KR101584686B1

KR101584686B1 - 녹조균 제거제 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101584686B1
Application number: KR1020130086733A
Authority: KR
Inventors: 방현학
Original assignee: 방현학
Priority date: 2013-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2016-01-12
Also published as: KR20150011590A

Abstract

본 발명은 녹조균 제거제 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 녹조균 제거제 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 녹조균 제거제는 친환경적이고, 빠른 시간내에 녹조균을 사멸시킬 수 있기 때문에 호수, 강, 바다 등에서 수온의 급격한 변화로 인해 발생되는 녹조균에 의해 오염된 수중(水中)의 정화를 위한 녹조균 제거제로 유용하게 사용될 수 있고, 그 제조방법이 간편하고 경제적이다.

Description

녹조균 제거제 및 그 제조방법 {Green algae germ removing agent and method for preparing thereof}

본 발명은 녹조균 제거제 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 및 암분을 포함함으로써 수중(水中)에 살포시켜 녹조균을 빠른 시간 내에 사멸시킬 수 있는 녹조균 제거제 및 그 제조방법에 관한 것이다.

최근 주요 하천에서의 녹조 현상이 심각해지자 수돗물에 대한 국민들의 불신이 커져가고 있다. 녹조(綠潮)는 부영양화된 호수나 유속이 느린 하천에서 부유성의 조류(식물플랑크톤)가 대량증식하여 수면에 집적하여 물색을 현저하게 녹색으로 변화시키는 현상이다. 녹조 현상이 심해지면 그 수역의 생태계가 파괴되며 그 이외에도 사회적, 경제적, 환경적인 측면에서 많은 문제를 유발하게 된다.

녹조 생성에서 피해까지의 메카니즘을 간략히 살펴보면, 공장폐수와 생활하수, 비료, 농약, 가축 및 사람의 분뇨 등 각종의 육상오물들이 강 또는 호수로 유입되고, 이는 수역(水域)의 저부(低部)에 침착되어 박테리아에 의해서 분해된다. 상술한 유기물들이 분해되면서 어류에 악영향을 미치는 황화수소(H₂S)와 플랑크톤의 먹이가 되는 질소와 인 성분을 생성시켜서 녹조를 발생시키고 이러한 녹조는 수중의 용존산소를 감소시키며, 또한 독성녹조 및 각종 녹조플랑크톤을 생성시켜 수층이 무산소 상태가 돼버려 어류와 각종 수생생물들이 폐사되고 물에서 섞은 냄새가 난다. 또한 나아가서는 사람에게도 직접적인 피해를 줄 수 있는데, 독소를 가진 남조류가 많은 녹색의 호수물을 마실 경우, 간에 손상이 가거나 구토, 복통을 일으킬 수 있으며, 몇십년 이상 장기적으로 복용할 경우에는 사망에 이를 수도 있다.

예전부터 녹조 현상이 발생했을 경우, 그 규모가 크지 않았기 때문에 황토를 뿌림으로써 해결을 했다. 황토를 뿌리는 이유는 황토가 수면에 떠서 수중으로 들어가는 햇빛을 차단해주면서 녹조 번식을 막고, 녹조들이 황토와 뒤엉켜 바닥으로 가라앉게 하기 때문이다. 하지만 이는 일시적으로 녹조를 제거할 수 있다는 장점이 있지만, 다른 수중 생물 등 생태계를 교란시킬 수 있다는 단점이 있다. 또한, 녹조 현상은 수중에 용존 산소량이 줄면서 일어나는데, 수중의 무(無)산소층을 없애는 방법의 일환으로 물순환용 수차(水車)를 사용하기도 했다. 수차의 바퀴가 돌면서 호수 물을 뒤섞어주고, 물이 섞이면서 호수의 밑바닥까지 공기를 넣어줌으로써 수중 용존 산소량을 늘려 녹조를 없애는 원리이다. 하지만 이는 어류가 폐사하는 것을 방지할 수는 있지만, 이미 발생한 녹조 현상에 대해서는 그 효과가 미미한 편이다. 또한, 선박에 녹조를 흡입, 여과, 회수하는 장치를 설치해 가동시키는 녹조 제거선을 운행하는 방법도 있다. 이러한 방법은 환경 친화적으로 처리할 수 있다는 장점이 있지만, 유지 관리 비용이 높기 때문에 대량으로, 그리고 장기적으로는 큰 부담이 될 수 있다.

