KR20090052245A - 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴패각과 황토를 이용하여 적조류의 퇴지제를 생산하는 그 제조방법과 조성물에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 천연무기질인 굴패각과 황토를 소성과 분쇄과정을 통해서 가공하여 보다 기능성을 띤 천연무기질로 변화시키고, 이를 적당량 혼합하여 적조류가 발생된 해안에 물을 섞어 뿌림으로 적조류를 잠식시킬 수 있는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

따라서 본 발명에서 완성시킨 적조 퇴치제 조성물을 이용하면 적조 발생지역에 물과 혼합하여 살포함으로서 유해성 적조생물을 흡착 응집하여 바다 밑으로 침강시켜주며 황토로부터 발생되는 황토의 공급이 원활하게 해줌으로써 양식장에서 성장하는 어류의 집단폐사를 막아주므로서 어민들의 소득 증대로 기여할 수 있다.

황토, 굴패각, 적조현상, 천연무기질

Description

천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 및 그 제조방법{The product method and metter to protect red tide phenomenon}

본 발명은 굴패각과 황토를 이용하여 적조류의 퇴지제를 생산하는 그 제조방법과 조성물에 관한 것이다. 보다 상세히 설명하자면, 천연무기질인 굴패각과 황토를 소성과 분쇄과정을 통해서 가공하여 보다 기능성을 띤 천연무기질로 변화시키고, 이를 적당량 혼합하여 적조류가 발생된 해안에 물을 섞어 뿌림으로 적조류를 잠식시킬 수 있는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 남해안 연안 해역에서 발생하는 유해성 적조 발생은 해양 환경 오염으로 인하여 그 발생빈도와 기간이 늘어나고 있을 뿐만 아니라 그 영역이 확대되어 늘어나고 있을 뿐만 아니라 그 영역이 확대되어 가두리 양식장의 양식어를 폐사시켜 막대한 피해를 입혀 왔다.

이러한 적조 현상은 1980녀대 이후 매년 부영양화 연안해역을 중심으로 유해 성 적도가 발생되고 있으며 특히 우리나라 남해안 해역에서 발생되는 적조 현상의 원인이 되는 cochodinium polykrikoides의 점액질이 어류의 아가미에 흡착되어 어류를 질식시키는 결과를 초래한다. 따라서 이러한 적조 피해를 최소화하기 위한 적조 생물 구제법에 관한 연구들이 생물 및 화학적인 측면에서 활발하게 진행되고 있으며, 이러한 연구에는 응집제를 이용한 화학적인 방법, 천적 생물인 살조세균에 의한 생물학적인 방법, 오존과 미세 스크린 장치를 이용한 방법과, 초음파나 해수 전기분해법을 이용한 물리적 방법 등이 소개되어 있다. 그러나 이들 연구는 구제 효과가 충분하게 입증되고 있지 않을 뿐만아니라 유해 적조 외의 다른 해양 생물과 해양환경 내 영향 등에 대한 검토가 부족한 실정에 있다.

현재 가장 일반적으로 사용되는 방지법으로는 황토 살포가 다른 방법에 비해 친환경적이고 손쉽고 채취할 수 있는 점을 중시하여 사용하고 있으나 노광에서 채취한 황토를 그대로 적조 발생 지역의 해수면에 살포하고 있으나, 이러한 방식은 적조 구제에 한계가 있고, 자연 그대로의 생황토를 살포하다보니 황토 속에 오염된 물질과 미분산된 황토가 해저에 침전되므로 인해 해조류와 어패류의 생육과 성장에 영향을 끼치며 제2의 해양 환경 오염을 유발시키는 폐단이 있다.

또한 황토의 적조 구제 효율 역시 황토의 종류, 입자크기와 살포 방법의 차이에 따라 45-85% 범위 내에서 구제 효율이 일정하지 않으며, 황토의 화학적 특성과 물리적 특성에 대한 연구가 미흡한 실정에 있다.

본 발명은 천연무기질인 굴패각과 황토를 소성과 분쇄과정을 통해서 가공하여 보다 기능성을 띤 천연무기질로 변화시키고, 이를 적당량 혼합하여 적조류가 발생된 해안에 물을 섞어 뿌림으로 적조류를 잠식시킬 수 있는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.

또한 본 발명은 황토의 구조적 특성을 이용하여 적조 미생물의 먹이 사슬인 인을 흡착 응집하여 바다 밑으로 침전시키고 적조 미생물 성장의 제한 인자인 질소 화합물을 제거함으로서 적조 방제 물질로 황토의 특성을 이용하여 본 발명을 완성시켰다.

본 발명은 적조 퇴치를 위한 조성물 제조방법에 있어서, 제1단계: 수집된 굴패각을 원적외선 수세 탱크에서 염분과 불순물을 세척하고, 이를 원적외선 소성로에 투입하여 800-1,000℃의 온도로 1-3시간 소성 가공하여 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정과; 제2단계: 채취된 황토를 원적외선 히터가 장착된 로터리로에서 600-700℃의 온도로 1-3시간 소성 가공한 후, 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정과; 제3단계: 상기 가공된 굴패각 분말과 황토 분말을 서로 혼합하여 적조를 퇴치하는 퇴치제로 형성시키는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 제조방법이 다.

