KR100903691B1 - 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자의 배양 장치 - Google Patents

Abstract

담수호로부터 공급된 원수를 저장하는 원수탱크와; 원수탱크에서 배출되는 원수에 포함된 식물 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 분리하는 여과부와; 여과부에서 여과된 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하는 하나 이상의 제1배양조와; 여과부에서 여과되지 않은 동물성 플랑크톤이 수용되어 배양되며, 제1배양조에서 배양된 식물 플랑크톤을 공급받도록 연결된 하나 이상의 제2배양조;를 포함하며, 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤은 담수로 배출되는 것을 특징으로 하는 적조 또는 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치가 개시된다.

담수호, 호소, 식물 플랑크톤, 동물성 플랑크톤, 적조, 녹조, 천적생물, 배양조

Description

적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자의 배양 장치{Cultivation apparatus of living organism to cause retide and its predator}

본 발명은 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 순도가 높으면서 대량으로 이들 유해 생물에 대한 원생생물성 포식자를 현장에서 배양하는 장치에 관한 것이다.

'적조(Red-tide or Harmful algal bloom)'란 해양에서 플랑크톤이 대량 번식하여 수색을 붉게 또는 갈색 등으로 변하게 하는 현상으로 해양생태계의 한 부분을 차지하는 미소생물이 주요 원인이다. 이러한 적조를 유발시키는 적조원인생물(식물 플랑크톤)은 육상의 식물과 비슷한 원리로 광합성을 하며, 자신의 몸을 두 개로 나누어 분열하는 이분법으로 개체수를 증가시키는데, 이들은 자연 빛과 해수 내 영양물질만으로도 잘 성장할 수 있어 우리나라의 경우 봄철부터 가을까지 각 연안에서 다양한 적조생물이 출현하여 때에 따라 많은 물질적 경제적 피해를 입히기도 한다.

적조를 유발하는 일부 종들은 어류의 아가미 조직 사이에 끼어 조직을 와해시켜 산소 교환을 불가능하게 하거나, 아가미의 막으로 뚫고 들어가 모세혈관을 파 괴시켜 아가미의 기체 교환 작용의 기능을 저하시키고 상처 부위의 2차 감염을 야기시킨다. 그리고 수중 용존 산소를 결핍시켜 고착성 저서 생물에게 생리적 스트레스, 공간 경쟁률 및 포식 증가를 유발하는 치명적 영향을 주기도 한다.

또한 적조와 관련되어 빈번히 해양동물과 인간에게 엄청난 경제손실을 주는 것은 이들이 만든 독성물질에 기인한 것으로 유해 조류에서 만들어진 독은 일시적이거나 영구적으로 수산자원의 손실을 초래하여 수산활동의 발전을 저해하고 인류의 건강을 위협한다. 특히 유독성 와편모조류로 인한 적조 발생은 어류와 무척추동물의 치사를 동반하게 되는데 해산 무척추동물의 사망률을 증가시키고 행동을 멈추게 하며 근육제어의 방해, 섭식율과 호읍율의 저하, 그리고 심장박동의 이상 등의 증상을 유발한다.

이러한 적조의 방제를 위하여 화학적 적조방제 방법, 해양세균을 이용한 방법, 유독성 적조 원인생물과 영양억제 관계에 있는 무독성 생물을 이용하여 적조의 피해를 최소화하는 경쟁배타에 의한 방법과 식물 플랑크톤에 대한 동물성 플랑크톤의 포식원리를 이용한 방법 등이 이용되고 있다.

상기 적조방제 방법 중에서, 화학적 적조방제 방법은 화학물질 사용에 따른 2차 오염문제, 환경교란 야기 가능성이 있으며, 대량 생산과 사용, 운송 및 취급에 많은 비용과 시간이 소모되는 문제점이 있다.

해양세균에 의한 적조방제 방법은 적조현상의 원인생물의 종류가 많고 종마다 발생조건이 복잡하고 다양하기 때문에 대규모화, 광역화, 고밀도화, 유독화되는 적조마다 적절한 해양생물을 적용하기 어려운 단점이 있다. 또한, 경쟁배타에 의한 적조 방제 방법은 유독성 적조원인 생물과 영양 경쟁관계에 있는 무독성 생물의 분리, 동정, 배양에 많은 시간과 비용이 소모되며 효과적인 무독성 생물의 적용에 한계가 있다.

