KR20050004749A - 연안수역의 저질토 및 수질 개선제 - Google Patents
연안수역의 저질토 및 수질 개선제 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 생석회, 소석회, 돌로마이트 및 조개가루 등의 혼합물질을 "수질 및 저질토의 개선제"로 사용하는 것이며, 개선제의 주체인 생석회 및 소석회 등의 석회는 pH10.0 내외의 강알칼리성 물질로서 인(P), 철(Fe), 중금속 및 아민, 아미노산, 기름(oil) 등을 포함하는 무기물질 및 유기물질에 의하여 오염되거나 pH7.0∼7.5 이하로 심하게 산성화된 오염환경의 수질 및 저질토를 양질의 알칼리성 환경으로 곧 바로 개선할 수 있는 능력은 크지만, 종래에 석회를 살포한 저질토는 경화되고 생석회의 살포 초기에 잠깐 발열하는 큰 결점이 있는 것을 본 개선제는 해소하고 보완한 것이다.
석회가 혼합된 개선제를 살포한 저질토가 경화되는 결점을 해소하기 위하여 마그네슘(Mg) 물질을 혼합했으며, 마그네슘(Mg)은 석회의 경화를 방지하는 능력이 커서, 마그네슘(Mg) 성분을 많이 함유하고 있는 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2) 30∼50중량%를 보조제로 혼합한 것이며, 개선제에 첨가한 돌로마이트 30∼50중량%는 산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4∼17.3중량% 범위의 혼합량으로 분석되어 석회의 안정적인 경화방지를 할 수 있는 농도이고, 개선제에 혼합하는 돌로마이트 30중량%일때 산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4중량%(국립수산과학원의 개선제 성분분석결과)로서 석회의 경화방지효과를 충분히 발휘한다.
생석회를 단독으로 살포하는 초기에 잠깐 발열하는 큰 결점을 해소하기 위하여 개선제의 주체인 생석회를 30∼60중량%로 줄이고 돌로마이트(30∼50중량%) 및 조개가루(10∼20중량%) 등의 보조제를 혼합함으로써 생석회의 발열하는 결점을 해소했다.
조개가루는 바다에서 생산된 굴, 바지락, 홍합 및 진주담치 등의 모든 패각을 패각분말가공공장에서 600∼700℃로 고온소각하여 2㎜입자 이하의 조방적으로 파쇄한 패화석분말(貝火石粉末, 농토용비료의 상품명)을 혼합했으며, 조개가루(패화석분말)의 구성성분은 칼슘(CaO) 51.6%, 규소(SiO2) 3.54%, 고토(MgO) 0.31%, 철(Fe) 0.16%, 인산(P2O5) 0.03%, 칼륨(K2O) 0.04% 및 유기물 5.65% 등이 함유되어 있고, 생석회 또는 소석회는 pH10.0 내외의 강알칼리성으로서 오염환경의 개선에는 효과가 크지만 살포후 2주일이 경과하면서부터 탄산칼슘(CaCO3) 등의 비분해물질로 서서히 변하여 수질과 저질토의 알칼리성 유지가 미미하게 되는 결점의 보완을 위해서 조개가루 2㎜입자 이하의 조방적분말을 혼합하여 살포후 장기간에 걸쳐서 서서히 용해가 진행되게 함으로써 환경의 알칼리성 유지를 장기간 지속하면서 미네랄 성분을 공급하여 생산성을 높히는데 기여하는 물질로 사용한 것이다.
석회(생석회와 소석회)와 조개가루의 주 성분인 칼슘과 돌로마이트에 함유된 칼슘성분이 혼합되면서 일으킨 반응으로 상승작용이 일어나서 생석회 단독 pH에 근접하는 강알칼리성을 발현하는 개선제가 탄생된 것이다. 즉 석회는 해수에서 pH10.0 내외의 강알칼리성이고 조개가루와 돌로마이트는 포화농도에서도 pH8.1의 약알칼리성이지만 개선제를 구성하는 함량을 석회 30∼60중량%, 조개가루 10∼20중량% 및 돌로마이트 30∼50중량%로 혼합하면 그 산도(pH)는 석회물질 단독의 pH와 유사한 pH10.0 내외의 강알칼리성으로 상승하여 "수질 및 저질토 개선제"의 개선효과를 높히는 특징을 갖는다.
