KR20220015432A - 수처리를 위한 방법 및 조성물 - Google Patents

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미할 로덴스키
첸 졸코프
데이비드 지. 데이비스
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브로민 콤파운드 리미티드
더 리서치 파운데이션 포 더 스테이트 유니버시티 오브 뉴욕
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Abstract

본 발명은 물에 하나 이상의 브롬-기초 살생물제(들) 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 첨가하는 단계를 포함하는, 물에서의 미생물 제어 방법을 제공한다. 브롬-기초 살생물제 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 포함하는 액체 농축물 형태의 조성물이 또한 기재된다.

Description

수처리를 위한 방법 및 조성물
본 발명은 살생물제의 작용을 증강시키는 것으로 밝혀진 보조제와 조합된 브롬-기초 살생물제를 사용하여 예를 들어 플랑크톤 및 생물막 박테리아를 제거하는, 물의 미생물 제어에 관한 것이다.
산업용수 처리에서 브롬의 사용은 잘 확립되어 있고, 여러 가지 브롬-기초 살생물제는 현재 시장에서 입수 가능하다. 살생물제의 작동 농도 및 공급 빈도는 물의 유형, 미생물 부하(load), 유기물 부하, 고려 하의 특정 살생물제, 투약 방법 등에 의존한다.
본 발명자들 [WO 2008/143889 및 Journal of Bacteriology 191:1393-1403 (2009)] 중 1명에 의해, 박테리아 슈도모나스 애루기노사(Pseudomonas aeruginosa)에 의해 생성되는 cis-2-데센산이 피. 애루기노사(P. aeruginosa) 및 다른 그람-음성 및 그람-양성 박테리아 및 진균류가 생리학적으로-매개되는 분산 반응을 받도록 유도하여, 생물막으로서 알려진 표면-관련 미생물 집단 및 커뮤니티의 탈응집(dis-aggregation)을 초래할 수 있는 것으로 보고되었다.
생물막의 제어는 수처리 프로그램의 중요한 양태를 이룬다. US 2009/0178587에서, 피. 애루기노사의 생물막을 제어하는 데 있어서 브롬-기초 살생물제의 성능이 조사되었다. 또한, US 2009/0178587에서, 생물-분산제(bio-dispersant)로서 작동하는 계면활성제의 도움을 받아 처리의 효율을 증가시키는 것으로 제안되었지만, 이러한 접근법을 예시하기 위해 어떠한 실험 데이터도 제공되지 않았다.
본 발명은 물과 접촉되는 표면 상에서 물 시스템 내 생물막 및 플랑크톤 박테리아의 처리에서 브롬-함유 살생물제에 대한 보조제(adjunctive)로서의 cis-2-데센산의 용도를 기재한다. 실험실 모델에서 본 발명의 지지(support) 하에 수행된 실험 작업은, cis-2-데센산과 허용 가능한 작업 농도의 브롬-함유 살생물제의 조합이, 살생물제 단독에 의한 처리에 비해 산업용수 및 천연수에서 전형적으로 발견되는 순수한 배양물과 혼합된 배양물 둘 다에서 박테리아의 사멸화에 있어서 유의한 증강을 보여줌을 나타낸다. 더욱이, 살생물제 화합물과 함께 cis-2-데센산의 활성은 브롬화된 살생물제의 효능을 증강시켜, 사용되는 살생물제의 유효량의 감소를 가능하게 한다.
또한, 브롬-기초 수처리 내로의 cis-2-데센산(CDA)의 혼입이 브롬화된 살생물제 단독 작동과 비교하여 생물막 제어의 효과성을 크게 개선하는 한편, 더 작은 효과가 염소-기초 수처리에서 관찰되는 것은 주목할 만한 가치가 있다. 예를 들어, 비슷한 조건 하에, 조합된 처리 브롬/CDA는, 염소/CDA 처리에 의해 달성되는 것보다 약 2.5 로그 단위 더 낮은 생물막 박테리아 카운트를 달성하는 것으로 나타나 있다.
따라서, 본 발명은 주로, 물에 하나 이상의 브롬-기초 살생물제(들) 및 cis-2-데센산(또는 이의 염)을 첨가하여, 예를 들어, 물과 접촉되는 표면 상에서 플랑크톤 및/또는 생물막 박테리아, 조류 및 진균류의 감소를 달성하는 단계를 포함하는, 물에서의 미생물 제어 방법에 관한 것이다.
CDA는 현재 산업용수의 처리에 이용되는 브롬 전달 시스템 내로 쉽게 혼입될 수 있다. 예를 들어, 브롬-기초 살생물제(들) 및 CDA는, 물 스트림으로 연속적으로 또는 회분식으로 순차적으로 또는 동시에 주입되는 다수의 공급물 용액을 사용하여, 만연된(infested) 표면과 접촉된 산업용수 스트림에 전달될 수 있으며; 동시적인 주입은 개별 용액의 예비-혼합을 통해 첨가제 용액 (즉, CDA 및 살생물제 용액은 물 스트림에 첨가하기 전에 또는 직전에 혼합될 수 있음)을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 선택된 공급 방법은 또한, 살생물제가 하기 기재된 바와 같이 단일 성분으로서 공급되거나 그렇지 않는지의 여부에 의존한다.
다수의 첨가제 공급물 대신에 단일 첨가제 공급물을 사용하는 수처리를 가능하게 하기 위해, 본 발명자들은 브롬-기초 살생물제와 CDA의 적합하게 분할된 조합을 포함하는 액체 농축물을 제조하였으며, 이는 양호한 실온 저장 안정성을 나타낸다.
