KR100456467B1

KR100456467B1 - 협죽도과 식물 추출액 및 이를 이용한 녹조 현상 원인녹조류 방제방법

Info

Publication number: KR100456467B1
Application number: KR10-2001-0077963A
Authority: KR
Inventors: 곽영세
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2004-11-10
Also published as: KR20030047467A

Abstract

본 발명은 협죽도과 식물체 추출물 및 이를 이용하여 부영양화된 호수나 흐름이 느리거나 정체된 연못에 부유성의 조류(식물 플랑크톤)가 빈번히 발생하는 녹조현상(green tide)의 원인이 되는 조류를 방제하는 방법에 관한 것으로,

카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이드 및 네리오사이드중 최소 1성분을 주성분하는 담수 조류 방제용 협죽도과 식물 추출물 및 이를 이용한 담수 녹조류(green algae)를 방제하는 방법이 제공된다.

본 발명의 방제방법은 경제적일 뿐만 아니라, 환경친화적이며 인체에 무해한 것으로 수질관리에 효과적이다.

Description

협죽도과 식물 추출액 및 이를 이용한 녹조 현상 원인 녹조류 방제방법{Nerium Genus Plant Extract And A Method for Preventing of Water Bloom of Blue-Green Agae}

본 발명은 협죽도과 식물 추출액 및 이를 이용한 녹조 현상의 원인이 되는 조류 방제방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 카디오액티브 글리코사이드등을 주성분으로 하는 협죽도과 식물 추출액 및 이를 이용한 조류 방제방법에 관한 것이다.

부영양화된 호수나 흐름이 느리거나 정체된 연못에 부유성 조류(식물 플랑크톤)가 대량 증식하여 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 녹조 현상으로 인한 1)착색 또는 스컴 형성, 죽은 물고기 등으로 인한 시각적인 불쾌감, 2)남조류 독소에 의한 인체 및 가축에 대한 위생, 3)생태계 파괴로 인한 토종 동물의 사멸 또는 서식처이동, 개체군의 변화, 먹이손실, 4)레크레이션 활동 및 여행의 제한으로 인한 지역 경제적손실, 농업용수, 산업용수 부족으로 인한 경제적 손실, 5) 남조류 독소에 의한 가축이나 야생동물의 폐사, 대량 증식한 조류의 분해도중 수중용존산소의 감소로 인한 물고기 및 수중생물의 폐사 등의 동물계에 미치는 영향, 6) 남조류 독소발생, 이취미(異臭味) 생성, 상수처리과정중의 여과지 폐쇄, 응집침전지저해, 과다염소처리로 인한 THM생성 등의 상수원에 미치는 영향 등이 문제시 되고 있다.

상기 녹조현상에 의해 유발되는 문제점중 최근에 가장 주목이 되는 것은 물 이용상에서 유독 남조류가 생산하는 독소 문제이다. 환경오염의 주범으로 꼽히는 녹조류를 방제하는 기술로 다음과 같은 방법이 사용된다. 첫째, 미생물을 이용하는 방법으로, 이는 바다에 서식하는 균에서 녹조류를 제거하는 특이유전자를 추출한 뒤 일반 미생물에 이식하여 활동력이 강한 새로운 종을 만들었다. 코미(KOMI)로 명명된 이 종은 왕성한 식욕으로 녹조류를 잡아먹기 때문에 녹조 오염지역에 1-2 pV살포함으로써 녹조류를 제거할 수 있다. 종래의 녹조 제거 미생물을 사용하여 녹조를 제거하는 경우에는 2개월 이상이 소요되지만, 코미는 40-50일간 활동하고 나면 생명이 끈어져 다른 미생물이나 어류의 먹이가 되기 때문에 2차 오염의 염려가 없는 것으로 보고되고 있다(엄재수, 한국미생물개발연구소). 둘째, 시중에 고시된 황산동, Earthtech 등의 약제로 방제하기도 하는데, 그 효과는 크지만 고가로 방대한 면적에 자주 사용하기에는 부담이 된다. 셋째, 응집, 침전, 여과, 활성탄 흡착법, 염소소독, 오존산화 등의 고도 정수처리기술이 또한 적용된다.

