KR20160003401A - 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 및 물을 포함함으로써 적조역에 살포 후 10분 이내에 90% 이상의 적조 방제가 가능하며, 해양생물 및 양식수산물에 전혀 영향을 미치지 않으면서 해양 환경 수질 기준을 만족시키는 친환경인 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 및 물을 포함하는 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법에 관한 것이다.
최근 바다, 호수, 강 등에 광범위하게 발생하는 적조현상으로 어패류가 폐사하면서 수산-양식업에 막대한 손해가 발생하고 있다. 적조란 플랑크톤이 번식하기에 알맞은 환경을 만나 대량 번식한 결과, 이들이 가지고 있는 다양한 색소로 인하여 해수의 색깔이 변화하는 것을 말한다.
흔히 해수의 색깔이 붉게 되면 적조(赤潮), 녹색으로 되면 녹조(綠藻), 갈색으로 되면 갈조(褐藻)라 부르며, 이들을 모두 통칭하여 적조라 부르고 있다. 적조를 일으키는 생물은 규조류, 라피도조류, 편모조류 등이 있으며, 이중 와편조류에 속하는 코클리디니움(cochlodinium polykikoides)은 어류, 패류 등 수산물에 피해를 일으킨다. 적조 시 해수 1ℓ에는 수 천만개의 플랑크톤이 포함되어 있다.
이러한 적조는 과다한 영양염류(질소와 인)의 공급과 적절한 수온이 그 발생원인으로 거론되고 있다. 영양염류는 생활하수, 공업용폐수 또는 양식장에서 나오는 각종 사료찌꺼기에 많이 들어 있으며, 최근에 이들이 강이나 바다로 무분별하게 유입되면서 적조현상이 자주 발생하고 있다. 적조가 발생하면 식물 프랑크톤이 분비하는 점액물질로 인해 해수의 점도가 높아져 어류가 유영하기 힘들어지고, 이 식물 프랑크톤이 어류의 아가미를 막아 어패류를 질식하기도 하고 또한 유독성 와편조류 등의 경우 어류들의 신경을 마비시켜 폐사시키기도 한다. 또한, 일정시간이 지나면서 식물 플랑크톤이 죽어 미생물에 의해 분해되면 해수 속에 녹아 있는 산소가 소비되어 용존산소가 부족한 빈산소 상태가 되고, 이로 인해 어패류들이 호흡장애로 죽게 된다.
따라서, 전세계적으로 적조를 예방하기 위한 다양한 연구와 방법들이 시도되고 있다. 영양염류를 포함하고 있는 오폐수의 유입을 엄격하게 규제하면 적조를 근본적으로 예방할 수 있으나, 현실적으로 어려움이 있다. 그런 이유로 일단 적조가 발생하면 그 피해를 줄이기 위해 해저의 저질토를 개선하는 위해 해저뻘제거 또는 적조방지제를 살포하고 있다. 해저뻘제거법은 적조를 일으키는 생물이 묻혀 있는 해저뻘을 제거하여 적조를 방지하는 방법이다. 그러나 이 방법은 대형기계와 장치 등의 막대한 투자비가 발생하게 되어 비경제적이며, 광범위한 적조 발생해역에서 이용되기 어렵고, 생태계에 또 다른 악영향을 미칠 수 있으며, 제거된 뻘로 인해 이차오염이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
상기 적조방지제로는 석회와 황토(점토)를 주로 이용하고 있다. 적조발생역에 석회(CaO)를 살포하면 적조의 발생원인 황산이온(SO4
-)이 석고(CaSO4·2H2O)로 생성되기 때문에 적조를 방지할 수 있다. 그러나, 이 방법에서는 반응생성물인 석고가 해저표층에 막을 형성하여 치밀하게 덮어서 수중의 용존산소를 차단하기 때문에 석고막 하부의 조개류 및 수생생물의 질식 고사되어 어장이 황폐화된다는 문제가 있다. 또한 석회는 용해력이 빨라 유실되기 때문에 손실이 많은 문제점이 있다. 이와 마찬가지로, 황토는 적조 원인 생물을 흡착시켜 바닥으로 침전시키지만, 이 퇴적(침전)물이 막을 형성해서 석회살포로 인한 문제점과 같이 저생생물을 고사하는 등 해양환경과 해양생태계에 많은 피해를 준다는 문제가 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 편모조류인 유해성 적조에만 선택적으로 작용하여 적조역에 살포 후 10분 이내에 90% 이상의 적조 방제가 가능한 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 해양생물 및 양식수산물에 전혀 영향을 미치지 않으면서, 해양 환경 수질 기준을 만족시키는 친환경인 적조 방제용 조성물 및 이를 이용한 적조 방제방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입자크기가 3㎛ 이하인 수산화마그네슘 0.01~30중량%; 수산화칼슘 2.5~4.5중량%; 탄산칼슘 0.01~10중량%; 탄산마그네슘 3.9~4.5중량%; 및 잔량의 물을 포함하는 적조 방제용 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 액상의 제형으로, 비중이 1.0~2.0g/㎤이고, pH가 8.2~8.5인 것이 바람직하다.