이에, 본 발명의 또 다른 양태는 조성물 (예를 들어 액체 농축물)이며, 상기 조성물은 물, 수 혼화성 용매 또는 이들의 혼합물, 및 선택적으로 하나 이상의 첨가제(들), 예컨대 공용매(들), 부동액(들) 및 안정화제(들), 예를 들어 항산화제를 포함하는 액체 담체에 하나 이상의 브롬-기초 살생물제 및 cis-2-데센산을 포함한다. 살생물제 및 CDA를 포함하는 고체 조성물, 예를 들어 과립, 플레이크 및 정제가 또한 본 발명에 의해 고려된다.
본 발명에 사용하기에서 적합한 브롬-기초 살생물제는 상이한 형태, 즉, 고체(예컨대 분말 및 압착(compacted) 형태, 예를 들어 과립 및 정제) 및 액체(예를 들어 처리될 수성 시스템에 쉽게 공급될 수 있는 수성 농축물 또는 다른 유동성 제형)로 시장에서 입수 가능하다. 브롬-기초 살생물제(biocidal agent)는 보편적으로 2개 분류로 나뉜다:
A) 비-산화성 살생물제; 및
B) 산화성 살생물제.
비-산화성 살생물제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
A1: 2-브로모-2-니트로-1,3-프로판디올(브로노폴(bronopol)); 브로노폴의 합성은 예를 들어, WO 2009/107133에 기재되어 있다. 생성물은 분말 형태 또는 수용액으로 입수 가능하며(예를 들어 ICL-IP), 활성 성분으로서의 이의 정상적인 용량 수준은 1 내지 1000 ppm 범위에 있다(단독으로 사용될 때, 예를 들어 1 내지 300 ppm).
A2: 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드; DBNPA의 합성은 예를 들어, US 4,328,171에 기재되어 있다. DBNPA의 수성 농축물 및 압축된 형태는 US 5,627,135 및 US 7,524,884에 각각 기재되어 있다. DBNPA는 상업적으로 입수 가능하다(예를 들어 ICL-IP). 단독으로 사용될 때, 활성 성분으로서의 용량 비율(dose rate)은 1 내지 1000 ppm(예를 들어 1-200 ppm) 범위이다.
A3: 언급될 수 있는 비-산화성 브롬-기초 살생물제의 다른 예는 2-브로모-4-하이드록시아세토페논(BHAP), 비스-브로모 아세틸 부텐 (BBAB) 및 β-브로모-β-니트로-스티렌(BNS)을 포함한다.
산화성 브롬-기초 살생물제는, Br-를 브롬/Br+로 전환시키는, 원소 용해/해리에 의해 또는 브로마이드 산화를 통해 물에서 활성 브롬 화학종을 방출하는 화합물 (예를 들어 하이포아브롬산(hypobromous acid)/하이포브로마이트)이다(산화는 통상 화학적 산화제의 도움을 받아 달성되지만; 처리될 물 시스템에의 전기분해적으로-발생된 브롬의 공급은 또한 CDA와 함께 본원에 포함됨). 본원에 기재된 산화적 살생물제의 투약량은 통상 총 Cl2로서 표현되며, 이는 티트로프로세서(titroprocessor): Titrino 848 플러스를 사용하는 요오도 적정(iodometric titration)에 의해 또는 SQ-300 분광광도계: Merck SQ-300를 사용하는 DPD(디에틸-p-페닐렌디아민) 시약 방법에 의해 결정될 수 있다. 산화성 브롬-기초 살생물제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다:
B1: N-브롬화된 아미드 및 이미드, 예컨대 1,3-디할로-5,5-디알킬히단토인, 여기서, 적어도 하나의 할로겐 원자는 브롬이며(알킬기는 동일하거나 상이할 수 있음); 이 부류에 속하는 상업적으로 중요한 살생물제는 1-브로모-3-클로로-5,5-다메틸히단토인(BCDMH로 약칭됨), 1-클로로-3-브로모-5,5-다메틸히단토인, 1,3-디브로모-5,5-다메틸히단토인 (DBDMH), 및 또한 고리의 위치 5에서 2개의 상이한 알킬기를 함유하는 "혼합된" 알킬 화합물, 예컨대 1-브로모-3-클로로-메틸에틸히단토인(BCMEH), 1-클로로-3-브로모-메틸에틸히단토인 또는 이들의 혼합물이다. 1,3-디할로-5,5-다메틸히단토인을 합성하는 방법은 예를 들어 US 4,745,189에서 찾을 수 있다. 1,3-디할로-5,5-디알킬히단토인의 허용 가능한 용량 비율은 총 Cl2로서 1 내지 50 ppm이다.
B2: 무기 브로마이드 공급원으로서, 다시 말해, 브로마이드 염 및 브롬화수소산이며, 이는 산화 시 물에서 브롬 화학종을 방출한다(예를 들어 하이포클로라이트 또는 염소 가스를 사용하는 화학적 산화에 의해 그리고 전기화학적 산화, 즉, 애노드적으로-발생된 브롬에 의해). 상업적으로 중요한 생성물은, 활성화된 소듐 브로마이드(온-사이트에서 제조되고 처리될 물 시스템에 즉시 전달되는 소듐 브로마이드 및 소듐 하이포클로라이트의 수용액으로 구성됨); 활성화된 암모늄 브로마이드(살생물제는 암모늄 브로마이드를 산화제와 반응함으로써 온-사이트에서 제조됨); 온-사이트에서 소듐 하이포클로라이트(예를 들어 ICL-IP로부터의 HBr 및 우레아로 이루어진 박테브롬(Bactebrom)® 용액)와 반응하는, HBr과 우레아의 용액(이따금 본원에서 브로모우레아로 명명됨); 및 예를 들어, 인-시추에서 반응하고 활성 브롬 화학종을 생성하도록 처리될 물 시스템 내로 직접적으로, 예를 들어 정제 형태로 공급되는 브로마이드/염소 화합물의 건조 혼합물을 포함한다. 상기 언급된 브로마이드 공급원, 예컨대 소듐 브로마이드, 브롬화수소산, 암모늄 브로마이드 및 HBr/NaBr 및 우레아 용액은 온-사이트에서 화학적으로(예를 들어 하이포클로라이트 또는 염소 가스를 이용하여) 또는 전기화학적으로 산화될 수 있음을 주목해야 한다.