포식원리를 이용한 방법의 구체적인 예로 대한민국 공개특허 제98-025804호에는 원생생물성 포식자(동물성 플랑크톤)를 이용한 적조 예방 및 처리방법에 관한 것으로 적조원인생물을 잘 포식하면서 이분법으로 분열하여 그 번식속도가 빠른 원생생물성 포식자를 대량 배양하여 적조지역이나 적조 예상지역에 투입하여 적조 원인생물을 포식케 하는 방법에 관하여 개시되어 있다.

그러나 이와 같이 원생생물의 포식작용을 이용한 적조 방제 방법은 원생동물의 성장속도가 매우 빨라 적은 양의 투입으로 다양한 형태의 적조를 효과적으로 없앨 수 있는 장점이 있음에도 불구하고 동물성 플랑크톤의 배양이 까다롭고 많은 시간과 경비가 소모되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자를 순도가 높으면서도, 대량으로 생산할 수 있는 배양장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치는, 담수호로부터 공급된 원수를 저장하는 원수탱크와; 상기 원수탱크에서 배출되는 원수에 포함된 식물 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 분리하는 여과부와; 상기 여과부에서 여과된 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하는 하나 이상의 제1배양조와; 상기 여과부에서 여과되지 않은 동물성 플랑크톤이 수용되어 배양되며, 상기 제1배양조에서 배양된 식물 플랑크톤을 공급받도록 연결된 하나 이상의 제2배양조;를 포함하며, 상기 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤은 상기 담수로 배출되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1배양조는, 내부에 식물 플랑크톤을 수용하여 배양 가능하며, 상부가 개방되며 투명 또는 반투명한 재질의 제1배양조 본체와; 상기 제1배양조 본체의 외측에 설치되는 보온재; 및 상기 제1배양조 본체 내부의 배양액을 교반시키기 위한 교반기;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 교반기는, 상기 제1배양조 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반기 본체와; 상기 교반기 본체가 회전되도록 하는 회전력을 제공하도록 상기 제1배 양조 외부에 설치되며, 풍력에 의해 회전되는 풍력기;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1배양조 본체의 내부면에는 광을 반사시키기 위한 광 반사부가 마련된 것이 좋다.

또한, 상기 제2배양조는, 내부에 동물성 플랑크톤을 수용하여 배양 가능하며, 상부가 개방되는 제2배양조 본체와; 상기 제2배양조 본체 상부를 덮도록 설치되는 커버부재와; 상기 제2배양조 본체의 외측에 설치되는 보온재; 및 상기 제2배양조 본체 내부의 배양액을 풍력을 이용하여 교반시키기 위한 교반기;를 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 커버부재는 햇빛을 차광하기 위한 차광막과; 상기 차광막을 지지하도록 상기 제2배양조 본체의 상부에 설치되는 지지프레임;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 원수탱크는, 원수탱크 본체와; 상기 원수탱크 본체 내부에 설치되는 히터와; 상기 원수탱크 본체 내부의 원수온도를 감지하고, 감지된 온도를 근거로 상기 히터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 원수탱크 본체 내의 원수를 일정온도로 유지하는 온도 제어유닛;을 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 제1 및 제2배양조는, 상기 담수호에 인접된 육지에 인공으로 소정 깊이로 형성하여, 담수할 수 있도록 형성된 폰드시설물을 포함하는 것이 좋다.

또한, 고순도의 동물성 플랑크톤만을 배양하여 상기 제2배양조로 공급하거나 제1, 제2배양조를 거쳐 현장 대량 배양할 수 있도록 도록 마련된 항온배양실을 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 담수호에 잠기도록 설치되며, 상기 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤을 함유한 배양액을 호내의 일정깊이의 폰드 또는 담수호로 방류하기 위한 방류장치를 더 포함하는 것이 좋다.

또한, 상기 방류장치는, 수면하 0.5 내지 1m에 위치하여 부유하도록 설치되며, 상기 제2배양조에 공급되는 배양액을 담수호 또는 저수지에 방류하는 방류관과; 상기 방류관에 연결되어 설치되며, 바닥에 고정되는 닻과; 상기 방류관에 연결되는 수면위에 노출되게 설치되는 부표; 및 상기 부표에 설치되어 시설안전을 위한 경광등;을 포함하는 것이 좋다.