상기 조성물은 편모조류인 코클로디니움 속(cochlodinium sp.), 특히 코클로디니움 폴리크리코이데스(cochlodinium polykrikoides)를 방제할 수 있다.
또한 본 발명은 상기의 적조 방제용 조성물을 적조역에 살포하는 것을 특징으로 하는 적조 방제방법을 제공한다.
상기 액상의 적조 방제용 조성물은 적조역에 10~200ppm/㎥의 양으로 살포되는 것을 바람직하다.
본 발명에 따르면 편모조류인 유해성 적조에만 선택적으로 작용하여 적조역에 살포 후 10분 이내에 90% 이상의 적조 방제가 가능하며, 해양생물 및 양식수산물에 전혀 영향을 미치지 않으면서, 해양 환경 수질 기준을 만족시키는 친환경적으로 적조를 방제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시에에 따라 적조 방제 조성물 살포 30분 후의 적조 방제 효율을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시에에 따라 적조 방제 조성물 살포 후 적조역의 pH 변화를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시에에 따라 적조 방제 조성물 살포 후 적조역의 pH 변화를 나타낸 도이다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용된 '적조'란 용어는 플랑크톤이 대량 번식하여 수(水)의 색깔이 변하는 것으로, 녹조, 갈조, 적조를 모두 포함한다. 또한, '적조역(赤潮域)'은 적조발생예상역 또는 적조발생역의 존말로서 적조가 발생할 수 있는 장소 또는 적조가 발생하는 장소를 의미하며, 구체적으로 해상, 호수, 강, 연안어장, 양식어장 등의 어패류 양식장 등을 예로 들 수 있다.
본 발명의 적조 방제 조성물은 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘 및 물을 포함한다.
상기 수산화마그네슘은 통상의 수산화마그네슘이면 그 사용이 제한되지 않으며, 예를 들어 천연산 마그네사이트, 플사이드, 돌로마이트 등의 가소물을 원료화하여 활성시킨 수산화마그네슘이나 해수에서 추출한 수산화마그네슘 등이 사용될 수 있다.
상기 수산화마그네슘은 유해물질 중 수생생물에 독성을 주는 황화수소, 암모니아 등을 제거하는 유효한 작용을 하나, 수중에서의 용해도는 약 0.009로 난용해성 물질이다. 따라서, 상기 수산화마그네슘의 반응속도를 높이기 위하여 입자크기가 3㎛ 이하, 바람직하게는 0.1~3㎛이고, 활성화도가 100 이하인 것을 사용하는 것이 더욱 좋다. 상기 수산화마그네슘의 입자크기나 활성화도가 전술한 범위를 넘을 경우에는 적조역에서 T-S(Total-Sulphur, 황화물)의 제거량이 크지 않을 수 있다.
상기 수산화마그네슘은 적조 방제용 조성물 총 중량에 대하여 0.01~30중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 5~30중량%로 포함되는 것이다. 그 함량이 0.01중량% 미만일 경우에는 수생생물에 독성을 주는 화합물의 제거효과가 미흡할 수 있으며, 30중량%를 초과할 경우에는 과량의 수산화마그네슘이 사용되어 저장성이 저하될 수 있다.
상기 수산화칼슘은 적조역에 살포 시 유해물질과 반응하여 침전물을 개선하나 그 첨가량이 너무 많아지면 수중의 황산이온과 반응하여 황산칼슘(CaSO4·2H2O, 석고)을 생성시켜 오히려 수면저부를 콘크리트화하여 저생생물을 고사시킬 수 있다. 따라서, 상시 수산화칼슘은 적조 방제용 조성물 총 중량에 대하여 2.5~4.5중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 탄산칼슘은 본 발명의 적조 방제용 조성물에 포함되어 적조제거효율을 더욱 증가시키는 작용을 하는 것으로, 적조 방제용 조성물 총 중량에 대하여 0.01~10중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 적조 방제용 조성물은 상기 성분들 이외에 잔량의 물을 포함한다.
상기와 같은 조성을 갖는 적조 방제용 조성물은 해수 표면에 부유하면서 빠른 시간에 적조생물을 선택적으로 완전히 방제하기 위하여 액상의 형상을 가지는 것이 바람직하다.
뿐만 아니라, 조류의 이동이 심한 수역이나 수심이 깊은 해역과 같은 적조역의 저질을 효과적으로 개선시키기 위하여 비중이 1.0~2.0g/㎤으로 형성되며, pH는 8.2~8.5의 알칼리성을 유지하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기와 같은 적조 방제용 조성물을 적조역에 살포하는 것을 특징으로 하는 적조 방제방법을 제공한다.