이 외에도 녹조 및 녹조균의 제거를 위한 선행기술은 다음과 같다. 선행기술 1(KR 특2003-0086182 A)은 숯 녹조 발생 억제 장치 제조 및 그 설치 방법에 관한 것으로, 숯을 망사 주머니에 넣어 댐의 물에 띄워, 숯이 물속의 인을 흡착하여 인 농도를 줄임으로써 녹조 발생의 3대 요소인 햇빛, 영양소(주로 인), 수온 중 인 요소를 제거하여 녹조 발생을 억제하는 숯 녹조 발생 억제 장치를 제공한다. 선행기술 2(KR 10-0906625 B1)는 적조균 또는 녹조균 생육 억제제에 관한 것으로, 갈조류추출물, 선인장추출물 및 유카추출물의 혼합물을 유효성분으로 함유하는 수질 정화 또는 악취제거용 조성물을 제공한다. 또한, 선행기술 3(KR 10-2005-0023658 A)은 녹조퇴치물질에 관한 것으로, 산화마그네슘(MgO), 이산화티탄(TiO₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 이산화규소(SiO₂)을 주성분으로 하는 녹조퇴치물질을 제공한다.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.

KR 특2003-0086182 A KR 10-0906625 B1 KR 10-2005-0023658 A

본 발명의 목적은 수중(水中)에 발생하는 녹조균을 빠른 시간 내에 사멸시킬 수 있으며, 친환경적인 녹조균 제거제를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 수중(水中)에 발생하는 녹조균을 빠른 시간 내에 사멸시킬 수 있으며, 친환경적인 녹조균 제거제를 간편하고 경제적으로 제조할 수 있는 녹조균 제거제의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 녹조균 제거제를 제공한다.

상기 잿가루는 염부목, 참나무 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나인 것일 수 있다.

상기 잿가루는 염부목 30~70중량%와 참나무 30~70중량%의 혼합물을 탄화시켜 얻어진 것일 수 있다.

상기 암분은 맥반석, 제올라이트, 카올리나이트, 일라이트 및 몬모릴로나이트 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 녹조균 제거제의 제조방법은 염부목, 참나무 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 적어도 하나를 탄화시켜 잿가루를 제조하는 단계; 및 상기 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%를 혼합하고, 상기 혼합물을 100~200 mesh로 분쇄하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 녹조균 제거제는 수중(水中)에 발생하는 녹조균을 빠른 시간 내에 사멸시킬 수 있다. 또한, 제조가 간편하고 경제적이며, 친환경적이기 때문에 호수, 강, 바다 등에서 수온의 급격한 변화로 인해 발생되는 녹조에 의해 오염된 수질의 정화를 위한 녹조 제거제로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 친환경적인 제품으로 호수나 저수지에 서식하는 어패류의 생육에 효과적이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 녹조균 제거제는 나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%를 포함하는 것이 녹조균을 빠른 시간 내에 제거할 수 있다는 측면에서 바람직하다.

상기 잿가루는 염부목, 참나무 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 어느 하나를 탄화시켜 얻어진 것일 수 있다. 염부목 및 참나무는 우리 주위에서 매우 흔하게 볼 수 있기 때문에 재료의 입수가 용이하여 상용화하기에 적절할 뿐만 아니라 생물에 대해 무해하고, 염부목 및 참나무를 탄화시켜 만든 잿가루를 수중(水中)에 살포했을 경우 불순물이 잿가루의 표면에 잘 흡착되어 수중의 이물질을 제거하는데 매우 효과가 크기 때문에 수질 정화에 효과적이며, 녹조균을 사멸시키는데 유리하게 작용한다.