B3: 산화성 브롬-기초 살생물제의 다른 예는 예를 들어 ICL-IP로부터 Bromosol®로서 입수 가능한 WO 99/06320 또는 WO 03/093171에 기재된 바와 같은 설파메이트-안정화된 브롬-기초 살생물제(안정화된 수성 알칼리 금속/알칼리 토금속 하이포브로마이트 용액(예를 들어 브로마이드 공급원으로서 NaBr)), 및 시장에서 수성 농축물로서 입수 가능한 브롬 클로라이드 및 이의 안정화된 형태(US 6,068,861 참조)를 포함한다.
이제 cis-2-데센산에 관하여, 이는 적합한 용매, 예컨대 에탄올에 용해된 순수한 오일로서 사용될 수 있다. 고순도 CDA, 예를 들어 기체 크로마토그래피(GC)에 의해 ≥95% 순수한 CDA는 다양한 공급원, 예컨대 Carbosynth Ltd.(Compton - Berkshire, United Kingdom) 및 Chemodex(St. Gallen, Switzerland)으로부터 상업적으로 입수 가능하다. 그러나, 보고된 실험 작업은, 브롬-기초 수처리의 만족할 만한 증강이 GC에 의해 더 낮은 순도, 즉, 50%-95%, 예를 들어 80-93%, 예를 들어, 89-91%(즉, 약 90%) 순수한 CDA의 도움을 받아 달성될 수 있음을 나타낸다. <95%(기체 크로마토그래피, GC에 의한) 순수한 CDA는 본원에서 "저순도 CDA 등급"으로 명명된다. 저순도 CDA 등급을 이용하는 것은 경제적으로 유리한 것으로 이해될 수 있다. 용어 "순수한 CDA"는, GC에 의해 검출되는 바와 같이 95% 초과, 예를 들어 97% 이상의 순도 수준을 갖는 것을 특징으로 하는 CDA를 지칭한다.
임의의 요망되는 순도 수준을 갖는 CDA는 US 8,748,486에 기재된 합성 경로를 통해 2-데카논 CH3-(CH2)7-C(O)-CH3를 할로겐화함으로써 1,3-디할라이드 케톤(예를 들어 원소 브롬과의 반응에 의해 1,3-디브로모-2-데카논을 생성함)을 생성하고, 뒤이어 소듐 또는 리튬 하이드록사이드에 의해 발생된 알칼리성 환경에서 탈할로겐화에 의해 파보르스키(Favorski) 재배열 및 동시에 인접한 탄소-탄소 이중 결합을 통해 말단(terminal) 카르복실기를 생성함으로써 수득될 수 있다. 그 후에, 반응 혼합물은 종래의 기법에 의해 작업되어, 본 발명에 사용하기에 적합한 순도 수준, 예를 들어 85% 내지 97%(GC에 의해)를 갖는 CDA를 회수할 수 있다.
조합 브롬/CDA는 실험실 모델에서 다양한 브롬-기초 살생물제의 넓은 농도 범위에 걸쳐 생물막에 대해 놀랄만하게 효과적인 것으로 입증되었다. 조합된 처리에 대해 측정된 생물막-관련 박테리아 카운트는 살생물제 작동 단독에 대해 측정된 비교 값보다 약 1-5 로그 단위 더 낮다. 본 발명자들은, 살생물제가 단독으로 작동하는 처리와 CDA와 조합되어 작동하는 처리 사이에서 박테리아 카운트의 차이를 나타내기 위해 용어 "증강"을 사용한다(CDA 그 자체는 하기 보고된 작업에 나타낸 바와 같이 박테리아 카운트를 감소시키지 않으며; 주목할 만하게는, CDA 단독은 넓은 농도 범위, 심지어 > 3000 nM에 걸쳐 살생물 작동을 실증하는 데 실패하였음).
단독으로 그리고 상이한 순도 등급의 CDA와 조합된, 일부 선택된 브롬 살생물제의 성능을 표 1에 표로 나타낸다. 결과는, 각각 310 nM 및 5 - 20 ppm의 투약량 수준에서, CDA와의 짧은 접촉 시간: 1시간의 접촉 시간 후, 뒤이어 브롬-기초 살생물제와의 1시간의 접촉 시간 후, 3-일령 피. 애루기노사 생물막 또는 혼합된 박테리아에 의해 형성되는 생물막에 미치는 브롬/CDA의 효과를 보여준다.
Figure pct00001
하기에 보고된 또 다른 시험에서, 하나의 주요한 비-산화성 브롬 살생물제(브로노폴) 및 CDA의 동시적인 적용은 하기 처리 수준에서 피. 애루기노사 생물막을 근절하는 데 효과적인 것으로 증명되었다: 24시간의 접촉 시간 후 10 ppm 브로노폴/310 nM CDA. 결과를 표 2에서 표로 나타낸다.