상기 적조 방제용 조성물은 액상의 형태로 적조역에 살포되면 살포 즉시 해수표면에 부유하면서 적조 생물의 표면에 부착, 침투되어 10분 이내에 적조생물의 활력을 둔화 및 마비시켜 운동을 정지시키고 어패류에 피해를 주는 적조 생물의 독성을 제거하여 90% 이상의 적조생물을 폐사시키게 된다. 이렇게 폐사된 적조생물의 사체 및 적조생물은 적조역에 살포된 본 발명의 적조 방제용 조성물에 의해 엉집되어 저부로 침강시켜 소멸하게 된다.
특히, 본 발명의 적조 방제용 조성물은 다량의 점액물질과 어패류에 자극적인 독성물질을 가지고 있는 편모조류인 유해성 적조생물, 바람직하게는 편모조류인 코클로디니움 속(cochlodinium sp.)에 선택적으로 작용하여 방제할 수 있다.
상기 코클로디니움 속은 편모를 가지는 식물성 플랑크톤으로 20~100㎛의 크기로 바닷물에서 부유생활하는 것으로, 특히 코클로디니움 폴리크리코이데스(cochlodinium polykrikoides)에 대한 방제 효과가 탁월하다. 이러한 코클로디니움 속에 의해 적조가 발생한 적조역에 알칼리성 액상인 본 발명의 적조 방제용 조성물이 살포되게 되면, 코클로디니움 속의 편모를 고정시켜 유영 정지 및 형태 변화를 통하여 적조의 독성을 중화시킨다. 이어서 해수 중의 적조 영양물질(인, 질소 등)과 코클로디니움 속의 표면에 침투되어 응집, 흡착하여 플록(floc)화되어 해저에 퇴적하게 된다.
상기 적조 방제용 조성물의 살포량은 유기물의 축적정도, 적조먹이 발생정도 등에 따라 가변적이며, 또한 경제성을 무시한다면 다량 사용하여도 별다른 문제가 없다. 구체적으로, 본 발명의 적조 방제용 조성물은 적조역에 10~200ppm/㎥의 양으로 사용되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50~100ppm/㎥의 양으로 사용되는 것이다.
상기 적조 방제용 조성물은 해수 표면에 부유하면서 적조를 방제하는 것이 가장 바람직하나, 필요에 따라 파이프 등을 이용하여 해저뻘 등에 살포하는 등의 다양한 방법이 적용될 수도 있음은 물론이다.
상기와 같은 본 발명의 적조 방제용 조성물은 기존 적조방제를 위해 사용되던 황토 대비 유효살포면적당 60% 수준으로 살포하여도 10분 이내에 해수 표면이나 해수 중 발생된 적조를 90% 이상의 구제할 수 있다. 뿐만 아니라, 본 발명의 적조 방제용 조성물은 크롬, 비소, 카드뮴, 납, 아연, 구리, 셀레늄, 시안, 수은, 폴리염화바이페닐(PCB), 페놀, 음이온계면활성제 등에 대한 해양환경수질 기준을 만족하고 유해물질이 없이 환경친화적이며, 기존 사용되던 황토와 달리 해양환경과 해양생태계에 피해를 주지 않는다.
이하에서는 실시예를 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세하게 설명할 것이나. 이들 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 보호 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1
입자크기가 3㎛인 수산화마그네슘 30중량%, 수산화칼슘 3.5중량%, 탄산칼슘 5중량%, 탄산마그네슘 4중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 비중이 1.8g/㎤이고, pH가 8.4인 액상의 적조 방제용 조성물을 제조하였다.
실시예 2
입자크기가 2.4㎛인 수산화마그네슘 20중량%, 수산화칼슘 4중량%, 탄산칼슘 5중량%, 탄산마그네슘 4.2중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 비중이 1.5g/㎤이고, pH가 8.3인 액상의 적조 방제용 조성물을 제조하였다.
실시예 3
입자크기가 2.0㎛인 수산화마그네슘 10중량%, 수산화칼슘 4.5중량%, 탄산칼슘 8중량%, 탄산마그네슘 4.5중량% 및 잔량의 물을 혼합하여 비중이 1.5g/㎤이고, pH가 8.2인 액상의 적조 방제용 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 3에서 제조된 적조 방제용 조성물의 성분들을 해양환경수질 기준과 비교하여 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1의 단위는 ㎎/L이다.
