KR100990925B1 - 철강재(鐵鋼滓 : Slag)로 흙과물과 바다 생태계 보존 및적조 발생 방지재. - Google Patents

Abstract

본 발명은 철강 부산물을 재생처리하여 바다의 적조 및 청조 발생을 방지하고, 오염물질을 제거함으로써 수생태계를 복원하는 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제철소 고로 공정(산성로재) 및 제강 공정(염기성로재)에서 발생되는 슬래그(Slag)를 혼합, 분쇄 및 에이징(Aging) 처리하여 CaO 30∼50중량％, MgO 3∼10중량％, SiO₂ 15∼35중량％, Al₂O₃ 2∼15중량％ FeO 1∼18중량％, MnO 1∼6중량％ 및 분산제 1∼5중량％와 기타 불가피한 성분을 포함시킨 분말로 제조하고, 상기 분말의 입도를 10mm이하, 10 ~ 50mm 또는 50 ~ 80mm의 규격별로 분류하여 오염되거나 오염될 우려가 있는 바다 물속 또는 갯벌이나 부유물이 잠재된 지역에 각각 요인에 따른 규격별로 살포함으로써, 환경비료로 작용하면서 해조류 생성을 촉진시키고, 환경오염 및 적조 발생을 방지할 수 있도록 하는 수생태계 복원방법에 관한 것이다.

Description

철강재(鐵鋼滓 : Slag)로 흙과물과 바다 생태계 보존 및 적조 발생 방지재.{omitted}

본 발명은 바다 생태계 보존에 따른 제반 관리규정에 의하여 문제시되던 가스(gas), 입자상 물질, 악취 등 수질 오염의 원인물질을 제거하기 위한 환경오염 및 적조 방지제, 및 이를 이용한 수생태계 복원방법에 관한 것이다.

본 발명의 수생태계 복원방법은 PH, BOD, COD, SS, n^-Haxan, CN, Cu등을 측정하여 이의 양에 따라 적절히 대처하면 PH, DO조정 및 SV30, MLSS, SV1 등의 처리에도 효과를 낼 수 있다.

수질오염에는 여러 가지 원인이 존재하지만 그 중에서도 생화학적 산소 요구량에 문제가 되는 요인으로는 하천, 호수, 해역 등의 자연수역에 도시하수나 공장폐수가 방류되어 그 중 산화되기 쉬운 유기물질들이 자연수질을 오염시키는 것이다.

이러한 수중의 유기물질을 분해하는 호기성 세균이 산화되면서 발생되는 것이 바닷물을 오염 시키며 부식성 및 분식성의 동물 균류 세균류 등의 부생 생물들이 여기에 속한다.

최근 우리나라 근해에서는 이런 것이 반복 되면서 봄부터 가을(3월 ∼9월)까지 적조가 발생되어 많은 피해를 보고있다. 또 자연속의 물 처리계를 살펴보면 물 속의 불순물량이 과량이 아닌 한 물의 순환과 미량 유기체의 작용에 의해 자연적으로 일어난다.

철의 녹은 기체와 휘발성 기체와 불순물은 얕은 물로 흐를 때 물에 섞인 공기에 의해서 씻겨 나가며 고체는 조용한 연못과 호수에서 침전되며 흙을 통해 새어 나올때 여과되고 높은 농도의 녹은 이온을 가진 물보다 많은물에 도달할때 희석된다.

많은 물속의 박테리아나 다른 미량의 유기체는 살아 있거나 죽은 동식물의 부산물을 병합하며 주로 산소,수소,질소,황,인등을 포함하는 유기 분자는 미량 유기체에 의해 간단하고 무해한 분자나 이온으로 파괴된다 산소의 존재 하에서 박테리아에 의한 유기물 분해를 호기성분해(Aerobic Drcomsition)라고 한다.

C,N,O,H,S,P,를 포함한 유기분자

CO₂ ,H₂ O, NO₃ ,SO₄ ,HPO₄ ,H₂ PO₄ ,로 존재하는 모든 유기물질을 분해 하는데 충분한 산소가 존재하는 모든 유기물질를 분해 하는데 충분한 산소가 존재 하는한 미량의 유기체는 물을 깨끗하고 맑게 유지 할수 있다

또 산소가 중단 되거나 호기성 분해가 따를수 없는 정도로 유기 물질의 공급이 증가한다면 격렬한 변화가 일어나게 되어 산소 의존 박테리아는 죽고 어떤 박테리아는 O₂ 대신 NO₃ 와 같이 산소를 포함한 음이온으로 바뀌며 산소가 없는 조건을 필요로 하는 혐기성 박테리아가 번창한다.

산소가 없이 박테리아에 의해 분해 되는것을 혐기성 분해(Anaerobic Decom- position)라고 하며 생성되는 물질은 호기성에 있어서 생성물과 같이 간단하나 훨씬 기분이 좋지 않은 것들이다.

이들 C,H,O,N,S,P,를 포함한 유기물

CH₄ ,NH₃ ,NH₄ ,H₂ S,HPO₄ ,H₂ PO₄ ,는 가끔 PH₃ 혐기성이 된 물에서는 기체방울을 볼수 있으며 공기 중에서 유화수소(H₂ S)의 특징인 썩은 계란 냄새가 나고 때때로 포스핀(PH₃ )의 냄새로 섞여 있어 유독하다.

이때 물은 검게 보이고 끈끈한 물질로 가득 차며, 혐기성으로 변해버린 호소나 연못의 고기 또는 산소를 소비하는 것들은 마침내 죽게 된다.

이런 불량 요인인 부영양화(Eutrophication)를 제거함이 필요로 한다.

즉, 부영양화란 호소나 바다에 영양물이 풍부해지고 이에 따라 유기침전물이나 수상 침전물로 점점 채워지는 자연적인 과정이 일어나는 것을 말한다.

이의 발생 방지를 위하여 바다 물에 질소, 인의 부하규제와 유기오염니와 자극물질(유기물, 중금속, 수질 저해 물질)을 제거하고 천해 매립을 제한하는 등 다양한 방지대책을 세우고 피해 방제를 위하여 황토 살포등 활동을 하고 있으나, 매년 반복 발생되어 수산업에 많은 피해를 주고 있다.

