KR102175896B1 - 자연형 식생측구를 이용한 비점오염 저감방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자연형 식생측구를 이용한 비점오염 저감방법에 관한 것이다.
본 발명은 초본류 식물을 활용하여 비점오염수의 오염물질 저감효율을 구현한 자연형 식생측구를 제공하고, 상기 초본류 식물 군에서 발아속도가 다른 식물을 혼합하여 조성한 자연형 식생측구를 제공하고, 상기 초본류 식물 기반의 식물 종자를 강우에 침식되지 않고 식물생육에 도움을 주는 후리졸녹산토에 혼합 취부하여 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 시공함으로써, 종래 비점오염 저감시설대비 시공비를 절감하고 도랑 전체면적에 비점오염저감 효과를 제공할 수 있다.

Description

자연형 식생측구를 이용한 비점오염 저감방법{REDUCING METHOD FOR THE NON-POINT POLLUTANTS USING NATURAL TYPE TRENCH}

본 발명은 자연형 식생측구를 이용한 비점오염(非點汚染) 저감방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정화능력이 있는 초본류를 활용하여 비점오염수의 오염물질 저감효율을 구현한 자연형 식생측구를 제공하고, 상기 초본류 식물 군에서 발아속도가 다른 식물을 혼합하여 조성한 자연형 식생측구를 제공하고, 상기 초본류 식물 종자를 강우에 침식되지 않고 식물생육에 도움을 주는 후리졸녹산토에 혼합 후 취부하여 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 시공함으로써, 종래대비 시공비를 절감하고 도랑 전체면적에 비점오염저감 효과를 제공할 수 있는 자연형 식생측구를 이용한 비점오염 저감방법 에 관한 것이다.

수질 오염원은 오염원의 성격에 따라 점오염원과 비점오염원으로 분류된다. 점오염원은 오염 배출지점을 명확히 할 수 있는 지역으로부터 하수구나 도랑 등의 형태로 배출되는 오염원이며, 비점오염원은 도시 노면배수나 도로변 유역면적으로부터 도랑으로 유입되는 불특정한 오염원을 말한다.

비점오염원은 오염물질의 유출이 강우 시에 집중적으로 발생하고, 오염지역이 넓게 분산되어 있으며, 강우 초기에 오염물질이 유출되는 초기우수 유출수(first-flush)는 불투수성 도로나 지표에서 퇴적물의 세척으로 인한 오염물과 대기 중의 오염물질을 함유하여 오염물질의 농도가 높고, 도시지역의 경우 중금속 등의 독성물질을 함유할 가능성이 높다. 이러한 비점오염원이 미처리된 상태로 방류되면 수계접촉으로 인한 위생오염과 상수원으로 이용되는 하천의 오염, 호수의 부영양화 등의 피해를 야기한다.

이에 따라 효율적인 수계 환경 보전을 위하여 점오염원의 관리와 함께 초기우수를 포함한 비점오염원에 대한 관리가 필요하다는 인식이 대두된 지 오래이다.

따라서 근래에는 비점오염원으로 배출되는 우수 배수중의 오염물질을 제거하기 위한 비점오염처리시설의 설치가 확산되고 있다.

특히 근래에는 도시에서 발생하는 비점오염물질의 저감이 이슈로 대두되고 있는 데, 불투수성 도로나 지면이 증가함에 따라 강우 시 유출률 및 유출량이 크게 증가하고 있으며, 증가된 강우 유출수와 함께 지면에 집적되는 토사, 협착물 및 다른 오염물질이 크게 증가하고 있다. 일부 연구에 의하면 국내 비점오염물질 중 도시에서 발생하는 비점오염물질이 전체의 30 내지 50%에 이르는 것으로 보고되고 있다.

그런데, 기존의 비점오염저감시설에서는 초기 강우 유출수에 많이 포함된 고형물 즉, 입자상 오염물질에 의해 우수의 유동 경로가 폐색되면서 제 기능을 발휘하지 못하는 경우가 있다.

또한 수계 인접 지역에서는 하천이나 호수에 중금속의 유입을 저감시키기 위해서 여러 가지 저감시설을 연구해 오고 있다.