본 개선제는 pH의 상승에 수반하여 비소(As)와 카드뮴(Cd) 등의 용출농도를 감소시키고, 수은(Hg)과 납(Pb)은 약알칼리성의 범위에서도 급격하게 감소하는 등의 중금속과 기름(oil)을 분해하는 효과가 있으며, 또한 유기오염의 원인물질인 아민, 아미노산 및 저급젖산 등의 유기물질을 분해하여 오염환경을 개선하는 능력이 큼으로 pH의 심한 산성화, 중금속과 기름(oil) 등을 포함한 무기물질 및 유기물질에 의하여 오염된 환경을 개선하고 지속시키는 효과를 얻고자 발명한 환경개선제이다.
Description
본 발명은 본 발명의 출원인 및 발명자 명의로 이미 2001.7.4.특허출원번호 제10-2001-0039825호로 선특허출원하였던 "연안바다의 저질 및 수질 개선제"에서 그 함유 성분중 "황토"가 자원고갈 추세로 시기 및 지역여건에 구애됨이 없이 원활히 조달할 수 없는 실정과 해저의 저질토 및 해수의 수질에 대한 정화성능으로 보아 황토보다 우수한 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2)를 석회와 조개가루(패화석분말비료)에 혼합하여 개량한 "연안수역의 저질토 및 수질 개선제에 관한 것으로서, 오염된 연안바다에 살포하여 산성화된 저질토를 중화시키고 알칼리성 토질로 환원하여 오염된 연안어장의 생산성을 복원시키기 위하여 석회에 돌로마이트 및 조개가루 등의 석회계 물질만으로 혼합하여 만든 저질토 및 수질 개선제에 관한 것이다.
현재까지는 연안바다의 저질토를 개선하는 방법으로 오염된 바다 밑에 황토를 살포하고 뒤집어 엎는 개선 방법과 바다 표면에 다량의 황토를 살포하는 방법이 쓰이고 있다.
그러나, 황토를 사용하는 개선방법은 많은 양의 황토를 사용하면서도 개선효과는 1∼2년에 그치고 2차 오염의 원인이 된다.
적조발생시에도 현재는 황토만을 사용하고 있으며, 많은 양의 황토를 사용하여야 적조소멸 효과가 생기게 되므로 황토의 살포량을 늘리고 있는 형편이고, 황토는 산성물질이어서 황토의 살포량을 증가시키면 pH를 6.8까지 내려가게하여 바다의 저질토를 산성 쪽으로 유도하는 결과가 되며, 황토의 특성인 점질력 때문에 황토의 분해된 미립자(입자크기 0.002∼0.005㎜)가 저질토와 배합되어 저질토 표면층에 점질막층(粘質膜層)을 형성하여 지표면 속으로 물의 침투를 방해하여 산소공급을 차단함으로써 저질토의 혐기적인 산화로 산성화를 촉진하는 2차 오염의 원인이 된다.
본 발명의 발명자 명의로 이미 특허출원하였던 특허출원 제10-2001-0039825호의 황토를 포함한 저질토 및 수질개선제는 황토만을 저질토 및 수질개선제로 사용할 때에 비하여 1/20보다 적은 양의 황토를 사용하였으며, 저질토 및 수질개선제내에 30∼50중량%의 황토를 혼합하는 것은 저질토 및 수질개선제의 주성분인 생석회나 소석회가 수중에 살포되었을 때 저질토 표면층에 침전하여 저질을 경화(硬化)시키는 것을 예방할 수 있기 때문에 사용하였다.
그러나 새로 창안된 수질·저질토 개선제에 돌로마이트를 혼합한 목적은 알칼리성 물질이어서 석회와 혼합하였을 때 황토의 사용량보다 1/20정도로 적은 양인 저질토 및 수질 개선제에 30중량%의 돌로마이트(산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4중량%)의 혼합으로도 저질의 경화를 방지하는 효과가 있어서 첨가한 것이다.
또한, 종래의 황토를 주 성분으로한 저질토 및 수질개선제는 황토의 자원고갈 추세로 황토의 분포가 지역에 따라 일정치 않아서 필요한 시기에 황토를 원활히 조달할 수 없는 문제점도 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 황토대신에 돌로마이트를 사용함으로써 황토만을 저질토 개선제 또는 수질 개선제로 사용할 때의 황토의 살포량에 비하여 1/30보다 적은 양의 돌로마이트를 사용하면서도 사용효과인 저질의 경화방지는 더 효과적이면서, 임해공업의 발달과 임해도시의 비대화 및 과포화된 연안양식어장으로 인해 오염된 연안 바다의 저질토와 수질을 효과적으로 개선하고 해양생물이 살기 좋은 환경으로 유지시켜주는 "저질토 및 수질 개선제"를 제공함에 있다.