본 발명의 적조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치에 따르면, 적조 또는 녹조가 발생한 담수호 또는 저수지의 원수를 끌어와서 식물 플랑크톤(적조원인생물)을 포식할 수 있는 동물성 플랑크톤(원생생물성 포식자)을 집중 배양하여 담수호 또는 저수지로 대량 공급할 수 있게 된다.

따라서 담수호 또는 저수지의 식물 플랑크톤의 농도를 감소시켜 담수호 또는 저수지의 적조 또는 저수지의 적조 또는 녹조현상을 방지할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 적조 또는 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치를 자세히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 원생생물성 포식자 배양 장치는, 담수로부터 공급받은 원수를 저장하는 원수탱크(10)와, 원수탱크(10)에서 배출되는 원수에 포함된 적조 또는 녹조원인생물(이하 식물 플랑크톤이라 함)과 원생식물원 포식자(이하 동물성 플랑크톤이라 함)을 분리하는 여과부(20)와, 여과부(20)에서 여과된 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하는 복수의 제1배양조(30)와, 여과부(20)에서 여과된 동물성 플랑크톤을 수용하여 배양하는 복수의 제2배양조(50)와, 방류장치(80)를 구비한다.

상기 원수탱크(10)는 원수 공급경로(1)를 통해서 담수를 공급받아 저장한다. 상기 공급경로(1) 상에는 원수 공급펌프(2)가 설치되어 담수를 강제로 펌핑하여 원수탱크(10)에 채워 넣을 수 있게 된다.

상기 원수탱크(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원수탱크 본체(11)와, 원수탱크 본체(11) 내부에 설치되는 히터(12)와, 원수탱크 본체(11) 내부의 원수를 일정온도로 유지하도록 제어하는 온도 제어유닛(13)을 구비한다. 상기 온도 제어유닛(13)은 원수탱크 본체(11) 내부의 원수온도를 감지하는 온도센서(13a)와, 상기 온도센서(13a)에서 전달된 온도 감지정보를 근거로 하여 상기 히터(12)의 구동을 제어하는 히터 제어부(13b)를 구비한다.

상기 구성에 의하면, 온도센서(13a)에서 감지된 온도 감지정보를 실시간으로 감지하여 원수탱크(10) 내의 원수가 설정온도 이하가 되면, 히터 제어부(13b)는 히터(12)를 구동제어하여 원수탱크 본체(11) 내부의 원수가 설정온도(20℃∼25℃)가 되도록 한다.

또한, 상기 원수탱크 본체(11) 내부에는 수위 감지센서(14)가 설치되며, 상 기 수위 감지센서(14)에서 전달된 수위정보를 근거로 상기 원수 공급펌프(2)의 구동을 제어하여 원수를 일정수위 이상으로 유지시키는 펌프 구동제어부(15)가 더 구비된다. 그리고 원수탱크 본체(11)에는 오버플로우 되는 원수를 외부로 흘러나가게 하는 개방구(17)가 마련된다. 여기서, 상기 공급펌프(2)의 입구에는 불순물과 소형생물의 유입을 방지하기 위한 미세스크린 박스(미도시)가 설치되며, 내외로 2중 필터구조를 갖는 것이 좋다.

상기 여과부(20)는 원수탱크(10)와 제1배양조(30) 및 제2배양조(50)를 연결하는 연결관로(110) 상에 설치된다. 상기 여과부(20)는 바람직하게는 제1배양조(30)로 향하는 제1연결관로(111)와 제2배양조(50)로 향하는 제2연결관로(112)의 분기점(113)에 설치되는 것이 좋다. 이 여과부(20)는 식물 플랑크톤은 통과시키고 동물성 플랑크톤은 통과하지 못하도록 소정 크기의 필터구조를 갖는 것이 좋다. 바람직하게는 여과부(20)는 20㎛ 또는 80㎛의 필터구조를 갖는 것이 좋다.

따라서 원수탱크(10)에서 배출되는 원수에 포함된 동물성 플랑크톤은 제2배양조(50)로 이동되고, 식물 플랑크톤은 제1배양조(30)로 이동되어 수용된다.

