KR101701092B1 - 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키토산 올리고당과 탄닌산이 혼합된 조류제거제와, 오존으로 구성된 산화분해제와, 고령토와 벤토나이트가 혼합된 응집침강제를 구성하여 조류제거제와 응집침강제를 혼합하여 적조생물을 사멸시키고, 산화분해제를 사용하여 단시간 내에 효과적으로 적조생물을 사멸산화분해시킬 수 있도록하여 저렴한 비용으로 적조제거처리효율을 극대화시키며, 대부분 천연소재로 해양생물의 성장 및 내병성을 강화시키도록하여 생물자원의 보존은 물론 해양 양식어민의 소득증대를 도모하도록한 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제에 관한 것이다.

Description

키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제{Red tide removal materials}

본 발명은 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 키토산올리고당과 탄닌산이 혼합된 조류제거제와, 오존으로 구성된 산화분해제와, 고령토와 벤토나이트가 혼합된 응집침강제를 구성하여 조류제거제와 응집침강제를 혼합하여 적조생물을 사멸시키고, 산화분해제를 사용하여 단 시간내에 효과적으로 적조생물을 사멸산화분해시킬 수 있도록한 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제에 관한 것이다.

일반적으로 적조(赤潮, red tide)란 조류의 이상 증식으로 바닷물이 붉게 보이는 현상을 말한다.

이러한 적조의 주된 원인으로는 강력한 일사(日射)로 표층수의 수온이 급상승하는 경우, 폭우로 인해 대량 유입된 담수에 의해 영양염류가 크게 증가하는 경우, 무풍상태가 계속되어 해수의 혼합이 저하되는 경우 등이 있다.

이와 같은 원인들로 인해 이상 증식하게 되는 조류로는 편모조류·규조류·야광충 등이 있으며, 적조로 인한 바닷물의 색은 보통 붉은색이지만 조류의 종류에 따라서 황갈색·황록색·암자색을 띠는 경우도 있다.

적조가 진행되는 동안 적조지역의 물은 점성도(粘性度)가 강해지고 악취를 풍기게 되며, 조류의 시체가 한꺼번에 분해되어 수중의 용존산소를 대량으로 소모하기 때문에 어패류는 아가미가 막히거나 호흡곤란에 빠져 폐사하게 될 뿐만 아니라 폐사된 어패류로 인해 심각한 수질오염이 야기된다.

전술한 바와 같이 적조는 강이나 바닥에 서식하는 어패류뿐만 아니라 수질오염의 주된 원인으로 작용하기 때문에, 적조로 인해 발생되는 각종 폐해를 예방하고자 예전부터 적조의 제거를 위한 다양한 방법들이 개발되어 시행되고 있다.

첫째, 화학적인 방법은 고분자 응집제나 황산알루미늄 등의 화학약품을 투입하여 담수를 정화하는 방법이다. 하지만 화학약품을 사용하여 담수를 정화하는 방법은 환경적인 많은 문제점을 내포하고 있으며, 지속적으로 투입하게 되면 자연생태계가 파괴될 위험이 있다.

또한, 화학적인 방법으로 적조 발생지역의 물(H2O)과 염화나트륨(NaCl)이 동시에 전기분해될 때 발생되는 음이온이 적조를 제거하게 되는 원리를 이용한 전기분해법이 있으나, 이 전기분해법에 의해 해수를 직접 전기분해하게 되면 전기분해에 소요되는 전력소모가 상당하고 전극의 성능이 단시간에 저화되므로 실용적인 연 속 조업이 어려울 뿐만 아니라 전력을 공급하고 전극을 교체하는데 많은 비용이 소모되며, 조제된 전해수를 살포하는 경우에는 저장 및 운송의 문제가 발생되므로 경제적인 측면에서 실효성을 거두지 못하고 있다.

둘째, 생물학적인 방법으로 조류의 천적을 살포하여 조류를 제거하는 방법이 있으나, 현재까지 조류의 천적이 될만한 생물이나 미생물을 찾지 못하고 있는 실정이고 연구중인 생물이나 미생물의 경우에도 그 효과가 입증되지 않고 있기 때문에 이 방법은 아직까지 시행되고 있지 않은 실정이다.

또한, 생물학적인 방법으로 적조발생 지역에 황토를 살포하는 황토살포법이 있으나, 이 황토 살포법은 황토 자체의 흡착기능과 구성성분인 알루미늄 등이 적조생물을 제거하는 기능을 갖고 있으나, 적조 제거효율이 낮을 뿐만 아니라 과다 살포된 황토가 해저에 침강하여 조개나 전복 등과 같은 어패류를 폐사시키는 등 제2의 환경오염을 야기시키는 원인이 되고 있다.