Figure pct00002
하기 보고된 결과의 또 다른 유의한 세트는, 소량의 CDA의 첨가가 브롬-기초 살생물제의 투약량 수준의 인지 가능한 저하를 상쇄하여, 브롬-기초 살생물제의 작동 가능한 농도 범위를 확장시킬 수 있음을 보여준다. 예를 들어, CDA의 도움을 받아, 하나의 주요한 산화성 살생물제(브로모우레아)는 2.5 ppm만큼 낮은 투약량 수준에서 합리적인 생물막 제어를 달성한다(이러한 투약량 수준에서 단독으로 작동할 때, 살생물제는 유용한 효과를 발휘하는 데 실패함). 첨가된 CDA에 의해 유도되는 증강은 대략 4 로그 단위이다. 동일한 살생물제는 310 nM CDA와 함께 5 ppm의 투약량 수준에서 생물막을 근절하였다. 결과를 표 3에 요약한다.
Figure pct00003
상기의 측면에서, 브롬-기초 수처리는 많은 방식으로 CDA의 첨가로부터 이익을 얻을 수 있었다:
1) cis-2-데센산은 물 시스템에서 생물부착(biofouling)을 처리하는 데 전형적으로 사용되는 농도 범위 내에서 브롬-함유 살생물제의 존재 하에 생물활성적인 것으로 나타났기 때문에, CDA는 프로그램에 따라, 즉, 살생물제의 적용 비율을 변경하지 않으면서, 규칙적인 투약량 수준 및 살생물제 투약 빈도 하에 브롬-기초 수처리 프로그램 내로 바로 혼입되어, 생물막과 접촉하게 되는 물 스트림 내로 CDA를 주기적으로 또는 연속적으로 주입함으로써 개선된 생물막 제어를 달성하거나(물에의 살생물제 전달 전에, 이와 동시에, 또는 이에 후속하여), 또는 경우에 따라, 특히 고도로 심각한 생물막의 형성의 지표(indication)에 반응하여 신속한 제어를 달성할 수 있다.
이에, 본 발명의 또 다른 양태는 물에서의 미생물 제어 방법이며, 상기 방법은, 효과적인 살미생물(microbiocidal) 투약량의 브롬-기초 살생물제(들) 및 증강-유도 양의 cis-2-데센산을 물에 첨가하여, 동일한 투약량의 살생물제가 단독으로 작동하여 달성되는 감소보다 적어도 2 로그 단위(예를 들어 적어도 3 로그 단위) 더 낮은, 예를 들어, <105 CFU/cm2, 예를 들어 <103 CFU/cm2, 바람직하게는 <102 CFU/cm2 또는 심지어 실질적인 생물막 근절, 즉, <101 CFU/cm2까지 생물막 감소를 달성함으로써, 물과 접촉 시 표면 상에서 생물막 박테리아와 싸우며 및/또는 생물막 형성에 취약한 표면 상에서 이러한 형성을 저해하는 단계를 포함한다.
브롬-기초 살생물제(들)의 효과적인 살미생물 양은 활성 살생물제로서 0.1 내지 1000 ppm, 예를 들어 0.1 내지 300 ppm, 예를 들어, 0.5 내지 100 ppm이고, CDA의 증강-유도 양은 1 nM 내지 30 mM이다. 투약량 수준은 살생물제의 정체성(identity) 및 의도된 용도와 같은 인자에 따라 폭넓게 다양해질 수 있음을 유념해야 한다. 그러나 일반적으로, 물 스트림 내에서 w/w로서 효과적인 투약량 비, 살생물제 : CDA는 20:1 내지 5000:1, 바람직하게는 100:1 내지 3000:1의 범위에서 다양할 수 있다. CDA의 증강-유도 양은 표적화된 생물막 감소를 달성하기 위한 사용 부위에서의 시행착오에 의해 결정될 수 있다.
예를 들어, CDA의 증강-유도 양은 0.001 내지 5 ppm, 예를 들어 0.005 내지 5 ppm, 예를 들어 0.01 내지 1 ppm일 수 있었다. 하기 나타낸 바와 같이, 양호한 결과는 0.005 내지 0.5 ppm(약 30 내지 3000 nM CDA에 상응함)에 걸쳐 관찰되었다.
2) cis-2-데센산은 브롬-기초 살생물제 투약에서의 감소를 상쇄하여, 더 적은 양의 살생물제가 효과적인 방식으로 사용되게 하고 더 높은 용량 처리와 비슷한 생물막 제어를 달성하게 하기 때문에, cis-2-데센산은 살생물제 투약량 수준 및/또는 살생물제 투약 빈도를 감소시킴으로써 프로그램 처리를 변형시킬 수 있다. 예를 들어, 물 시스템은 잔여 브롬에 대해 추적될 수 있고, 일단 잔여 브롬 값이 예정된 역치 미만으로 붕괴되면, CDA는 낮은 잔여 브롬으로 시스템의 유지를 뒷받침하여 생물막 형성을 저해하기 위해 주입될 수 있다. 다시 말해, 활성 살생물제가 시스템에 존재하는 기간에 걸쳐 임의의 시간에서 물에서의 잔여 살생물제의 활성을 증강시키는 것이다.
이에, 본 발명의 또 다른 양태는 물과 접촉 시 표면 상에서 생물막 박테리아와 싸우며 및/또는 생물막 성장에 취약한 표면 상에서 생물막 형성을 저해하기 위해 브롬을 물에 공급하는 단계를 포함하는 산업용수 처리 방법에 관한 것이며, 여기서, 브롬의 적용 속도는 처리에 걸쳐 다양해지며, 따라서 브롬의 낮은 투약량 수준으로의 스위칭(switching)은 물 스트림에의 CDA 첨가에 의해 수반된다.
본 발명은 특히, 슈도모나스 애루기노사, 스타필로콕커스 아우레우스, 바실러스 미코이데스, 칸디다 알비칸스(Candida albicans), 아스페르길루스 니거(Aspergillus niger), 및 산업적 또는 환경적 물 공급원으로부터 유래되는 혼합된-종 커뮤니티에서 성장하고 있는 미생물들의 조합에 걸쳐 미생물 제어를 제공하는 것에 관한 것이다.
