KR20040093832A

KR20040093832A - 자연형 식생블럭 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20040093832A
Application number: KR1020030027672A
Authority: KR
Inventors: 박관영
Original assignee: 주식회사 청수환경
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2004-11-09

Abstract

본 발명은 식물의 씨앗이 최적의 조건으로 발아되어 자라도록 하는데 필요한 기반조성재인 식생블럭을 제조하여, 강이나 하천의 제방 또는 절토지 및 암벽절개지의 경사면에 환경오염 없이 안정하게 시설하여 녹화할 수 있는 자연형 식생블럭에 관한 것이다.

개시한 본 발명의 자연형 식생블럭은 수분이 제거되고 미세하게 분쇄되어진 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%에 단입도 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 응집제 0.2-1.5중량%를 혼합고, 그 혼합물에 마사토 또는 흙 10-15중량%를 첨가 혼합하여 양생 건조하며, 상기 건조된 혼합물의 상부면에 식생 식물의 종자를 착상·발아시키기 위한 식생홀을 일정 간격 단위로 형성하여 이루어진다.

이에 따라 식물의 양분공급원 및 토양의 물리적 단립화에 유리하여 종자의 발아 및 뿌리의 근착력이 우수하고, 또한 식물의 생육에 유리한 기반을 조성하여 줌으로써, 생태적인 안정을 도모시켜 환경친화적인 식생을 구현할 수 있는 이점이 있다.

Description

자연형 식생블럭 및 그 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURE AND NATURE TYPE PLANT LIFE BLOCK}

본 발명은 강이나 하천의 제방 또는 토목공사에 의해 발생되는 절토(切土面)구간의 경사면 및 암벽절개지(岩壁切開地) 등에 설치되어 초본류 또는 목본류 식물 등이 자랄 수 있도록 최적의 식생조건을 제공하는 식생블럭에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 식물의 종자(種子)가 최적의 조건으로 발아·착상되어 자라도록 하는데 필요한 기반조성재인 식생블럭을 제조하여, 폐기물로 버려지는 재료들의 재활용으로 환경오염을 최소화시키고, 또 강이나 하천의 제방 또는 절토지 및 암벽절개지 등에 안정하게 시설할 수 있는 자연형 식생블럭 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근들어 강이나 하천 유역의 토지이용이 증대되고 도시화가 진행되면서 강 및 하천환경은 현저하게 변화되었고, 이러한 하천환경의 변화는 정비방식이 치수, 이수목적의 대규모 토목공사 위주로 진행되기 때문에 절토면이나 암벽절개지 발생이 더욱 가속화되고 있다.

이러한 하천환경의 변화 중에서 특히 콘크리트 호안부로 인한 변화는 하천이 갖는 고유한 자연환경 기능이 저하될 뿐만 아니라 절토면이나 암벽절개지의 나출로 인하여 강우 때 토양 유실이 일어나 위험한 사고를 유발할 수 있고, 또한 하천의 수질오염은 물론 생태계 구성요소로서 하천식생과 하천에 서식하는 어류의 서식밀도가 낮아지고 서식 동, 식물의 다양성이 감소되기에 이르러 생태계 서식처로서의 기능이 쇠퇴되므로 이들을 자연상태로 복원하는 것이 요구되고 있다.

또한, 하천 주변의 토지이용 밀도가 높은 도시하천의 경우, 홍수 소통의 치수목적으로 저수로 및 고수부지의 정비, 하도의 선형정비, 하천제방의 축조 등으로 하천환경이 개변되었으며, 특히 저수로가 직강화되면서 자연하천의 곡선 선형은 직선으로 바뀌었고 저수로 호안부는 콘크리트화 되었다.