국내공개특허 제10-2011-0023307호 적조유발 조류에 항적조 활성을 갖는 수용성 유리 아민 키토산, 이를 유효성분으로 함유하는 항적조제 및 이를 이용한 적조 제거방법

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 키토산 올리고당과 탄닌산이 혼합된 조류제거제와, 오존으로 구성된 산화분해제와, 고령토와 벤토나이트가 혼합된 응집침강제를 구성하여 조류제거제와 응집침강제를 혼합하여 적조생물을 사멸시키고, 산화분해제를 사용하여 단 시간내에 효과적으로 적조생물을 사멸산화분해시킬 수 있도록하여 저렴한 비용으로 적조제거처리효율을 극대화시키며, 대부분 천연소재로 해양생물의 성장 및 내병성을 강화시키도록 하여 생물자원의 보존은 물론 해양 양식어민의 소득증대를 도모하도록한 새로운 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제를 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 홍게껍질에서 추출한 키토산을 효소 가수분해하여 추출된 키토산 올리고당과 연잎을 발효추출한 탄닌산이 서로 혼합한 조류제거제와, 오존을 과포화시킨 산화분해제와, 고령토와 벤토나이트를 혼합한 응집침강제로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조류제거제는 키토산 올리고당 89∼91중량%와, 탄닌산 9∼11중량%로 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조류제거제의 적조해역살포면적은 수표면 단위면적 1㎡를 기준으로 하고 수심을 1m기준으로 하여 단위부피 1㎥당 2.4∼3.3mg/L 양이 수표면 살포 단위면적에 살포되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응집침강제에 상기 조류제거제를 흡착시킨 후 물과 함께 총 투여량이 수표면에서 수심 깊이 1m를 기준으로 단위부피 1㎥당 2.6∼3.2mg/L 양이 되도록 수표면에서의 단위면적 1㎡의 적조해역살포면적에 살포되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 응집침강제는 상기 고령토 78∼82중량%와, 상기 벤토나이트 18∼22중량%로 혼합하여 수표면에서 보아 수심 깊이 1m를 기준으로 하고 수표면의 적조해역살포면적 1㎡ 단위면적에 4.5∼5.4mg/L 양을 살포하여 1㎥ 단위부피에 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산화분해제는 오존을 수용액상태로 과포화시켜 상기 고령토와 상기 벤토나이트가 혼합된 상기 응집침강제에 집적시킨 후 해양수표면적 단위면적 1㎡당 0.9∼1.2mg/L 양을 살포하여 단위부피 1㎥에 포함되도록 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 조류제거제를 해양수표면적은 표면에서 수심깊이 1m와 수면에서 가로 1m, 세로 1m 단위면적을 기준으로 한 단위부피 1㎥에 대하여 조류제거제의 투입 용량이 1㎥의 단위부피당 산화분해제가 2.5∼3.3mg/L가 포함되도록 상기 응집침강제에 집적시키고 물과함께 적조해역수표면에 고르게 살포하고 30분후에 상기의 산화분화제를 상기 응집침강제가 단위부피 1㎥당 0.8∼1.1mg/L가되게 혼합하여 해역수표면 표면 면적의 넓이에 따라 단위부피 1㎥당 0.8∼1.1mg/L를 부피면적에 따라 증량하여 수표면에 살포하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 조류제거제는 키토산 올리고당과 연잎 추출물인 탄닌산이 혼합한 혼합물을 주성분으로, 키토산 올리고당 나노입자가 적조 생물 표면에 잘 부착하여 막의 물질수송을 교란시킴으로서 빠르게 적조생물을 사멸시키는 큰 효과가 있을 뿐만 아니라 해양생물의 내병성 강화에도 큰 효과가 있으며, 산화분해제에 함유되어 있는 오존은 사멸된 조류를 짧은 시간에 산화 분해시키고 자연상태에서 불안전하기 때문에 수중에 잔류하지 않고 산소분자 형태로 소멸됨으로서 2차 오염 없이 효과적으로 사멸된 조류를 분해하기 때문에 정화능력이 뛰어나며, 응집침강제는 고령토와 벤토나이트가 주성분으로 고령토는 중금속 함량이 적고, 벤토나이트는 점력이 뛰어나 적조생물에 잘 부착하여 침강시키는 효과는 물론 해삼 등 해양저서생물의 성장에 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당과 탄닌산의 응집기작을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당에 의해 조류가 사멸되는 예를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당과 고령토와 벤토나이트가 혼합한 응집침강제에 의한 적조생물 사멸효율을 나타낸 개략도.
도 4는 수심 1m를 기준으로 하여 수표면에서 수심 1m를 표시하고, 가로, 세로, 깊이의 부피단위 1㎥를 상세하게 수표면의 가로 1m, 세로 1m, 수심깊이 1m를 도시한 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가

아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 안전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당과 탄닌산의 응집기작을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당에 의해 조류가 사멸되는 예를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 조류제거제의 키토산 올리고당과 고령토와 벤토나이트가 혼합한 응집침강제에 의한 적조생물 사멸효율을 나타낸 개략도이다.

