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KR101720958B1 - 토양 개량제 및 그 제조방법 - Google Patents

토양 개량제 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101720958B1
KR101720958B1 KR1020160130467A KR20160130467A KR101720958B1 KR 101720958 B1 KR101720958 B1 KR 101720958B1 KR 1020160130467 A KR1020160130467 A KR 1020160130467A KR 20160130467 A KR20160130467 A KR 20160130467A KR 101720958 B1 KR101720958 B1 KR 101720958B1
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KR
South Korea
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group
gypsum
soil
material selected
biochar
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Application number
KR1020160130467A
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English (en)
Inventor
이호철
김권래
Original Assignee
주식회사 포이엔
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Publication date
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Abstract

토양 개량제 및 그 제조방법이 제공된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 토양 개량제는 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 코어부; 및 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 쉘부를 포함할 수 있다.

Description

토양 개량제 및 그 제조방법{SOIL-CONDITIONER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 토양 개량제 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 중금속과 준금속의 유효태를 동시에 저감시킬 수 있는 토양 개량제 및 그 제조방법에 관한 것이다.
우리나라는 4000개소 이상의 폐광산이 존재하며, 이에 의하여 지속적인 환경 오염 문제가 발생한다. 폐광산 인근의 토양을 복원하는 방법으로 외부에서 비오염 토양을 유입하여 오염 토양을 복토하는 복토 공법이 있으나, 복토에 이용할 충분한 양의 비오염 토양을 확보하기 어렵고, 비오염 토양의 굴착에 의하여 또 다른 환경 교란을 야기하는 문제점이 있다. 또한, 강수에 의한 토양 유실에 의하여 성토된 토양이 단기간에 유실될 수 있는 문제점이 있다.
중금속에 오염된 토양을 복원하는 또 다른 방법으로는 석회 성분을 투입하여 토양의 pH를 증가시키는 방법이 있다.
식물이 중금속을 흡수/축적하는 정도에 영향을 미치는 것은 토양 중 중금속 또는 준금속의 절대량 보다는 유효한 형태의 함량(이하, "유효태"라고 한다)에 의해서 결정된다. 즉, 토양에 포함된 중금속 또는 준금속은 수용액 내에 이온상태로 존재할 때 작물에 농축되며, 중금속 또는 준금속이 토양 성분으로 결합되어 있다면 작물에 농축되지 않아 피해를 주지 않는다. 만일, 토양의 pH가 증가하게 되면 토양입자의 음전하량이 증가하게 되고, 양이온성을 띠는 중금속이 토양에 강하게 흡착되게 된다. 그러나, 토양의 pH가 증가하게 되면 음이온성을 띠는 준금속은 토양에 흡착되지 못하고 수용액으로 녹아나와 유효태가 증가하는 문제점이 발생한다.
한편, 토양 내에 존재하는 용존 유기 탄소(DOC)는 중금속 또는 준금속과 강한 결합을 하는 물질로 용존 유기 탄소(DOC)의 함량 증가는 하기와 같은 반응에 의하여 중금속 또는 준금속의 유효태를 증가시킨다.
Figure 112016097637485-pat00001
상기 반응식(1)에서 M 은 중금속 또는 준금속을, DOC는 용존유기탄소를 H는 수소를 의미한다.
이러한, 용존 유기 탄소는 퇴비 등의 유기물이 투입에 의하여 증가되기도 하며, pH 조절제를 투입하여 중금속을 안정화 시키고자 할 때 유기물 주변의 음전하량의 증가에 의하여 증가되기도 한다.
따라서, DOC의 농도를 저감시키며 토양 중 중금속 및 준금속의 유효태를 동시에 저감시킬 수 있는 토양 개량제의 개발이 필요한 실정이다.