이러한 하천환경은 물론 토목공사에 따른 절토지 및 암벽절개지의 변화를 방지하기 위한 정비형태를 살펴보면, 자연형의 하천과 절토지 및 암벽절개지를 지향하는 방법으로서, 순수식생 공법이 있고, 석재를 이용한 공법, 배양토 접착공법 및 식생블럭(환경블럭, 호안블럭 포함)을 이용한 식생의 축조공법이 있으나, 순수식생공법은 하천 및 절토지, 암벽절개지의 자연상태를 유지하는 데는 가장 적합한 공법이나 구조적 안전성에 문제가 있어 다량의 유수에 의한 호안의 유실 가능성이 높으며, 석재를 이용한 공법은 재료의 구득이 용이하지 않으며, 식생블럭과 배양토 접착공법을 이용한 식생의 축조공법은 시공 후에 낮은 보습력 및 중금속으로 인하여 식물의 생육이 순조롭지 못할 뿐만 아니라 집중호우 때에 종자가 쉽게 흡쓸려 내려가 버리는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 선 출원된 국내 등록특허 225182호(명칭: 인공 배양토 조성물 및 그의 제조방법)는 정수장 슬러지, 제지 슬러지, 도시하수 슬러지, 완숙퇴비, 과인산석회, 복합비료, 및 폴리아크릴계 점도증가제, 폴리비닐계 점도증가제 또는 이들의 혼합물로 구성된 점도증가제 중에서 선택된 점도증가제로 이루어져, pH 교정 효과의 최대화와 식물의 생육을 유지 보전하며, 접착성의 증대는 물론 폐기물 재활용 효과를 극대화시키는 장점을 갖도록 하였으나, 이는 그 성분인 제지 슬러지와 하수 슬러지는 슬러지 발생 공정에서 황산 알루미늄(aluminum sulfate) 또는 폴리염화알루미늄(polyaluminum chloride)를 응집제로 사용하기 때문에 상당량의 알루미늄을 함유하고 있다.

상기와 같은 알루미늄은 산성조건에서 활성화되어 식물체의 뿌리 발육장애, 수분과 영양분 흡수·저해 등을 야기킬 뿐만 아니라 음식물 찌꺼기를 퇴비화 한 완숙퇴비에서 중금속이 용출되어 하천의 오염을 야기시키는 문제점이 있다.

또 다른 선 출원된 국내 공개특허 2003-11760호(명칭: 자연형 식생블럭과 그 제조방법)는 제지 공장에서 종이를 생산한 후에 버려지는 폐 슬러지와 콩을 가공하여 만들어내는 두유의 부산물인 콩 찌꺼기에 시멘트와 흙을 일정량 희석하여 혼합한 후 성형기계를 이용하여 혼합되어진 폐 슬러지를 일정한 크기로 성형한 후 건조 과정을 통하여 건조시킨 일정량의 폐 슬러지 성형물에 시멘트와 모래, 자갈을 일정량의 비율로 희석하여 성형된 식생블럭을 하천의 제방이나 절개지의 법면에 설치함으로써, 바람이나 곤충 또는 조류에 의한 제2의 매개체에 의해 식물들의 씨앗들이 이동하면서 폐 슬러지와 흙 속에 착상하여 자연 발아되도록 하는 자연친화적인 식생블럭을 제공하고 있으나, 이 또한 상기 시멘트로부터 용출되는 알칼리 성분과 중금속 및 상기 폐 슬러지로부터 용출되는 중금속 및 알루미늄 성분에 의해서 식물의 씨앗이 제대로 발아되지 못할 뿐만 아니라 하천의 오염을 더욱 가속화시키는 문제점을 지니고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 치유하면서도 비용 및 설치 면에서는 보다 저렴하고 간편하게 설치할 수 있는 자연형 식생블럭을, 그리고 신뢰성 면에서는 식물의 종자가 최적의 조건으로 발아되어 식생할 수 있는 식생블럭을 제공하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 강이나 하천의 제방 또는 절토지 및 암벽절개지 등에 시공 때 구조적 안정성과 환경, 생태적인 기능을 동시에 가질 수 있도록 하고, 또한 하천의 오염 없이 식물의 종자가 착상되어 보다 우수한 발아율로 식생할 수 있도록 하는데 필요한 기반 조성재인 식생블럭을 제공하는 것이며, 이 식생블럭은 질소(N) 및 인(P)과 같은 비료성분을 가지는 조류(藻類) 또는 하천 및 강에 퇴적되어 있는 유기성 슬러지와 경량골재, 마사토, 톱밥 및 상기 식물의 종자를 각각 적정의 배합 비로 혼합하여 성형하거나, 또는 상기 조성물 배합으로 성형된 식생블럭의 상부에 식생 식물의 종자를 착상·발아시키기 위한 식생홀을 일정 간격 단위로 형성하여 종자를 식생시킴으로써 달성된다.