이러한 문제점을 개선키 위해 본 발명자는 여러 측면으로 실행 실습한 결과 철강 산업 부산물 중에 함유된 미립 화학원소들을 활용하여 자연 생태계를 보존하고 바다 오염방지로 어패류가 서식 증산 되며 양식장의 피해가 없도록 하고 또한 적조 및 청조 발생을 방지하는데 그 목적이 있다.

철강 산업 부산물의 화학조성을 보면 일반 슬래그(Slag)는 석회(CaO) 및 실리카(SiO₂ )의 2성분을 주성분으로 하고 있으나 이외 고로 슬래그는 알루미나(Al₂O₃), 마그네시아(MgO)가 있으며 전로 슬래그는 산화 제일철(FeO), 산화 마그네시아(MgO), 산화망간(MnO)등을 함유하고 있다.

이것들은 상황에 따라 일반 지각과 같은 암석광물 등으로 구성되어져 있으며 화학 조성은 일반적인 추적암에 따라서 포틀랜드 시멘트류와 같다.

슬래그(Slag)의 주성분중의 CaO는 물에 용출되어 시멘트나 콘크리트와 동종인 알칼리성이다. 또 고온의 용용 상태에서 취출되므로써 유기물은 일체 함유치 않은 것이 특징이다.

본 철강부산물을 규격별, 지각별 구분하여 (10mm이하, 10∼50mm, 50∼80mm이하 및 갯벌엔 활성도100이상 처리등)시험 사용한 결과 저질개선으로 갯벌 중에 인(P)제거 및 류비가 제거됨을 확인 되었다.

조장어초로 괴상 슬래그를 사용함에 따라 공극어초가 형성되고 갯벌 위의 형성 슬래그에 잡초가 육성되고 어장도 형성됐으며 문제의 회백으로 비표면적이 감소됨에 따라 pH문제, 회벽 및 슬래그내 간극이 확보됨에 따라 갯벌 내 생물의 생존유지와 지표면 고결의 회백장치 및 슬래그 투입 살포 시 탁한 오염도 없어졌다.

10mm이하 분쇄 후 여과 처리재로 사용한 결과 규격이 균일하고 강도가 모래보다 높고(균등계수:1.22, 모래 1.64) SS및 유기물 제거율이 뛰어나며 색도 제거율 및 영양물질 제거 효과도 뛰어난 것을 확인하였다.

한편, 적조는 고염분에서 유해성 적조(코클로디니움)생물이 발생하던 것이 저염분에서 무해성 적조로 변해가는 추세에 있다는 보고서도 나와있다.

적조 발생 플랑크톤 상 형성의 학설들에 많은 연구 검토가 되고 있고 연안별 분석 보고된 것은 대부분 편모조류의 식물성 플랑크톤 원생 동물인 것으로 밝혀지고 있다.

이런 해역에서 발생되는 적조인자인 코클로디니움의 처치를 위하여 황토를 뿌리고 있다는 것도 이미 알려져 있다.

적조 발생 원인은 인산(PO₄ ^3-)의 농도저하 및 청조의 주원인인 황화수소(H₂S)의 고정에 있으며 이에 따라 철강 슬래그(Slag)는 청조, 적조 방지에 효과가 기대되며 철강 강재는 고열물에서 추출되므로 중금속 및 유기물질은 함유치 않은 것이 밝혀져 있다.

또 적조는 우리나라의 동, 남해안에서 발생되며 서해에서는 발생이 거의 없다. 이는 황토질과 같은 점토물질의 갯벌을 유지하고 있기 때문이며 동, 남해해역에서도 1980년대 이전에는 발생되지 않았으나 이후 산에는 나무가 잘리고 토양은 산성으로 변하면서 비가와도 황토물이 아닌 산성비가 내리고 흐르면서 바다도 오염은 더욱 심하게 되었다. 또한 1980년대는 하절기에만 발생하였으나 지금은 봄부터 가을까지 발생되며 진해, 마산만 부근에서 먼저 발생되고 있다.

이의 기본이 육지로부터 5km이내의 바다 바닷물의 깊이 20∼30m이내의 얕은 곳 (태양열의 전도에 변천이 가능한 곳의 높이)에서 발생하여 풍랑에 따라서 넓게 변천한다.

이것을 정화시키는 주가 되는 것이 점토질의 흙이다. 이 점토질의 유래를 보면 암석광물의 풍화변성작용에 의해 생성된 미세 입자의 집합체이며 습할 때는 점성과 가소성이 있어 이름을 부쳤다고 한다. 주로 2㎛이하의 미세한광물 입자가 주류인 점토광물질은 수산화철(Fe(OH)₂), 산화철(FeO), 수산화알루미늄(AI₂(OH)₃)), 석영(SiO₂), 수화물(AI₂O₃·nH₂O), 철질, 유기질, 제올라이트 등을 함유하고 있다.

*제올라이트 화학조성 : WmZnO₂n·SH₃O(W=Na, Ca, K, Ba, Sr, Z+Si+AI(Si;A;)＞ 1 )

알칼리 금속 이온을 2∼3가의 금속이온으로 대표적인 것이 방비석(입방결정계), 어안석(정방결정계), 능비석(삼방결정계), 소다비석(사방결정계), 휘비석, 속비석, 탁비석(단사결정계)등으로 염기성 화성암의 공통이나 맥이며 알칼리성을 겸하고 있다. 이것이 생태계 보존 및 방지제로 사용되고 있다.

이에 따라 유기침전물이나 수상 침전물로 점점 채워지는 자연적인 과정이 일어나는 것을 말한다.

따라서 물을 살릴 수 있는 특성을 살펴보면,

(오염물질의 형태)

① 오염물질들은 3가지가 있는데 그 중 주범 3가지와 열적 오염 3가지, 물의 세기 3가지가 있다.

이 문제들을 살펴보면 주범은 인간이나 동물을 해치는 물질과 물의 산소량을 감소시켜 혐기성 분해를 일어나게 하여 수생 생물을 죽게 하는 물질과 강과 호소, 바다의 자연을 해치게 한 간접적인 해를 끼치는 물질 등이 있다.

열적으로는 저온에서 생태계를 죽게 하는 것과 높은 온도에서 대사 속도를 높여 산소비가 높게 하는 것, 그리고 산소를 용해되게 해서 해치는 경우가 있다.