염부목(鹽膚木)은 옻나무과의 갈잎떨기나무 붉나무(오배자나무)의 뿌리와 잎이다. 염부목은 옻나무에 속하지만 독성이 없다. 높이 3m 내외로 굵은 가지는 드문드문 나오며 작은 가지에는 노란빛을 띤 갈색 털이 있다. 잎은 어긋나고 7∼13개의 작은 잎으로 된 깃꼴겹잎이며 우축에 날개가 있다. 작은 잎은 달걀 모양으로 굵은 톱니가 있고 뒷면에 갈색 털이 있다. 염부목이라고 불리우는 이유는 열매에 소금처럼 짠 맛이 나는 가루가 달리기 때문이다. 열매에 익을 무렵에 하얗게 달라붙어 있는 가루가 몹시 시면서도 짠 맛이 난다. 또 잎에 울퉁불퉁하게 생긴 벌레주머니가 생겨 그 속에 자잘한 벌레들이 많이 들어 있는데 이것을 오배자 또는 염부자라고 하며 염료나 약으로 쓴다. 성미는 시고 짜며 차다. 효능은 청열해독, 산어지혈하고, 뿌리는 감기로 인한 열을 내리고 장염, 치질 출혈에 효력이 있으며, 잎은 제독작용이 있으므로 뱀에 물린 데 붙인다. 오배자는 수렴 작용이 강하여 폐기능 허약으로 인한 만성해수를 그치게 하고 잘 치유되진 않는 이질, 탈항, 자한, 도한, 유정을 치료한다. 지혈 작용은 대변출혈, 코피, 자궁출혈을 그치게 하고 외상 출혈에도 유효하다. 종기, 피부염, 가려움증에도 효력을 나타낸다. 약리작용에서 오배자의 'gallotammin' 성분은 수렴 작용이 있어서 피부 점막에 접촉되면 조직 단백이 응고되어 수렴 효과를 나타낸다. 이질균, 녹농균 등에 항생물 작용이 있고 항생육 작용이 있어서 정자를 감소시킨다. 또한, 간 기능 보호 작용과 항산화 작용을 나타낸다. 임상 보고에서 소화기도 출혈에 이 약물 15그램을 가자(訶子)와 배합하여 복용하자 유효한 반응을 보였고, 궤양성결장염, 방사성직장염, 유정, 폐결핵으로 인한 도한, 각혈, 이질, 자한, 당뇨병, 말기 분문암 및 식도암, 치질, 화상, 조루, 야제(夜啼), 소아설사, 가을철에 유행하는 장염 등에 치료효과를 보였다.

참나무는 참나무속(Quercus) 식물의 총칭이며, 특별히 상수리나무(Quercus acutissima)를 가리키기도 한다. 4~5월에 꽃이 피고 가을에 도토리가 열린다. 나무는 단단하고 유럽에서는 술통, 한국에서는 숯을 만드는 데에 쓰였다. 곤충들에게도 참나무는 유용한 식물이어서 참나무산누에나방은 애벌레 시기에 상수리나무나 참나무의 잎을 먹고 자라며, 바구미 중에도 참나무의 열매인 도토리를 먹이식물로 하는 종류가 있다. 장수풍뎅이와 사슴벌레류, 졸참나무하늘소, 꽃무지 종류들에게 참나무 목재는 중요한 애벌레의 먹이로써 중요하다. 참나무는 500여종이 있으며, 우리나라에서 제일 흔한 나무이다. 흔히 도토리나 상수리가 열리는 나무를 모두 참나무라고 부르고, 떡갈나무, 신갈나무, 상수리나무, 굴참나무, 갈참나무, 졸참나무, 물참나무 등 종류가 많다. 이 흔해 빠진 나무가 뼈를 튼튼하게 하는 등 좋은 약효가 있음을 알고 있는 사람은 많지 않다. 참나무는 잎과 껍질, 그리고 열매인 도토리나 상수리를 약으로 쓴다. 참나무 잎은 지혈작용이 뛰어나 피를 토하거나 코피가 날 때, 치질로 인한 출혈에 효과가 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기와 같은 특성을 갖는 염부목과 참나무를 혼용하여 얻어진 잿가루를 녹조균 제거제 중 포함할 수 있다. 이때 염부목 유래의 잿가루와 참나무 유래의 잿가루의 배합비율은 그 제한이 있는 것은 아니나, 전체 잿가루에 있어서 염부목 유래의 잿가루가 30~70중량%이고, 참나무 유래의 잿가루가 30~70중량%인 것이 녹조균을 빠른 시간 내에 가장 효과적으로 제거할 수 있다는 측면에서 바람직하다. 염부목 및 참나무를 단독으로 사용하여도 녹조균을 빠른 시간 내에 제거할 수 있지만 혼합하여 사용하였을 경우 제거 시간을 단축시키는데 더 유리하게 작용한다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 녹조균 제거제는 암분을 포함하는데, 상기 암분은 맥반석, 제올라이트, 카올리나이트, 일라이트 및 몬모릴로나이트 중에서 선택된 적어도 하나를 사용할 수 있다. 이는 상기 암분은 천연 미네랄 성분이 포함되어 있어 유기물을 신속하게 분해하여 수질을 정화시킴으로써 녹조균 제거에 있어서 효과적일 수 있다. 또한 가격이 저렴하므로 경제적인 면에서도 이점이 있다.