도 1은 브롬-기초 살생물제 및 CDA를 산업용수 시스템 내로 공급하기 위한 하나의 편리한 방법을 개략적으로 예시한다. 생물막 표면 또는 생물막 형성에 취약한 표면과 접촉하게 되는 물 스트림은 숫자 (1)로 표시되어 있다. 본 발명자들은 브롬-기초 살생물제에 의해 처리 가능한 임의의 수생(aquatic) 산업용수, 예를 들어, 재순환 및 1회-통과 냉각 시스템, 냉각탑(cooling tower), 펄프 및 종이 밀 시스템, 막, 바이오디젤 및 디젤을 포함한 오일 및 가스 적용, 부유 생산 저장 및 오프로딩(FPSO) 시스템, 설페이트 환원 유닛(SRU), 강철 밀, 당(sugar) & 에탄올 생산, 유제품 생산, 수영장 및 스파, 급수 시스템, 개간 시스템, 에어 워셔, 증발식 응축기(evaporative condenser), 스크러빙 시스템(scrubbing system), 양조 살균기(brewery pasteurizer), 장식 분수(decorative fountain) 및 원유 회수 주입용수(oil recovery injection water)를 나타내기 위해 용어 "산업용수"를 사용한다.
도 1에 예시된 구체적인 설계에서, 살생물제 및 CDA는 탱크 (2) 및 (3)에서 각각 별도로 보유되며, 산업용수 스트림으로의 이들의 공급은 2개의 투입 펌프(2p 및 3p)를 사용함으로써 달성되는 것으로 보인다. 이러한 설계는 2개의 활성 성분의 순차적인 또는 동시적인 적용을 가능하게 한다.
도 1에 도시된 방법에 잘 맞춰진 살생물제는, 단일 펌핑형 제형으로서 적용되는 살생물제, 시장에서 저장 안정한 액체 제형, 예를 들어 농축된 브로노폴 및 DBNPA 용액(예를 들어 5 내지 50 중량% 농축물), 및 브롬 또는 하이포브로마이트의 안정화된 용액(예를 들어 설파메이트-안정화된 브롬-기초 살생물제)로서 입수 가능한 비-산화성 살생물제이다.
도 1에 도시된 설계는, 제3 공급물 시스템을 공정 내에 설치함으로써(즉, 하나의 투입 펌프는 CDA를 공급하기 위한 전용이고, 2개의 투입 펌프는 살생물제의 개별 성분, 즉, 브로마이드 공급원 및 산화제에 대해 사용됨), 사용 직전에 브로마이드 공급원을 산화시킴으로써 온-사이트에서 제조된 하이포브로마이트-기초 살생물 용액(이들 용액은 하이포브로마이트의 불안정성으로 인해 즉시 적용되어야 함)의 사용을 가능하게 하도록 변형될 수 있다.
브롬 기초-살생물제가 고체 형태, 예컨대 과립 또는 정제(침식 공급기(erosion feeder)를 통해 유입수 라인에 공급됨)로 적용되는 수처리 내로의 CDA의 혼입은, 투입 펌프의 도움을 받아 CDA 용액을 물 라인에 또는 주요 스트림으로부터 공급기 내로 우회되는(diverted) 부수(subsidiary) 물 스트림에 주입하여, 첨가된 고체를 용해시킴으로써 달성될 수 있었다.
살생물제 및 CDA 용액은 처리 프로그램에 따라 설정된 타이머에 의해 제어되는 계량 펌프(각각 2p 및 3p)를 이용하여 투입된다. 살생물제 및 CDA 공급물 용액은 물 스트림 (1)에 직접 주입될 수 있으나, 혼합 챔버(도시되지 않음)에서의 2개의 개별 용액의 예비혼합 및 물 스트림에의 조합된 용액의 전달은 또한, 처리의 2개 성분의 동시적인 적용에 기초하여 처리 프로그램을 가능하게 할 수 있다. 처리를 더 양호하게 제어하기 위해, 모니터링 및 업스트림 혼합(4) 장치, 즉, 할로겐 모니터링, 산화 환원 전위(ORP), pH 센서 및 온라인 정적 혼합기가 포함된다.
정확한 설계와 상관 없이, 별도로 공급되는 CDA는 순수하게(neat) 적용되거나, 수 혼화성 용매 또는 용매들의 혼합물, 예컨대 4개 이하의 탄소의 지방족 알코올, tert-부틸 메틸 에테르, 테트라하이드로푸란(THF), 다메틸 설폭사이드(DMSO), 글리콜 및 폴리에틸렌 글리콜, 아세토니트릴에서, 선택적으로 계면활성제 및 안정화제의 존재 하에 용해될 수 있다.
작동 시, cis-2-데센산에 의한 순차적인 처리는 살생물제 적용 전에 cis-2-데센산을 20분 내지 24시간 이상까지 주입함으로써 수행될 수 있다. Cis-2-데센산은 또한, 살생물제 적용 이후에 첨가되어, 활성 살생물제가 시스템에 존재하는 기간에 걸쳐 임의의 시간에서 물 샘플에서의 잔여 살생물제의 활성을 증강시킬 수 있다.