도 1은 실험수조에 살포한 황토의 혼합농도별 비교실험 pH그래프
도 2는 실험수조에 살포한 생석회의 혼합농도별 pH그래프
도 3은 실험수조에 살포한 소석회의 혼합농도별 pH그래프
도 4는 실험수조에 살포한 돌로마이트와 생석회 혼합물의 혼합농도별 pH그래프
도 5는 실험수조에 살포한 돌로마이트와 소석회 혼합물의 혼합농도별 pH그래프
본 발명의 중요한 특징은 석회(생석회와 소석회), 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2) 및 조개가루(패화석분말) 등의 석회계 물질을 혼합하여 만든 것에 있다.
돌로마이트에 혼합되어 있는 마그네슘(Mg)은 석회의 경화를 예방할 수 있는 물질이며 돌로마이트에 혼합된 칼슘(Ca)은 석회분말 및 조개가루(패화석분말)에 혼합하면 동질의 물질이 혼합하면서 일으키는 반응으로 상승작용이 일어나서 강알칼리성으로 상승하여 수질과 저질토 개선의 효과를 증대시킨다.
생석회(CaO)는 백색 무정형의 물질로서 석회석을 태워서 만든 것이다.
공기 중에 방치하면 물과 탄산가스를 흡수하여 수산화칼슘과 탄산칼슘이 되고 물과 작용하는 초기에는 일시적으로 고열을 발하면서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 즉 소석회로 변성하는 성질이 있고 물의 pH를 강알칼리성 쪽으로 상승시킨다.
소석회는 생석회에 물을 작용시켜 얻은 백색의 가루로서 소석회의 수용액을 석회수라 하며 pH는 강알칼리성이나 생석회보다는 알칼리도가 약간 낮다.
조개가루는 굴, 바지락, 홍합 및 진주담치 등의 모든 조개껍질을 태워서 만든 2㎜입자 이하의 조방적인 파쇄분말이고, 농토의 비료용으로 사용하고 있는 패화석분말비료이며, pH는 해수의 pH와 유사한 pH8.0∼8.1 정도의 약알칼리성이다.
또한, 석회분말, 조개가루 및 돌로마이트에 함유된 칼슘(Ca) 등은 저질토 및 해수로부터 산소가 없는 혐기성(嫌氣性) 환경에서도 인(P), 철(Fe)등의 용출을 억제하고 황화수소를 소멸하는 힘이 크다.
특히 저질토 중에 많이 침적되어 있는 인(P)에는 무기인과 유기인이 있고, 오염된 연안의 저질토 중에는 무기인이 많이 함유되어 있으며, 유기인은 분해하기가 어려워서 수중으로 용출되는 일은 적으나 무기인은 수중으로 용출되기 쉬워서 부영양화로 환경이 오염되는 원인물질의 큰 비중을 차지한다.
무기인은 황토의 주 성분인 철(Fe), 알루미늄(Al) 등과 결합하여 철 결합인(Fe-P), 알루미늄 결합인(Al-P), 석회계 물질의 칼슘과 결합하여 칼슘 결합인(Ca-P) 등으로 결합할 수 있고, 철 결합인(Fe-P)과 알루미늄 결합인(Al-P)은 호기성(好氣性) 환경에서는 안전하나 산소가 없는 혐기성(嫌氣性) 환경에서는 유리인(P)의 형태로 수중에 용출하게 되며, 칼슘 결합인(Ca-P)은 상대적으로 산소의 유무에 관계없이 칼슘이 존재하는 동안에는 칼슘 결합인(Ca-P)의 형태로 결합하여 있어서 석회계 물질을 수중이나 저질토에 살포하여 개선제로 사용하여 수중과 저질토 중에 칼슘(Ca)의 함량을 높여 줌으로써 수중의 무기물질을 감소시켜 수질과 저질토를 개선시킬 수 있다.