본 발명에 따라 상기 제3단계에서, 굴패각 분말과 황토 분말의 혼합율은,

중량비로 굴패각 분말 10-40%와 황토 분말 60-90%를 투입하여 조성하는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 제조방법이다.

본 발명은 적조류 퇴치제 조성물에 있어서, 전술된 청구항 1항 또는 2항의 제조방법을 통해 제조한 퇴치제 조성물인 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물이다.

전술된 내용과 같이, 본 발명에서 완성시킨 적조 퇴치제 조성물을 이용하면 적조 발생지역에 물과 혼합하여 살포함으로써 유해성 적조생물을 흡착 응집하여 바다 밑으로 침강시켜주며 황토로부터 발생되는 황토의 공급이 원활하게 해줌으로써 양식장에서 성장하는 어류의 집단폐사를 막아주므로서 어민들의 소득 증대로 기여할 수 있다.

본 발명은 적조 퇴치를 위한 조성물 제조방법에 있어서, 제1단계: 수집된 굴패각을 원적외선 수세 탱크에서 염분과 불순물을 세척하고, 이를 원적외선 소성로에 투입하여 800-1,000℃의 온도로 1-3시간 소성 가공하여 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정을 통해 시작된다. 즉, 버려지고 남아도는 굴패각을 흐르는 물에 깨끗이 씻어낸다. 이때는 굴패각의 표면에 붙어 있는 염분을 제거하기 위한 것이다. 그런데 이때 상기 굴패각을 세척하는 수세 탱크에는 원적외선 램프나 원적외선 히터가 부착되어 있어 씻겨지는 굴패각의 표면에 항상 원적외선을 쐬이고 있기에 보다 유익한 변성이 이루어지게 되며, 그 기능성을 확대할 수 있는 여건이 마련된다.

물론 이렇게 세척이 완성되고 나면 바로 원적외선 소성로에 투입되어 약 800-1,000℃의 온도로 1-3시간 가량 가온하여 소성시키게 되는데, 이는 후 공정인 분쇄를 용이하게 하며, 순수한 탄산칼슘을 보다 더 많이 얻을 수 있게 하는 공정도 되는 것이다. 이때 이 소성로에서도 원적외선 램프나 히터를 이용하여 항상 원적외선을 발산하고 있는 조건을 유지하기에, 보다 유익한 효과를 가져올 수 있다.

다음으로 본 발명은 제2단계: 채취된 황토를 원적외선 히터가 장착된 로터리로에서 600-700℃의 온도로 1-3시간 소성 가공한 후, 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정을 거치게 된다. 황토층에서 황토를 채취하여 이를 바로 원적외선 히터가 장착된 로터리로로 이동시키고, 이를 약 600-700℃의 온도로 1-3시간 소성 가공하는 것이다. 이 공정에 따라 황토에 머무를 수 있는 다양한 유해한 세균과 미생물은 제거되고, 새로운 미생물의 생성을 위한 토양이 되는 것이다. 이러한 제조공정이 있고 나서는, 이 소성된 황토를 채로 거르게 되는데, 약 100메쉬의 채로 걸러 고운 분말의 황토만을 선별한다. 또한 이렇게 선별된 황토를 본 발명에서는 다시 분세기를 이용하여 분쇄를 한다. 이때 그 분쇄의 정도는 황토의 크기가 100-200메쉬의 분말로 가공될 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이 과정 중에도 전술된 굴패각의 제작 공정에서 사용되는 원적외선 가공공정이 그대로 사용된다. 즉, 원적외선을 발하는 램프나 히터를 통해 원적외선 발산 물질인 황토를 비추어 그 특성을 보다 더욱 확대될 수 있도록 하는 것이다.

다음으로 본 발명은 제3단계인 상기 가공된 굴패각 분말과 황토 분말을 서로 혼합하는 공정을 거친다. 이때 그 혼합을 위한 공정은 혼합기나 교반기를 통한 무작위적인 혼합이되, 단 굴패각 분말과 황토 분말의 혼합율을 중량비로 굴패각 분말 10-40%와 황토 분말 60-90%를 투입하여 조성하는 것이 바람직하다. 이는 후술될 실시예를 통해 상세히 설명되겠지만, 그 적조현상의 퇴치를 위해 가장 최적의 혼합비를 다수의 실험을 통해서 선정한 것이다. 이는 기존의 적조 현상 퇴치용 황토를 사용하는 방법에 비하여 월등히 높은 기술적이 효과를 얻었으며, 본 발명의 출원인의 다수의 실험을 통해서 출원인도 예측하기 힘들었던 결과였다.

또한 본 발명은 적조류 퇴치제 조성물에 있어서, 전술된 제조공정을 통해서 제조된 바로그 적조 현상 퇴치제인 조성물도 본 발명의 큰 특징이다.

참고로 본 발명의 기능을 부가하기 위해, 황토에 대한 물리적인 특성과 화학적인 특성을 표 1과 2를 통해 나타내었다.