상기 제1배양조(30)는 복수개가 설치된다. 이러한 제1배양조(30)는 식물 플랑크톤을 대량으로 배양하기 위한 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1배양조 본체(31)와, 제1배양조 본체(31)의 외측에 설치되는 보온재(32)와, 제1배양조 본체(31) 내부의 배양액을 교반시키는 교반기(33)를 구비한다.

상기 제1배양조 본체(31)는 내부에 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하도록 상 부가 개방되며 투명 또는 반투명의 재질로 형성된다. 상기 보온재(32)는 우레탄, 스티로폼 등의 재질로 형성되며, 제1배양조 본체(31)의 외측을 감싸도록 설치되어, 제1배양조 본체(31) 내부의 배양액을 보온 처리할 수 있게 된다. 그리고 상기 제1배양조 본체(31)가 투명 또는 반투명으로 형성됨으로써 태양광이 제1배양조 본체(31) 내부로 다량 유입되어 식물 플랑크톤이 효율적으로 배양될 수 있도록 한다.

상기 교반기(33)는 제1배양조 본체(31) 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반기 본체(33a)와, 상기 교반기 본체(33a)에 연결되며 풍력에 의해 회전되면서 회전력을 제공하는 풍력기(33b)를 구비한다. 상기 풍력기(33b)는 풍력에 의해 회전될 수 있도록 제1배양조 본체(31)의 외측에 회전 가능하게 설치되며, 상기 교반기 본체(33a)와 동축적으로 연결될 수도 있고, 그들 사이에 감속기를 설치하여 연결될 수도 있다. 이와 같이 풍력에 의해 동력을 발생시키는 풍력기(33b)를 이용하여 교반기 본체(33a)를 구동시킬 수 있으므로, 그에 따른 유지 관리 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.

또한, 바람직하게는 제1배양조 본체(31)의 내부면에는 태양광을 반사시켜서 태양광이 제1배양조 본체(31) 내부에서 오랜 기간 머물도록 하는 반사부(36)가 더 마련되는 것이 좋다. 상기 반사부(36)는 제1배양조 본체(31) 내부면을 코팅처리하여 마련될 수 있으며, 반사부재를 설치하여 마련될 수도 있다.

상기 제2배양조(50)는 상기 제2연결관로(112)에 연결되어 동물성 플랑크톤이 포함된 원수를 공급받고, 제3연결관로(114)를 통해서 제1배양조(30)와 연결되어 동물성 플랑크톤의 먹이가 되는 식물 플랑크톤을 포함하는 배양액을 공급받도록 연결된다. 즉, 제2배양조(50)의 동물성 플랑크톤은 상기 제3연결관로(114)를 통해서는 제1배양조(30)에서 집중 배양된 고순도의 식물 플랑크톤을 먹이로 공급받아 집중적으로 배양될 수 있게 된다. 상기 제2배양조(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2배양조 본체(51)와, 보온재(52), 커버부재(53) 및 교반기(54)를 구비한다. 제2배양조 본체(51)는 상부가 개방된 구조를 갖는다.

상기 제2배양조 본체(51)는 상부가 개방된 구조를 가진다. 이 제2배양조 본체(51)의 외측에는 상기 보온재(52)가 설치되어, 제2배양조 본체(51)를 보온시키는 역할을 한다.

상기 커버부재(53)는 제2배양조 본체(51)의 상부에 설치되는 지지프레임(53a)과, 상기 지지프레임(53a)을 덮도록 설치되는 차광막(53b)을 구비한다. 상기 지지프레임(53a)은 철근 또는 메쉬망을 포함할 수 있으며, 상기 차광막(53b)은 제2배양조 본체(51)의 상부를 덮도록 지지프레임(53a)에 설치된다. 이러한 차광막(53b)은 태양광의 50% 정도가 제2배양조 본체(51) 내부로 침투하지 못하도록 차단하는 차양막이나, 거적 등을 포함할 수 있다.

상기 교반기(54)는 풍력에 의해 회전 구동되면서, 제2배양조 본체(51) 내부의 배양액을 교반시키는 것으로서, 앞서 도 3을 통해 설명한 교반기(33)의 구성과 동일한 구성을 가지므로, 자세한 설명은 생략한다.