그리고 칼슘(Ca)이 많이 존재하면 철(Fe)이 치환하여 대부분이 수산화제2철(Fe(OH)3)로 되어 해수 중에 유리철(Fe)과 저질토 중에서 용출되는 철(Fe)을 결합하여 침전시킴으로써 수중에 "적조생물의 증식촉진물질"을 제거하는 결과로 적조생물의 증식을 억제하는 효과를 얻게 된다.
상기와 같은 효과를 지닌 석회분말, 돌로마이트 및 조개가루 등의 석회계 물질을 일정한 비율로 혼합하여 사용하면 수산생물에는 전혀 피해를 주는 일 없이 저질토와 수질을 개선할 수 있다.
그 실시예를 제시하면 다음과 같다.
소석회 30∼60중량%, 돌로마이트 30∼50중량%(산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4∼17.3중량%) 및 2㎜이하 입자 크기로 파쇄된 조개가루(패화석분말비료) 10∼20중량%를 혼합하고 숙성시켜 조성한 "저질토 및 수질 개선제"는 저질토의 화학적산소요구량(COD) 19㎎/g-dry 이하의 저질토 및 수중에 사용하며, 사용대상은 유용 저서생물은 생존하고는 있으나 자원량이 감소하고 있는 저질토의 화학적산소요구량(COD)을 5㎎/g-dry 이하로 낮추어서 생산성을 복원하고자 할 때 사용한다.
생석회 30∼60중량%, 돌로마이트 30∼50중량%(산화마그네슘 환산 함유율 10.4∼17.3중량%) 및 2㎜이하 입자 크기로 파쇄된 조개가루(패화석분말비료) 10∼20중량%를 혼합하고 숙성시켜 조성한 "저질토 및 수질 개선제"는 저질토의 화학적산소요구량(COD)이 20㎎/g-dry이상으로 높아서 유용저서생물의 생존이 불가능하거나 생산성이 극도로 저하된 수역에 사용하며, 저질토의 화학적산소요구량(COD)을 5㎎/g-dry 이하로 낮추어서 수산생물의 생산성 복원할 수 있고, 해수계나 담수계의 악취가 심한 오염환경에 사용하여 악취를 제거하고 환경을 개선하는 효과가 크다.
이와 같이 본 발명에 의한 저질토 및 수질 개선제를 사용하면 바다의 저질토를 화학적산소요구량(COD) 5㎎/g-dry 이하의 알칼리성인 양질의 토질로 향상시킨결과로 수질을 개선하게 된다.
이러한 석회계 물질과 돌로마이트에 함유된 칼슘(Ca)에 의한 수질환경의 pH상승효과를 실험한 자료가 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다.
1. 실험수조 및 실험방법
실험수조(25ℓ)에 20ℓ의 해수를 담았고, 실험수조에 용해시킨 실험재료가 수조저면에 침전하는 일정시간 동안의 pH변화를 측정했다.
수질환경의 pH상승효과 실험에 사용한 재료는 생석회, 소석회 및 돌로마이트 등이고 비교실험으로 황토를 사용한 실험을 실시하여 pH변화를 비교하였으며, 바다에 살포하면 곧 바로 확산·침천하여 pH가 4분 이내에 정상해수 수준으로 희석되므로 pH의 유효농도 작용시간을 4분으로 기준하여 pH변화를 측정하였다.
실험에 사용한 수질개선제의 용량은 생석회는 0.1g/ℓ, 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ이고, 소석회는 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ, 0.5g/ℓ로 설정하고 1차 실험을 실시하였다.
돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2)와 조개가루(패화석분말비료)는 살포용량을 포화상태로 증가시켜도 pH8.0∼8.1을 유지하는 약알칼리성이므로, 1차 실험은 생략하였고, 황토를 사용한 비교실험은 1g/ℓ, 3g/ℓ, 5g/ℓ, 7g/ℓ, 10g/ℓ구를 설정하여 실시하였다.
2차 실험에서도 pH상승실험 결과를 4분으로 하였고, 생석회와 소석회 및 돌로마이트를 혼합하여 실시하였으며, 돌로마이트는 0.1g/ℓ∼0.3g/ℓ 농도로 하고 생석회는 1차 실험에서 pH상승효과가 인정되는 0.1g/ℓ, 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ의 농도로 혼합하였으며, 소석회와 돌로마이트의 혼합실험에는 생석회 실험구와 동일하게 돌로마이트는 0.1g/ℓ∼0.3g/ℓ농도 범위로 하고, 소석회의 농도를 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ, 0.5g/ℓ로 설정하였다.