특허문헌 1은 비점오염저감시설을 이용한 친자연적 생태통로에 관한 것으로서, 기존에 축조되어 있거나 또는 새롭게 축조되는 생태통로에 식물군락을 형성하고, 상기 생태통로 주변의 토양 및 인근 수계의 오염도를 낮추고 상기 식물군락에 지속적으로 성장에 필요한 물을 공급하기 위하여 비점오염저감시설을 설치하며, 이외에 야생동물들이 필요로 하는 물, 먹이, 이동에 필요한 수단, 숨을 수 있는 공간 등을 구성함으로써 생태통로의 인공적인 느낌을 완전히 배제하여 친자연적으로 변화시킴으로써 야생동물들이 거부감 없이 생태통로로 접근할 수 있고, 또한 원활하게 이동할 수 있도록 하는 비점오염저감시설을 이용한 친자연적 생태통로를 제안하고 있다.

상기 발명에서 비점오염저감시설을 구체적으로 설명하면, 식생 콘크리트층의 상부에 포설되는 층을 이루는 토층과 상기 토층에 뿌리를 내려 성장하는 식물층을 포함하여 전체적으로 친자연적인 분위기를 연출한다고 기재하고 있으나, 실제 비점오염원의 저감효율에 대한 언급 없으며, 콘크리트 제품은 그 자체가 생태환경에 영향을 주는 재료이고, 특히 콘크리트 재질상 불투수면적 증가로 우수유출량 및 비점오염 증가하는 문제점이 있다.

또한, 특허문헌 2는 강우 유출수 등이 유입되는 개거(開渠)와 개거 상단에 결합되고 식물이 식재되는 식재판으로 구성되어 비점오염을 처리하는 식생 도랑이 개시되어 있고, 유입되는 처리대상 원수가 개거 상부 식재 식물 및 식생재를 통과하면서 1차 처리되되, 강우 초기 유출수의 유입시 개거 주변 지반으로 유입수의 침투를 유도하고, 강우가 지속되거나 강우강도가 상승하여 유입량이 상승하면 유입수의 개거 내 유하(流下)를 유도할 수 있도록 한다고 기술하고 있다.

그러나 종래 방법들은 콘크리트 제품에 나무나 초화류를 식생시키는 방법으로서 높은 시공비 문제가 있고, 처리면적은 콘크리트 박스 안으로 한정된 시설물을 몇 십 미터의 간격을 두고 설치하기 때문에 저감처리면적이 극히 적은 문제가 지적될 수 있다.

이에 본 발명자들은 종래 비점오염저감방법에 대한 문제점을 개선하고자 노력한 결과, 초본류 식물이 생육하는 식생측구에서 비점오염수의 오염물질 저감효율을 확인하고, 상기 초본류 식물에 기반한 자연형 식생측구를 통해 종래 콘크리트 제품으로 시공된 비점오염저감시설 대비 낮은 시공비와 더불어 친환경적이며 특히, 콘크리트 박스 안으로 한정되지 않고, 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 시공될 수 있어, 도랑 전체면적에 비점오염저감 효과를 제공할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

대한민국특허 제1470408호 (2014.12.08 공고) 대한민국특허 제1305519호 (2013.09.06. 공고) 대한민국특허 제465451호 (2005.01.13. 공고) 대한민국특허 제465452호 (2005.01.13. 공고) 대한민국특허 제1656667호 (2016. 09. 12. 공고)

한국생태학회지 2002, 25, 359-364

본 발명의 목적은 초본류 식물을 활용한 자연형 식생측구를 이용한 비점오염 저감방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 시공되는 비점오염 저감방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자연형 식생측구에 초본류 식물을 활용한 비점오염 저감방법을 제공한다.

본 발명의 자연형 식생측구는 쑥, 비수리, 갈대, 톨훼스큐, 억새, 망초 및 고삼으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종이상의 초본류 식물로 이루어지며, 바람직하게는 상기 초본류 식물 군에서 발아속도가 다른 식물을 혼합하여 형성할 수 있다.

더욱 바람직하게는 본 발명의 자연형 식생측구가 식생기반재로 첨가된 후리졸 녹산토와, 상기 초본류 식물 단독 또는 상기 초본류 식물군에서 선택된 초본류 식물 종자가 혼합되어 식생된 것이다.

상기의 자연형 식생측구는 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 취부되어 시공되므로, 도랑 전체면적에서 정화할 수 있다.

