 상기 제1 혼합물을 30 중량부 미만으로 포함시 악취 제거 및 중금속 흡착 제거 효과가 미미하며, 80 중량부를 초과하여 포함시 상기 조류 제거층의 어류 군집효과가 저하되거나, 생산 비용이 증가하여 경제성이 저하될 수 있다. 예를 들면, 35~60 중량부 포함될 수 있다.
상기 폴리비닐알코올(PVA)은 상기 조류제거층 구성 성분을 바인딩하여, 성형성을 확보하는 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 폴리비닐알코올은 상기 조류제거제 100 중량부에 대하여 5~25 중량부 포함된다. 상기 폴리비닐알코올을 5 중량부 미만으로 포함시 상기 조류제거층의 내구성과 성형성이 저하되며, 25 중량부를 초과하여 포함시 지나치게 조류제거층의 점도가 증가하여, 분해 속도 및 조류 방제효과가 저하될 수 있다. 예를 들면 5~15 중량부 포함될 수 있다.
상기 셀룰로오스(cellulose)는 본 발명에서 바인더 역할과, 새우 또는 플랑크톤의 먹이가 되어 상기 친환경 구조물(100) 주변의 어류 산란 및 군집 유도효과가 우수하며 어류 군집 유도를 위한 목적으로 포함된다. 한 구체예에서 상기 셀룰로오스는 상기 조류제거제 100 중량부에 대하여 10~30 중량부 포함된다. 상기 셀룰로오스를 10 중량부 미만으로 포함시 성형성 및 물리적 강도가 저하되어 조류제거제가 쉽게 분산되어 조류방제 효과가 저하되며, 30 중량부를 초과하여 포함시 지나치게 점도가 높아져 본 발명의 유해 조류 방제효과가 저하된다. 예를 들면, 15 중량부 내지 25 중량부 포함될 수 있다.
상기 폴리카프로락톤은 본 발명의 내구성, 바인더성과, 성형성을 확보하기 위한 목적으로 포함된다. 또한 상기 폴리카프로락톤은 수중에서 완전히 분해되어 친환경적 효과가 우수하며, 물리적 강도를 확보할 수 있어 방제효과를 저해하지 않으면서 파랑에 조류제거제 성분이 분산되는 현상을 방지하고, 적용 대상 조류의 부착성이 증진되며, 시간이 경과함에 따라 수상에서 완전 분해되어 환경오염을 방지할 수 있다.
구체예에서 상기 폴리카프로락톤은 상기 조류제거제 100 중량부에 대하여 15~50 중량부 포함된다. 상기 범위에서 방제효과를 저해하지 않는 범위 내에서 효과의 안정적 발현, 적용 대상 생물로의 부착성 증진, 파랑(wave)에 의한 피해가 적을 수 있다. 상기 폴리카프로락톤을 15 중량부 미만으로 포함시 성형성 및 물리적 강도가 저하되어 조류제거제가 쉽게 분산되어 조류방제 효과가 저하되며, 50 중량부를 초과하여 포함시 상기 폴리카프로락톤의 분해시간이 지나치게 지연되어 유해조류 방제 효율이 저하된다. 예를 들면, 20 중량부 내지 40 중량부 포함될 수 있다.
또한 상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 구체예에서 상기 식재층(20)과 조류제거층(22)은 복수 개의 홀(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 홀 형성시, 식재되는 식물의 줄기 또는 뿌리 하단의 일부가 수중에 잠겨 물과 접촉하도록 할 수 있어 식물의 서식환경 및 어류 등 수생동물의 산란을 위한 장소를 제공할 수 있다.
본 발명에서 조류제거층(22)의 형태는 원기둥 형태, 다각기둥 형태 또는 판상형태 일 수 있다. 예를 들면, 도 2와 같이 판상형태일 수 있다.
본 발명에서 조류제거층(22)의 두께는 0.5cm~15cm 일 수 있다. 상기 범위의 두께에서 친환경 구조물(100)이 안정적으로 부유하면서 중금속 제거, 조류 제거 및 방제효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 3cm~10cm일 수 있다.
본 발명에서 조류제거층(22)의 밀도는 0.5g/㎤~2.5g/㎤일 수 있다. 상기 밀도로 형성시 친환경 구조물(100)이 안정적으로 부유하면서 조류 제거 및 방제효과가 우수할 수 있다. 예를 들면 0.8g/㎤~1.5g/㎤일 수 있다.