따라서 물의 세기를 살펴보면 일시적인(Tempory) 즉, 탄소(Carbonate) 세기(Hardness)는 센물에 있는데 이는 HCO

의 존재이고 끓이면 탄산가스가 증발하고 보일러 비늘(Boiler Scale) 이 발생되게 하는 것을 보면

M^2＋ ＋ 2HCO_{3- →} MCO₃(s) ＋ CO₂(g) ＋ H₂ O(ℓ)로 형성되어 진다.

이 경우의 역행으로 영구(Permanent) 즉, 비탄산(Noncarbonated) 세기(Hardness)는 센물에 있는 황산이온과 다른 이온 때문이며 끓여도 침전되지 않게 된다.

따라서 센물의 세기 이온을 제거하는 단화물(Water Softening)은 센물의 두형태에 대해서 여러 가지가 있으나 몇 가지를 살펴보면

첫째, 세탁소다(Na₂O₃·1OH₂O)를 넣어 썼을 경우 칼슘이온은 다음 반응에 의해 제거됨을 볼 수 있다.

Ca^＋＋ ＋ CO^-- → CaCO₃(s)

또 촉진제의 한 기능은[CaP₃O₁₀]

와 같은 이온을 형성하는 것이 분명하다.

둘째, 침전되지 않은 이온을 다른 이온들과 대치하는 과정을 이온교환(IonExchange)이라고 하며 천연 비석(Zeolite)과 같은 합성 물질이 사용되며 복잡한 나트륨, 알루미늄, 규소염, 인, 비석은 음이온으로 하전된 알루미노 규소염의 골격과 입구에 나트륨 이온을 가진 삼차원 열림 구조를 가지고 있으며 센물이 비석관을 통과할 때 물에 존재하는 Ca^2＋, Mg^2＋ 및 Fe^2＋ 이온이 Na^＋ 이온과 비교되어 액상으로부터 제거됨을 볼 수 있다.

M^2＋ ＋ 2NaZ(s) → 2Na^＋ ＋ M(Z)₂(s) ( Z = 비석의 음이온)

이런 교환능이 소멸되면 관을 통해 진한 염산 나트륨 용액을 통과시켜 비석을 재생할 수 있는데 그 때는 위의 역반응이 일어나서 관을 더 사용할 수 있게 된다.

따라서 SO₄

처럼 음으로 하전된 기나 NH^3＋처럼 양으로 하전된 기로 결합된 골격을 보유한 전자는 Na^＋와 H^＋와 같은 양이온에 의해 후자는 OH^- 와 같은 음이온 교환수지(물론 H₂O의 이온화 평형에서 존재하는 H^＋와 OH^-이온을 제외한)인 것이 제거된 물을 탈염수(Deionized Water)라고 한다.

특히 석회 소다 과정(Lime-Soda Process)이라 불리는 방법은 수화된 석회와 소다를 첨가하여 다음과 같은 반응에 의해 불용성의 칼슘, 마그네슘 및 탄산염을 제외한다.

Ca^2＋ ＋ 2HCO₃ ^_ ＋ Ca(OH)₂(s) → 2CaCO₃(s) ＋ 2H ₂O(ℓ)

Mg^2＋ ＋ Ca(OH)₂ ＋ Na₂CO₃(s) → Mg(OH)₂(s) ＋ CaCO₃(s) ＋ 2Na^＋

이처럼 4가지로 분리조작이 포함되어 지고 있다.

이렇게 얻은 물은 약간의 CaCO₃과 Mg(OH)₂가 용액으로 남아있기 때문에 세기가 완전히 없는 것은 아니며 이 과정은 아주 심한 센물을 정제하는 데만 사용된다.

이러한 역할을 철강 부산물인 슬래그(Slag) 중에 함유되어 있는 염기성 화학 조성물에서 이뤄지고 있어 흙과 물과 바다는 살아나고 해변에는 해초류와 어패류의 발육 서식 성장이 되고 적조,청조류와 같은 플랑크톤류 등은 발생되지 않게 되며 유기원소들에 의한 생태계 보존과 환충류들의 서식을 돕는 역할등의 특성을 갖게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 1,600∼1,650℃ 범위의 고온에서 취출된 철강 부산물을 혼합, 파쇄, 선별 및 에이징(Aging) 처리하여 염기성재로서 CaO 30∼50중량％ 및 MgO 3∼10중량％, 산성재로서 SiO₂ 15∼35중량％, Al₂O₃ 2∼15중량％ FeO 1∼18중량％ 및 MnO 1∼6중량％, 및 분산제 1∼5중량％를 포함하는 분말로 제조하여, 이를 오염된 바다 또는 환경오염 지역에 살포함으로써, 적조를 방지하고 수질오염을 제거함으로써 수생태계를 복원하는 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
일반적인 적조 방지재로 사용되는 황토는 그 구성성분의 대부분이 산성재로 이루어져있음에 비해, 본 발명의 철강 부산물 분말은 염기성재가 ＜CaO 30 ∼ 50중량％와 MgO 3 ∼ 10중량％ = 33∼ 60중량％＞ 정도로 함유되어 있음을 특징으로 하며, 해수 수산화 화합물인 Ca(OH)₂ 와 Mg(OH)₂ 로 생성되어 Ca이온 및 Mg이온과 OH^- 이온으로 해리되는 특성에 따라 저질의 유기물질을 제거되고 적조 먹이는 불활성염으로 만들어져 침강되어 저생 생물들의 먹이가 되며 환충류 서식에 따른 갯벌은 개질되는 것 등의 생태계 보존 역할을 하는 특징을 가진다.

구체적으로 CaO에 의해서 인산칼슘＜ Ca₃ (PO₄ )₂ ＞, 인산수소칼슘 ＜ CaHPO₄ ＞, 인산이수소칼슘 ＜ Ca(H₂ PO₄ )₂ ＞등에 의해 적조 요인은 제거된다

인산염은 인산이온 ＜PO₄

＞의 화합물 ＜일수소염,이인산염,이수소염,메타인산염＞은 인산칼슘＜Ca(PO₃ )₂ 으로 변화 하지만 녹는데 적염은 녹지 않는다

또 P₃ O₁₀ ^5- ＋ 2H₂ O → 2HPO₄

＋ H₂ PO₄ ^- ＜인산염은 부영양화의 지연과정을 촉진 시키는 식물의 영양분이 된다＞ 코클로디니움과 같은 적조요인의 세균류는 발생되지 않고 잔류한 세균류도 환충류의 먹이가 되어 없어진다

또 인은 우리 인체 내에서 ＜성인남자 :약 700g. Ca:1,200g 다음으로 많이 갖고 있다＞ 세포 내외의 여러 가지 형태로 존재하며 생리 작용과 효소 System의 보조 인자로 작용하며 당질 지방질 및 단백질 대사에 필수적 작용으로 쓰이고 있어 동,식물에 필수 bio공학적 원소로 중요하다.