본 발명의 비점오염 저감방법은 상기 비점오염저감 대상 도랑의 종 방향으로 다공성 수처리제가 담긴 망태기가 소정 간격으로 추가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 비점오염 저감방법은 상기 비점오염저감 대상 도랑의 종 방향으로 맨홀이 배치될 수 있다.

본 발명의 비점오염 저감방법은 콘크리트 또는 나무 상자 등의 부가시설 없이 신축도랑 공사시 초본류 식물을 활용한 자연형 식생측구를 설치하여 비점오염수의 오염저감효율을 달성할 수 있다.

본 발명의 비점오염 저감방법에 따라, 비점오염 처리기능과 강우 유출수의 배수 기능을 겸비한 도랑을 제공할 수 있으며, 이로써 배수로와 별도의 처리시설을 구축하지 않고도 비점오염물질의 효과적인 처리할 수 있다.

또한, 본 발명의 비점오염 저감방법은 종래 콘크리트 제품에 나무나 초화류를 식생시키는 방법 대비 시공비를 줄일 수 있으면서, 종래에는 콘크리트 박스 안으로 한정되는 반면, 본 발명은 도랑 전체면적에서 처리하여 비점오염저감 효과를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.

본 발명은 자연형 식생측구에 초본류 식물을 활용한 비점오염 저감방법을 제공한다.

이때, 초본류 식물은 공지된 초본류 식물군에서 제한되지 아니하고 선택 사용할 수 있으나, 바람직하게는 쑥, 비수리, 갈대, 톨훼스큐, 억새, 망초 및 고삼으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종이상을 사용하는 것이다.

본 발명의 바림직한 제1실시형태의 자연형 식생측구는 초본류 식물에서 선택된 단독으로 이루어진 것이다.

본 발명의 실시예을 통해 더욱 바람직하게는 쑥, 비수리, 갈대를 사용하여 비점오염수의 우수한 저감효율을 확인할 수 있다[표 2 및 표 4]. 이때, 비점오염수의 저감효율은 COD (화학적산소요구량), BOD (생물화학저산소요구량), SS (부유물질), T-N (총 질소) 및 T-P (총 인)의 항목별로 초기 비점오염수의 수치대비 시험항목 중 전반적으로 비점오염 감소율을 확인할 수 있다.

이때, 쑥은 여러 가지 약효를 가진 다년생 풀로서 피를 맑게 해주는 약효를 가지고 있고 예로부터 약용으로 공지된 대표적인 초본류 식물이다.

그러나 식용이나 약용으로 사용할 쑥의 채취시 차가 많이 다니는 도로가에서 채취하는 것은 삼가라고 경고하고 있는데, 그 이유는 쑥이 중금속 흡수능력 때문이라고 한다.

이러한 사항을 뒷받침하는 자료로서, 특허문헌 3에 의하면, 쑥을 이용하여 휴ㆍ폐광산 토양의 중금속 제거방법이 개시되어 있고, 특허문헌 4에 의하면, 중금속 축적식물 또는 중금속 내성식물로서 쑥(Artemisia princeps)을 선택하여 토양에 살포함으로써, 중금속 오염 토양의 생물학적 복원방법을 제시하고 있다.

따라서, 본원발명의 비점오염수의 오염저감효율을 낮추는데 초본류 식물로서 쑥을 사용하고, 쑥 뿌리째 이용한 자연형 식생측구를 이용함으로써, 비점오염의 저감효율을 확인할 수 있다.

비수리는 여러 방면의 약효를 갖고 있는 풀로서 기침가래를 삭히는 약효도 있어 쑥과 함께 비점오염저감에 효과가 있을 것으로 기대되며, 발아가 빠르고 발아율도 좋아서 발아시간이 오래 걸리는 쑥 종자와 혼합 사용할 수 있다.

또한, 갈대는 습기를 보존하는 조건에서 채취하여 갈대 뿌리, 종자나 근경을 절단하여 사용할 수 있으며, 갈대에 의한 질소 및 인 흡수 제거 양상과 갈대 생장과 관련된 토양 특성을 실시한 결과, 생장기 동안 갈대의 흡수에 의해 상당한 양의 질소와 인이 제거되어 인공습지 조성의 목적인 수질 정화와 생태공원으로서의 기능을 위해서는 갈대를 생육기간 중에 수확하는 방안을 적극적으로 모색해야 될 필요성이 있다는 보고가 있다[비특허문헌 1].