본 발명의 또다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 자연형 식생블럭의 설명에 제공되는 실시 예를 나타내는 구성도로서,

도 1은 상기 자연형 식생블럭을 나타내어 보인 사시도이고,

도 2는 상기 자연형 식생블럭의 A부를 확대하여 나타내어 보인 사시도이고,

도 3은 상기 자연형 식생블럭의 시공 예를 나타내어 보인 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 식생블럭 20 : 식생홀

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자연형 식생블럭에 의하면, 수분이 제거되고 미세하게 분쇄되어진 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%에 단입도 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 응집제 0.2-1.5중량%를 혼합고, 그 혼합물에 마사토 또는 흙 10-15중량%를 첨가 혼합하여 양생 건조하며, 상기 건조된 혼합물의 상부면에 식생 식물의 종자를 착상·발아시키기 위한 식생홀을 일정 간격 단위로 형성하여 된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 자연형 식생블럭의 제조방법에 의하면, 수분이 제거되고 미세하게 분쇄되어진 조류 또는 유기성 슬러지에 단입도의 경량골재, 톱밥, 선택되어진 식물의 종자 및 응집제를 일정 비율로 혼합하고 상기 혼합물에 일정 비율의 마사토 또는 흙을 선택적으로 첨가 혼합하여 양생 건조시켜 제조함을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 혼합물의 혼합비율은 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%, 단입도의 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 식물의 종자 5-8중량%, 응집제 0.2-1.5중량%에 마사토 또는 흙 10-15중량%인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 식물의 영양 공급원인 주재료의 조류 또는 유기성 슬러지와 톱밥에 각각 단입도의 경량골재, 식물의 종자, 마사토 또는 흙을 첨가 혼합하여 성형하거나, 또는 상기 조성물 배합으로 성형된 식생블럭의 상부에 식생 식물의 종자를 직접 착상·발아시키기 위한 식생홀을 일정 간격 단위로 형성하여 종자를 발아·식생시키게 됨을 알 수 있다.

그 결과, 식물의 양분공급원 및 토양의 물리적 단립화(團粒化)에 유리하여 종자의 발아 및 뿌리의 근착력이 우수할 뿐만 아니라 생태적인 안정을 도모시켜 환경친화적인 식생을 구현하는 것이 가능하고, 또한 중금속의 용출 위험이 없어 하천의 오염이 최소화되는 이점이 있는 것이다.

그리고, 본 발명의 실시 예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 가장 바람직한 실시 예에 대하여 이하를 통해 상세히 설명하고자 한다.

이 바람직한 실시 예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 자연형 식생블럭 및 그 제조방법의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자연형 식생블럭을 나타내어 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 자연형 식생블럭의 A부를 확대하여 나타내어 보인 사시도이며, 도 3은 도 1의 자연형 식생블럭의 시공 예를 나타내어 보인 사시도이다.

본 실시 예에 따른 자연형 식생블럭(10)은 하천 및 절토지, 암벽절개지의 녹화 시 양질의 식생조건을 부여하는 인공토양이며, 그 주재료는 조류 또는 유기성슬러지와 톱밥, 단입도의 경량골재(Perlite, Verniculite), 마사토 혹은 밭흙이고, 부재료는 응집제이다.

상기 조류는 수중에서 생장하며, 동화색소(同化色素)를 보유하고 독립영양 생활을 하는 하등의 식물을 가리키며, 이 하등의 식물 중에서 질소(N) 및 인(P)과 같은 비료성분을 가지고 식물의 씨앗에 영양성분을 공급하는 녹조(綠藻)를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 조류는 많은 수분을 함유하고 있기 때문에 함량이 5-30중량% 범위가 되도록 탈수시키고 이와 같이, 탈수된 조류를 다른 구성성분과 고른 배합을 위해 미세하게 분쇄시켜 주는 것이 바람직하다.