대한민국 특허 등록 10-1556996 B1
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 중금속 및 준금속의 유효태를 동시에 저감시킬 수 있는 토양 개량제를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제는 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 코어부; 및 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 쉘부를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 쉘부는 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 토양 개량제는 당밀, 전분, 폴리초산비닐(PVA), 및 해조추출물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상 바인더 물질을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 쉘부에서 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제 제조방법은, 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 제립기(granulator)에 투입하여 코어부를 형성하는 단계; 상기 제립기에 당밀, 전분, 폴리초산비닐(PVA), 및 해조추출물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 분무하여 코어부 상에 바인더 물질을 도포하는 단계; 및 상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하여 쉘부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비는 0.3 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 쉘부를 형성하는 단계는 상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질 및 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제는 토양 pH 증가에 의한 중금속의 유효태를 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제는 토양 내의 용존 유기 탄소량을 저감시켜 중금속 및 준금속의 유효태를 동시에 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 토양 개량제의 단면을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 "중금속"은 주기율표 상의 아래쪽에 주로 위치하고 있는 비중 4 이상의 무거운 금속원소를 의미하며, 카드뮴, 납, 구리, 아연을 포함한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 "준금속"은 금속과 비금속의 중간적 성질을 보이는 메탈로이드 원소를 의미하며, 비소를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 토양 개량제는 코어부(10) 및 쉘부(20)를 포함하는 코어-쉘 구조일 수 있다.
[쉘부]
쉘부는 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
이하 쉘(shell)부를 구성하는 물질의 작용효과에 대해서 서술한다.
<인산석고>
인산석고는 이수석고(CaSO4 ·2H2O), 산화인(P2O2) 및 불소(F)를 포함하는 인산비료 제조과정의 부산물을 의미한다.
이미 상술한 바와 같이, 식물이 중금속을 흡수/축적하는 정도에 영향을 미치는 것은 토양 중 중금속 또는 준금속의 절대량 보다는 유효태의 함량에 의해서 결정되며, 토양 내에 존재하는 용존유기탄소(DOC)의 증가는 토양 내 중금속 또는 준금속의 유효태가 증가를 야기하게 된다.
인산석고 내의 칼슘 이온은 토양 내 용존유기탄소를 탄산칼슘형태로 응집시켜 토양 내 용존유기탄소의 농도를 저감시킬 수 있다.
또한, 인산석고 내의 인산은 음이온 리간드 치환반응에 의하여 준금속과 결합하여 인산착화합물로 침전될 수 있다. 이에 의하여 토양 내의 준금속 농도를 저감시킬 수 있다.
또한, 인산석고 내의 황(S)은 작물의 황산화 생리 기능을 강화시키는 역할을 할 수 있다.
<골분>
골분은 동물의 뼈를 분쇄하여 비료로 제조한 것으로, 칼슘과 인(인산)을 주성분으로 포함한다.
상기 골분 내의 인산은 음이온 리간드 치환반응에 의하여 준금속과 결합하여 인산착화합물로 침전될 수 있다. 이에 의하여 토양 내의 준금속 농도를 저감시킬 수 있다.
상기 골분 내의 칼슘 이온은 토양 내 용존유기탄소를 탄산칼슘형태로 응집시켜 토양 내 용존유기탄소의 농도를 저감시킬 수 있다.
<고토석회>
고토석회는 탄산마그네슘 및 탄산석회가 혼합된 분말 또는 입상 형태의 물질이다. 일반적으로 토양 조건이 산성일 때 토양에 포함된 중금속들은 토양에서 유리되어 식물에 흡수되어 생물학적 농축이 일어나고, 이러한 농축현상에 의하여 중금속 중독 현상을 일으키게 된다. 상기 고토석회는 토양의 pH를 증가시켜 토양입자의 음전하량을 증가시킨다. 이에 의하여 양이온성 중금속의 유효태를 저감시킬 수 있다.
<바이오차>
바이오차(biochar)는 큰 비표면적과 다공성 구조에 의해 양이온의 흡착성이 높으며 높은 pH 특성을 가진다. 따라서 상기 바이오차는 토양의 pH를 증가시켜 양이온성 중금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의하여 토양 내 존재하는 중금속을 흡착 시킬 수 있다.
<퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스>
상기 쉘부는 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스는 토양에 양분을 공급하여 작물의 생산력을 향상시킬 수 있다.
<쉘부를 구성하는 물질의 비>
상기 쉘부에서 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하일 수 있다. 상기 쉘부에서 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비가 2를 초과하는 경우 유기물에서 기인하는 용존유기탄소의 함량이 증가하여 중금속 또는 준금속의 유효태가 증가하여 중금속 또는 준금속 제거의 효과가 감소될 수 있다.
또한, 상기 쉘부에서 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비는 0.3 이하일 수 있다. 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비가 0.3을 초과하는 경우 토양 내 용존유기탄소 저감의 효과보다 pH증가에 의한 용존유기탄소 증가 효과가 우세하여 토양 내 유효태가 오히려 증가될 수 있다.
[코어부]
코어부는 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다.
이하 코어(core)부를 구성하는 물질의 작용효과에 대해서 서술한다.
<제오라이트>
제오라이트는 알칼리 및 알칼리토금속의 규산알루미늄 수화물인 광물을 의미한다. 제오라이트는 결정구조적으로 각 원자의 결합이 느슨하여, 미립물질을 흡착할 수가 있다. 이러한 성질을 이용하여, 토양속에 포함된 중금속 또는 준금속을 흡착하여 중금속 또는 준금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 중금속 또는 준금속과 결합한 화합물을 제오라이트의 격자내에 고정하여 중금속 또는 준금속이 토양 내 수용액에 함유되지 못하도록 할 수 있다.
<규조토>
규조토는 규산(SiO2)을 포함하고 있으며, 백색 또는 회백색을 띠는 물질이다. 규조토는 다공질을 구비하고 있으므로 다공질 내에 중금속을 흡착시킬 수 있다. 또한, 규조토 내의 이산화규소와 중금속 또는 준금속의 화합물이 결합하여 이산화규소 화합물을 형성할 수 있다. 이에 의하여 중금속 또는 준금속이 토양 내 수용액에 함유되는 것을 방지할 수 있다.
<황토>
황토는 산화철을 함유한 흙을 의미한다. 황토는 토양속에 포함된 중금속 또는 준금속을 흡착하여 중금속 또는 준금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 중금속 또는 준금속과 결합한 화합물을 흡착하여 중금속 또는 준금속이 토양 내 수용액에 함유되지 못하도록 할 수 있다.
<바이오차>
바이오차는 큰 비표면적과 다공성 구조에 의해 양이온의 흡착성이 높으며 높은 pH 특성을 가진다. 따라서 상기 바이오차는 토양의 pH를 증가시켜 양이온성 중금속의 유효태를 저감시킬 수 있다. 또한, 다공성 구조에 의하여 중금속을 흡착 시킬 수 있다. 또한, 중금속 또는 준금속과 결합한 화합물을 흡착하여 중금속 또는 준금속이 토양 내 수용액에 함유되지 못하도록 할 수 있다.
<코어부를 구성하는 물질의 비>
상기 코어부에서 제오라이트 및 바이오차의 중량의 합 대비 규조토 및 황토의 중량의 합의 비는 0.3 내지 0.8일 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 의한 토양 개량제를 코어부와 쉘부를 가지는 코어-쉘 구조로 구성한 이유에 대하여 설명한다.
쉘부를 구성하는 물질인 인산석고 및 골분은 토양 내의 중금속 또는 중금속과 결합하여 화합물을 형성한다. 이러한 화합물을 형성한 중금속 또는 준금속은 토양 조건에 따라 다시 분리되어 중금속 또는 준금속 이온의 형태로 토양내의 수용액에 함유될 수 있다. 코어부의 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)는 중금속 또는 준금속의 화합물을 흡착·고정하여 중금속 또는 준금속의 화합물이 다시 분리되는 것을 방지한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 코어-쉘 구조를 형성하여 쉘부의 물질이 먼저 중금속 또는 준금속과 반응한 후, 쉘부의 물질과 형성한 화합물을 코어부의 물질에 흡착·고정하게 함으로써 중금속 또는 준금속을 더욱 견고하게 고정할 수 있다.