또한 본 발명은 자연형 식생측구에 상기의 초본류 식물을 사용함으로써, 종래 콘크리트 제품을 활용한 비점오염저감시설의 경우, 측구 m당 평균 120,000원보다 저렴한 m당 70,000원 정도로 시공이 가능한 동시에, 비점오염 저감능력을 달성할 수 있으므로, 경제적으로 큰 이익을 가져올 수 있다.

본 발명의 바림직한 제2실시형태의 자연형 식생측구는 초본류 식물 군에서 발아속도가 다른 식물을 혼합 조성한 것이다.

바람직한 일례로는 초본류 식물 중 쑥을 이용하되, 상기 쑥보다 발아속도가 빠른 비수리 또는 톨휘스큐(Tall Fescue)를 혼합한 조성을 활용한 것이다.

상기 비수리 또는 톨휘스큐(Tall Fescue)는 발아기간이 빨라서 발아기간이 긴 쑥이 발아되기 전 조기녹화를 조성해서 강우로 인한 도랑표면 침식을 예방해 주고, 쑥이 발아되어 함께 식생이 왕성해지면 비염저감의 역할을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 바림직한 제3실시형태의 자연형 식생측구는 초본류 식물 기반의 식물 종자를 강우에 침식되지 않고 식물생육에 도움을 주는 후리졸 녹산토와 초본류 식물 종자가 혼합 후 취부하는 것이다.

상기 식생기반재로 사용된 후리졸 녹산토는 후리졸 S, 후리졸 EF, 후리졸 F 및 후리졸 A로 이루어진 군에서 선택 사용할 수 있다.

상기 후리졸 S는 표토와 재료 결속제로서 사용되며, 토양입자와 생장촉진제, 침식방지제와 기타 성분과 종자를 서로 결속시킨다. 적용된 후리졸 성분(사용종자 포함)들은 강우에 대한 표면침식과 풍화에 의한 침식으로부터 보호된다. 후리졸 S 를 사용하여 표면이 보호되면 식생이 완성되기 전 우수에 의한 침식을 예방하는데 큰 도움을 줄 수 있다. 도랑을 식생으로 녹화하여 비점오염을 저감하고자 하는바 종자들이 발아하여 표면을 피복하기 전에 강우로 인한 피해를 입으면 발아와 성장을 할 수 없기 때문에 후리졸 S 의 역할로 이 피해를 예방할 수 있다. 또한, 후리졸 S는 수분이 완전히 투과할 수 있는 고착성 표면막을 형성해 주고 수분증산을 감소시켜준다. 또한 후리졸 S는 생분해성이므로 환경오염을 유발하지 않는다.

상기 후리졸 EF는 식물성섬유로 구성된 보습 및 침식방지제로서 사용될 수 있으며, 단독으로 사용되기도 하고 후리졸 S와 함께 사용되기도 한다. 이때, 후리졸 EF는 후리졸 S 단독으로 사용하는 것에 비하여 침식방지효과가 증가되고, 후리졸 EF의 섬유질구조로 인하여 토양의 수분저장능력이 증가된다. 따라서 토양안정과 침식보호섬유는 표토의 침식확대를 예방할 수 있다.

상기 후리졸 F는 건조 과립화된 분말로서 천천히 녹아 내리는 유기질생산 촉진제이다. 후리졸 F는 100% 미생물제재(100% Microbial Pellet)로서 토양진균과 토양내 유효박테리아 건조체로 구성되어 있다.

상기 미생물제재는 150℃에서 수시간 동안 건조되고 토양 내 미생물이 선호하는 양분이 되어 미생물활성제 역할을 한다.

따라서, 후리졸 F는 토양 내의 미생물활성을 빠르게 발달시킬 수 있고, 장기적으로 식물의 영양분공급처 역할을 수행한다.

미생물활성제인 후리졸 F는 토양에 뿌려진 후에 오래도록 유실되지 않고 토양 내 유효 진균으로 잔류하여 마치 삼림 토양이 낙엽으로 덮여있는 것과 같은 효과를 갖는다. 또한, 후리졸 F는 토양 내 미생물군(토양 유효박테리아)으로 구성되어 있어, 이 영양성분은 토양 자체의 영양분과 일치되어 순환한다.