황화수소는 2H₂S ＋ 3O₂ → 2H₂ O ＋ 2SO₂ ＜물과 이산화황 ＞와 또 황과 수소화합물과 황화철 및 산을 작용하여 얻은 독한 가스 ＜아황산까스＞로 발생하기도 한다 이의 H₂S =유화수소＜물에 녹는 약산성을 띠며 물에 녹고 알칼리에 분해되기도 한다＞

삭제

2SO₂ ＋ O₂

2SO₃ 는 공기 중에서 생성되고 SO₃ ＋ H₂ O → H₂ SO₄ . 2CaCO₃ ＋ 2SO₂ + O₂ → 2CaSO₄ ＋ 2CO₂ 로 Ca와 만나서 황산칼슘으로 바꿔져서 동,식물의 먹이가되어 소멸된다. 따라서 적,청조류의 발생이 방지된다

SO₄

처럼 하전된 기나 NH^3＋ 처럼 양으로 하전된 기로 결합된 기로 결합된 골격을 보유한 전자는 Na^＋와 H^＋ 로 같은 양이온에 의해 후자는 OH^- 의 음이온교환 수지로서 분해되어 지기도하여 적,청조류의 생성 또는 번식을 예방 방지하게 된다

SiO₂ 및 CaO의 물질에 대한 작용 및 효과.

SiO₂ ＋ 2O₂ = SiO₄ ^{4 -} ＜ 착이온 형성 O

＞ 및

CaO = Ca^2＋ ＋ O

＜산소 이온 발생 O

＞로 응집력 강화와 산화물질로서 흡착성에 따른 포집 과정과 용존 산소 발생량 등을 조정하게 되고

또 CaO, SiO₂ = ＜ 점토질 중성재로서 존재 ＞ → 이는 에트린자이트 지연등과 결합성을 강화 시키고 또 산소 형성및 산화(산성질)질을 염기성(중성질)질로 조성 되어지고 발생되는 알칼리성에 의해 바닷물과 갯벌을 개질 정화 시켜 식물성 플랑크톤과 미역과에 속하는 물풀 (해초류)들이 서식 성장하게 되어 갯벌에서 환충류들이 생존케 되어 어류 및 어패류의 서식으로 생태계를 보존케된다

또 MgO, MnO ＜염기 알칼리성 광물질＞에 의한 수화 작용도 촉진시켜 알칼리성 탄산염인 2NaO,SiO 와 3NaO,SiO 및 K₂ O,SiO₂ 등의 조성으로 바닷물속의 정화 생성을 돕게되어 해초류 서식과 어류 산란으로 생태계를 보호및 보존하게 되는 특징을 나타 내고 있다

CaO, MgO의 물질에 대한 작용과 효과에서는 술하였지만 산성화된 갯벌과 혼 련중에 수산화 마그네슘＜ Mg(OH)₂ ＞이 적조 방지는 물론 해수 ＜갯벌＞의 잔류 스러리(Slurre)에서의 생성이 ＜Mg(OH)₂ 와 Ca(OH)₂ 와의 90％ 이상 형성 작용되며 생태계 보존이 그 특성의 요지이다 해초류 (식물성)염록소 구성원의 필수재이며 인산 처리의 주역자 역할을 한다

CaO 및 MgO와 SiO₂ ,Al₂ O₃ 등 제 원소 구성원들의 역할

CaO ＋ H₂ O → Ca(OH)₂ → Ca ＋ O₂ ＋ H₂ ＜수산화 칼슘＞과

MgO ＋ H₂ O → Mg(OH)₂ → Mg ＋ O₂ ＋H₂ ＜수산화 마그네슘＞으로 수산화 칼슘은 불순물로서 존재 하지만 Mg, Si ,FeO등의 활력을 돕기도 한다는 전술의 MgO,MnO와 CaO,MgO에서 설명과 같고 또 이온 결정으로는 Ca^2＋의 평활근의 수축활동이 중요한 역할과 동맥 확장에 쓰임을 받는 bio산업 에서도 제역할을 하고 있으며

또 Ca(OH)₂ 의 염기성으로 공존중 OH^-의 분리시킨 산화물은 구조상 O₂

를 포함한 것을 과산화물 O₂ ^- 등을 함유한 초산화물 O₃ ^-(오존)를 화합물로 생성 존재 하기도 한다

이에 따라 Ca ＋ O₂ ＋ H₂ 로 분해를 도와 용존 산소 발생 조정이 다음과같다

Ca(OH)₂ ＜수산화 칼슘＞ Mg(OH)₂ ＜수산화 마그네슘＞ Fe(OH)₂ ＜수산화철＞등은 바다나 내륙(흙)의 생성물인 동,식물의 염록소 구성원의 필수재가 되고

또 철강재는 SiO₂ ＋CaO＋Al₂ O₃ =고령토＜Al₂ Si₂ O₅(OH)₄ ＞는 광물질이 녹아서 조성됨과 같이 핵이 조성되어 씨앗으로 번성하여 생물체 이끼류가 생성하게 되고 알칼리성이며 규산염, 황산염, 염화물 등으로 갯벌이 규조토가 되고 바닷물도 정화되어 해초류 어패류 어류들의 번식 산란을 돕는 생태계가 살아나기도 하며

또 Ca는 악취를 제거 하고 녹농균이나 모락셀라균의 먹이를 생성시키고 아미노산과 질소 화합물을 먹고 암모니아와 트리메틸아민산과 황화수소를 내 놓게 되며 이때 S,P,H,O,N,C,가 모두 유기분자로써 미랑의 유기체는 (세정역활과 유기체 생성 동작케 한다) 흙과물을 깨끗하게 한다

또 수질저해 요인 ＜N,P의 규제와 유기오염니 자극물제거 등)제거 처리 등의 특징으로 흙과물과 바다의 생태계를 조성 보존과 적조,청조 발생 예방 및 방지재를 그 기술적 요지로 한다.