2. 결과
a. 황토를 살포했을 때(비교실험)
도 1은 실험수조에 황토살포후의 살포한 황토의 혼합농별 비교실험 pH그래프이다.
황토를 수조에 살포하여 4분동안 변화하는 pH농도는 황토 1g/ℓ 살포구는 pH7.6으로 정상해수의 pH와 유사했으나 황토 3g/ℓ 살포구는 pH7.5로 낮아졌고 황토 5g/ℓ∼10g/ℓ살포구는 pH가 7.3∼6.8로 강하하여 수산생물의 정상 생존이 불가능한 상태로 낮아졌다.
b. 생석회를 살포했을 때
도 2는 실험수조에 생석회 살포후의 혼합농도별 pH상승효과를 나타낸 그래프이다.
실험 수조에 생석회를 0.1g/ℓ, 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ의 농도별로 혼합하여 4분간 분해 침강한 결과는 도 2와 같이 생석회 0.1g/ℓ구에서는 pH9.2로 상승했고, 0.2g/ℓ구에서는 pH9.7, 0.3g/ℓ구에서는 pH10.0, 0.4g/ℓ구에서는 pH10.1로상승하여 생석회의 혼합농도가 증가함에 따라 pH가 계속 상승하였으나 0.3g/ℓ구 이상에서는 pH10.1로서 상승폭이 둔해졌고, pH는 10.0 이상의 강알칼리성으로 상승하였다.
c. 소석회를 살포했을 때
도 3은 실험수조에 소석회 살포후의 혼합농도별 pH상승효과를 나타낸 그래프이다.
실험 수조에 소석회를 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ, 0.5g/ℓ 등의 농도별로 혼합하여 4분 이내에 분해하고 침강하는 반응이 일어난 결과는 도 3과 같이 0.2g/ℓ구에서는 pH8.9, 0.3g/ℓ구에서는 pH9.2, 0.4g/ℓ구에서는 pH9.5, 0.5g/ℓ구에서도 pH9.5로 상승하여 소석회의 혼합농도가 증가함에 따라 pH가 계속 상승하였으나 0.4g/ℓ구 이상에서는 pH9.5 로서 상승폭이 둔해졌고, 0.3g/ℓ구에서부터 pH9.0이상의 강알칼리성으로 상승하였다.
d. 생석회와 돌로마이트를 혼합 살포했을 때
도 4는 실험수조에 살포한 돌로마이트와 생석회 혼합물의 혼합농도별 pH그래프이다.
1차 실험결과에서 pH상승효과를 보인 최저농도 0.1∼0.4g/ℓ의 생석회에 0.1∼0.3g/ℓ의 돌로마이트를 혼합하여 2차 실험을 실시하였으며, 돌로마이트는 pH8.0∼8.1 범위이고 살포 농도를 증가시켜도 pH는 더 이상 알칼리 쪽으로 상승하지 않으므로 pH8.0을 유지하는 최저 농도인 0.1∼0.3g/ℓ를 설정하고, 생석회는 0.1g/ℓ, 0.2g/ℓ, 0.3g/ℓ, 0.4g/ℓ 등의 4구로 나누어 돌로마이트와 혼합한 실험결과는 도 4와 같이 돌로마이트 0.1g/ℓ와 생석회 0.1g/ℓ 혼합구에서는 pH9.3이였고, 돌로마이트 0.1g/ℓ와 생석회 0.2g/ℓ 혼합구에서는 pH9.8, 돌로마이트 0.2g/ℓ와 생석회 0.3g/ℓ 혼합구에서는 pH10.1로 상승하여 도 2의 생석회 0.2g/ℓ 및 0.3g/ℓ의 단독실험구에 비하여 pH0.1씩 각각 더 상승하여 석회계 물질끼리의 혼합에 의한 pH상승효과를 확인할 수 있었으며, 돌로마이트 0.3g/ℓ와 생석회 0.4g/ℓ 혼합구에서는 pH는 10.1이다.
e. 소석회와 돌로마이트를 혼합 살포 했을 때
도 5는 실험수조에 살포한 돌로마이트와 소석회 혼합물의 혼합농도별 pH그래프이다.