코어부의 물질과 쉘부의 물질을 단순 혼합·펠릿화하여 토양에 투입하는 경우 코어부의 물질과 쉘부의 물질이 동시에 중금속 또는 준금속과의 참여하게 된다. 따라서, 쉘부의 물질과 반응한 화합물이 코어부의 물질에 고정될 공간이 부족하게 된다. 그러나, 본 발명의 일 실시 예에서는 코어-쉘 구조를 형성함으로써 쉘부의 물질이 먼저 중금속 또는 준금속과의 반응에 참여하게 되므로 1차적으로 쉘부의 물질과 형성한 화합물을 2차적으로 코어부의 물질에 더욱 견고하게 고정할 수 있게된다.
이하, 본 발명의 일 실시 예에 의한 토양 개량제 제조방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 토양 개량제 제조방법은, 코어부를 형성하는 단계, 코어부 상에 바인더 물질을 도포하는 단계, 및 코어부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
<코어부 형성 단계>
먼저, 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 제립기(granulator)에 투입한 후 진동 및 회전을 가하여 코어부를 형성한다.
코어부를 형성할 때 진동 및 회전을 주는 시간은 1시간 내지 2시간일 수 있다.
또한, 코어부를 형성하는 단계에서 상기 제오라이트 및 바이오차의 중량의 합 대비 규조토 및 황토의 중량의 합의 비는 0.3 내지 0.8의 비율로 제립기에 투입할 수 있다.
<바인더 물질 도포 단계>
이후, 상기 제립기에 당밀, 전분, 폴리초산비닐(PVA), 및 해조추출물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 분무하여 코어부 상에 바인더 물질을 도포한다.
<쉘부 형성 단계>
이후, 상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하여 쉘부를 형성한다.
쉘부를 형성할 때 진동 및 회전을 주는 시간은 1시간 내지 2시간일 수 있다.
또한, 상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비는 0.3 이하일 수 있다. 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비가 0.3을 초과하는 경우 토양 내 용존유기탄소 저감의 효과보다 pH증가에 의한 용존유기탄소 증가 효과가 우세하여 토양 내 유효태가 오히려 증가될 수 있다.
또한, 상기 쉘부를 형성하는 단계는 상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질 및 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하는 단계일 수 있다.
상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하일 수 있다.
인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비가 2를 초과하는 경우 유기물에서 기인하는 용존유기탄소의 함량이 증가하여 중금속 또는 준금속의 유효태가 증가하여 중금속 또는 준금속 제거의 효과가 감소될 수 있다.
또한, 일 실시 예에 따르면, 상기 제립기에, 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 비율이 점차적으로 증가시키면서 투입될 수 있다. 이에 따라, 상기 코어에 상대적으로 인접한 상기 쉘부의 일부분에서 제1 물질(ex. 인산석고)의 비율이, 상대적으로 상기 코어와 먼 상기 쉘부의 일부분에서 제1 물질의 비율보다, 높을 수 있다. 이에 따라, 상기 쉘부 내에서 상기 쉘부를 구성하는 물질이, 중심에서 표면방향으로, 농도 구배를 가질 수 있고, 이로 인해, 주변 환경 또는 사용 application에 최적화된 표면 상태를 갖는 토양 개량제 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다.
[실험예 1]
(실시예1)
제오라이트 300g, 바이오차 300g, 규조토 200g, 황토 200g을 배합하여 제립기에 투입한 후 입상으로 성형하였다. 이후 당밀을 도포한 후, 고토석회 80g, 인산석고 300g, 골분 40g, 구아노 50g, 퇴비 500g을 배합하여 제립기에 투입한 후 2cm의 펠릿 형태의 코어-쉘 구조를 가지는 토양 개량제를 제조하였다.
(비교예1)
제오라이트 300g, 바이오차 300g, 규조토 200g, 황토 200g, 고토석회 80g, 인산석고 300g, 골분 40g, 구아노 50g, 퇴비 500g을 배합하여 제립기에 투입한 후 2cm의 펠릿 형태의 토양 개량제를 제조하였다.
