KR101977222B1 - 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 및 이의 제조방법 - Google Patents
달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 달걀껍질 분말 및/또는 커피 분말을 포함하는 녹조 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제는 녹조류 배양액에서의 탁도 개선이 빠르게 일어나 물이 투명해지고 더 이상의 녹조류 증식이 발생하지 않도록 하며, 녹조류 배양액 내 인 농도를 현저히 저감하여 녹조현상의 원인물질인 인산염 물질을 제거하는 면에서 우수한 효과를 나타낸다. 또한, 종래 녹조 방제제인 황토나 PAC과 달리 수질의 pH에 영향을 거의 주지 않아, 수중생태계의 영향을 미치지 않고 수질개선효과를 나타내므로, 친환경적인 녹조 제거제로 적용할 수 있다. 더하여, 본 발명의 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 제조 시 커피 분말을 더 포함하는 경우 더욱 우수한 녹조 제거 효과가 발생한다.
Description
본 발명은 달걀껍질 분말 및/또는 커피 분말을 포함하는 녹조 제거제 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
'녹조현상'이란 강이나 바다, 호수 등의 수중 영양물질이 증가로 녹조류가 대량 증식하여 물빛을 녹색으로 변화시키는 현상이다. 최근 우리나라에서도 수온이 25℃ 이상으로 유지되고 일조량 증가로 수중 영양분이 과잉 공급되면서 녹조류가 증식하여 녹조현상이 심해지고 있다. 녹조가 물의 표면을 뒤덮으면 수중으로 들어가는 햇빛이 차단되고, 산소가 유입되지 않으면서 물의 용존 산소량이 감소되어 물고기들이 폐사를 하게 되어 수중 생태계가 파괴된다. 또한 녹조류에 의해 발생되는 독소에 의해 가축이나 야생 동물들이 죽음을 당하는 피해가 보고되기도 하였다. 녹조 현상은 인체에는 크게 위험하지 않은 것으로 알려져 있으나 독소가 있는 일부 남조류의 경우 물을 마실 경우 구토, 복통을 일으킬 수도 있다. 과다 증식하여 죽은 남조류가 호수나 하천 밑바닥에 퇴적되면 용존산소량(DO)이 더욱 감소하여 물이 부패되고 악취도 발생한다. 녹조발생에 따른 환경피해의 사례로는 1878년 남조류(Microcystis)가 생성하는 독성물질인 Microcystin에 의한 동물피해가 보고된 이후 미국, 캐나다, 영국 등에서도 남조류에 의한 여러 동물피해가 보고되었다. 우리나라에서도 남조류에 의한 녹조현상 발생과 함께 호수나 하천에서 Microcystin이 검출된 결과가 보고된 적이 있다. 녹조 현상은 악취와 수돗물 정수 공정에도 문제를 발생시켜 1년 최대 764억 원의 경제적 손실을 유발한다고 알려져 있다. 정수 공정에서 녹조류는 80～90% 정도만 제거될 수 있다.
녹조를 방제하는 방법에는 크게 물리적 제어, 화학적 제어, 생태적 제어가 있으며, 이중 화학적 제어 방법에서 사용되는 종래 녹조 방제제로는 황토, 폴리염화알루미늄(PAC) 또는 황산 알루미늄 등이 있다. 그러나, 황토의 경우 이온량이 적어 응집을 돕는 정전기력이 약하기 때문에 녹조 방제 효과가 미미하며 많은 유기물을 포함하고 있어 부영양화를 일으키는 문제점이 있다. 폴리염화알루미늄(PAC) 또는 황산 알루미늄의 경우 녹조류에만 작용하는 것이 아니라 어류 폐사와 같은 심각한 환경 문제를 일으키며, 특히 비소나 알루미늄 등의 중금속을 포함하고 있어 선진국에서는 녹조 방제제로의 사용을 제한하고 있다.
한편, 달걀 생산량은 한 해 약 56만 톤으로(2017. 한국농촌경제연구원), 달걀껍질 발생량은 그 중 십 분의 일인 한 해 약 5만 톤으로 추정된다. 달걀껍질은 우리 주변 생활 쓰레기로 많이 나오며 가공이 어렵지 않은 장점이 있다.