도 3의 소석회 단독 실험구에서 0.2∼0.5g/ℓ구에서는 pH8.9∼9.5범위로 상승했으나, 소석회 0.2∼0.5g/ℓ구에 돌로마이트 0.1∼0.3g/ℓ를 혼합한 실험에서는 pH9.0∼9.7로 상승하여 소석회와 돌로마이트의 혼합실험에서는 pH0.1∼0.2씩이 더 상승하는 상승효과가 일어나고 있음을 확인하였다.
생석회, 소석회, 돌로마이트 및 조개가루 등의 1차적인 특성은 이들 "수질 및 저질토 개선제"가 해수에 혼합되는 초기의 몇 분 사이에 일어나는 강알칼리성 화학적 반응으로 급격하게 pH변화가 일어나서 산성화된 오염수질과 저질의 산성을 알칼리성으로 교정하는 기능을 발휘하는 것이다. 그러나 황토는 살포농도가 증가함에 따라 pH가 산성화하고, pH7.0에 가까워지게 저하할 때부터 산성화된 오염수질과 저질의 산성화를 도와주는 결과를 초래하여 현재 학계에서는 황토의 살포는 제2차 오염물질을 제공하는 것이라고 규정하고 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면 석회(생석회와 소석회), 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2) 및 조개가루(패화석분말비료) 등의 석회계 물질을 혼합한 "저질토 및 수질 개선제"는 개선제 구성의 주체인 30∼60중량%를 점유하는 석회(생석회와 소석회)의 칼슘과 조개가루와 돌로마이트에 함유된 칼슘이 혼합하는 반응으로 상승작용을 일으켜 단독물질로 존재할 때에 비하여 pH의 상승효과가 커서 pH10.0 내외의 강알칼리성 쪽으로 상승하고, 생석회를 단독으로 수중에 살포하는 초기에 발열(發熱)하는 큰 결점이 해소되었으며, 돌로마이트를 혼합함으로써 저질의 경화(硬化)를 방지할 수 있고, 조개가루의 조방적인 입자를 혼합함으로써 알칼리성 환경을 장기간 지속시키는 효과와 토질에 미네랄 성분을 공급하여 생산성을 제고하면서 중금속과 기름(oil) 또는 무기물질과 유기물질에 의하여 오염되어 pH7.0∼7.5 이하로 산성화된 오염환경의 수질과 저질토를 양질의 알칼리성 환경으로 효과적으로 개선할 수 있으며, 적조생물은 pH9.0 이상이면 서서히 분해되고 pH9.8에서는 곧 바로 운동이 정지됨으로 최소량을 사용하여 유용수산생물에는 해를 끼치는 일 없이 적조생물만의 소멸에도 활용한다.
석회에 혼합하는 돌로마이트 30∼50중량%에 함유되어 있는 마그네슘(Mg)의 성분함유량은 산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4∼17.3중량% 범위로 첨가하는 결과이고, 산화마그네슘(MgO) 환산 함유율 10.4∼17.3중량%는 석회가 저질표면에 침전한 후 저질토를 경화시키는 것을 해소시켜주는 안정적인 범위의 첨가량이며, 다량의 "저질토 및 수질 개선제"를 저질토에 살포해도 석회의 경화현상을 예방할 수 있는 충분한 함량의 마그네슘(Mg)이다.
여기서 돌로마이트의 산화마그네슘 환산 함유율은 돌로마이트 30중량%인 본 발명의 실시예에 대한 성분 분석결과 산화마그네슘 함유율이 10.4인 것으로 나타나, 이를 적용한 것이며, 산화마그네슘의 환산 함유율이 해당 범위에 한정되는 것은 아니다.
이러한 돌로마이트의 산화마그네슘 환산 함유율은 경우에 따라 미소한 차이가 있을 수 있는 것으로, 분자식량 산정에 의한 돌로마이트의 이론적 산화마그네슘 함량이 21.9중량%임을 감안할 때, 본 발명에서와 같이, 이론적 함량 전후의 함량을 가질 수 있다.