조류제거층(22)을 이용하여 방제할 수 있는 유해조류는 남조류 및 녹조류 중에서 하나 이상일 수 있다. 한 구체예에서 상기 친환경 유해조류 방제용 조성물을 적용하여 방제할 수 있는 유해조류는 볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium), 페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria), 코엘라스트륨(Coelastrum), 클라미도모나스(Chlamydomonas), 세네데스무스(Scenedesmus) 및 보트리오코쿠스(Botryococcus) 중에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
구체예에서 조류제거층(22)은 상기 조류제거제 100 중량부, 제1 혼합물 30~80 중량부, 폴리비닐알코올 5~25 중량부, 셀룰로오스 10~30 중량부 및 폴리카프로락톤 15~50 중량부를 포함하는 혼합물을 70℃~110℃의 온도에서 30kgf/㎠ 내지 250kgf/㎠으로 30분~3시간 동안 가압하여 성형할 수 있다. 상기와 같이 성형시 상기 조류제거제 성분이 변성되지 않으면서 적절한 물리적 강도를 확보할 수 있다.
다른 구체예에서 본 발명의 조류제거층(22)은, 유해조류의 방제효과를 저해하지 않는 범위 내에서 효과의 안정적 발현, 적용 대상 생물로의 부착성 증진, 운반 및 처리의 간편화를 위해 제제학적으로 허용 가능한 고체 담체, 액체 담체, 액체 희석제, 액화된 기체 희석제, 고체 희석제, 또는 기타 적당한 보조제, 예를 들면 유화제, 분산제 또는 기포제 등의 계면활성제를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 조류제거층(22)의 크기는 본 발명의 친환경 구조물(100)의 설치 장소에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다.
고정부재
한 구체예에서 식재층(20) 및 조류제거층(22)은, 고정부재(미도시)를 이용하여 본체(10)에 안착 및 고정시킬 수 있다. 상기 고정부재는 식재층 및 조류제거층이 파랑이나 수류에 의해 파손 또는 분리되지 않도록 고정시키는 목적으로 포함된다. 구체예에서 고정부재는 케이블 또는 그물망을 사용할 수 있다. 구체예에서 상기 그물망의 눈금크기는 0.5mm~3cm 일 수 있다. 한 구체예에서 상기 고정부재는 스테인리스, 폴리에틸렌, 나일론, 및 폴리프로필렌 중 하나의 재질로 형성될 수 있다.
본 발명의 친환경 구조물(100)은 호수, 농업용저수지, 연못, 및 기타 유해조류의 번식을 감소시킬 목적이 있는 시설 내 수질관리가 필요한 장소에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 친환경 구조물(100)은 본채(10)의 적어도 일부를 로프 등의 연결부재(미도시)로 외부 구조물과 연결하여 강한 바람이나 파랑에 뒤집히지 않고, 수류에 휩쓸려 떠내려가지 않도록 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되지는 않는다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 1
도 1과 같이 저밀도 폴리에틸렌 소재로 이루어지며, 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 수상에 부유하며, 측면에 복수 개의 홀(14)이 형성되며, 내부가 중공인 본체(10)를 준비하였다.
상기 본체의 상부에 코코넛 섬유로 직조된 시트에 우드칩을 충전한 20cm 두께의 식재층(20)을 안착하고, 고정부재를 이용하여 본체에 고정하였다.
수분함량을 40%로 조절한 보리짚에 효모(사카로마이세스 카알스베르겐시스)를 접종하고 25℃의 온도에서 7일 동안 1차 숙성한 다음, 상기 1차 숙성된 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 1:0.3:0.6:0.3 중량비로 포함하는 혼합물을 5℃의 온도에서 7일 동안 2차 숙성하고, 상기 2차 숙성된 혼합물을 평균 0.5mm 크기로 분쇄한 조류제거제와, 제1 혼합물로 각각 평균 0.5mm 크기를 갖는 초탄 및 제올라이트를 1:2 중량비로 혼합하여 준비하였다. 그 다음에, 상기 조류제거제, 제1 혼합물, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 및 폴리카프로락톤을 하기 표 1과 같은 함량으로 포함하는 조성물을 80℃에서 50kgf/㎠의 압력으로 30분 내지 1 시간 동안 가압하여 두께 10cm, 밀도 0.9g/㎤의 판상 형태의 조류제거층(22)을 제조하였다.