본 발명의 방법은 본질적으로는, 도 1에 도시된 바와 같은 다수의 공급물을 필요로 하지는 않는다. 본 발명자들은, CDA가 산화적 살생물제의 전구체(무기 브로마이드 공급원), 설파메이트-안정화된 브롬-기초 살생물제와 또는 액체 농축물에서 제형화된 비-산화성 살생물제와 상용성이며, 적합한 안정화제, 특히 항산화제(예를 들어, 부틸화된 하이드록시톨루엔 BHT)의 존재 하에 이러한 액체 농축물은 실온에서 장기간의 저장 기간에 걸쳐 살생물제 또는 CDA의 분해에 대해 안정하게 남아 있음을 밝혀내었다. 가속화된 시험은 또한, 허용 가능한 안정성을 나타내었다. 이러한 액체 농축물은 적절한 공급물 시스템을 사용하여 산업용수 시스템에 투입될 수 있고, 동시적인 살생물제/CDA 처리 프로그램에 편리하게 수용 가능하다. 이에, 본 발명은 또한, 브롬-기초 살생물제(들) 및 CDA가, 단일 공급물 용액을 사용하여 만연된 표면과 접촉되는 산업용수 스트림에 공급되어, 살생물제 및 CDA가 물에 동시에 첨가되는 방법을 제공한다. 그러므로, 본 발명은 하나 이상의 브롬-기초 살생물제 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 포함하는 조성물(예를 들어 방법에 사용하기 위한 것임)에 관한 것이다.
예를 들어, 비-산화성 브롬-기초 살생물제 및 CDA는 액체 농축물에서 제형화되며, 이는 단일 공급물 용액을 사용하여 산업용수 스트림에 공급된다.
본 발명의 액체 농축물은:
(하나 이상의) 비-산화성 브롬-기초 살생물제(들)와 cis-2-데센산 (또는 이의 염)의 적합하게 분할된(proportioned) 혼합물로서, 예를 들어 1000:1 내지 50:1, 바람직하게는 500:1 내지 50:1, 예를 들어 250:1 내지 50:1의 중량비에서의 혼합물, 따라서, 산업용수 스트림에서의 희석 시, 2개의 활성 성분은 효과적인 비로 적용되며; 예를 들어 액체 농축물에서, 살생물제의 농도는 2% 내지 50%, 바람직하게는 10% 내지 50%이고, cis-2-데센산의 농도는 0.05% 내지 1%, 바람직하게는 0.1% 내지 0.5%(액체 농축물의 총 중량을 기준으로 중량에 의해)인, (하나 이상의) 비-산화성 브롬-기초 살생물제(들)와 cis-2-데센산 (또는 이의 염)의 적합하게 분할된 혼합물; 및
물, 수 혼화성 용매 또는 이들의 혼합물(즉, 물 단독, 유기 용매 단독 또는 수성/유기 용매 시스템); 및 선택적으로 하기 성분: 공용매(예를 들어 비-산화성 브롬-기초 살생물제가 높은 안정성 및 용해도를 나타내는 글리콜), 부동액 및 안정화제(예를 들어 항산화제) 중 하나 이상을 포함하는 담체
를 포함한다.
본 발명에 의해 제공되는 하나의 바람직한 실온 저장 안정한 액체 농축물은:
2.0 내지 40.0%의 2-브로모-2-니트로-1,3-프로판디올(예를 들어 10 내지 35%);
0.05 내지 0.5%의 cis-2-데센산(예를 들어 0.1 내지 0.3%);
5.0 내지 80.0%의 물(예를 들어 10 내지 30%);
10 내지 70.0%의 글리콜, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜 모노메틸에테르;
0.05 내지 0.5%의 항산화제(예를 들어 부틸화된 하이드록시톨루엔)
를 포함한다.
본 발명에 의해 제공되는 또 다른 바람직한 실온 저장 안정한 액체 농축물은:
5.0 내지 50.0%의 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드(예를 들어 15 내지 25%);
0.05 내지 0.5%의 cis-2-데센산(예를 들어 0.1 내지 0.3%);
10 내지 60.0%의 물(예를 들어 10 내지 20%);
40 내지 60.0%의 글리콜(예컨대 200의 평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜);
0.05 내지 0.5%의 항산화제(예를 들어 부틸화된 하이드록시톨루엔)
를 포함한다.
농축물은 실온에서 교반 하에 고체 형태, 글리콜, 물 및 안정화제에서 cis-2-데센산(또는 이의 염), 비-산화성 브롬-기초 살생물제를 조합하여, 깨끗한 용액을 수득함으로써 쉽게 제조된다.
실시예
재료
실험 작업에 사용되는 재료 및 시약은 표 4에서 표로 되어 있다.
Figure pct00004
방법
AGILENT HP-5 19091J-413 30m*0.32mm*0.25 미크론을 이용하여 GC 측정을 수행하였다.
방법: 50℃//2'//10℃/min//280℃//5℃/min//300℃/2'.
제조 1
HBr/우레아 용액의 활성화에 의한 살생물제 제조
스톡 용액 1 - 241.06 g의 증류수로 희석된, 8.94 g의, ICL-IP로부터의 박테브롬®(HBr : 우레아 용액)
스톡 용액 2 - 226.42 g의 증류수로 희석된 23.58 g의 NaOCl 10.6% w/w에 의해 제조된 NaOCl 약 1%.
스톡 용액 2(250.00 g의 NaOCl 1.0%)를 상기 희석된 박테브롬® 용액(스톡 용액 1)에 교반하면서 점차 첨가하여, 활성 살생물제(주황색 용액) - 총 중량 500.00 g을 얻었다. 티트로프로세서를 사용하는 요오도 적정에 의해, 예상된 살생물제 농도를 결정하였다: Titrino 848 플러스.: Cl2로서 약 0.5%(Cl2로서 약 5000 ppm). 각각의 실험에서 요망되는 살생물제 농도는 증류수를 이용한 희석에 의해 수득되었다.
제조 2
암모늄 브로마이드의 활성화에 의한 살생물제 제조
975 μl 10.25 중량% aq. NaOCl를 부피측정 플라스크에서 증류수로 100 ml까지 희석시켰다. Cl2 농도는 티트로프로세서: Titrino 848 플러스를 사용한 요오도 적정에 의해 측정 시 Cl2로서 약 1000 ppm이었다.