하나의 양태로서, 본 발명은 1,600∼1,650℃ 범위의 고온에서 취출된 철강 부산물을 혼합, 파쇄, 선별 및 에이징(Aging) 처리하여 염기성재로서 CaO 30∼50중량％ 및 MgO 3∼10중량％, 산성재로서 SiO₂ 15∼35중량％, Al₂O₃ 2∼15중량％ FeO 1∼18중량％ 및 MnO 1∼6중량％, 및 분산제 1∼5중량％를 포함하는 분말로 제조하되, 상기 분말의 입도를 0 초과 10mm이하, 10 ~ 50mm 및 50 ~ 80mm의 규격별로 제조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 환경오염 및 적조 방지제에 관한 것이다. 이때, 본 발명의 상기 분말의 조성은 바람직하게는 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 33~42중량%, MgO 5~7중량%, SiO₂ 18~22중량%, Al₂O₃ 6~8중량%, FeO 8~10중량%, MnO 2~5중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 1~5중량%를 포함하도록 할 수 있다. 또한, 가장 바람직하게는 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 36중량%, MgO 6중량%, SiO₂ 20중량%, Al₂O₃ 7중량%, FeO 9중량%, MnO 3중량%, 및 분산제 5중량%를 포함한다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 환경오염 및 적조 방지제를 오염된 바다 또는 환경오염 지역에 살포함으로써, 적조를 방지하고 수질오염을 제거함으로써 수생태계를 복원하는 방법에 관한 것이다.
구체적으로, (a) 1,600∼1,650℃ 범위의 고온에서 취출된 철강 부산물을 혼합, 파쇄, 선별 및 에이징(Aging) 처리하여 분말로 제조하되, 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 33~42중량%, MgO 5~7중량%, SiO₂ 18~22중량%, Al₂O₃ 6~8중량%, FeO 8~10중량%, MnO 2~5중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 1~5중량%를 포함하도록 제조하는 단계; (b) 상기 분말의 입도를 0 초과 10mm이하, 10 ~ 50mm 및 50 ~ 80mm의 세 가지 규격으로 분류하고, 상기 분말의 입도가 0 초과 10mm이하인 경우 활성도가 100이상이 되도록 분말의 입도를 미세화하여 분말 입자를 규격화하는 단계; (c) 상기 분말의 입도가 0 초과 10mm이하이면서 활성도 100 이상을 가지는 분말을 하수구 주변이나 적조발생 오염지역에 살포하고, 분말의 입도가 10 ~ 50mm인 분말을 수심 10m 이내의 오수 및 오염물질이 유입되는 지역주변에 살포하며, 분말의 입도가 50 ~ 80mm인 분말을 수심 10m 이상의 깊은 곳이나 오염물질이 산적된 곳에 살포하는 단계로서, 상기 살포는 갯벌은 1㎡ 당 300 ~ 500g, 바닷물은 1㎡ 당 500 ~ 800g, 폐수 및 부유물이 침적된 지역은 1㎡ 당 1 ~ 2㎏로 살포되도록 하는 단계; 및 (d) 상기 분말의 SiO₂ 및 Al₂O₃ 성분은 적조 발생균인 코클로디니움류를 포집 응결 및 침전시켜 환충류의 먹이로 이용되도록 하고 악취를 포집하며, 상기 SiO₂, CaO, MgO, MnO 및 FeO 성분은 인산 및 황화수소를 흡수 및 분해시키고, 수질 및 토양을 알칼리화하여 개질하며, 식물의 엽록소를 구성하고 산화 및 환원효소를 활성화시켜 식물성 신진대사를 증진시키며, 상기 분산제의 CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분은 상기 분말을 수중에서 분산 해리시켜 분말의 반응 표면적을 극대화하고 해조류 증식을 촉진함으로써, 적조를 방지하고 오염물질을 제거하는 단계를 포함하는 수생태계 복원방법에 관한 것이다.
본 발명의 상기 철강 부산물 분말은 CaO 33~42중량%, MgO 5~7중량%, SiO₂ 18~22중량%, Al₂O₃ 6~8중량%, FeO 8~10중량%, MnO 2~5중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 1~5중량%를 포함하도록 하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 CaO 36중량%, MgO 6중량%, SiO₂ 20중량%, Al₂O₃ 7중량%, FeO 9중량%, MnO 3중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 5중량%를 포함하도록 제조한다. 이러한 조성을 가지는 경우, 수중에서 오염부유물 흡착 정도가 증대되어 신속한 오염물질 처리가 가능하며, 분말이 응고되지 않고, 적절히 분산해리될 수 있으며, 적조방지 및 오염제거 효율이 높은 특징을 갖는다. 특히, CaO와 MgO의 함량비는 6:1이 되도록 조절하는 것이 바람직한데, 이러한 비율에서 벗어날 경우 식물성 신진대사 엽록소 구성요소에 이상이 발생할 수 있고, 이상은 불순물질 흡착 포집 용존산소 발생 불안전 등의 원인이 될 수 있다.
또한, 상기 단계 (a)에서 철강 부산물로부터 분말 제조시 불가피하게 함유되는 미량의 원소들로서 C, N, O, H, P 및 S를 함유할 수 있는데, 이러한 성분은 유기체 생성을 보조하여 수질 및 토양을 정화시킬 수 있는 특징을 가진다.
본 발명에 따른 철강 부산물 스래그(Slag)류의 화학조성을 살펴보면 다음과 같다.

[표 1]철강 Slag류의 화학조성

[표 2] 해역수질 환경관리 기준

∴CN, 유기인,Hg, PCB(폴리클로리 네이트브 비페닐) 검출불가

[표 3]Metal 제거 후의 Slag 성상

[표1]과 [표3] 에서의 경우는 고로 슬래그, 전로 슬래그의 혼합 파쇄 처리한 후 성상을 참고로 도시하였으며, 이의 용출시험은 철강 폐기물과 시멘트류와 결정결합시켜 실시한 결과는 다음과 같다.