본 발명에 있어서 암분(巖粉)은 빙하의 삭박(削剝) 작용으로 분쇄된 암석 조각을 뜻하는 것으로, 석영과 같은 조암 광물이 화학적 풍화를 받지 않은 상태로 실트나 점토의 크기로 되어있는 것을 말한다.

따라서, 녹조균을 제거하는데 용이하고 수질 정화에 효과적인 나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 및 암분을 혼합한 녹조균 제거제를 수중(水中)에 살포 시, 녹조균과 반응하여 흡착하게 되므로 녹조균을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 녹조균 제거제의 그 제조방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 염부목, 참나무 및 이들의 혼합물 중 선택된 적어도 하나를 700~1000℃에서 열처리하여 탄화시켜 잿가루를 얻은 다음, 얻어진 잿가루 40~60중량%에 암분 40~60중량%를 혼합한 다음, 이 혼합물을 100~200 mesh로 분쇄하여 녹조균 제거제를 제조할 수 있다. 잿가루와 암분을 혼합한 다음, 분쇄 처리하여 100~200 mesh 범위로 하는 것이 수중(水中)에 살포 시, 녹조균의 제거효율이 크게 향상된다는 점에서 유리하게 작용한다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4 및 참고예 1 내지 2> 녹조균 제거제 제조

녹조균 제거제를 제조하기 위하여, 염부목 10kg 및 참나무 10kg을 700~1000℃에서 열처리하여 탄화시켰다. 상기 탄화시킴으로써 얻어진 잿가루(염부목 유래의 잿가루 50중량%와 참나무 유래의 잿가루 50중량%로 이루어짐)과 암분을 다음 표 1에 기재된 것과 같은 혼합비로 혼합하고 100~200 mesh로 분쇄하여 녹조균 제거제를 제조하였다.

여기서 암분으로는 맥반석(맥반석 분말, ㈜선정엠씨씨 社)을 사용하였다.

다만 참고예 1은 참나무만을 탄화시켜 얻어진 잿가루를 사용한 일예이고, 참고예 2는 염부목만을 탄화시켜 얻어진 잿가루를 사용한 일예이다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	참고예 1	참고예 2
잿가루 (중량%)	40	50	60	30	70	100	-	40	40
암분 (중량%)	60	50	40	70	30	-	100	60	60

실험예 1: 녹조균 제거 실험

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4 및 참고예 1 내지 2로부터 얻어진 녹조균 제거제에 대하여 녹조균의 억제 효과를 확인하기 위하여, 저수지의 단세포 녹조균에 오염된 지역의 물을 충북 청원군 현도면에 위치한 대청댐에서 10L씩 9개로 샘플링한 다음, 상기 녹조균 제거제를 각각 5g을 살포한 후, 시간 경과에 따른 오염된 조류 개체수의 변화를 7일간 확인하였다. 조류 개체수의 단위는 1x10⁴cell/ml로 하였다.

조류 수의 변화를 다음 표 2로써 나타내었다.

측정 날짜	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	참고예 1	참고예 2
2013-3-2 10시	38	39	38	32	35	31	30	35	35
2013-3-2 19시	32	34	31	31	31	28	28	31	30
2013-3-3 07시	10	8	13	28	21	17	27	15	14
2013-3-4 11시 30분	4	5	7	23	16	15	27	12	11
2013-3-5 11시	2	2	4	21	10	10	25	10	10
2013-3-6 15시 30분	2	2	3	15	9	8	21	4	6
2012-3-7 17시	2	1	3	14	9	7	21	3	5
2013-3-8 11시	2	1	2	12	9	7	20	3	3

그 결과, 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 실시예 1~3 및 참고예 1~2의 녹조균 제거제에서 녹조균의 조류수가 가장 많이 감소하였음을 확인할 수 있었다. 특히, 2일이 지난 후 녹조균이 급격하게 감소하였다. 하지만, 암분만을 사용한 비교예 4는 조류수가 크게 감소하지 않았고, 잿가루만을 사용한 비교예 3은 조류수의 감소가 현저하게 감소됨을 확인할 수 있었지만, 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 실시예 1~3 및 참고예 1~2 보다는 조류수의 감소 효율이 낮았다. 또한, 비교예 1~2도 마찬가지로 조류수가 감소되었지만, 실시예 1~3 및 참고예 1~2 보다는 조류수의 감소 효율이 낮았다.