(중금속 함량 변화 실험)
중금속에 오염된 폐광 주변의 토양 100 중량부 당 실시예1의 토양 개량제 3중량부와 비교예1의 토양 개량제 3중량부를 배합하여 배합토를 제조하였다. 상기 배합토 및 토양 개량제를 처리하지 않은 폐광 토양을 각각 플라스틱 상자에 충진하고 7개월간 자연상태에서 에이징(aging) 시켰다. 이후 토양 중 중금속의 식물 유효태 평가를 위해서 1M NH4NO3 침출법을 이용하였다. 토양 10g을 20mL의 1M NH4NO3 -로 침출하여 여과한 후 침출액 속의 중금속 함량을 ICP-OES로 측정하였다.
Figure 112016097637485-pat00002
Figure 112016097637485-pat00003
실험결과, 실시예1의 코어-쉘 구조를 가지는 토양 개량제를 처리한 배합토의 중금속의 유효태가 비교예1의 토양 개량제를 처리한 배합토 보다 감소하였음을 알 수 있다. 이는 쉘부의 물질이 먼저 중금속 및 준금속과 반응한 후, 쉘부의 물질과 형성한 화합물을 코어부의 물질에 흡착·고정하게 함으로써 중금속 및 준금속을 더욱 견고하게 고정하였기 때문인 것으로 추정된다.
[실험예 2]
제오라이트 300g, 바이오차 300g, 규조토 200g, 황토 200g을 배합하여 제립기에 투입한 후 입상으로 성형하였다. 이후 당밀을 도포한 후, 하기 표와 같이 쉘부의 물질을 배합하여 제립기에 투입한 후 2cm의 펠릿 형태의 코어-쉘 구조를 가지는 토양 개량제를 제조하였다.
비고 고토석회
(g)		 인산석고
(g)		 골분
(g)		 바이오차
(g)		 구아노
(g)		 퇴비
(g)
실시예2 50 300 40 50 50 500
실시예3 50 300 40 50 90 550
실시예4 50 300 40 50 90 630
실시예5 50 300 40 50 150 630
비교예2 50 300 40 50 150 750
비교예3 50 300 40 50 160 760
(중금속 함량 변화 실험)
배합토 제조시 실시예2 내지 5 및 비교예 2 내지 3의 토양 개량제를 사용한 것을 제외하고는 실험례1과 동일한 조건에서 침출액 속의 중금속 함량을 측정하였다.
Figure 112016097637485-pat00004
Figure 112016097637485-pat00005
실험결과, 쉘부에서 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차의 중량 합 대비 구아노 및 퇴비의 중량 합의 비가 2를 초과하는 경우 유효태가 증가하였다. 이는 유기물에서 기인하는 용존유기탄소의 함량이 증가하여 중금속 또는 준금속의 유효태가 증가한 것으로 추정된다.
[실험예 3]
제오라이트 300g, 바이오차 300g, 규조토 200g, 황토 200g을 배합하여 제립기에 투입한 후 입상으로 성형하였다. 이후 당밀을 도포한 후, 하기 표와 같이 쉘부의 물질을 배합하여 제립기에 투입한 후 2cm의 펠릿 형태의 코어-쉘 구조를 가지는 토양 개량제를 제조하였다.
비고 고토석회(g) 인산석고(g) 골분(g) 바이오차(g)
실시예6 40 300 40 50
실시예7 50 300 40 40
실시예8 50 300 40 55
실시예9 55 300 40 50
비교예4 60 300 40 60
비교예5 70 300 40 60
(중금속 함량 변화 실험)
배합토 제조시 실시예6 내지 9 및 비교예 4 내지 5의 토양 개량제를 사용한 것을 제외하고는 실험례1과 동일한 조건에서 침출액 속의 중금속 함량을 측정하였다.