또한, 상기 구성을 가지는 제2배양조(50)는 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 제1배양조(30)와는 제3연결관로(114)를 통해 연결되어 제1배양조(30)에서 배양 된 식물 플랑크톤을 공급받는다. 상기 제2배양조(50)는 각각의 제1배양조(30)에 대해 한 쌍씩 연결되게 설치된다.

상기 항온배양실(90)은 고순도의 동물성 플랑크톤만을 별도로 배양하여 상기 제2배양조(50)로 공급하거나, 또는 제1배양조(30)로 공급하도록 마련된 것으로서, 상기 원수탱크(10)로 펌핑되어 수용된 원수에 동물성 플랑크톤의 양이 적을 경우 동물성 플랑크톤을 보충하거나, 수역의 적조 또는 녹조가 심각할 때 항온배양실->제1배양조->제2배양조로 천적생물로서 효과 있는 순수 동물성 플랑크톤을 대량 배양하는 장치으로 활용하게 된다. 이때는 실험실에서 분리한 고효율의 동물성 플랑크톤을 항온 배양조 3.6톤 규모로 배양한 후 제1배양조(30)로 qhsoadj 12톤으로 증량시키고, 이후 제2배양조(50)로 보내 24톤 규모로 증량하여 적조 또는 녹조 수역에 방류함으로써 그 방제효과를 얻을 수 있게 된다.

상기 방류장치(80)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 소형 닻(81)과 부표(82)를 이용하여 담수호의 수면하 0.5 내지 1m에 방류관(83)이 위치하도록 하며, 담수호 쪽으로 개방된 소형 폰드를 호내에 조성하여 저수위 시에는 효과적으로 방류가 이루어지도록 구비한다.

상기 방류장치(80)는 수면 상에 부유하도록 설치된 부표(82)와, 상기 부표(82)에 설치되어 부표(81)와 함께 선박사고 등을 방지하기 위한 안전장치로서 사용되는 경광등(84)을 구비한다. 또한, 방류장치(80)는 제2배양조(50) 각각에서 연결되게 조성되어 상기 부표(82) 및 닻에 연결되어 지지되는 방류관(83)을 통해서 제2배양조(50)에서 배양된 동물성 플랑크톤을 담수로 공급할 수 있게 된다. 상기 방류관(83)의 출구에는 어류의 출입을 방지하기 위한 메쉬망이 설치될 수 있다.

따라서 상기 제2배양조(50)에서 집중 배양된 동물성 플랑크톤은 상기 방류장치(80)를 통해 담수호 또는 저수지 내로 공급되며, 공급된 동물성 플랑크톤은 저수지 또는 담수호의 식물 플랑크톤을 집중적으로 포식하여 식물 플랑크톤의 개체수를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.

또한 상기 제1 또는 제2배양조(30,50)는 건물의 내부에 설치될 수도 있고, 실외에 설치될 수 있다.

또한, 다른 실시예에 의한 배양조로서 도 7에 도시된 바와 같이, 지면(100)을 소정 깊이로 파서 형성한 폰드(pond) 시설물(130)을 포함할 수 있다. 상기 폰드 시설물 (130)은 지면(100)을 소정 깊이로 파서 웅덩이(101)를 만들고, 그 웅덩이(101)와 지면(100)의 위를 일부 덮도록 수밀막(131)을 덮은 상태의 구성을 가질 수 있다. 그리고 상기 수밀막(131)은 모래주머니(133) 등을 이용하여 고정시킬 수 있다. 상기 수밀막(131)은 두꺼운 비닐, 또는 천막 등을 포함할 수 있으며, 배양액이 외부로 빠져나가거나 또는 지하수 등이 유입되는 것을 차단하도록 수밀성을 갖는 재질인 것이 좋다.

또한, 상기 웅덩이(101)의 상부에는 커버부재(135)가 설치된다. 상기 커버부재(135)는 지지프레임(135a)과 지지프레임(135a)의 상부에 설치되는 가림막(135b)을 구비할 수 있다. 상기 지지프레임(135a)은 철근, 목재 등으로 이루어진 지지골격을 포함하며, 상기 가림막(135b)은 빗물 등을 차단하기 위한 비닐, 천막 등을 구비할 수 있다. 상기와 같은 폰드 시설물(130)은 제1배양조(30) 및 제2배양조(50) 중에서 적어도 어느 하나를 대체하여 설치될 수 있으며, 또한 앞서 설명한 제1 및 제2배양조(30,50)와 혼용하여 설치될 수도 있다.

상기 폰드 시설물(130)에는 식물 또는 동물성 플랑크톤 배양액이 공급되는 유입관(137)과, 배양된 식물 플랑크톤 또는 동물성 플랑크톤을 포함하는 배양액이 배출되는 배양액 방류관(138)이 설치된다.

상기 구성을 가지는 본 발명의 실시예에 따른 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 펌프(2)를 구동시켜 담수호 내의 원수를 원수탱크(10) 내로 공급하여, 원수탱크(10) 내부에 일정량 이상의 원수가 수용되도록 한다.

이어서 상기 원수탱크(10) 내의 원수를 소정 온도로 유지시키면서 항온처리를 하여 동물성 플랑크톤과 식물 플랑크톤이 실내 즉, 배양조 조건하에서 적응할 수 있도록 순화시킨다. 여기서 상기 원수탱크(10)의 원수에 충분한 양의 동물성 플랑크톤이 포함되지 않은 경우, 상기 항온배양실(90)에서 배양한 고순도의 동물성 플랑크톤을 공급한다. 여기서 상기 원수탱크(10) 내의 항온 조건은 대략 20℃ 내외의 온도를 유지하도록 제어하는 것이 좋다.

다음으로 상기 원수탱크(10) 내에서 항온처리된 원수를 제1 및 제2배양조(30,50)로 각각 분리하여 공급한다. 이때, 상기 여과부(20)에서는 식물 플랑크톤만을 통과시켜 상기 제1배양조(30)로 이동하도록 하고, 동물성 플랑크톤은 상기 제2배양조(50)로 이동하도록 한다.

상기 제1배양조(30)로 분리되어 이동된 식물 플랑크톤은 소정 온도로 유지되면서 자연채광을 통해 배양된다. 제1배양조(30)로 투입된 식물 플랑크톤은 대략 3일 정도 배양된 뒤 상기 제2배양조(50)로 공급된다.

상기 제2배양조(50)로 공급된 동물성 플랑크톤은 대략 5일정도 배양되면서, 상기 제1배양조(30)에서 배양되어 공급되는 식물 플랑크톤을 포식하면서 집중 배양된다. 상기 제2배양조(50)는 태양광을 차광시킴으로써 동물성 플랑크톤이 왕성하게 배양되도록 한다.

상기와 같이 제2배양조(50)에서 집중 배양된 동물성 플랑크톤은 상기 방류장치(80)를 통해 공급되어 담수호 내로 공급됨으로써, 담수호 내의 과다 생장한 식물 플랑크톤을 포식하여 식물 플랑크톤의 농도를 일정수준으로 유지되도록 조절할 수 있게 된다.

특히, 상기와 같은 구성을 갖는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치를 국내의 대표적인 담수호인 새만금 호 주변 또는 내륙의 농업용 저수지 주변에 설치하게 되면, 담수호에서 빈번하게 발생하는 적조, 녹조 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

이하에서는 상기와 같은 구성을 가지는 적조 및 녹조 원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자의 배양 장치의 현장 적용시 그 효과를 알아보기 위한 배양지 파일럿 테스트(pilot test) 내용을 설명하기로 한다.

1. 배양지 파일럿(pilot) 테스트(test) 개요

1) 파일럿(pilot)의 평면 배치도 : 도 8 참조

2) 구성 : - 용기 재질 : 플라스틱 수조

- 총 용량 : 6 톤(ton)

- 원수 투입량 : A, B -> 1,38 ℓ/min

A-1,A-2,B-1,B-2 -> 0.83 ℓ/min

- 시험 일정 : 2008년 5월/8일 ∼ 2008년 6월 10일

- 유입 원수 : 문포항 호내

2. 재료 및 방법

1) 실험 과정 : 일주일에 한번 6회에 걸쳐 채수하여 이화학분석, 식물플랑크톤과 동물플랑크톤을 정량 분석

2) 분석 방법 : 식물플랑크톤은 채수기로 채수하여 500 ㎖ 폴리에틸렌 시료병에 담아 Lugol 용액으로 현장고정 후 약 2주일 이상 침강시켰다 ((APHAAWWAWPCF, 1989). 이 시료를 siphon으로 상등액을 뽑아 농축시켰다 (Sukhanova, 1978). 세포의 계수는 Sedwick-Rafter counting chamber를 사용하였으며, 광학현미경을 이용하여 400～1000배에서 검경하였다. 종 동정은 Mizuno (1964), 그리고 Hirose와 Yamagishi (1977)에 따랐다.