결과적으로, 잿가루 및 암분을 단독으로 사용하는 것보다 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 녹조군 제거제를 녹조균에 오염된 지역의 물에 살포 시, 녹조균의 제거 효율이 가장 높음을 확인할 수 있다.

실험예 2: 수질 개선 효과 실험

상기 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4 및 참고예 1 내지 2로부터 얻어진 녹조균 제거제에 대한 수질 개선 효과를 알아보기 위하여, 충북 청원군 현도면에 위치한 대청댐의 물을 녹조균 제거제를 처리하기 전과 물 10L에 녹조균 제거제를 각각 5g을 살포한 후 수질 검사를 실시하였다.

그 결과를 다음 표 3 및 표 4에 나타내었다.

시료명	pH	DO(용존산소량)ppm	T-P(총 인산)ppm	SS(부유물질)ppm
유입수	7.50	5.2	0.94	96.2
유출수	7.01	6.4	0.56	25.4
저장수	7.12	6.1	0.40	30.1

표 3은 녹조균 제거제를 처리하기 전 충북 청원군 현도면에 위치한 대청댐의 유입수, 유출수 및 저장수의 pH, DO(Dissolved Oxygen, 용존산소량), T-P(Total Phosphate, 총 인산) 및 SS(Suspended Solid, 부유물질)를 나타낸 것이다. DO(Dissolved Oxygen, 용존산소량)값은 물 속에 녹아있는 산소의 양을 의미하고, T-P(Total Phosphate: 인의 총량)값은 총 인산의 함량으로 함량이 높을수록 양식장 오염도가 높은 것을 의미하며, 높은 SS(Suspended Solid: 부유물)값은 부유물로 인하여 각종 병원균 및 녹조균의 번식이 왕성해 질 수 있음을 의미한다. 따라서, 수질의 오염도가 가장 높은 유입수 10L에 녹조균 제거제를 각각 5g 살포하여 수질검사를 실시하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	참고예 1	참고예 2
pH	7.02	7.11	7.09	7.42	7.25	7.27	7.48	7.12	7.11
DO (용존산소)	9.3	9.1	9.1	7.4	8.2	8.1	5.4	8.9	8.9
T-P (총인산)	0.08	0.10	0.07	0.35	0.21	0.23	0.61	0.15	0.12
SS (부유물질)	8.9	9.2	9.7	16.5	14.7	15.4	34.3	11.1	10.8

그 결과, 높은 SS(Suspended Solid: 부유물)값은 부유물로 인하여 각종 병원균 및 녹조균의 번식이 왕성해 질 수 있음을 의미하는데 실시예 1~3 및 참고예 1~2의 경우에는 상기 SS값이 96.2ppm에서 8.9~11.1ppm으로 부유물질이 현저하게 감소하였다. 이로부터 수질이 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 높은 T-P(Total Phosphate: 인의 총량)값은 수질의 오염도가 높은 것을 의미하는데 실시예 1~3 및 참고예 1~2에서 제조된 녹조균 제거제의 T-P값은 0.94ppm에서 0.07~0.15ppm로 인의 함량이 많이 감소되었다. 특히, 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하는 실시예 1~3의 녹조균 제거제에서 부유물질 및 총 인산의 함량이 현저하게 감소되었고, 물의 pH값이 안정화 되었으며 용존산소량이 증가하여 수질 상태가 양호하게 되었음을 확인할 수 있다.

Claims

나무를 탄화시켜 얻어진 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%을 포함하고, 상기 잿가루는 염부목 및 참나무의 혼합물을 탄화시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는, 녹조균 제거제.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 잿가루는 염부목 30~70중량%와 참나무 30~70중량%의 혼합물을 탄화시켜 얻어진 것임을 특징으로 하는 녹조균 제거제.
제 1 항에 있어서,
상기 암분은 맥반석, 제올라이트, 카올리나이트, 일라이트 및 몬모릴로나이트중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 녹조균 제거제.
염부목 및 참나무의 혼합물을 탄화시켜 잿가루를 제조하는 단계; 및 상기 잿가루 40~60중량% 및 암분 40~60중량%를 혼합하고, 상기 혼합물을 100~200 mesh로 분쇄하는 단계;를 포함하는 녹조균 제거제의 제조방법.