이에, 본 발명자는 달걀껍질 분말 및/또는 커피 분말을 포함하는 친환경적인 녹조 제거제를 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 방법에 따라 제조한 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제를 제공하는 것이다.
본 발명은
달걀껍질을 세척하여 불순물을 제거한 후 속껍질을 제거하는 단계;
겉껍질을 건조하는 단계;
건조한 달걀껍질을 분쇄하고 분말화하는 단계;
분말화한 달걀껍질을 증류수와 혼합하는 단계;를 포함하는, 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제의 제조방법을 제공한다.
상기 분말화한 달걀껍질에 커피 분말을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 방법에 따라 제조한 녹조 제거제를 제공한다.
본 발명의 달걀껍질 분말 및/또는 커피 분말을 포함하는 녹조 제거제는 녹조류 배양액에서의 탁도 개선이 빠르게 일어나 물이 투명해지고 더 이상의 녹조류 증식이 발생하지 않도록 하며, 녹조류 배양액 내 인 농도를 현저히 저감하여 녹조현상의 원인물질인 인산염 물질을 제거하는 면에서 우수한 효과를 나타낸다. 또한, 종래 녹조 방제제인 황토나 PAC과 달리 수질의 pH에 영향을 거의 주지 않아, 수중생태계의 영향을 미치지 않고 수질개선효과를 나타내므로, 친환경적인 녹조 제거제로 적용할 수 있다. 더하여, 본 발명의 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 제조 시 커피 분말을 더 포함하는 경우 더욱 우수한 녹조 제거 효과가 발생한다.
도 1은 녹조류 배양액에 녹조 제거제 투여 후 12시간 뒤 육안으로 관찰한 사진이다.
도 2는 녹조류 배양액에 녹조 제거제 투여 후 물고기를 48시간 동안 방치하고 관찰한 사진이다. 실험 초기, 48시간 후에서 각각 왼쪽은 대조군, 오른쪽은 실시예 2-1(달걀껍질분말 녹조 제거제) 투여군이다.
도 2는 녹조류 배양액에 녹조 제거제 투여 후 물고기를 48시간 동안 방치하고 관찰한 사진이다. 실험 초기, 48시간 후에서 각각 왼쪽은 대조군, 오른쪽은 실시예 2-1(달걀껍질분말 녹조 제거제) 투여군이다.
본 발명은
달걀껍질을 세척하여 불순물을 제거한 후 속껍질을 제거하는 단계;
겉껍질을 건조하는 단계;
건조한 달걀껍질을 분쇄하고 분말화하는 단계;
분말화한 달걀껍질을 증류수와 혼합하는 단계;를 포함하는, 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제의 제조방법을 제공한다.
상기 분말화한 달걀껍질에 커피 분말을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은 본 발명의 방법에 따라 제조한 녹조 제거제를 제공한다.
본 발명은 달걀껍질을 재활용함으로써 경제적 측면에서도 효과를 볼 수 있다. 녹조 흡착 제거와 수중 인 제거 효과가 있는 달걀껍질은 수중생태계의 영향을 미치지 않고 수질개선효과를 보이므로 매우 유용한 녹조 방제 해결책이 될 것이며, 또한 녹조 뿐만 아니라 다른 중금속에 대한 흡착력을 가질 것으로 예상되는 바, 다양한 응용이 가능할 것으로 기대된다.
본 발명의 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 제조 시 커피 분말을 더 포함하는 경우 더욱 우수한 녹조 제거 효과가 발생한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<
실시예
1> 녹조 배양
한국생명공학연구원 생물자원센터에서 분양받은 녹조류(Anabaena Sp.)를 채집장에 옮겨 담았다. N, K, Mg, P가 들어 있는 네오 솔루션을 채집장 10L당 1ml로 투여하였다. 녹조류 배양액을 채집장에 넣어 인큐베이터 배양을 시킨다. 이때 수온은 30℃도 유지시키고 조도는 2000 lx.로 설정하여 배양하였다. 빛은 하루에 14시간 비치도록 하였다. 7일간 배양을 시키며 12시간 마다 한 번씩 인큐베이터를 흔들어 내용물을 분산시켰다.