본 발명에 따른 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제는 도 1 내지 도 3을 참고하여 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

본 발명은 조류제거제와, 산화분해제와, 응집침강제로 구성된다.

상기 조류제거제는 홍게껍질에서 추출한 키토산을 효소가수분해하여 추출된 키토산 올리고당으로 구성된다.

또한, 상기 조류제거제는 연잎을 발효추출한 탄닌산으로 구성된다.

상기 키토산 올리고당과, 상기 탄닌산이 서로 혼합하여 혼합물로 구성된다.

상기 혼합물인 상기 조류제거제는 키토산 올리고당 89∼91중량%와, 탄닌산 9∼11중량%로 혼합하여 구성되는 것이 바람직하다. 키토산 올리고당이 89중량% 이하일때는 조류사멸 기능이 저하된다.

상기 조류제거제는 적조해역살포면적을 수표면에서 단위면적 1㎡를 기준으로 하고 수심1m를 기준으로 하여 단위부피 1㎥당 2.4∼3.3mg/L 양이 포함되도록 살포하도록 구성된다.

도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 상기 키토산 올리고당은 양이온을 띄고 있어 음이온으로 되어 있는 적조생물에 쉽게 부착되고 이때 연잎추출물인 탄닌산은 계면활성제역할을 하여 적조생물의 세포표면에 키토산 올리고당 나노입자들이 적조생물의 세포표면에 고르게 단시간에 부착할 수 있도록 작용한다.

한편, 상기 조류제거제는 상기 키토산 올리고당과 연잎 추출물인 상기 탄닌산이 혼합한 혼합물을 주성분으로, 상기 키토산 올리고당 나노입자가 적조 생물 표면에 잘 부착하여 막의 물질수송을 교란시킴으로서 빠르게 적조생물을 사멸시키는 큰 효과가 있을 뿐만 아니라 해양생물의 내병성 강화에도 큰 효과를 갖는다.

상기 산화분해제는 오존을 과포화시켜 구성된다.

이러한 상기 산화분해제는 오존을 수용액상태로 과포화시켜 구성된다.

상기 산화분해제는 오존을 수용액상태로 과포화시켜 후술되는 상기 고령토와 상기 벤토나이트가 혼합된 상기 응집침강제에 집적시킨 후 적조해양수표면적당 1mg/L되게 살포하여 사멸된 조류를 산화분해시키도록 구성된다.

한편, 상기 산화분해제에 함유되어 있는 오존은 사멸된 조류를 짧은 시간에 산화 분해시키고 자연상태에서 불안전하기 때문에 수중에 잔류하지 않고 산소분자 형태로 소멸됨으로서 2차 오염 없이 효과적으로 사멸된 조류를 분해하기 때문에 정화능력이 뛰어난 효과를 갖는다.

상기 응집침강제는 고령토와 벤토나이트를 혼합하여 구성된다.

또한, 상기 응집침강제는 상기 고령토 78∼82중량%와, 상기 벤토나이트 18∼22중량%로 혼합하여 주는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 상기 고령토 78∼82중량%와, 상기 벤토나이트 18∼22중량%로 혼합된 상기 응집침강제는 적조해역살포면적에 5mg/L가 되도록 살포하여준다.

상기 고령토는 황토보다 응집력은 낮으나 중금속 함량이 적고 해저생물의 성장을 증진시켜주는 장점이 있으며, 낮은 점력은 상기 벤토나이트를 첨가하여 응집력을 증가시킨다. 고령토를 78~82중량% 보다 적게 넣으면 응집효과가 저하된다.

한편, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 응집침강제에 상기 조류제거제를 흡착시킨 후 물과 함께 총 투여량이 단위부피 1㎥당 2.6∼3.3mg/L 양이 포함되도록 해양수표면 가로 1m, 세로 1m의 단위면적 1㎡의 적조해역살포면적에 살포되도록 하여 적조해역살포면적에 있는 적조생물을 사멸하도록 구성된다.