유해 중금속의 용출 : 시멘트류/폐기물량을 최악의 조건에서 결과를 얻기 위해 함수율 :65％,강열감량 :35％로 결합 양생한 결과 pb, Cu, As, Hg, Cd, Cr^6＋,CN, S 등의 용출결과, 미립 핏치(pitch)류 관계로 결합 강도에 따라 용출되었으나 강도가 5kg/㎠ 이상에서는 용출되지 않았으며 또 pH의 경우 10일 때 28.0kg/㎠ 의 강도가 나왔고, 11일 때 30.0kg/㎠ 의 강도가 나왔다.

이를 교정키 위해 시멘트 (0.4) ＋ 황산반토(0.05)＋규산소다(0.05)로 배합시험한 결과 pH7일때 29Kg/㎠ ,10일 때 30Kg/㎠ 의 강도가 나왔고 본 괴재 슬래그관계로 중금속 용출은 없었다. 또 이의 특성을 알아보기 위한 기본보다 먼저 제철산업 폐기물과 시멘트의 대표적인 수화반응식을 살펴보면 다음과 같다.

시멘트의 경우

C₃S ＋ (2.5^＋n)H → C_1.5 ^＋nSH7^＋ _m ^＋n ＋ (1.5^-m)Ca(OH)₂ ------①

C₂S ＋(1.5⁺ⁿ)H → C_1.5 ^＋mSH7^＋ _m ^＋n ＋ (0.5^-m)Ca(OH)₂ ------②

2C₃A ＋ 27H → C4AH₁₉ ＋C₂AHg ------③

C₃A ＋ 26H → ₃(CS₂H) → [C₃A(CS)₃H₃₂] ------④

함철류의 경우

C₅AS₃ ＋ 2C ＋ 16H → C₄AH₁₃ ＋ 3CSH ------⑤

C₅AS₃ ＋ 2CS ＋ 76/3H → 3CSH ＋ 2/3[C₃A(CS)₃H₃₂＋ 2/3A(OH)₃ --⑥

여기서 C: CaO, A; Al₂O₃, S : SiO₂ CS :CaSO₄ 이다.

따라서 철강 폐기물(pitch류)을 시멘트류와 결정결합시켜 강도가 30kg/㎠ 이상만되면 중금속류의 유출방지 되는 사실을 이미 알려져있다.

즉, 철강부산물인 선강 괴재(괴슬래그)는 염기성으로 금속원소와 혼합성, 결 합성, 치밀성이 강하다. 따라서 함유원소들이 바닷물이나 갯벌에 유입되면 지표상의 부유 물질류를 농축 침전시켜 정화작용을 하게 된다.

오염물질 정화능력이 염습지에 비해 15∼200배 우수하다는 것을 간척지 염습연구지에서 발표한 바 있으며 우리나라 서해안 땅은 질소와 인 정화능력이 우수하다는 연구결과를 목포대 생물학과 임병선 교수팀에서 '98년2월5일 서울신문에 공개한 바 있으며 철강 혼합괴재 및 황토질의 화학조성은 다음과 같다.

[표 4] 철강혼합괴재 화학조성

[표 5] 황토질 화학조성

※ 바닷물의 함유원소량(mg/ℓ)

a) 바닷물은 나트륨과 염소이온이 풍부해 염이 평균 3.5％ 차지한다.

b) 함유원소 70여종이 있으며 바다염의 99％이상이다.

CS^2＋, Mg^2＋, Na^＋, K^＋, Sr^2＋등 양이온과 CO₃

, HCO

, SO₄

, Cl^-,Br^-,등 음이온 등의＜음,양 10개＞ 10개 원소가 99％의 주종을 이루고 있다

여기서 점토질(Clay), 염기성(Basic) 및 알칼리성(Alkaline)은 바닷물의 정화제 역할을 하므로 어패류 및 어류의 서식에도 필요로 하고 있으며 철강 부산물(강재)는 SiO₂ ,CaO,Al₂ O₃ 의 3원소 화합물이 주류를 이루고 있으며 이들 이외의 TiO₂ ,MgO, MnO등도 금속간 화합물로서 염기성을 띠고 있으며 규산염, 황산염, 염화합물 등으로 산출되며 규조토와 동등한 역할을 한다.규조토는 해저에 퇴적되어있다는것은 잘 알려져 있고 참고로 간수(고염:Bittem)는 소금 제조시 부산물이나 조염 저장 시 조해 작용에서 얻게 되는데 이의 조성을보면 염과 마그네슘;15∼19％, 황산마그슘;6∼9％ 브롬화 마그네슘;0.2∼0.4％ 등으로 되어 있음이 바닷물과 갯벌에서 증명해 주고 있다.

이에 따라 철강 부산물(강재;Slag)를 에이징(Aging)파쇄,선별, 탈류처리:(황 및 악성물질류 분해목적)하여 1.0mm이하, 10∼50m, 50∼80mm및 활성도 100 이상으로분류: SiO₂;15∼35중량％, CaO;30∼50중량％, Al₂O₃;2∼15중량％, MgO;3∼10중량％, MnO;1∼6중량％, FeO;1∼18중량％외 불가피한 성분의 것으로 다음과 같이 규격별로 적용하여 사용하였다(표 6).

[표 6] 규격별 위치별 시험 방법

살포 시 갯벌에는 1㎡당 300 ∼ 500g씩과 바닷물 상부에는 1㎡당 500 ∼ 800g씩 처리하고, 오수, 폐수, 부유물의 침적지 등에는 1 ∼ 2kg씩 살포 차단막이 형성되게 살포한다. 양식장 하부나 주변의 오물퇴적 상부에 살포 시 부분적 살포가 아니라 전면적으로 깔아주면 더욱 좋다.

이렇게 깔아주는 철강 슬래그의 특성을 인용해 산성재와 염기성재를 혼합 사용으로 목적 달성을 할수 있다 이는 CaO₂ 에 의해 인산칼슘 및 인산수소칼슘 등의 요인으로 인은 제거되고 인산염은 인산염의 화합물에 의해 녹게하고 또 부영양화의 지연과정을 촉진시키는 식물의 영양분이 되어 적조요인의 세균류는 발생 방지되고 잔류한 세균류는 환충류의 먹이가 되어 없어지고 황은 황화수소 화합물과 황화철로 산을얻게하고 유화수소로 분해된다. 또한 CaO 및 SiO₂에 의해서 O^2-를 생성하게 되어 염기성 공존중에 OH^-로 분리되며 수산화칼슘 등의 수산화물에 의해 해리되어 저질의 유기물질들은 제거되고 적조 먹이들은 불활성염으로 되어 환충류 해초류등 동,식물의 먹이가 되고 Ca는 악취제거 및 생태계 순환작용과 보존 및 적조 청조 발생 예방 방지재의 목적을 달성하기 위한 것이다.

본 시험 결과는 다음과 같다[표7 내지 표11]. (이하, 본 발명의 상기 철강 부산물로 제조되는 분말을 '개발재' 표기할 수 있다.)

[표 7] 개발재와 황토재 품위 비교표

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[표 8] 개발재와 황토재 살포 시험 결과 비교표

[표 9] 개발재와 황토류의 함유 원소별 체크 결과표

참고 : 1) 황토질는 SiO₂ ＋ Al₂ O₃ 와 FeO에 의하여 고 염분에서 적조류 요인인 (코클로디니움류)등을 조기 응집 침전되어 시멘트류와 같은 바다 저부에 잔류 하였다가 번식기가 되고 온도가 되면 박테리아로 변신 저류후 이듬해에 다시 재 발생 하게 되므로 그 대안이 필요로 하고 있다.

2)제철소 선,강 부문 슬래그인 개발재는 갯벌에서 환충류의 서식으로 침전된 잔류물은 먹이가 되고 환충류는 해초류를 번식 성장케하고 해초류는 어류들의 서식을 돕는 순환 역할을 하므로 서로 먹고 먹히는 연쇄 작용을 하므로 재발생 방지및 예방재가 되고 어패류 해초류 발륙 성장에 용이함으로 농어민의 피해를 막고 생산량 량산에 기여하는 특수 개발재가 된다.

3)개질재는 선,강 고열물로 생성되어 있어 각처 각소에 사용되고 있으며 농토에는 비료로서 절충이 사용 되기도 하며 생태계를 살리는 비료가 되므로 농어민이 함께 사용하여 자연을 되살리는 일에도 필요로 하고 있는 특수 재질로 사용되고 있다.

[표 10] 테스트(불량 및 적조 발생지역 개량 실시방안)상황

참고. 1.시험 실시한 결과를 보면 적조 및 원생동물들의 발생시에 상부에 살 포하면 응집 소멸 감축은 즉시 나타나고 있어 판단은 쉬우나.

2.갯벌에 환충류와 해초류는 장기간을 요하므로 쉽게 판단은 어렵다.

3.홍합 열합류등의 양식장 상부에 살포한 결과를 보면 양산과 품질의 특성 등으로 쉽게 판단된 결과를 얻을 수 있다.

4.각종 시험 결과에 따르면 황토를 사용한 후의 갯벌에는 환충류 및 해초류가 서식치 않아 침강된 잔류물에서 다음해 또는 온도 조건에 맞으면 적조류가 재발할 수가 있어 황토 사용은 응급 처리용 외에는 문제가 있다.

[표 11] 원료 종류별 함유 품위별 테스트 결과표

참고 1. Al₂ O₃ 함유량에 따라 응결 현상의 증감등 문제 예상.

2. SiO₂ 함량의 증감에 따른 산화성 재질에 변화 예상

3. CaO 함량에 따라 알칼리성에서 염기성질로 전환중에 순간 변화는 발생이 되고 있으나 중성(염기성)으로 전환시 분산되고 환충류 서식에 적합성을 간직 하게 되고 있음.

4. MgO, MnO, S, 등은 염기성(점토질)재질로 전환을 돕는 최상의 재질로서 동,식물류의 서식을 돕게 하고 있다.

5. FeO는 SiO₂ 와의 관계에서 15％이상 함유하면 응고 현상이 발생되고 FeO와 CaO와의 변화 현상은 없고 알칼리성인 PH;7.5％ 이상의 경우에서만 응고 현상 발생되기도 함.

참고로 철강 핏치(pitch)를 괴상화 시켜서 시험하였으나 중금속류용출량이 미흡하고 유해 폐기물, 용출량과 압축강도의 상관관계는 크게 변화는 없는 것으로 판단하고 있으나 이들의 결과 자료를 얻기위한 시험 결과에 따라 우리 나라 토양자연 함유량 및 오염우려 기준과 토양 오염대책기준, 농작물 생육 피해 한계농도와 비교한 결과를 다음 표 12에 도시하였으나 모든 항목에서 기준치보다 훨씬 낮은 수치를 나타내고 있다.

[표 12] 핏치 혼합분 시편과 토양오염 기준 비교

본 발명의 수생태계 복원방법은 철강 부산물의 구성성분을 적정비율로 포함함으로써, 인산이온[PO₄

]과 CaO₂ 화합물인 인산칼슘[Ca₃ (PO₄ )₂ ]및 인산염 등으로 분해 조성되는 특성과 당질과 지방 단백질 대사에 필수재로 전환되고 또PO₄

형성으로 환충류 먹이로 소멸되고. H₂S는 CaO와 물과 결합하여 황산칼슘 등으로 [2CaCO₃ ＋ 2SO₂ ＋O₂ → 2CaSO ₄ ＋ 2CO]생성됨과 같이 H₂ S＋H₂O에 의해 SO₄

전 처리에서 NH^3＋, Na^＋,H^＋,OH^- 등으로 분해 분리되어 동,식물의 먹이가 되어 소멸되도록 하는 특징을 가진다.
또한, 철강 부산물의 전체 배합물 100중량％ 중 염기성 45중량％ 이상 및 분산제 5중량％ 을 함유시켰을 때 흙과 바다물과 용융 분해 결합력이 조기에 강력히 형성됨을 확인하였다.
수생태계 복원을 위해, 상기 철강 부산물 분말은 해수 수산화 화합물로＜Ca(OH)₂ ,Mg(OH)₂ ＞와 고령토＜Al₂ Si₂ O₅(OH)＞등으로 해리(가수분해)되고 어패류 양식장 등에서 인산염 생성등으로 식물성 먹이가 되고 적조 먹이는 불활성 염으로 동,식물 먹이가 되며 생태계 먹이 사슬로 해저 환충류(흙의지렁이)의 영양염 공급물로 생성된다. 이의 개발재를 바닷물에 살포시 함유원소에 의해 산소[O]가 생성 {Ca(OH)＜수산화칼슘＞에서 Ca^2＋＋2O^2-와 O^2-생성과 CaAl₂ O₅ ＋3H₂ →Ca ＋ 2OH 생성, O^2＋→ OH^- 와 O₂ 대신NO₃ ^- 생성으로 } 되며 또 SiO₂ ＋2O^2- = SiO₄ ^{4 -} ＜착이온 형성O^2- ＞및 이온 결성으로 Ca^2＋ 형성과 SiO₄ ^2- 처럼 하전된 기나 NH^3＋ 처럼 음,양 전하된 골격을 보유하게 되는데 전자는 Na⁺ 와 H⁺ 같이 양에서는 후자인 OH^-와 같은 분해작용이 발생 된다
이 특성에 따라 투입된 산화물은 구조상 O₂ ^2-를 포함한 것을 과산화물 O₂ ^- 등을 함유한 초산화물 O₃ ^-를 오존화합물로 존재하게 되어 Ca ＋ O₂ ＋ H₂ 의 분해를 도와 SiO＋2O^2-→ SiO₄ ^{4 -}＜착이온 형성 O^2-＞CaO = Ca^2＋ + O^2-＜산소이온 발생 O^2-＞생성 활력을 주어 수산화 화합물로서 Mg(OH)₂ 와 Fe(OH)도 유기물질과 황산염으로 제거되고, Ca 이온 및 OH^- 이온과, Mg 이온과 OH 이온으로 해리 작용으로 CaO에 의해 PO₄ ^- 으로 형성되어 환충류 먹이가 되고 저질의 유기물도 제거되며, 저생 생물과 수산 생물 등에 악영향이 없으며 저질개선시킬 수 있는 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 수생태계 복원방법은 철강 부산물에 함유된 구성 성분을 적정 비율로 혼합하고, 적절한 입도로 규격화하여 사용함으로써, 수질 및 토양의 오염물질을 신속하게 제거하고 적조 발생을 방지할 수 있으며, 해양 생물의 증식을 촉진함으로써, 수생태계를 효율적으로 복원할 수 있는 장점을 가진다.

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Claims (5)

1,600∼1,650℃ 범위의 고온에서 취출된 철강 부산물을 혼합, 파쇄, 선별 및 에이징(Aging) 처리하여 분말로 제조하되, 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 33~42중량%, MgO 5~7중량%, SiO₂ 18~22중량%, Al₂O₃ 6~8중량%, FeO 8~10중량%, MnO 2~5중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 1~5중량%를 포함하도록 제조하고, 상기 분말의 입도를 0 초과 10mm이하, 10 ~ 50mm 및 50 ~ 80mm의 규격별로 제조하여 사용하는 것을 특징으로 하는 환경오염 및 적조 방지제.

제1항에 있어서, 상기 각 구성성분은 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 36중량%, MgO 6중량%, SiO₂ 20중량%, Al₂O₃ 7중량%, FeO 9중량%, MnO 3중량%, 및 분산제 5중량%를 포함하도록 제조되는 것을 특징으로 하는, 환경오염 및 적조 방지제.

(a) 1,600∼1,650℃ 범위의 고온에서 취출된 철강 부산물을 혼합, 파쇄, 선별 및 에이징(Aging) 처리하여 분말로 제조하되, 분말의 총 구성성분에 대하여 CaO 33~42중량%, MgO 5~7중량%, SiO₂ 18~22중량%, Al₂O₃ 6~8중량%, FeO 8~10중량%, MnO 2~5중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 1~5중량%를 포함하도록 제조하는 단계;

(b) 상기 분말의 입도를 0 초과 10mm이하, 10 ~ 50mm 및 50 ~ 80mm의 세 가지 규격으로 분류하고, 상기 분말의 입도가 0 초과 10mm이하인 경우 활성도가 100 이상이 되도록 분말의 입도를 미세화하여 분말 입자를 규격화하는 단계;

(c) 상기 분말의 입도가 0 초과 10mm이하이면서 활성도 100 이상을 가지는 분말을 하수구 주변이나 적조발생 오염지역에 살포하고, 분말의 입도가 10 ~ 50mm인 분말을 수심 10m 이내의 오수 및 오염물질이 유입되는 지역주변에 살포하며, 분말의 입도가 50 ~ 80mm인 분말을 수심 10m 이상의 깊은 곳이나 오염물질이 산적된 곳에 살포하는 단계로서, 상기 살포는 갯벌은 1㎡ 당 300 ~ 500g, 바닷물은 1㎡ 당 500 ~ 800g, 폐수 및 부유물이 침적된 지역은 1㎡ 당 1 ~ 2㎏로 살포되도록 하는 단계; 및

(d) 상기 분말의 SiO₂ 및 Al₂O₃ 성분은 적조 발생균인 코클로디니움류를 포집 응결 및 침전시켜 환충류의 먹이로 이용되도록 하고 악취를 포집하며, 상기 SiO₂, CaO, MgO, MnO 및 FeO 성분은 인산 및 황화수소를 흡수 및 분해시키고, 수질 및 토양을 알칼리화하여 개질하며, 식물의 엽록소를 구성하고 산화 및 환원효소를 활성화시켜 식물성 신진대사를 증진시키며, 상기 분산제의 CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분은 상기 분말을 수중에서 분산 해리시켜 분말의 반응 표면적을 극대화하고 해조류 증식을 촉진함으로써, 적조를 방지하고 오염물질을 제거하는 단계를 포함하는 수생태계 복원방법.

제3항에 있어서, 단계 (a)의 상기 분말은 CaO 36중량%, MgO 6중량%, SiO₂ 20중량%, Al₂O₃ 7중량%, FeO 9중량%, MnO 3중량%, 및 분산제(CaF₂, K₂O, Na₂O, Cr₂O₃ 및 TiO₂성분으로 구성) 5중량%를 포함하도록 제조하는 것을 특징으로 하는, 수생태계 복원방법.

제3항에 있어서, 상기 단계 (a)에서, 철강 부산물로부터 분말 제조시 불가피하게 함유되는 미량의 원소들로서 C, N, O, H, P 및 S를 함유함으로써, 유기체 생성을 보조하여 수질 및 토양을 정화시키는 것을 특징으로 하는, 수생태계 복원방법.