또한 최근 일본에서는 원생동물과 후생동물 그리고 세균이 혼재하는 생물막접촉산화법을 전처리 단계로 이용하여 정수 처리한 결과 90% 이상의마이크로시스틴(microcystin) 독소제거 효과를 얻는 것으로 보고된 바 있다.(Inamori et al.,1990).

그러나 상기 종래기술을 이용하는 경우, 방제하는데 장시일이 요구되며, 또한, 2차 오염물질을 제거하기 위한 경제적인 부담이 가중된다.

한편, 협죽도과 식물은 독성이 매우 강한 식물로 동물이 동물체중의 0.005% 정도의 소량으로 섭취하여도 치사량이 되는 것으로 알려져 있다(Turner and Szczawinski, 1999). 동물에 있어 협죽도과 식물의 독성징후는 메스꺼움, 심한 구토, 위경련, 현기증, 느린 맥박, 불규칙한 심장박동, 동공의 확장, 설사, 졸음, 혼수상태, 마비등으로 나타나고, 그 징후의 강약은 섭취량의 정도에 따라 다르게 나타나는 것으로 보고되고 있다.

이에 본 발명의 목적은 카디오액티브 글리코사이드(cardioactive glycosides), 올렌드로사이드(oleandroside) 및 네리오사이드(Nerioside)중 최소 1성분을 주성분으로 하며 녹조 현상의 원인이 되는 담수 조류의 방제용 협죽도과 식물 추출물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이드 및 네리오사이드중 최소 1성분을 주성분으로 하는 협죽도과 식물 추출물을 사용하여 녹조현상의 원인이 되는 담수 조류를 효과적으로 방제하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 견지에 의하면,

카디오액티브 글리코사이드(cardioactive glycosides), 올렌드로사이드 (oleandroside) 및 네리오사이드(nerioside)중 최소 1성분을 주성분하는 담수 조류 방제용 협죽도과 식물 추출물이 제공된다.

본 발명의 다른 견지에 의하면,

카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이 및 네리오사이드중 최소 1성분을 주성분하는 협죽도과 식물 추출물로 담수 녹조류(green algae)를 방제하는 방법이 제공된다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 부영양화된 호수, 물 흐름이 느린 하천, 및 소규모 정체된 조경용 연못에서 빈번히 발생하는 녹조 현상(green tide)의 원인인 담수 조류를 방제하는 새로운 협죽도과 식물 추출물 및 이용한 담수조류 방제방법에 관한 것으로, 협죽도과 식물의 꽃, 잎, 가지 및 뿌리등을 포함하는 각 기관에서 추출한 카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이 및 네리오사이드중 최소 1성분을 유효성분으로 하는 협죽도과 식물 추출물로 담수 녹조류가 단시간내에 효과적으로 제거된다.

담수 녹조류는 협죽도과 식물 추출물의 주성분으로 생명체의 대사를 차단하는 작용을 하는 카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이드 및 네리오사이드등 작용에 의해 제거되는 것으로 여겨진다.

협죽도과 식물 추출액은 식물중 유효성분을 추출하는 일반적인 방법으로 꽃, 잎, 가지, 줄기 및 뿌리를 포함하는 협죽도과 식물의 각 기관에서 추출된다.

물 및 알코올을 이용하는 어떠한 일반적인 추출방법이 이용될 수 있다. 알코올의 경우 유효성분의 추출이 빠르나, 비용이 증대된다. 물을 이용하여 추출한 경우 또한 알코올을 이용한 경우와 그 효과면에서는 동일하며, 본 발명에서는 다음과 같이 물을 이용하여 일반적인 수용성 추출법으로 추출하였다.