또한 특별한 생물학적구조로 인하여 후리졸 F는 오랫동안 영양분이 지속되며 약간의 습기와 온도가 유지되는 곳이라면 순전한 생 땅이라도 약간의 미생물은 살고 있음으로 후리졸 F에 의하여 제공된 영양소는 현격하게 활발한 지력을 활성화시키는 것이다.

후리졸 F를 소량 사용함으로써 초기 발아 활착에만 영향을 주고 점차 소멸되며 장기적으로는 강우 시 우수에 혼합되어 흘러오는 유기질이 식물의 영양이 된다.

상기 후리졸 A는 당과 인 질소가 포함된 유기물(Organic Sugar PhosporusAmide)이고 당 화합물, 인산 및 유기질소염기로 구성되어, 화합물의 독특한 화학구조로 인하여 콜로이드현상을 나타내므로 에너지의 유실을 막아주고 오래 유지시켜주는 역할을 하는 영양성분으로 작용한다. 또한, 상기 구성으로 인해 심층토의 식물체뿌리에 필수 영양분인 질소와 인을 공급하여 뿌리의 성장을 촉진시킨다.

후리졸 A는 오랫동안 흙 입자와 함께 결합되어 있으면서 영양분의 유실을 막아준다. 즉 물과 결합한 후리졸 A 는 토양에서 졸과 겔을 생성하는데, 이에 따라 생성된 고분자의 겔은 토양 내에서 강한 운동성을 보이며 수분과 양분의 저장능력을 증가 시킨다.

토양내의 커다란 입자 사이의 공극을 작게 함으로서 중력에 대해 상대적으로 약해진 모세관 현상을 작아진 공극을 통하여, 모세관현상을 상승시킴으로써 수분의 저장능력을 증가시키는데, 이러한 양분저장능력의 증가는 식물과 미생물체가, 성장하기 어려운 건조한 시기에 식물이 정상적인 성장을 할 수 있도록 도와준다. 또한 겔의 그물망조직은 양분의 흡수, 저장능력이 고갈된 토양(예: 모래)에서 유기, 무기질 형태의 복합물질을 토양 내에 저장할 수 있도록 도와준다.

이러한 효과는 지효성비료인 후리졸 F와 혼합하여 사용할 때 더 큰 효과를 기대할 수 있다. 토양내의 유기질소화합물과 혼합 생성된 겔은 후리졸 A가 장기간 계속하여 토양을 개량하는 효과를 나타낸다.

후리졸 A에서 생성된 저분자 형태의 졸은 토양 내를 움직이며 화학적 활동을 한다. 상기 졸 상태의 액체는 토양입자 내 이온의 활동을 둔화시키며, 더 나아가 토양의 미립자가 조금 커다란 입자로 형성 될 수 있도록 결속시켜준다. 실제로 이러한 현상은 토양 내 이온농도를 낮춰주는 효과가 있고, 이런 이온농도의 저감은 토양과 식물에 대한 삼투압을 낮추는 효과를 가져온다. 그 결과 식물이 토양내의 수분과 양분을 흡수하는데 적은 에너지로 가능하다. 이러한 효과로 인하여 후리졸 A를 소량 사용함으로써 초기 발아 활착에만 영향을 주고 점차 소멸되며 장기적으로는 강우 시 우수에 혼합되어 흘러오는 유기질이 식물의 영양이 된다.

상기에서 기술한 후리졸 F 와 A의 높은 영양은 총 질소(T-N), 총 인(T-P)의 수치를 높여줄 위험이 있으므로 그 사용량을 최소로 줄여서 초기생장에만 도움을 주고 그 영양효과가 서서히 쇠약해지도록 한다.

생장후의 식물은 강우 시마다 쓸려 내려오는 부유물질이 유기질 비료 역할을 해 주기 때문에 양분에는 문제가 없다.

따라서 후리졸 녹산토의 투입량은 토양조건과 비점오염수 성분에 따라 달라질 수 있으나, 후리졸 F 40g/㎡, 후리졸 A 25g/㎡, 후리졸 S 15g/㎡, 후리졸 EF 20g/㎡를 식물 종자와 혼합하여 사용함으로써, 총 질소(T-N), 총 인(T-P)에 영향을 주지 않고 초기 성장에 좋은 역할만 제공한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 후리졸 녹산토에 쑥, 비수리 및 톨휘스큐가 혼합되어 식생된 경우 우수한 비점오염 저감효율을 구현한다. 이상의 3실시형태의 자연형 식생측구는 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 취부되어 시공되므로, 비점오염수의 처리면적이 넓으며 시공방법이 용이하다.