| 항목 | 해양환경수질 기준 | 실시예 1 내지 3의 적조 방제용 조성물 |
| 크롬(Cr) | 0.05 이하 | 0.02 이하 |
| 비소(As) | 0.05 이하 | 0.02 이하 |
| 카드뮴(Cd) | 0.01 이하 | 0.01 이하 |
| 납(Pb) | 0.05 이하 | 0.03 이하 |
| 아연(Zn) | 0.1 이하 | 0.01 이하 |
| 구리(Cu) | 0.02 이하 | 0.02 이하 |
| 셀레늄(Se) | 0.01 이하 | 0.003 이하 |
| 시안(CN) | 0.01 이하 | 0.005 이하 |
| 수은(Hg) | 0.0005 이하 | 0.0002 이하 |
| PCB | 0.0005 이하 | 0.0005 이하 |
| 페놀 | 0.005 이하 | 0.005 이하 |
| 음이온 계면활성제 | 0.5 이하 | 0.5 이하 |
실험예 1. 적조 방제 효율
상기 실시예 1의 적조 방제 조성물을 적조가 발생된 실해역으로부터 추출하여 적조생물 초기밀도가 500cells/㎖인 5L의 배양수조에 1㎥당 10, 50, 100, 200ppm의 농도로 살포하였다. 이때, 수조 내 수온은 22±0.7℃, 염분은 21.9±0.7%가 되도록 조절하였다. 살포 후 30분까지의 적조 방제율을 관찰하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1의 적조 방제 조성물은 전 농도에서 우수한 적조 방제율을 나타냈으며, 특히 50ppm 이상의 농도에서는 90% 이상의 적조 방제율을 나타냄을 확인할 수 있었다.
실험예 2. 양식생물에 대한 유해성
상기 실시예 1의 적조 방제 조성물을 수온은 22±0.7℃, 염분은 21.9±0.7%, 용존산소(㎎/L)가 6.1±0.5인 실해역 1㎥당 50, 100, 200ppm의 농도로 살포하고 5일 동안 양식생물들의 개체수를 확인하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1의 적조 방제 조성물은 전농도에 걸쳐 적조 발생 실해역에 서식하는 해양생물에 크게 영향을 미치지 않으며 적조방제가 가능함을 확인할 수 있었으며, 특히 50~100ppm의 농도에서는 해양생물의 생존에 거의 영향을 미치지 않음을 확인할 수 있었다.
실험예 3. 해수 pH 변화
상기 실시예 1의 적조 방제 조성물(pH 8.4)을 수온은 22±0.7℃, 염분은 21.9±0.7%, 용존산소(㎎/L)가 6.1±0.5인 실해역 1㎥당 10, 50, 100, 200ppm의 농도로 살포하고, 살포 후 1시간 동안 해수의 pH를 측정하여 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 실시예 1의 적조 방제 조성물은 적조 발생 실해역에 살포되어 해수의 pH에 큰 영향을 미치지 않으며 효과적으로 적조를 방제할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상과 같은 결과를 통하여, 본 발명의 적조 방제 조성물은 해양환경화 해양생태계에 큰 영향을 미치지 않으면서, 살포 후 1시간 이내에 90% 이상의 적조를 효과적으로 방제할 수 있음을 알 수 있었다.
비록 본 발명이 상기에 언급된 바람직한 실시예로서 설명되었으나, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 또한 첨부된 청구 범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.
Claims (7)
- 입자크기가 3㎛ 이하인 수산화마그네슘 0.01~30중량%; 수산화칼슘 2.5~4.5중량%; 탄산칼슘 0.01~10중량%; 탄산마그네슘 3.9~4.5중량%; 및 잔량의 물을 포함하는 적조 방제용 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 조성물은 액상인 것을 특징으로 하는 적조 방제용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 조성물은 비중이 1.0~2.0g/㎤이고, pH가 8.2~8.5인 것을 특징으로 하는 적조 방제용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 조성물은 편모조류인 코클로디니움 속(cochlodinium sp.)을 방제하는 것을 특징으로 하는 적조 방제용 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 조성물은 편모조류인 코클로디니움 폴리크리코이데스(cochlodinium polykrikoides)를 방제하는 것을 특징으로 하는 적조 방제용 조성물. - 제1항 기재의 적조 방제용 조성물을 적조역에 살포하는 것을 특징으로 하는 적조 방제방법.
- 제6항에 있어서,
상기 액상의 적조 방제용 조성물은 적조역에 10~200ppm/㎥의 양으로 살포되는 것을 특징으로 하는 적조 방제방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20180064835A (ko) * | 2016-12-06 | 2018-06-15 | 금양개발 주식회사 | 적조 퇴치효과를 극대화 시킨 혼합조성물 |
| KR20180064836A (ko) * | 2016-12-06 | 2018-06-15 | 금양개발 주식회사 | 해양 적조 퇴치용 혼합조성물 |
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| KR100467802B1 (ko) | 2001-12-24 | 2005-01-24 | 주식회사 포스렉 | 고농도 해수 수산화 마그네슘 슬러리 |
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