<
실시예
2> 녹조 제거제 제조
<2-1> 달걀껍질 분말
을
포함하는 녹조 제거제
폐기 처분된 달걀껍질을 모아 증류수로 깨끗하게 세척하여 불순물을 제거한 후 속껍질을 제거하고 겉껍질을 그늘에 2-3일간 충분히 말렸다. 말린 달걀껍질은 오븐에서 약 100℃를 유지하면서 증발 건조시킨 후, 그릇에 놓고 잘게 부수고 분쇄기에 넣고 2분씩 3회 동안 분쇄하였다. 분쇄물을 채로 쳐서 밀가루와 유사한 분말 크기를 가지는 달걀껍질 분말을 제조하였다. 200mL 멸균컵에 증류수 200mL와 달걀껍질 분말을 1g을 넣어 5g/L농도의 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제를 제조하였다.
<2-2>
달걀껍질
및 커피 분말을 포함하는 녹조 제거제
200mL 멸균컵에 증류수 200mL와 실시예 2-1과 동일한 방법으로 준비한 달걀껍질 분말 0.5g, 커피 분말 0.5g을 넣어 5g/L농도의 달걀껍질 및 커피 분말을 포함하는 녹조 제거제를 제조하였다. 커피 분말은 카페 등에서 폐기되는 커피 분말을 수분함량이 1% 미만이 될 때까지 건조하여 사용하였다.
<
비교예
1> 황토분말을 포함하는 녹조 제거제 제조
비교예로, 200mL 멸균컵에 증류수 200mL와 황토분말 1g을 넣어 5g/L농도의 황토분말 녹조 제거제를 제조하였다.
<
비교예
2> PAC를
포함하는 녹조 제거제 제조
비교예로, 200mL 멸균컵에 증류수 190mL와 10% PAC 용액 10mL를 넣어 5g/L농도의 PAC 녹조 제거제를 제조하였다.
<
실시예
3> 녹조 제거 효과 검정
실시예 1에서 배양한 녹조류를 주사기를 이용하여 100mL를 뽑아 200mL 멸균컵에 넣었다. 실시예 2-1 및 2-2(폐달걀껍질), 비교예 1(황토), 비교예 2(PAC)의 녹조 제거제 각각 100mL를 녹조를 넣은 멸균컵에 넣어 200mL의 녹조 제거제군을 제작하고, 대조군으로 녹조 제거제 대신 증류수 100mL를 넣었다.
<3-1> 녹조류
흡착정도
측정
12시간 후 가라앉은 녹조를 육안 관찰 또는 조도량을 조도계로 측정 비교하였다.
조도량은 각각의 멸균컵에서 5cm 떨어진 곳에서 빛을 쬐고 멸균컵을 통과하는 조도량을 조도계로 측정 비교하였다. 조도량의 베이스라인은 증류수를 이용하였다(3777 lx.).
그 결과, 도 1과 같이 육안으로 관찰한 결과 실시예 2-1의 녹조 제거제를 투여한 군에서 하얀색의 침전물이 확인되었고, 비교예 1에서는 황갈색의 침전물이 확인되었으며, 비교예 2에서는 남조류가 누런 색으로 변질되며 일부 침전되는 부분도 있었지만 주로 부유물의 형태로 확인되었다. 대조군에서는 녹색의 침전물이 확인되었다.
또한, 표 1과 같이 조도량을 비교한 결과 실시예 2-1 및 2-2의 녹조 제거제를 투여한 군은 3364 lx., 3366 lx.로 증류수와 거의 비슷할 정도의 높은 조도량을 보였으며 육안으로도 매우 투명하고 깨끗한 상태였다. 비교예 1은 355 lx.로 탁도가 매우 심하여 조도량이 현격히 낮았고, 비교예 2는 2363 lx.로 조도량이 대조군과 비슷하였다.
<3-2> 수질오염지표 측정
12시간 후 수질을 측정하기 위해 각각의 샘플의 pH, DO (Dissolved Oxygen unit: ppm) 와 TP (Phosphorus range unit: ppm)(TP는 두 차례 측정한 평균값)를 측정하였다.