본 발명의 제1실시형태 내지 제3실시형태의 자연형 식생측구는 신축도랑 공사 시 초본류 식물을 활용한 자연형 식생측구를 비점오염저감 대상 도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 시공되므로, 종래 콘크리트 또는 나무 상자 등의 부가시설 없이 도랑 전체 면적에서 비점오염저감을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명의 비점오염 저감방법의 효율을 향상시키기 위한 수단으로, 상기 비점오염저감 대상 도랑의 종 방향으로 다공성 수처리제가 담긴 망태기가 소정 간격으로 추가로 배치될 수 있다.

상기 다공성 수처리제는 석회석 원재료를 고온에서 가열하여 소성시킨 후 냉각시켜 제조한 물질[특허문헌 5]로서, 비점오염수가 흘러내려가도록 하면, 오염된 미처리수의 오염물질을 효율적으로 응집 여과시켜, 인과 질소성분의 오염물질을 제거하는 역할을 수행한다.

또한, 다공성 수처리제가 담긴 망태기를 도랑 중간 중간에 설치함으로써, 우수의 도랑에 체류 시간을 연장시켜 주고 우수가 서서히 흘러나가는 동안 여과시켜 주어 오염물질을 저감시키는 역할을 수행한다.

또한, 본 발명의 비점오염 저감방법은 비점오염저감 대상 도랑의 종 방향으로 소정의 간격으로 맨홀이 배치될 수 있다.

본 발명의 제1실시형태 내지 제3실시형태의 자연형 식생측구(도랑)에 비점오염된 초기 우수가 흐르는 동안 부유물질과 오염물질, 중금속 등이 저감되게 되고, 이때 하류로 흐르는 부유물질이나 약간의 토사가 맨홀에 모이도록 함으로써, 주기적 맨홀청소를 유도할 수 있다.

이때, 맨홀의 형태는 배치위치는 한정될 필요는 없으나, 일례로 50m미터 간격으로 설치할 수 있으며, 직경 60㎝ 길이 1m 규격의 맨홀을 사용할 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

1. 비점오염 저감실험

2018년 봄비가 자주 내린 후 맑아진 15일 기간 동안(5월23일부터 6월8일) 39번 국도 고양시 원당역을 통과하는 지점의 도로변 먼지 쓰레기를 10 리터 수집하여 20리터통에 넣고 물과 1:1 교반하고, 1시간 후에 물을 분리하여 비점오염수를 얻었다.

이하의 비점오염수의 성분분석 및 실시예 1 내지 3의 자연형 식생측구별 오염수 성분분석은 ㈜산업공해연구소에 의뢰하여 수질오염공정시험기준법에 따라 수행하였으며, 25±2℃ 온도 및 30±2%의 상대습도 조건에서 분석하였다.

<실시예 1>

8 리터통에 비점오염수 5리터를 채우고 쑥 1kg을 뿌리째 5 시간 침수시켰다가 건져낸 후, 그물 2 리터를 분석하였다.

<실시예 2>

8 리터통에 비점오염수 5리터를 채우고 쑥과 톨휘스큐(Tall Fescue) 1kg을 뿌리째 5 시간 침수시켰다가 건져낸 후, 그물 2 리터를 분석한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

<실시예 3>

8 리터통에 비점오염수 5리터를 채우고 잡초(잔디, 크로바, 코스모스, 채송화, 억새, 강아지풀, 도라지, 술패랭이, 서양민들레, 애기똥풀, 갯까지수영, 솔체꽃,갑산제비꽃, 구절초류, 민들레류, 꽃창포, 안고초, 참싸리, 비수리, 낭아초,벌노랑이, 충꽃나무, 과꽃, 쑥 부쟁이, 수염패랭이, 샤스타 데이지, 끈끈이대나물, 춘차국, 대금계국) 1kg을 뿌리째 5 시간 침수시켰다가 건져낸 후, 그물 2 리터를 분석한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 수행하였다.

2. 비점오염 저감실험

2018년 가을비가 내린 후 맑아진 10일 기간동안(9월24일부터 10월3일) 39번 국도 원당역 통과지점의 도로변의 먼지 쓰레기를 10 리터 수집하여 20리터 통에 넣고 물과 1:1 교반하고, 1시간 후에 물을 물을 분리하여 비점오염수를 얻었다.