동물플랑크톤의 시료채취방법은 10L의 물을 채수하여 플랑크톤 정량넷트 (mesh size 63㎛)를 이용하여 농축시켰다. 채수한 물은 250㎖ 폴리에틸렌 시료병에 담아 현장에서 포르말린으로 고정한 후 실험실로 옮긴 뒤, 1/10을 취하여 40-100배 의 고배율 해부현미경을 사용하여 종별로 계수하였고, 그 후 ℓ당 개체수를 환산하였다. 종 동정을 위해 lactophenol을 떨어뜨린 Cobb 슬라이드 위에서 100-1000배의 DIC microscope를 이용하여 충분히 관찰하고 해부가 필요한 종은 해부핀으로 해부한 다음 분류하였다. 플랑크톤의 분류 및 동정은 한국동식물도감, 일본 해수/담수동물플랑크톤검색도설, 水野 (1964), Hirose와 Yamogishi (1977), 水野高橋 (1991)등을 참조하여 실시하였다.

3. 결과

- 이번 현장적용시험을 위해 운영되고 있는 배양지의 플랑

크톤 배양지로서의 조건을 검증하고 배양능력을 검토하기 위해 pilot test

를 실시하였음.

1) 시험을 통해 원수가 80㎛ 망을 통해 A와 B로 공급이 되어지고, 그 배양지에서 천적생물, 즉 동물성플랑크톤의 먹이원이 되는 식물플랑크톤이 대량 배양되어짐을 알 수 있었고,

2) A와 B의 망에 걸린 대부분의 동물성플랑크톤은 A-1, A-2와 B-1, B-2로 공급되어지며, 이 배양지에서 동물성플랑크톤이 대량 배양되는 장치로 갖추어 설계되었음.

3) 이번 파일럿 테스트(pilot test)에서는 원래 설계되어진 장치대로 플랑크톤이 배양되는지 효과 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다.

-. 결과적으로 도 9a 내지 도 11b를 참조하여 알 수 있듯이, A, B에서는 식 물플랑크톤(phyto)이 112-3364 cells/m 로 원수에서 관찰된 47-1740 cells/㎖ 보다 1.6-8.6배 많은 수가 발견되었고, 반면에 동물플랑크톤(zoo)은 여과장치에 의해 걸려 졌기 때문에 원수에서 관찰된 2-13 inds./ℓ 보다 조금 적은 0-10 inds./ℓ의 개체수가 발견되었음을 알 수 있다.

- 또한, A-1, A-2와 B-1, B-2 에서는 식물플랑크톤이 1-886 cells/㎖ 로 관찰되어 A와 B에서 관찰된 세포수에 비해 현저히 줄어드는 것을 볼 수 있었고, 동물플랑크톤은 15-299 inds./ℓ로 A와 B의 배양지보다 3-50배 이상 많은 개체수가 발견되어 뚜렷하게 각각의 배양지에서 그 기능이 효과적으로 나타남을 확인할 수 있다.

- 즉, 본 실험을 통해 현장 적용 시험을 위해 설치되어진 배양지는 동물플랑크톤의 배양 시설로 뚜렷한 효과를 보인 것으로 최종 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 적조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치를 나타내 보인 구성도.

도 2는 도 1의 원수탱크를 나타내 보인 도면.

도 3은 도 1의 나타내 보인 도면.

도 4는 도 1의 제2배양조를 나타내 보인 도면.

도 5 및 도 6 각각은 도 1의 방류장치를 나타내 보인 도면.

도 7은 제1의 제1 및 제2배양조의 다른 실시예로서의 폰드시설물을 나타내 보인 도면.

도 8은 파일럿 테스트를 위한 테스트 배양지 구조를 나타내보인 도면.