그 결과, 표 1과 같이 pH는 실시예 2-1 및 2-2의 녹조 제거제를 투여한 군에서 7.21, 7.18이었으며, 비교예 1은 6.67, 비교예 2는 3.36이었다. 비교예 1의 경우 pH가 7.20에서 6.67로 산성화되었으며, 비교예 2의 경우 pH가 3.36으로 나타나 수중생태계를 파괴시키는 수준으로 산성화되었다.
또한, DO는 실시예 2-1 및 2-2의 녹조 제거제를 투여한 군에서 6.3, 6.4이었으며, 비교예 1은 6.9, 비교예 2는 8.8 ppm이었고, TP는 실시예 2-1 및 2-2의 녹조 제거제를 투여한 군에서 1.35, 1.47이었으며, 비교예 1은 3.55, 비교예 2는 3.75 ppm이었다.
| 녹조 제거제 | 조도량(lx.) | pH | DO(ppm) | TP(ppm) |
| Control (녹조대조군) |
2960 | 7.20 | 5.5 | 4.55 |
| 실시예 2-1 (달걀껍질) |
3364 | 7.21 | 6.3 | 1.35 |
| 실시예 2-2 (달걀껍질+커피) |
3366 | 7.18 | 6.4 | 1.47 |
| 비교예 1(황토) | 355 | 6.67 | 6.9 | 3.55 |
| 비교예 2(PAC) | 2363 | 3.36 | 8.8 | 3.75 |
상기 실시예의 결과를 통해 실시예 2-1 및 2-2의 녹조 제거제가 가장 우수한 녹조 제거 효과를 나타내는 것을 확인하였다.
<
실시예
4> 수중 생태에 대한 영향 검정
실시예 2-1의 달걀껍질 분말 녹조 제거제(농도 5.0g/L) 10ml를 녹조류 배양액 10mL와 혼합하고 하루 동안 방치한 후, 염소를 제거한 수돗물 100mL에 넣어 총 120ml를 멸균컵에 넣었다. 대조군으로 녹조배양액 10mL와 염소 제거 수돗물 110mL를 멸균컵에 총 120mL 넣었다. 각각의 멸균컵에서 물고기(구피)를 48시간 기르며 관찰하였다. 실험 초기에 pH, DO, TP를 측정하였고, 48시간 후에 물고기의 치사, pH, 침전물, DO, TP를 측정하였다. 수온은 28℃로 유지하였다. 실험 기간 중 먹이는 주지 않았으며 48시간 후 실험을 종료하였다.
그 결과, 도 2와 같이 대조군은 48시간이 지난 후 물고기의 배설물과 녹조가 뒤섞여 매우 탁한 모습을 보였으나, 실시예 2-1를 투여한 군에서는 투여 즉시 탁도가 육안으로도 현저히 개선되었고 48시간 후에도 탁도를 맑게 유지하는 모습을 보였다. 수질오염 지표에서도 실시예 3과 마찬가지로 인의 현저한 측정 저하를 보였으며 48시간 후 DO는 대조군에 비하여 다소 덜 감소하는 양상을 보였다. 물고기 치사는 두 군 모두에서 일어나지 않았다.
Claims (3)
- 달걀껍질을 세척하여 불순물을 제거한 후 속껍질을 제거하는 단계;
겉껍질을 건조하는 단계;
건조한 달걀껍질을 분쇄하고 분말화하는 단계;
커피 분말을 건조하여 수분함량이 1% 미만인 커피 분말을 제조하는 단계; 및
상기 분말화한 달걀껍질 0.5g 및 수분함량이 1% 미만으로 건조된 커피 분말 0.5g을 증류수 200㎖와 혼합하여 5g/ℓ 농도의 달걀껍질 분말을 제조하는 단계;를 포함하는, 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제의 제조방법.
- 삭제
- 제 1항에 따른 방법으로 제조한 녹조 제거제.
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| KR1020170117927A KR101977222B1 (ko) | 2017-09-14 | 2017-09-14 | 달걀껍질 분말을 포함하는 녹조 제거제 및 이의 제조방법 |
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| KR20190030459A KR20190030459A (ko) | 2019-03-22 |
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| 내일신문, 커피 찌거기로 녹조현상 해결했어요(2015.02.13.)* |
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