또한, 상기 유기성 슬러지는 하천이나 호수 및 강에 퇴적되어 있는 낙엽 등을 말하며, 이 유기성 슬러지도 상기 조류와 동일한 방법으로 탈수 및 분쇄과정을 통해서 수분을 제거하고 미세한 입자로 분쇄하여 주는 것이 바람직하다.

그리고 상기 단입도의 경량골재(화산석 분말: Perlite, Verniculite)는 겉비중 0.11%-0.19K/l, 전공극율 70-90%, 공기율 45-55%, 흡수율 75-93%, 유효수분 37-64% 미유효수분을 4-11%의 물리적 특성을 가지며, 규산 72-76%, 알루미나 12-16%, 소다(Na₂0₃)2.5-5%, 카리(K₂0)1-4%, 철(Fe₂0₃) 0.15-1.5%, 석회(ca0) 0.1-2%, 산도(pH)6.5-8의 화학적성질을 갖는 통기성, 보습보비력이 양호하고 자중감소 및 산성토양개선에 적합한 조건을 구비한 것이 좋다.

또한, 상기 응집제 및 밭흙 혹은 마사토는 각 재료의 접합 및 지반과의 접합성유지를 촉진시키는 역할을 하는 것이다.

상기 재료들의 배합비율은 조성물의 특성상 하천 및 절토지, 암벽절개지의 경사면에 식생물의 생육을 위한 기반조성물이라는 특성에 의해 적합하게 설정되며 본 발명의 수차례의 실험결과 최적의 비율은 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%, 단입도 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 응집제 0.2-1.5중량%에 마사토 또는 밭흙 10-15중량%를 첨가 혼합하고, 이 혼합물을 자연상태에서 건조 양생시켜 일정한 면적과 두께를 갖는 도 1 및 도 2와 같은 식생블럭(10)을 형성한다. 그리고 상기 식생블럭의 상부면에 식생 식물의 종자를 착상·발아시키기 위한 다수 개의 식생홀(20)들을 일정 간격 단위로 형성하여 주는 것이 바람직하다.

상기 식생블럭의 필수조건이 보습력, 보비력, 통기성, 경량화, 알칼리성의 유지와 식물 및 종자의 생육, 발아에 필요한 유기물 및 무기물, 수분 등의 적당한 양이 포함되어 있어야 하므로 상기 배합비중 조류 또는 유기성 물질과 톱밥은 식생블럭(10)의 식생홀(20)에 식재된 종자에 각종 유무기물과 영양소를 제공, 즉 다시 말해 도 3과 같이 하천 및 절토지, 암벽절개지의 경사면에 식생블럭(10)이 시공된 상태에서 일정기간이 지나면 자연적으로 썩어 식물의 거름성분이 되는 자연소재이다.

그리고 상기 경량골재, 톱밥에 의해 각종 유무기물의 제공과 자중감소, 보습력유지, 통기성극대 및 토양의 약 알칼리화 등으로 식물 종자의 발아 및 조기 착근에 유효하며, 마사토 혹은 밭흙에 의해 인공토양의 점착력유지 및 탈산성화 토양을 조성해 주는 합리적인 식생블럭의 조성물을 제공할 수 있다. 또한 식생블럭(10)에형성된 식생홀(20)에 선택된 식물의 씨앗을 식재함으로써, 종자가 바람에 날거나 강우 때에 유실되는 현상이 방지된다.

본 발명의 다른 실시 예로서는 식생블럭(10)에 식생홀(20)을 형성하지 않고 종자를 상기 조성물과 함께 혼합하여 새로운 식생블럭을 형성하는 것이다.

이를 위해서는 상기 조류 또는 유기성 슬러지, 단입도의 경량골재, 톱밥, 그리고 선택되어진 식물의 종자 및 응집제를 일정 비율로 혼합하고, 이와 같이 혼합되어진 혼합조성물에 일정 비율의 마사토 또는 흙을 첨가 혼합하여 양생 건조시킴으로써, 상기와 같은 동일한 조건의 식생블럭이 얻어진다.