표 1: 황토의 물리화학적 특성

	황토
광물구조	2:1형(양쪽 공극)
비표면적(BET식)	35.3-48.15
양이온교환용량(meq./100g)	80-150

황토의 여러 지역에 분포된 퇴적토는 토질 분류상으로는 사질 Loam토 이다. 입도의 함유량별로 보면 대체로 사질이 52-45%, 실트 30-27%, 정도 분포되어 있다.

평균입도는 16㎛ 정도이고, 황토의 화학 조성은 표 2에 나타내었다.

표 2: 황토의 화학적 조성

	SiO2	Al2O3	Fe2O2	CaO	K2O	MgO	TiO2
황토	63.5	17.9	3.1	2.6	0.6	4.0	0.4

표 2에서 Si/Al의 비를 살펴보면 황토의 경우에는 사면체판을 구성하는 Si의 함량이 팔면체판을 구성하는 Al의 함량에 비해 월등히 높은 것으로 보아 2:1 층상구조로 이루어져 있음을 알 수 있다.

그럼 여기서 본 발명의 출원인이 본 발명을 도출하되 되는데 이르는 실시예와 그 실시예를 통해서 다수의 효과 실험을 한 실시예를 기재한다.

<실시예 1>

상기 제1단계부터 제3단계를 거치며 얻은 굴패각 분말과 황토 분말의 적조 구제 효과를 확인하기 위하여 적조 생물인 cochodinium polykrikoides를 배양하여 사용하였다.

<실시예 2>

적조 구제 효과 실험을 위해 실시예 1에서 배양된 cochodinium polykrikoides에 굴패각 분말과 황토분말을 혼합한 시료를 준비하였다. 즉, A(100:0= 이는 "굴패각 분말 중량비: 황토 분말 중량비"이다), B(0:100), C(70:30), D(50:50), E(30:70)의 비율로 혼합한 시료를 10g/l 기준으로 살포하고 10, 20, 30, 40, 50 및 60분의 시간별로 실험군과 대표군의 3회 반복하여 그 값을 평균값으로 백분률(%)로 표시하였다.

표 3: 적제 구제 효과 실험

	A	B	C	D	E
10분	52	55	61	78	93
20분	61	65	76	83	95
40분	67	72	87	89	97
60분	70	79	91	96	99

이 실험에 따라 시료인 E군 즉, 굴패각 분말과 황토 분말의 혼합비가 30:70인 시료의 적조 구제 효과가 최적임을 알 수 있다.

<실시예 3>

세척된 굴패각은 소성로에서 560℃, 660℃, 860℃, 960℃에서 2시간씩 가열하여 탈화시켜 표면 가공 상태는 XDR과 EDS 분석을 통해서 검토해본 결과 860℃와 960℃ 사이에서 소성시킨 굴패각이 유해 물질을 흡착할 수 있는 기공의 발달이 만족스러웠으며 Arogonite 형 비결정질의 탄산칼슘 화합물을 얻을 수 있었다. 이때 굴패각의 비중은 1.85이고 위에서 얻은 굴패각을 PH 6.9의 증류수에 질량비 1:5로 넣고 24시간 방치한 후, 상기 소성된 굴패각이 담겨진 물의 PH는 11.1 이었다.

<실시예 4>

전술된 제조단계를 통해 얻은 황토 분말의 흡착 능력의 정도를 평가하기 위하여 가스 검지관법을 이용하여 암모니아수 탈취 능력 시험을 실시한 결과 시간 경과에 따른 탈취율 변화를 표 4에 나타내었다.

표 4: 경과에 따른 황토의 탈취율

시험항목	경과시간(분)	Blank(ppm)	시료농도(ppm)	탈취율(5)
	초기	500	500	-
	30	480	60	88
	60	470	40	91
	90	450	20	96
	120	440	10	98

Claims (3)

1. 적조 퇴치를 위한 조성물 제조방법에 있어서,

   제1단계: 수집된 굴패각을 원적외선 수세 탱크에서 염분과 불순물을 세척하고, 이를 원적외선 소성로에 투입하여 800-1,000℃의 온도로 1-3시간 소성 가공하여 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정과;

   제2단계: 채취된 황토를 원적외선 히터가 장착된 로터리로에서 600-700℃의 온도로 1-3시간 소성 가공한 후, 100-200메쉬의 분말로 가공하는 공정과;

   제3단계: 상기 가공된 굴패각 분말과 황토 분말을 서로 혼합하여 적조를 퇴치하는 퇴치제로 형성시키는 것을 특징으로 하는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 제조방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제3단계에서,

   굴패각 분말과 황토 분말의 혼합율은,

   중량비로 굴패각 분말 10-40%와 황토 분말 60-90%를 투입하여 조성하는 것을 특징으로 하는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물 제조방법.
3. 적조류 퇴치제 조성물에 있어서,

   전술된 청구항 1항 또는 2항의 제조방법을 통해 제조한 퇴치제 조성물인 것을 특징으로 하는 천연무기질을 이용한 적조류 퇴치제 조성물.