더욱 자세하게는, 상기 조류제거제의 사용은 상기 조류제거제를 적조해역살포면적에 3mg/L가 되도록 상기 응집침강제에 집적시키고, 물과 함께 적조해역수표면에 고르게 살포하여 30분 후 상기 산화분해제를 상기 응집침강제에 1mg/L가 되게 혼합하여 적조해역수표면에 살포함으로서, 적조생물을 사멸산화분해시킨다.

또한, 상기 응집침강제는 상기 고령토와 상기 벤토나이트가 주성분으로 상기 고령토는 중금속 함량이 적고, 상기 벤토나이트는 점력이 뛰어나 적조생물에 잘 부착하여 침강시키는 효과는 물론 해삼 등 해양저서생물의 성장에 효과를 갖는다.

상술하는 본 발명은 상기 키토산올리고당과 상기 탄닌산이 혼합된 상기 조류제거제와, 상기 오존으로 구성된 상기 산화분해제와, 상기 고령토와 상기 벤토나이트가 혼합된 상기 응집침강제를 구성하여 상기 조류제거제와 상기 응집침강제를 혼합하여 적조생물을 사멸시키고, 상기 산화분해제를 사용하여 단시간 내에 효과적으로 적조생물을 사멸산화분해시킬 수 있도록하여 저렴한 비용으로 적조제거처리효율을 극대화시키며, 대부분 천연소재로 해양생물의 성장 및 내병성을 강화시키도록하여 생물자원의 보존은 물론 해양 양식어민의 소득증대를 도모하도록 한다.

또한, 본 발명의 상기 키토산 올리고당의 살조력과 상기 오존의 산화력을 연계한 해양 적조제거제는 적조생물을 직접 사멸시키는 천연조류제거제와 사멸된 조류를 산화분해 시키는 상기 산화분해제와 사멸된 조류를 침강시키는 상기 응집 침강제로 조성된다.

이상에서 설명된 본 발명에 따른 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (7)

1. 홍게껍질에서 추출한 키토산을 효소가수분해하여 추출된 키토산 올리고당과 연잎을 발효추출한 탄닌산이 서로 혼합한 조류제거제와, 오존을 과포화시킨 산화분해제와, 고령토와 벤토나이트를 혼합한 응집침강제로 구성되는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.
2. 제 1항에 있어서,
   조류제거제는 키토산 올리고당 89∼91중량%와, 탄닌산 9∼11중량%로 혼합하여 구성되는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.
3. 제 1항에 있어서,
   조류제거제의 적조해역살포면적은 수표면에서 단위면적 1㎡를 기준으로 하고, 수심1m를 기준으로 하여 단위부피 1㎥당 2.4∼3.3mg/L 양이 수표면 살포단위 면적에 살포되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.
4. 제 1항에 있어서,
   응집침강제에 상기 조류제거제를 흡착시킨 후 물과 함께 총 투여량이 수표면에서 수심깊이 1m를 기준으로 단위부피 1㎥당 2.6∼3.2mg/L 양이 되도록 수표면에서의 단위면적 1㎡의 적조해역살포면적에 살포되는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.
5. 제 1항에 있어서,
   응집침강제는 상기 고령토 78∼82중량%와, 상기 벤토나이트 18∼22중량%로 혼합하여 수표면에서 수심깊이 1m를 기준으로 하고, 적조해역살포면적에 1㎡ 단위면적에 4.5∼5.4mg/L 양을 살포하여 1㎥ 단위부피에 포함되는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.
6. 제 1항에 있어서,
   산화분해제는 오존을 수용액상태로 과포화시켜 상기 고령토와 상기 벤토나이트가 혼합된 상기 응집침강제에 집적시킨후 해양수표면적 단위면적 1㎡당 0.9∼1.2mg/L 양을 살포하여 단위부피 1㎥에 포함되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 해양적조제거제.
7. 제 1항에 있어서,
   조류제거제를 해양수표면적 1㎡ 수면에서 깊이 1m에 의해 단위부피 1㎥당 2.5∼3.3mg/L 용량이 되도록 상기 응집침강제에 집적시키고 물과함께 적조해역수표면에 면적에 따라 단위부피당 2.5∼3.3mg/L 양을 기준으로 증량하여 고르게 살포하고 30분 후에 상기 산화분화제 중에서 상기 응집침강제를 해양수 1㎥의 단위부피당 0.8∼1.1mg/L가 되게 혼합하여 해역수표면의 표면넓이에 따라 단위양을 증량하여 살포하는 것을 특징으로 하는 키토산 올리고당 살조력과 오존의 산화력을 연계한 해양적조제거제.

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