Figure 112016097637485-pat00006
Figure 112016097637485-pat00007
실험결과, 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비가 0.3을 초과하는 경우 유효태가 증가하였다. 이는 토양 내 용존유기탄소 저감의 효과보다 pH증가에 의한 용존유기탄소 증가 효과가 우세하여 토양 내 유효태가 증가한 것으로 추정된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 코어부
20 : 쉘부
30 : 바인더

Claims (8)

  1. 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 코어부; 및
    인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 포함하는 쉘부를 포함하되,
    상기 쉘부는 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 더 포함하는 토양 개량제.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 토양 개량제는 당밀, 전분, 폴리초산비닐(PVA), 및 해조추출물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상 바인더 물질을 포함하는 토양 개량제.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 쉘부에서 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하인 토양 개량제.
  5. 제오라이트, 규조토, 황토, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 제립기(granulator)에 투입하여 코어부를 형성하는 단계;
    상기 제립기에 당밀, 전분, 폴리초산비닐(PVA), 및 해조추출물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 분무하여 코어부 상에 바인더 물질을 도포하는 단계; 및
    상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하여 쉘부를 형성하는 단계를 포함하는 토양 개량제 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고 및 골분의 중량의 합 대비 고토석회 및 바이오차의 중량의 합의 비는 0.3 이하인 토양 개량제 제조방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 쉘부를 형성하는 단계는 상기 제립기에 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질 및 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질을 투입하는 단계를 포함하는 토양 개량제 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 쉘부를 형성하는 단계에서 투입되는 인산석고, 고토석회, 골분, 및 바이오차(biochar)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량 대비 퇴비, 부엽토, 구아노, 코코피트, 및 피트모스로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질의 중량의 비는 2 이하인 토양 개량제 제조방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101937980B1 (ko) * 2018-01-26 2019-01-14 조은산업주식회사 토양개량제 제조용 조성물, 토양개량제 및 토양개량방법
CN109730088A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 江苏大学 一种改善石漠化地植物生长的微生物制剂及其制备方法
RU2733662C1 (ru) * 2020-04-03 2020-10-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Искусственная почвосмесь на основе биокомпоста черной львинки
CN109181702B (zh) * 2018-07-19 2020-10-09 河源市童济石坪农业科技有限公司 一种茶叶种植专用土壤改良剂及其制备方法
CN111792960A (zh) * 2020-06-29 2020-10-20 崇左市青林金花茶开发有限公司 种植金花茶用土壤改良剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150028654A (ko) * 2013-09-06 2015-03-16 주식회사 포이엔 토양 중금속 제거용 바이오차 비드 및 이의 제조 방법
KR101556996B1 (ko) 2013-12-20 2015-10-06 전북대학교산학협력단 토양 정화 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150028654A (ko) * 2013-09-06 2015-03-16 주식회사 포이엔 토양 중금속 제거용 바이오차 비드 및 이의 제조 방법
KR101556996B1 (ko) 2013-12-20 2015-10-06 전북대학교산학협력단 토양 정화 방법

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101937980B1 (ko) * 2018-01-26 2019-01-14 조은산업주식회사 토양개량제 제조용 조성물, 토양개량제 및 토양개량방법
CN110079329A (zh) * 2018-01-26 2019-08-02 助听产业株式会社 制造土壤改良剂的组合物、土壤改良剂及土壤改良方法
CN110079329B (zh) * 2018-01-26 2021-03-19 助听产业株式会社 制造土壤改良剂的组合物、土壤改良剂及土壤改良方法
CN109181702B (zh) * 2018-07-19 2020-10-09 河源市童济石坪农业科技有限公司 一种茶叶种植专用土壤改良剂及其制备方法
CN109730088A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 江苏大学 一种改善石漠化地植物生长的微生物制剂及其制备方法
RU2733662C1 (ru) * 2020-04-03 2020-10-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Искусственная почвосмесь на основе биокомпоста черной львинки
CN111792960A (zh) * 2020-06-29 2020-10-20 崇左市青林金花茶开发有限公司 种植金花茶用土壤改良剂及其制备方法

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