213 mg NH4Br을 부피측정 플라스크에서 증류수로 100 ml까지 희석시켰다.
동일한 부피의 5 ml를 하기와 같이 혼합한다: 주위 온도에서 NH4Br 용액의 혼합된 용액(자기 교반기를 사용함)에 단번에 NaOCl 용액을 첨가한다.
생성물(활성화된 AmBr)의 농도는 Na-하이포클로라이트의 농도(Cl2로서 약 1000 ppm)를 기준으로 하였다.
동일한 부피의 반응물을 혼합하여, 혼합물 내 활성 염소의 농도를 반응물 NaOCl의 농도의 50%로서, Cl2로서는 약 500 ppm으로 수득하였다. 각각의 실험에서 요망되는 살생물제 농도는 증류수를 이용한 희석에 의해 수득되었다.
제조 3
cis-2-데센산의 합성 및 정제
Cis-2-데센산을, 하기 도시된 바와 같이 제2 단계(1,3-디브로모-2-데카논의 탈할로겐화/재배열)에서 소듐 하이드록사이드를 리튬 하이드록사이드로 대체하여 US 8,748,486에 기재된 2-단계 합성 경로에 따라 제조하였다:
Figure pct00005
.
종래의 기법(예컨대 실리카 겔 및 용매 추출)을 사용하여 반응 혼합물을 작업하여, 60% 내지 97%(GC) 범위로 다양한 순도를 갖는 cis-2-데센산을 회수하였다. 하기 보고된 연구에서, 90% 순수한 cis-2-데센산을 시험하였다.
실시예 1
CDA의 도움을 받아 3-일 생물막에 미치는 브롬-기초 살생물제의 효과의 증강 (동시적인 적용)
예비-성장된 생물막에 미치는 CDA와 조합된 브롬-함유 살생물제의 효과를 연구하였다. (A) 피. 애루기노사 균주 PA14 및 (B) 환경적 물 및 산업용수로부터 유래된 혼합된 박테리아 균주를 이용하여 실험을 수행하였다.
3개의 브롬-기초 살생물제를 이 연구에 사용하였다: 브로노폴, DBNPA 및 BCDMH.
실험 절차:
박테리아를 Hutners 미네랄 용액 및 글루코스(0.2%)가 보충된 EPRI 배지에서 배양하였다. 미생물을 실온(22℃)에서 호기성 조건 하에 진탕하면서 인큐베이션하였다. 사용된 생물막 배양 시스템은, Davies DG, Marques CN, 2009, J Bacteriol 191:1393-1403에 기재된 방법에 따라 생물막 박테리아의 부착 및 성장을 증강시키기 위해 단백질로 처리된 폴리스티렌 24-웰 플레이트를 포함하였다.
1 mL 박테리아 배양물을 접종한 후, 소모된 배지를 제거하고, 멸균 배지로 3일 동안 24시간마다 대체하였으며, 최종 배지 교환을 처리 전 3시간째에 수행하였다. 추가로, 배지를 처리 전에 교환하여, 플랑크톤 박테리아를 제거하였다. 처리는 100 μL의 310 nM CDA 및 브롬-함유 살생물제, 또는 상업적인 수처리에 사용된 농도에서 브롬-함유 살생물제 단독으로 구성되었고, 물을 담체로서 사용하였고, 각각의 시험된 살생물제에 대해 하기 상술된 바와 같이 각각의 살생물제의 활성에 의해 결정된 접촉 시간은 1시간 내지 24시간의 범위였다.
처리 후, 각각의 웰로부터의 배지를 피펫에 의해 제거하고, 1 mL의 DE 중화 브로쓰(broth)를 첨가하여 처리를 중단하였다. 그 후에, 웰에서 형성된 생물막을 멸균 세포-스크래퍼(cell-scraper)로 스크래핑함으로써 각각의 웰로부터의 박테리아를 제거하고, 1.0 mL의 배양물을 냉각된(4℃) 9.0 mL DE 중화 브로쓰로 옮기고, 얼음 상에서 40,000 rpm에서 15초 동안 균질화하였다. 계수(enumeration)(살생물제 활성을 추가로 중화시킴) 전에 추가의 희석을 수행하였다. 박테리아의 회수를 물에서, 티오글리콜레이트를 갖는 LB 배지에서 그리고 DE 중화 브로쓰에서 살생물제의 상이한 희석에서 시험하여, 활성 제제가 적절하게 중화되었음을 보장하였다. 드랍 플레이트(drop plate) 방법을 통해, 생존 가능한 박테리아를 계수하였다. 각각의 살생물제를 24-웰 플레이트를 사용하여 평가하였으며, 8개의 웰은 각각 피. 애루기노사가 접종되지만 처리되지 않는 대조군 배양물(Ctl), 브롬-함유 살생물제 단독으로 처리된 CDA 마이너스 시험(-CDA), 및 브롬-함유 살생물제와 CDA로 처리되는 CDA 플러스 시험(+CDA)이었다.
결과:
A) 10 ppm의 브로노폴에 의한 PA14 박테리아의 처리 결과를 도 2a 및 도 2b에 제시한다. 도 2a는, 브로노폴을 이용한 처리에의 CDA의 첨가가 박테리아의 수를, 단지 2시간의 처리 후 자릿수(an order of magnitude) 초과만큼 감소시켰음을 도시한다. 도 2b는, 효과가 24시간의 처리 후 달성되었음을 실증한다. 브로노폴 단독은 생물막을 감소시키는 데 있어서 매우 효과적인 것으로 보인다. 그렇지만, 첨가된 CDA의 도움으로, 처리는 훨씬 더 효과적으로 되었고, 생물막 근절을 초래하였다.