상기 혼합조성물의 혼합비율은 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%, 단입도의 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 선택되어진 식물의 종자 5-8중량%, 응집제 0.2-1.5중량%에 마사토 또는 흙 10-15중량%로 식생블럭을 얻는 것이 가장 적합하다.

이와 같이 얻어진 식생블럭(10)에서는 선택되어진 종자가 상기 조성물들과 함께 혼합되어 양생 건조되므로 바람에 날거나 강우 때에 유실되는 현상이 방지되고, 특히 하천 및 절토지, 암벽절개지의 경사면에 시공된 상태에서 일정기간의 경과에 따라 썩는 조류 또는 유기성 슬러지와 톱밥을 영양분으로 하여 최적의 조건으로 착근·발아되며 그 발아된 식물은 상기 조류와 톱밥 사이를 뚫고 자라나게 되는 것이다.

한편, 비교 예로서, 종래의 기술, 즉 다시 말해서 제지 슬러지와 하수 슬러지, 음식물 발효퇴비, 시멘트 등의 조성물 이용에 따른 식물체의 뿌리 발육장애,수분과 영양분 흡수·저해 등을 야기시키고 또 중금속의 용출로 인하여 하천의 오염을 야기시키는 것과는 달리, 본 발명은 식물의 영양 공급원인 조류 또는 유기성 슬러지와 톱밥에 각각 단입도의 경량골재, 식물의 종자, 마사토 또는 흙을 첨가 혼합하여 종자를 발아·식생시키게 됨을 알 수 있다.

이 결과에서 본 발명에 의하면, 식물의 양분공급원 및 토양의 물리적 단립화에 유리하여 종자의 발아 및 뿌리의 근착력이 우수하고, 또한 식물의 정착 및 생육에 유리한 기반을 조성하여 줌으로써, 생태적인 안정을 도모시켜 환경친화적인 식생을 구현할 수 있는 이점이 있는 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시 예가 설명 및 도시되었지만 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

상술한 설명으로부터 분명한 본 발명의 자연형 식생블럭 및 그 제조방법에 의하면, 식물의 양분공급원 및 토양의 물리적 단립화에 유리하여 종자의 발아 및 뿌리의 근착력이 우수하고, 또한 식물의 정착 및 생육에 유리한 기반을 조성하여 줌으로써, 생태적인 안정을 도모시켜 환경친화적인 토목구조물을 구현할 수 있음은 물론 중금속의 용출 위험이 없어 하천의 오염이 최소화되는 효과가 있다.

Claims

수분이 제거되고 미세하게 분쇄되어진 조류 또는 유기성 슬러지와 단입도 경량골재, 톱밥, 응집제가 각각 적정 비율로 첨가되어진 혼합물에 마사토 또는 흙을 일정 비율로 첨가 혼합하여 양생건조하며, 상기 건조된 혼합물의 상부면에 식생 식물의 종자를 착상·발아시키기 위한 식생홀을 일정 간격 단위로 형성하여 된 것을 특징으로 하는 자연형 식생블럭.
청구항 1에 있어서,

상기 혼합물의 혼합비율은, 상기 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%, 단입도 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 응집제 0.2-1.5중량% 이고, 상기 마사토 또는 흙의 첨가 비는 10-15중량%인 것을 특징으로 하는 자연형 식생블럭.
수분이 제거되고 미세하게 분쇄되어진 조류 또는 유기성 슬러지에 단입도의 경량골재, 톱밥, 선택되어진 식물의 종자 및 응집제를 일정 비율로 혼합하며 상기 혼합물에 일정 비율의 마사토 또는 흙을 선택적으로 첨가 혼합하여 양생 건조시킨 것을 특징으로 하는 자연형 식생블럭 제조방법.
청구항 3에 있어서,

상기 혼합물의 혼합비율은 상기 조류 또는 유기성 슬러지 20-45중량%, 단입도의 경량골재 10-15중량%, 톱밥 30-40중량%, 식물의 종자 5-8중량%, 응집제 0.2-1.5중량%에 마사토 또는 흙 10-15중량%인 것을 특징으로 하는 자연형 식생블럭 제조방법.