본체(10)의 양측면에는 관통홀(12)을 형성하여 내부에 물이 유입되도록 하였으며, 본체(10) 내부 하부면에 LED 광원(30)을 설치하였다.
조류제거층(22)은, 고정부재를 이용하여 식재층(20) 하부에 고정하였으며, 도 2와 같이 식재층 및 조류제거층에 직경 2cm의 홀을 각각 10개 형성하여 식재되는 식물의 줄기 및 뿌리가 수중에 노출되도록 하여 친환경 구조물(100)을 제조하였다.
비교예 1~4
조류제거제, 제1 혼합물, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스 및 폴리카프로락톤을 하기 표 1의 함량으로 적용한 조류제거층을 적용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 친환경 구조물을 제조하였다.
Figure 112017130013145-pat00001
실험예
유해조류 방제 대상지역인 강에서 수질시료를 채취하였다. 상기 수질시료의 동정 결과 시료에 15여종의 담수 조류가 존재하는 것으로 확인되었다. 상기 강의 교량 지역에 상기 실시예 1 및 비교예 1~4의 친환경 구조물을 각각 설치하고, 고정부재의 테두리를 교량의 구조물과 연결하여 고정시킨 다음, 시간 경과에 따라 상기 실시예 1 및 비교예 1~4의 친환경 구조물의 조류제거층 주변의 수질 시료를 채취하여 상기 15종의 담수 조류 중 우점하는 10종의 조류(볼복스(Volvox), 아나베나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키니아(Golenkinia), 스케네데스무스(Scenedesmus), 마이크로시스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas))의 제거율을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1~4의 친환경 구조물 내부의 어류 군집규모를 관찰하여, 매우 우수(◎), 우수(○), 보통(△) 및 낮음(X)의 4단계로 어류 군집 유도효과를 측정하였으며, 상기 실시예 1 및 비교예 1~4 친환경 구조물 주변의 악취 발생여부를 평가하여, 악취 제거효과를 매우 우수(◎), 우수(○), 보통(△) 및 낮음(X)의 4단계로 평가하여 그 결과를 상기 표 2에 나타내었다.
Figure 112017130013145-pat00002
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1의 친환경 구조물은 악취 제거효과, 유해조류 방제효과, 방제 지속성 및 어류군집효과가 우수하였으며, 본 발명 조류제거층 중, 조류제거제 만을 적용한 비교예 1의 경우 강풍, 파랑 및 수류에 따라 조류제거층이 지나치게 빠르게 분산되어 유해조류의 방제효과가 저하되었고, 조류제거층의 성분 중 제1 혼합물을 초과 포함하는 비교예 2의 경우, 어류 군집 효과가 저하되었고, 본 발명의 조류제거층 구성을 벗어나 적용한 비교예 3 및 4의 경우, 유해조류의 방제효율 및 어류 군집효과가 실시예 1에 비하여 저하되는 것을 알 수 있었다.
10: 본체 12: 관통홀
14: 홀 20: 식재층
22: 조류제거층 30: LED 광원
100: 친환경 구조물

Claims (3)

  1. 측방향으로 연장된 원통형으로 형성되어 수상에 부유하며, 내부가 중공이고, 상부가 개방된 본체;
    상기 본체의 개방된 상부에 수용되어, 수상 식물이 식생하는 시트 형태의 식재층; 및
    상기 식재층의 하면에 형성되며, 상기 본체의 내부에 위치되는 판상의 조류 제거층;을 포함하고,
    상기 본체 내부의 하부면에는 LED 광원이 구비되며,
    상기 본체의 양측면에는 관통홀이 형성되어, 상기 본체의 내부로 물이 유입되어 상기 조류제거층과 접촉하며,
    상기 조류제거층은 조류제거제 100 중량부, 제1 혼합물 30~80 중량부, 폴리비닐알코올 5~25 중량부, 셀룰로오스 10~30 중량부 및 폴리카프로락톤 15~50 중량부를 포함하며,
    상기 제1 혼합물은 초탄(peat moss) 및 제올라이트를 1:2~1:3 중량비로 포함하며,
    상기 조류제거제는 보리짚, 매실종자, 편백나무 및 율피를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 구조물.
  2. 삭제
  3. 삭제
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