조개가루(패화석분말·농토개선비료)는 2㎜입자 크기 이하의 조방적인 파쇄분말 10∼20중량%를 "저질토 및 수질 개선제"에 혼합하며, 살포된 개선제 중의 석회(생석회와 소석회)는 2주일이 경과하면서부터 탄산칼슘(CaCO3) 등의 비분해물질로 변하여 수질이나 저질토의 장기적인 알칼리성 유지가 지속되지 못하는 결점을 조개가루의 2㎜입자 크기 이하의 조방적인 파쇄분말의 칼슘(Ca) 입자가 계속적인 분해를 하여 장기간에 걸쳐서 칼슘(Ca)을 수중에 공급하여 알칼리성 환경을 지속시켜주는 효과와 조개가루에 함유되어 있는 미네랄 성분을 저질토에 공급하여 생산성을 향상시키는 활력소가 되게 하기 위한 것이다.
다른 무기물질(Fe, Al, Mg, P)들은 산소가 존재하는 호기성(好氣性) 조건에서는 철(Fe), 인(P) 등의 환경유해물질과 결합하여 안정되지만 수중의 산소가 결핍되는 혐기성(嫌氣性) 조건에서는 다시 수중으로 유리되어 오염환경 조성물질로 가담하게 되는 바, 석회계 물질의 칼슘(Ca)은 호기성이나 혐기성 조건에 관계없이 무기물질과 일단 결합하면 칼슘(Ca)성분이 존속할 때까지 결합물질로 안정되어 있어서 오염환경을 해소하는데 그치지 않고 오염환경을 해소한 다음에도 깨끗한 환경을 지속시키는 것이며, 본 개선제는 pH의 상승에 수반하여 비소(As)와 카드뮴(Cd)의 용출농도를 감소시키고 수은(Hg)과 납(Pb)은 약알칼리성의 범위에서도 급격하게 감소하는 등의 중금속과 기름(oil)을 분해·중화하는 효과가 있고, 또한 유기오염의 원인물질인 아민, 아미노산 및 저급젖산 등의 유기물질을 분해하여 오염환경을 개선하는 능력이 크므로, pH의 심한 산성화, 중금속과 기름(oil) 등을 포함한 무기물질 및 유기물질에 의하여 오염된 환경을 개선하고 지속시키는 효과를 얻고자 발명한 환경개선제이다.
석회의 단독물질로는 경화되는 결점을 보완하지 못한 채 국내에서는 석회비료로 사용하여 농경지의 산도(pH) 교정용으로 사용하고 있으나 소량을 사용해도 장기간 사용하면 농토의 토질이 경화하는 현상이 생겨서 현재는 많은 농민이 석회비료의 사용을 삼가하고 있는 실정이며, 일본과 미국 등의 외국에서는 오래전부터 수질과 저질토의 오염환경 해소에 석회를 사용하고 있으나 마그네슘(Mg) 첨가에 의한 저질토의 경화방지에 대한 연구와 석회에 조개가루(패화석분말비료)의 첨가 등에 의한 pH의 상승효과 및 미네랄 성분의 첨가 예는 전무한 실정이다.
그리고 각종 오염으로 산성화된 저질토 및 수질의 개선에 돌로마이트와 조개가루가 혼합된 본 개선제를 사용함으로써 황토만을 개선제로 사용할 때에 비하여 1/30 정도의 적은 양을 사용하면서도 저질토의 화학적산소요구량(COD)을 5.0㎎/g-dry 이하로 낮출 수 있어서 양질의 알칼리성 저질토로 개선시킬 수 있는 것이다.
Claims (2)
- 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2) 30∼50중량%(산화마그네슘(MgO)환산 함유율 10.4∼17.3중량%)와, 2mm입자 크키 이하로 파쇄된 조개가루(폐화석분말, 농토개선비료) 10∼20중량%와, 소석회 30∼60중량%를 혼합하고 숙성하여 조성한 것을 특징으로 하는 연안수역의 저질토 및 수질 개선제.
- 돌로마이트(dolomite, CaMg[CO3]2) 30∼50중량%(산화마그네슘(MgO)환산 함유율 10.4∼17.3중량%)와, 2mm입자 크키 이하로 파쇄된 조개가루(폐화석분말, 농토개선비료) 10∼20중량%와, 생석회 30∼60중량%를 혼합하고 숙성하여 조성한 것을 특징으로 하는 연안수역의 저질토 및 수질 개선제
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110104786A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-08-09 | 浙江农林大学 | 一种人工浮床复合型生态基质及其制备方法 |
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2004
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| CN110104786B (zh) * | 2019-03-29 | 2022-04-05 | 浙江农林大学 | 一种人工浮床复合型生态基质及其制备方法 |
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Legal Events
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| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20060724 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20060428 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |