KR101829622B1 - 탈취, 살균 기능을 가진 친환경 녹조 제거제 및 이를 이용한 녹조 제거 방법 - Google Patents

Abstract

환경 친화적이고, 안정성이 우수하면서 녹조의 제거효과가 우수한 녹조 제거제가 개시된다.
본 발명의 일 양상에 따른 친환경 녹조 제거제는 마늘, 볏짚 및 굴피 100 중량부, 된장 10~50 중량부를 포함하며, 상기 마늘, 볏짚, 및 굴피는 1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 포함된다.

Description

탈취, 살균 기능을 가진 친환경 녹조 제거제 및 이를 이용한 녹조 제거 방법{Eco-friendly composition for removing green algae having function of deodorization and sterilization and removing method for green algae using the same}

본 발명은 친환경 녹조 제거제 및 이를 이용한 녹조 제거 방법에 관한 것이다.

녹조는 수생태계에 에너지를 공급하는 구성원인 조류(규조류ㅇ녹조류ㅇ남조류) 중 남조류의 과다 성장으로 물이 짙은 녹색으로 변하는 현상이다. 클로렐라 등 식물성 플랑크톤으로 인체에 무해한 녹조류와는 근본부터 다르다. 남조류는 부영양화 탓에 증식하며 녹조를 일으킨다. 영양물질이 풍부하다는 뜻의 부영양화는 생활하수, 공장폐수, 비료 등이 하천으로 유입되면서 물속에 암모니아, 유기질소화합물 등 영양염류가 많아진 상태를 의미한다. 부영양화(영양염류) 외 강한 일조량, 고수온, 느린 유속도 남조류 증식을 도와 녹조를 발생시킨다. 강한 햇볕이 내리쬐는 여름철 고수온은 남조류가 성장하기 쉬운 환경을 조성한다. 남조류 성장의 최적 수온은 섭씨 20∼30도여서 녹조는 흔히 여름에 목격된다. 각 요인의 영향으로 과다 성장한 남조류는 녹조로 이어져 물속 산소를 감소시키고, 수질 악화로 이어진다. 남조류 중 마이크로시스티스·아나베나·오실라토리아·아파니조메논 등 4종은 유해 남조류로 지정됐다. 이는 사람이나 동물이 흡수할 경우 간세포나 신경계에 나쁜 영향을 준다.

환경오염의 주범으로 꼽히는 녹조류를 예방하는 방제방법은 생물학적방제, 화학적방제 및 정수처리방제 등이 알려져 있다. 상기 생물학적방제는 미생물을 이용하는 방법이다. 예를 들면, 바다에 서식하는 균에서 녹조류를 제거하는 특이유전자를 추출한 뒤 일반 미생물에 이식, 활동력이 강한 새로운 종을 생산하여 녹조류 방제에 이용하는 방법이다.

상기 화학적방제는 황산동 등의 공지된 약제로 방제하는 방법으로, 그 효과는 비교적 우수하나 경제적 비용이 크기 때문에 방대한 면적에 자주 사용하기에는 어려움을 겪고 있는 실정이며, 특히 제초제 등을 사용하는 경우, 장기적으로 고등식물의 경쟁효과를 제거하여 조류증식 문제를 일으키며, 제초제가 분해되면 제초제를 사용하기 전보다 더욱 많은 조류가 증식하는 문제점이 있다.

상기 정수처리방제는 응집, 침전, 여과, 활성탄 흡착법, 염소소독 및 오존산화 등을 적용하여 방제하는 방법이 알려져 있다.

그러나 전술한 녹조류 방제방법들은 환경안정성에 대한 고려보다는, 비용 및 방제효과가 상대적으로 중시되고 있었다. 특히 가장 실용성이 높다고 여겨지는 화학적 방제의 경우 속효성이고 처리효과가 뚜렷하지만, 비선택적이며, 특히 일부 성분의 경우 중금속 축적 및 유기물질과 상호작용하여 유독물질을 생성할 가능성도 배제할 수 없다. 또한 펌프 등의 순환 시스템의 설치 운용비용과 화학 약품비 등의 경제적 문제로 인하여 이러한 방제방법들은 실제로 적용되기에 많은 어려움이 있었다.

따라서, 보다 친환경적이고 안정성이 우수하면서도 녹조류 및 남조류 피해를 최소화 시킬 수 있으며, 경제적으로도 사용하기에 유리한 녹조류 및 남조류 등의 유해조류 방제방법이 절실한 실정이다.

대한민국공개특허공보 제10-2015-0071560호(2015. 06. 26)

본 발명은 환경 친화적이고, 안정성이 우수하면서 녹조의 제거효과가 우수한 녹조 제거제를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 살균, 소독, 박테리아 제거, 중금속 제거 등이 우수한 친환경 녹조 제거제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 친환경 녹조 제거제는 마늘, 볏짚 및 굴피 100 중량부, 된장 10~50 중량부를 포함하며, 상기 마늘, 볏짚 및 굴피는 1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 포함된다.

본 발명의 다른 양상에 따르면, 상기 마늘, 볏짚 및 굴피는 발효된 것이며,

상기 발효는 수분함량이 50%~70%인 볏짚에 효모를 첨가하고 20℃~37℃의 온도에서 10일~20일 동안 발효한 것이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 친환경 녹조 제거제는 이산화염소수를 더 포함하며 이산화염소수는 마늘, 볏짚, 굴피 100 중량부에 대하여 10~50 중량부이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면 친환경 녹조 제거제는 백지를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면 친환경 녹조 제거제는 녹조를 수면으로 부상시키기 위한 부상재를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 녹조 제거 방법은 녹조 제거제를 녹조가 발생된 오염수역에 살포하여 사멸시키는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 녹조 제거제를 사용하면 2차 환경오염을 일으키지 않으므로 환경 친화적이고 무척추동물 또는 조류에 영향을 미치지 않아 안정성이 우수하면서 유해조류의 방제효과가 우수하다.

또한, 중금속 제거 효과가 우수하고 레지오넬라균 등 각종 혐기성균을 살균할 수 있다.

또한, 녹조로부터 발생하는 악취를 제거할 수 있다.

도 1은 실시예 1의 친환경 녹조 제거제를 사용하기 전에 채취한 시료의 사진이다.
도 2는 실시예 1의 친환경 녹조 제거제를 사용하여 24시간 경과 후 채취한 시료의 사진이다.
도 3은 실시예 1의 친환경 녹조 제거제를 사용하여 1주일 경과 후 채취한 시료의 사진이다.
도 4는 실시예 2의 친환경 녹조 제거제를 사용하기 전에 채취한 시료의 사진이다.
도 5는 실시예 2의 친환경 녹조 제거제를 사용하여 4일 경과 후 채취한 시료의 사진이다.

전술한, 그리고 추가적인 양상들은 후술하는 실시 예들을 통해 명확해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 대응되는 구성 요소들은 동일한 번호로 참조된다. 또한, 구성요소들의 형상이나 크기 등은 실제보다 과장될 수 있다. 그리고 관련된 공지 기술에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 생각되는 경우 그 공지 기술에 대한 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 녹조 제거제는 마늘, 볏짚 및 굴피 100 중량부, 된장 10~50 중량부를 포함하며, 마늘, 볏짚 및 굴피는 1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 포함된다.

마늘은 생마늘이나 구운 마늘일 수 있으며, 1 내지 5㎜ 크기로 분쇄할 수 있다. 마늘에는 살균 작용을 하는 알리신이나 유기산이 풍부하게 함유되어 있어서, 마늘을 사용하는 경우 녹조 및 적조의 원인인 조류를 사멸시키는 효과를 갖는다.

볏짚은 벼를 탈곡하고 남은 줄기와 잎을 의미한다. 녹조가 있는 물에 볏짚을 살포하면 볏짚의 세포벽 분해 시 방출되는 페룰산(ferulic acid) 및 파라-쿠마릭산(p-coumaric acid) 등의 페놀산과, 볏짚에 포함된 리그닌의 불완전 분해 시 형성되는 방향족 화합물이 유해조류의 성장을 저해하는 효과를 갖는다.

또한, 볏짚은 물속에서 과산화수소(H₂O₂)를 발생시키고 이것으로부터 활성산소가 발생되는데, 이것이 인체와 수상식물, 물고기 등 수상생물에는 무해하면서도 이끼의 발생을 방지하는 효과가 있으며, 인 함량이 낮아 오염물에 살포 시 부영양화 및 급속한 용존산소 고갈현상을 방지할 수 있다. 또한, 볏짚은 물에서 완전히 반응하기까지 유해조류의 방제 지속성이 우수하다. 또한 볏짚은 금속흡착 능력이 우수하므로 중금속 등의 제거 효과도 뛰어나다.

굴피는 굴참나무의 껍질을 말하는 것으로서 굴참나무의 내피 및 외피 추출물 중에서 하나 이상의 부위를 의미한다. 굴피는 다른 어느 나무보다 Pb, Cr, Cu, Cd과 같은 금속에의 흡착률이 좋으므로 중금속을 흡착 제거할 수가 있다.

된장에는 키토올리고당, 유산균 등이 포함되어 있는데 키토올리고당이나 유산균은 항균 효능이 있으므로 녹조와 같은 유해조류를 방제 도는 제거하는 목적으로 포함된다.

이와 같은 성분의 마늘, 볏짚 및 굴피는 1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 포함된다. 이 범위에서 각 구성성분 간의 상승효과가 우수하여, 녹조 방제 및 제거와 중금속의 흡착 제거효과가 동시에 우수할 수 있다.

이와 같은 성분과 조성비로 형성된 친환경 녹조 제거제는 녹조의 제거 및 중금속의 흡착효과가 우수하면서도 2차 환경오염을 일으키지 않으므로 환경 친화적이다. 또한, 녹조로부터 발생하는 악취를 제거할 수 있다.

한편, 마늘, 볏짚 및 굴피는 발효된 것일 수 있다. 구체적으로 발효는 중량수분함량이 50%~70%인 볏짚에 효모를 첨가하고 20℃~37℃의 온도에서 10일~20일 동안 발효한 것일 수 있다. 위의 발효 조건에서 유해조류의 방제속도 및 방제효율이 우수할 수 있다. 발효를 위한 효모는 통상적인 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 세레비지에(Saccharomyces Cerevisiae) 및 사카로마이세스 카알스베르겐시스(Saccharomyces Carisbergenesis) 등을 사용할 수 있다. 이러한 효모를 사용하여 발효 시, 오염물에 포함된 유해조류의 방제속도 및 방제효율이 우수할 수 있다.

또한, 마늘, 볏짚 및 굴피는 0.5㎜ 내지 0.25㎜의 크기로 분쇄하여 사용할 수 있다. 이 크기 범위로 사용 시 표면적이 증가하여 녹조와 용이하게 반응함으로써 녹조 방제 효과가 더욱 우수할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 친환경 녹조 제거제는 이산화염소수를 더 포함하며 이산화염소수는 마늘, 볏짚 및 굴피 100 중량부에 대하여 10~50 중량부일 수 있다. 이산화염소수는 염소나 락스보다 살균력이 강하고, 친환경이면서 인체에 무해한 살균 소독수이다. 이산화염소수를 위와 같은 비율로 더 포함하는 경우 레지오넬라균 등 각종 혐기성균을 살균할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 녹조 제거제는 백지를 더 포함할 수 있다. 백지란 두해 내지 세해살이풀로 굵은 뿌리줄기를 가진 구릿대의 뿌리 부분을 말한다. 백지에는 푸라노쿠마린(furanocuomarin)류의 화합물과 쿠마린(coumarin)계열의 화합물, 페룰산(ferulic acid), 비푸라노쿠마린(bifuranocoumarin) 등이 포함되어 있어 우수한 녹조와 같은 유해조류의 성장을 저해하는 효과를 나타낸다. 백지는 갈아서 가루 형태로 포함될 수도 있고 일정 크기의 낱개로 포함될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 친환경 녹조 제거제는 녹조를 수면으로 부상시키기 위한 부상재를 더 함유할 수 있다. 부상재는 녹조 및 적조를 수면으로 부상시키는 역할을 한다. 부상재는 초본식물의 줄기를 분쇄한 줄기 분쇄물일 수 있다. 1 내지 5mm의 크기로 분쇄할 수 있다. 초본식물의 줄기는 목본식물의 줄기에 비해 가공이 용이하고 부상력이 우수하다. 초본식물의 줄기는 건조시킨 후 분쇄한다. 초본식물의 줄기로 옥수수 대, 해바라기 대, 수숫대 중에서 적어도 어느 하나를 이용할 수 있다. 옥수수 대와 해바라기 대, 수숫대는 속이 미세한 유세포로 구성되어 있어, 건조시키면 다공질의 구조를 갖는다. 옥수수 대는 옥수수의 줄기로서, 볏짚 다음으로 많이 발생되는 농산 폐기물이다. 옥수수 대는 일부가 사료로 사용되는 것을 제외하고는 특별한 용도가 없어서 버려지고 있는 실정이다. 해바라기는 국화과 해바라기속에 속하는 1년 또는 다년초 식물이다. 해바라기 대는 해바라기의 줄기로서, 옥수수 대와 마찬가지로 특별한 용도가 없어서 폐기되고 있다. 수숫대는 수수의 줄기로서, 옥수수 대와 같이 특별한 용도가 없어서 버려지는 농산 폐기물이다. 본 발명은 옥수수 대나 해바라기 대, 수수대와 같이 폐기되는 초본 식물의 줄기를 부상재로 이용함으로써 폐기물을 유용한 자원으로 활용할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 친환경 녹조 제거제를 이용한 녹조 제거방법에 대하여 살펴본다.

먼저, 친환경 녹조 제거제를 준비한다. 친환경 녹조 제거제는 녹조의 발생시점, 만연시기 등을 고려하여 상술한 여러가지 실시예 중 어느 하나로 만들어질 수 있다.

다음, 친환경 녹조 제거제가 준비되면 적당량의 물을 가해 희석한다. 예로, 친환경 녹조 제거제에 대하여 물을 2 내지 10배를 혼합할 수 있다.

다음, 물에 희석시킨 친환경 녹조 제거제를 녹조가 발생된 오염수역에 살포하여 사멸시킨다. 사멸 효과를 높이기 위해서 살포된 친환경 녹조 제거제를 수면에 살포 후 물과 혼합시키는 공정이 추가될 수 있다. 이러한 혼합 공정은 선박의 프로펠러에 의해 진행되거나 별도의 교반장치를 이용하여 수행될 수 있다.

한편 부상재를 포함한 친환경 녹조 제거제를 살포하는 경우 2 내지 4시간 정도 경과하면 사멸된 녹조가 수면으로 부상하여 응집체를 형성한다. 따라서 선박을 이용하여 수면으로 부상한 응집체를 걷어서 제거한다. 수거된 응집체는 탈수 후 유기비료나 퇴비의 재료로 재활용될 수 있다.

실시예 1

1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 섞인 마늘, 볏짚 및 굴피를 중량수분함량이 50%인 볏짚에 효모(사카로미세스 세레비시아)를 첨가하고 30℃의 온도에서 10일 동안 발효한 다음, 마늘, 볏짚, 굴피 100 중량부, 된장 10 중량부로 혼합하였다.

실시예 2

1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 섞인 마늘, 볏짚 및 굴피를 중량수분함량이 50%인 볏짚에 효모(사카로미세스 세레비시아)를 첨가하고 30℃의 온도에서 10일 동안 발효한 다음, 마늘, 볏짚, 굴피 100 중량부, 된장 10 중량부, 이산화염소수 50 중량부로 혼합하였다.

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1. 녹조 제거 실험

녹조가 발생한 강에서 수질시료를 채취하였다.

먼저 실험에 이용할 시료 200㎖를 준비하였다. 도 1에 나타난 바와 같이 시료에는 녹조가 형성되어 있다. 이와 같이 준비한 시료에 실시예 1의 친환경 녹조 제거제 2ml를 살포하였다. 살포 후의 상태를 도 2 내지 도 3에 나타내었다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 친환경 녹조 제거제를 살포 후 1일 경과 후 녹조가 바닥으로 침강되었다(도 2). 그리고 1주일 경과 후에 녹조의 색상이 옅어져 사멸된 것으로 확인되었다(도 3).

다음 실험으로, 도 4에 도시된 것과 같이 녹조가 형성된 시료에 실시예 2의 친환경 녹조 제거제 2ml를 살포하였다. 살포 후의 상태를 도 5에 나타내었다.

도 5를 참조하면, 친환경 녹조 제거제를 살포한 날로부터 4일 경과 후 녹조의 색상이 옅어져 사멸된 것으로 확인되었다(도 5).

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (6)

1. 마늘, 볏짚 및 굴피 100 중량부, 된장 10~50 중량부를 포함하며,
   상기 마늘, 볏짚 및 굴피는 1:0.1~0.3:0.1~0.5 중량비로 포함되고,
   상기 마늘, 볏짚 및 굴피는 발효된 것이며,
   상기 발효는 중량수분함량이 50%~70%인 볏짚에 효모를 첨가하고 20℃~37℃의 온도에서 10일~20일 동안 발효한 것을 특징으로 하는 친환경 녹조 제거제.
   
2. 제1항에 있어서,
   이산화염소수를 더 포함하며 이산화염소수는 마늘, 볏짚, 굴피 100 중량부에 대하여 10~50 중량부인 것을 특징으로 하는 친환경 녹조 제거제.
   
3. 제2항에 있어서,
   녹조를 수면으로 부상시키기 위한 부상재를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 친환경 녹조 제거제.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 녹조 제거제를 녹조가 발생된 오염수역에 살포하여 사멸시키는 것을 특징으로 하는 친환경 녹조 제거제를 이용한 녹조 제거 방법.
5. 삭제
6. 삭제

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