이하의 비점오염수의 성분분석 및 실시예 4 내지 7의 자연형 식생측구별 오염수 성분분석은 ㈜산업공해연구소에 의뢰하여 수질오염공정시험기준법에 따라 수행하였으며, 25±2℃ 온도 및 30±2%의 상대습도 조건에서 분석하였다.

<실시예 4>

8리터통에 비점오염수 5리터를 채우고, 비수리 뿌리를 깨끗이 씻은 다음 뿌리째 1kg중량을 5 시간 침수시켰다가 건져낸 후 그 물 2 리터를 분석하였다.

<실시예 5>

상기 비수리 대신에, 8 리터통에 비점오염수 5리터를 채우고 갈대 1kg을 뿌리째 5 시간 침수시켰다가 건져낸 후, 그물 2 리터를 분석한 것을 제외하고는, 실시예 4와 동일하게 수행하였다.

3. 비점오염 저감실험

<실시예 6>

인공측구 폭 40㎝ × 길이 200cm × 깊이 25cm 도랑을 준비하고 후리졸녹산토에 쑥 종자 3g과 비수리 종자3g, 2g의 톨훼스큐 종자를 혼합하여 3cm 두께로 취부 하였더니 15일 후에 비수리와 톨훼스큐는 발아되기 시작하여 2개월 후에는 완전 녹화되었고 쑥은 3개월 후에 발아되기 시작하여 5 개월후에는 5cm 정도로 성장 하였다.

후리졸 사용량을 적게 투입하여 초기생육에만 역할을 하게 하고 생육 후에는 강우 시 쓸려 내려오는 먼지 쓰레기가 유기질비료 역할을 하게 했다. 도랑의 경사도를 2%로 하고 오염수를 흘려 보낸 후 하단 끝에서 초본류를 통과한 처리수를 채집하여 2리터를 분석하였다.

<실시예 7>

도랑의 경사도를 2%로 하고 양쪽 끝에 직경 15cm × 길이 40cm의 망태기를 만들어 그 안에 석회석 원료에 기반한 다공성 수처리제(레포스, Re-Pos)를 채운 후 도랑의 양쪽 끝을 막아놓고 그 위에 비점오염수를 붓고 그 안에서 16분 동안 체류하도록 하고 레포스 망태기를 통과하여 서서히 아래쪽으로 흘러 나가면서 처리된 오염수 2리터를 받아 분석한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일하게 수행하였다.

상기 결과로부터, 비점오염수에 대한 오염저감율의 결과에 따라, 쑥 단독(실시예 1) 및 쑥과 톨훼스큐의 혼합조성구(실시예 2)에서 시험항목 전반에 우수한 저감효율을 보였다. 반면에 잡초(실시예 3)를 사용한 처리구에서는 저감효율은 보이나 시험항목 일부에 한정되거나 상대적으로 낮은 저감효율을 확인할 수 있다.

바람직하게는 후리졸 녹산토의 식생 기반재에 쑥+톨휘스큐+비수리의 혼합처리구(실시예 6)일 때, 시험항목 전반에 우수한 비점오염저감효율을 보였다.

또한, 상기 실시예 7은 상기 실시예 6의 혼합처리구를 레포스 망태기를 통과하도록 함으로써, 우수한 비점오염 저감효율을 유지하면서, 레-포스 망태기를 도랑 중간 중간에 두어 우수의 도랑에 체류 시간을 연장시켜 줄 수 있다. 따라서 우수가 서서히 흘러 나가는 동안 여과시킴으로써, 정화식물과 함께 오염물질을 저감시켜 줄 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

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5. 자연형 식생측구에 초본류 식물을 활용한 비점오염 저감방법으로서,
   상기 자연형 식생측구는 신축도랑의 바닥면과 양쪽 사면에 취부하여 시공한 것으로서, 식생기반재로 후리졸 녹산토와 상기 초본류 식물의 종자를 혼합하여 식생한 것이며,
   상기 초본류 식물은 쑥, 비수리, 톨훼스큐로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이고,
   상기 신축도랑의 종 방향으로 다공성 수처리제가 담긴 망태기를 추가 배치하고,
   비점오염저감 대상 도랑의 종 방향으로 맨홀을 배치하는 것을 특징으로 하는 비점오염 저감방법.
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