도 9a 및 도 9b 각각은 테스트를 위한 각 배양조의 지점별 온도 및 용존산소를 비교하여 보인 그래프.

도 10a 및 도 10b 각각은 2008년 5월 16일자로 각 지점별로 식물플랑크톤 및 동물성플랑크톤의 현존량을 비교하여 보인 그래프.

도 11a 및 도 11b 각각은 2008년 5월 29일자로 각 지점별로 식물플랑크톤 및 동물성플랑크톤의 현존량을 비교하여 보인 그래프.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10..원수탱크 20..여과부

30,50..제1 및 제2배양조 80..방류장치

90..항온배양실 130..폰드 시설물

Claims (11)

1. 담수호로부터 공급된 원수를 저장하는 원수탱크와;

   상기 원수탱크에서 배출되는 원수에 포함된 식물 플랑크톤과 동물성 플랑크톤을 분리하는 여과부와;

   상기 여과부에서 여과된 식물 플랑크톤을 수용하여 배양하는 하나 이상의 제1배양조와;

   상기 여과부에서 여과되지 않은 동물성 플랑크톤이 수용되어 배양되며, 상기 제1배양조에서 배양된 식물 플랑크톤을 공급받도록 연결된 하나 이상의 제2배양조; 및

   상기 담수호에 잠기도록 설치되며, 상기 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤을 함유한 배양액을 호내의 일정깊이의 폰드 또는 담수호로 방류하기 위한 방류장치를 포함하며,

   상기 제2배양조에서 배양된 동물성 플랑크톤은 상기 담수로 배출되는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1배양조는,

   내부에 식물 플랑크톤을 수용하여 배양 가능하며, 상부가 개방되며 투명 또는 반투명한 재질의 제1배양조 본체와;

   상기 제1배양조 본체의 외측에 설치되는 보온재; 및

   상기 제1배양조 본체 내부의 배양액을 교반시키기 위한 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 교반기는,

   상기 제1배양조 내부에 회전 가능하게 설치되는 교반기 본체와;

   상기 교반기 본체가 회전되도록 하는 회전력을 제공하도록 상기 제1배양조 외부에 설치되며, 풍력에 의해 회전되는 풍력기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 제1배양조 본체의 내부면에는 광을 반사시키기 위한 광 반사부가 마련된 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2배양조는,

   내부에 동물성 플랑크톤을 수용하여 배양 가능하며, 상부가 개방되는 제2배양조 본체와;

   상기 제2배양조 본체 상부를 덮도록 설치되는 커버부재와;

   상기 제2배양조 본체의 외측에 설치되는 보온재; 및

   상기 제2배양조 본체 내부의 배양액을 풍력을 이용하여 교반시키기 위한 교반기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 커버부재는 햇빛을 차광하기 위한 차광막과;

   상기 차광막을 지지하도록 상기 제2배양조 본체의 상부에 설치되는 지지프레임;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 원수탱크는,

   원수탱크 본체와;

   상기 원수탱크 본체 내부에 설치되는 히터와;

   상기 원수탱크 본체 내부의 원수온도를 감지하고, 감지된 온도를 근거로 상기 히터의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 원수탱크 본체 내의 원수를 일정온도로 유지하는 온도 제어유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2배양조는,

   상기 담수호에 인접된 육지에 인공으로 소정 깊이로 형성하여, 담수할 수 있도록 형성된 폰드시설물을 포함하는 것을 특징으로 하는 적조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   고순도의 동물성 플랑크톤만을 배양하여 상기 제2배양조로 공급하거나 제1, 제2배양조를 거쳐 현장 대량 배양할 수 있도록 도록 마련된 항온배양실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.
10. 삭제
11. 제1항에 있어서, 상기 방류장치는,

    수면하 0.5 내지 1m에 위치하여 부유하도록 설치되며, 상기 제2배양조에 공급되는 배양액을 담수호 또는 저수지에 방류하는 방류관과;

    상기 방류관에 연결되어 설치되며, 바닥에 고정되는 닻과;

    상기 방류관에 연결되는 수면위에 노출되게 설치되는 부표; 및

    상기 부표에 설치되어 시설안전을 위한 경광등;을 포함하는 것을 특징으로 하는 적조 및 녹조원인생물 및 이들을 포식할 수 있는 원생생물성 포식자 배양 장치.

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