꽃, 잎, 가지, 줄기 및 뿌리등 식물의 각 기관에 녹조류 방제 유효성분인 카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이 및 네리오사이드 성분이 함유되어 있음으로 꽃, 잎, 가지, 줄기 및 뿌리등 협죽도과 식물의 각 기관을 자연건조 시킨다. 그러나, 자연건조된 협죽도과 식물에 함유되어 있는 수분함량이 다를 수 있고, 또한, 잔류 수분을 제거하기 위해 약 65-70℃에서 48-72시간 건조한다.

건조시켜 수분을 제거한 후, 2mm이하의 분말로 분쇄하고, 협죽도과 식물 분말 100g을 증류수 1500ml(범위로)에 넣고 24시간(범위로) 교반한 다음, 7일 동안 정치 시킨 후 여과하였다. 이 여과한 용액을 원액(추출액)으로 하고, 이를 적절한 비율로희석하여 제거하고자 하는 담수 조류에 적용한다.

이로써 한정하는 것은 아니지만 협죽도 추출액은 제거하고자 하는 담수 조류에 분무, 살포등 어떠한 방법으로 적용될 수 있다.

상기 협죽도 추출액은 녹조류를 방제하고자 하는 어떠한 적용처에 적용될 수 있으며, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 그 예로는 연못, 골프장 연못, 저수지, 상수원댐등을 포함한다.

상기 협죽도과 식물 추출물은 1000배 이하, 바람직하게는 400배 이하로 희석하여 적용처에 적용하는 것이 바람직하다. 희석율이 400배 이하와 같이 적을수록 방제효과가 우수하며 방제시간을 단축할 수 있다. 그러나, 1000배이하와 같이 희석비율이 큰 경우는 또한 방제에는 다소 시간이 걸리지만 경제적이다.

상기 협죽도과 식물로는 이로써 한정하는 것은 아니지만, 예를들어 협죽도(Nerium indicum), 만첩협죽도(Nerium indicumfor.plenum), 노랑협죽도(Nerium indicumfor.lutescens), 흰협죽도(Nerium indicumfor.leucanthum), 네리움 올렌데르(Nerium oleander) 등을 포함한다.

상기 협죽도과 식물 추출물을 적용하여 방제할 수 있는 녹조류로는 이로써 한정하는 것은 아니나,올복스(Olvox), 아나베아나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키나아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 코엘라스트륨(Coelastrum), 스케네데스무스(Scenedesmus), 니크로사이스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium),페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria),코엘라스트륨(Coelastrum),및클로스테리움(Closterium)을 포함한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 이로서 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

<실시예>

수질시료는 전남 승주군 골프장 내에 운영하는 6개의 연못에서 수질시료를 채취하였고, 수질시료에 생존하는 담수조류의 동정은 한국담수조류도감을 이용하여 동정하였다. 동정 결과 시료에 16여종의 담수조류가 존재하는 것으로 나타났고, 이들 조류에 대하여 수질시료 50ml에 협죽도과 식물 추출액을 대조구, 0.5,1,2,5,10ml씩 살포하여 추출액 농도 및 시간경과에 따른 담수 조류의 제거율(%)을 하기 표 1에 나타내었다.

협죽도를 다음과 같이 추출하였다. 먼저, 자생지에서 채집한 꽃, 잎, 가지, 줄기 및 뿌리를 포함하는 협죽도의 각 기관을 음지에서 자연건조시킨 후 70℃에서 48시간 건조시켰다. 건조된 각 기관별 협죽도과 식물 동일량을 분쇄기(micromil-K500)로 이용하여 2mm이하의 분말로 분쇄하였다. 그 후, 협죽도과 식물 분말 100g을 증류수 1500ml에 넣어 24시간동안 교반하고, 7일 동안 정치시킨 후 여과(filterpaper No-44)하였다. 이 여과된 추출액 원액을 상기 희석비율로 수질 시료에 적용하였다.

수질시료에 출현한 담수 조류 및 제거율

구분	담수 조류(16종)
수질시료	Volvox, Anabaena, Synedra, Cosmarium, Staurastrum, Golenkinia, Eudorina, Coelastrum, Scenedesmus, Microcystis, Trachelomonas, Peridinium, Pediastrum, Oscillatoria, Coelastrum, Closterium
살포량시간	규준	0.5ml(1,500X)	1ml(750X)	2ml(375X)	5ml(150X)	10ml(75X)
1 min. 후제거율	0%	0%	0%	30%	95%	100%
30 min. 후제거율	0%	0%	10%	80%	100%	100%
1 hr. 후제거율	0%	0%	15%	90%	100%	100%
2 hr. 후제거율	0%	0%	20%	100%	100%	100%

{0.5~10ml(살포량)/50ml(수질시료)}

상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이 및 네리오사이드중 최소 1성분을 주성분으로 하는 협죽도과 식물 추출물을 이용한 농도와 시간대별 담수 녹조류(green algae) 제거율을 보면 협죽도과 식물 추출물을 375배 이하로 희석하여 적용하는 경우, 16종의 담수조류가 100% 제거되는 효과를 나타내었다.

따라서, 본 발명의 방법으로 담수에 수화(water blooming)를 일으키는 원인이 되는 담수조류를 빠른시간 내에 효과적으로 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 협죽도과 추출물은 생분해성이므로 종래 약품처리에 의한 방제시 나타내는 난분해성 물질의 생물내 농충 및 이에 의한 토양 오염등의 2차 오염 문제가 없는 것이다.

본 발명의 협죽도과 식물 추출액을 이용한 담수조류를 제거방법은 경제적일 뿐만 아니라, 환경친화적이며 인체에 무해한 것으로 수질관리에 효과적이다.

Claims

카디오액티브 글리코사이드(cardioactive glycosides), 올렌드로사이드 (oleandroside) 및 네리오사이드(nerioside)중 최소 1성분을 주성분하는 담수 조류 방제용 협죽도과 식물 추출물.
제 1항에 있어서, 상기 협죽도과 식물은협죽도(Nerium indicum), 만첩협죽도(Nerium indicum for. plenum), 노랑협죽도(Nerium indicum for. lutescens), 흰협죽도(Nerium indicum for. leucanthum),및네리움 올렌데르(Nerium oleander)로 구성되는 그룹으로 부터 선택됨을 특징으로 하는 추출물.
카디오액티브 글리코사이드, 올렌드로사이드 및 네리오사이드중 최소 1성분을 주성분하는 협죽도과 식물 추출물로 녹조류를 방제하는 방법.
제 3항에 있어서, 상기 협죽도과 식물은 협죽도(Nerium indicum), 만첩협죽도(Nerium indicumfor.plenum), 노랑협죽도(Nerium indicumfor.lutescens), 흰협죽도(Nerium indicumfor.leucanthum), 및 네리움 올렌데르(Nerium oleander)로 구성되는 그룹으로 부터 선택됨을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서, 상기 녹조류는올복스(Olvox), 아나베아나(Anabaena), 시네드라(Synedra), 코스마리움(Cosmarium), 스타우라스트륨(Staurastrum), 골렌키나아(Golenkinia), 에우도리나(Eudorina), 코엘라스트륨(Coelastrum), 스케네데스무스(Scenedesmus), 니크로사이스티스(Microcystis), 트라첼로모나스(Trachelomonas), 페리디니움(Peridinium),페디아스트륨(Pediastrum), 오실라토리아(Oscillatoria),코엘라스트륨(Coelastrum),및클로스테리움(Closterium)을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 3항 내지 5항중 어느 한항에 있어서, 상기 협죽도과 식물 추출물을 1000배 이하로 희석하여 조류에 적용함을 특징으로 하는 방법.
제 6항에 있어서, 상기 협죽도과 식물 추출물을 400배 이하로 희석하여 조류에 적용함을 특징으로 하는 방법.