B. 15 ppm의 DBNPA에 의한 PA14 박테리아의 처리 결과를 도 3에 막대 다이어그램의 형태로 제시한다. DBNPA와 CDA를 둘 다 포함한 2시간의 짧은 처리는 동일한 조건 하에 DBNPA 단독으로 수행된 처리와 비교하여 개선된 효과를 산출하였다고 보인다.
C. 10 ppm의 BCDMH에 의한 PA14 박테리아의 처리 결과를 도 4에 막대 다이어그램의 형태로 제시한다. BCDMH와 CDA를 둘 다의 적용을 포함한 단지 1시간의 짧은 처리는 BCDMH 단독을 사용한 처리와 비교하여 개선된 효과를 산출하였다고 보인다(로그 감소 = 2).
D. 15 ppm의 DBNPA와 함께, 환경적 물 공급원으로부터 유래된 미정의(undefined) 혼합된 미생물 생물막 배양물에 대한, 그리고 냉각탑 물로부터 수득된 담수 혼합된 미생물 커뮤니티로부터 유래된 생물막 배양물에 대한 처리 결과를 각각 도 5a 및 도 5b에 제시한다. DBNPA와 CDA를 둘 다의 적용을 포함한 2시간의 짧은 처리는 동일한 조건 하에 DBNPA 단독으로 수행된 처리와 비교하여 개선된 효과를 산출하였다고 보인다.
실시예 2
CDA의 도움을 받아 3-일 생물막에 미치는 브롬-기초 살생물제의 효과의 증강 (순차적인 적용)
CDA 및 브롬-함유 살생물제의 순차적인 첨가의 효과를, 보로실리케이트 유리 쿠폰 상에서 CDC 생물막 반응기에서 성장된 피. 애루기노사 생물막을 사용하여 연구하였다(시험 방법 E2562). 브롬-함유 살생물제의 첨가는 310 nM CDA의 첨가 후 60분째에 수행하였다. 시험된 6개의 브롬-기초 살생물제에 상응하는 섹션 A-F를 참조한다. 본원 하기의 섹션 G에서, 2개 초과의 박테리아 균주(스타필로콕커스 아우레우스 6538, 바실러스 미코이데스 6462)는 반응기에 첨가되고, 혼합된 생물막의 형성에 기여하였다. 본원 하기의 섹션 H에서, 2개의 다른 CDA 농도(31 nM 및 3100 nM)를 피. 애루기노사 생물막에 대해 시험하였다.
6개의 브롬-기초 살생물제(DBNPA, 설파메이트- 안정화된 브롬, BCDMH, 브로모우레아, 활성화된 암모늄 브로마이드 및 활성화된 NaBr)를 상이한 순도의 2개의 CDA 생성물: 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%) 및 제조 3의 조(crude) CDA(GC에 의해 90%)와 조합하여 시험하여, 사용된 CDA의 순도 수준의 효과를 평가하였다.
실험 절차:
쿠폰 상에서의 효능 시험을 단일 튜브 방법에 따라 수행하였다(E2871-13). 이 시험 방법을 CDC 생물막 반응기에서 성장중인 재현 가능한 피. 애루기노사 생물막에 사용한다.
생물막 형성:
반응기를 회분식 모드(영양소의 유동이 없음)에서 4시간 동안 작동시킴으로써 생물막을 확립하였다. 반응기를 영양소의 연속 유동으로 추가 3일 동안 작동시킨 후 정상 상태(steady state) 집단이 도달되었다. 전체 3-일 기간 동안, 생물막을 배플드 교반기 막대(baffled stir bar)의 회전으로부터 연속 유체 전단에 노출시켰다. 3일의 종료 시, 쿠폰으로부터의 생물막을 하기와 같이 샘플링하였다:
a. 쿠폰을 헹구어서, 플랑크톤 세포를 제거하였다. 30 mL 멸균 완충된 물을 함유한 50 mL 코니칼 원심분리 튜브에 걸쳐 직접적으로 수직 위치에서 배향시켰다. 최소의 스플래싱(splashing)으로 또는 스플래싱 없이 로드(rod)를 완충된 물 내로 연속 모션으로 침지시킨 다음, 즉시 제거하였다. 30 mL 멸균 완충된 물을 함유하는 새로운 50 mL 코니칼 튜브를 각각의 로드에 사용하였다.
b. 로드를 비어 있는, 멸균 50 mL 코니칼 튜브에 걸쳐 중심화된 무작위로 선택된 쿠폰 중 하나로 고정(held)시켰다. 세트 스크류를 느슨하게 하여, 쿠폰이 튜브의 하단(bottom)에 직접적으로 낙하(drop)하게 하였다.
CDA 및 브롬-함유 살생물제의 순차적인 첨가:
a. 4 mL의, 포스페이트 완충제(미처리 대조군), 310 nM CDA 또는 상이한 농도의 살생물제를 갖는 완충제를 쿠폰을 함유하는 용액을 튜브 내로 서서히 피펫팅하였다.
b. 각각의 튜브를 탭핑(tap)하여, 쿠폰 아래에 포집된 임의의 기포를 방출시켰다.
c. 튜브(대조군, CDA 또는 살생물제를 함유함)를 20℃에서 1시간의 접촉 시간 동안 200 rpm에서 진탕 하에 인큐베이션하였다.
d. 1시간의 접촉 시간 후, 36 mL의 중화제를 각각의 튜브에 첨가하였다.
e.　조합된 처리를, CDA를 우선 도입하고, CDA와의 1시간 접촉 시간 후 쿠폰을, 살생물제를 함유하는 또 다른 튜브로 옮기고 20℃에서 200 rpm의 진탕 하에 또 다른 1시간의 접촉 시간에서 인큐베이션하는 순차적인 처리로서 수행하였다. 　1시간의 접촉 시간 후, 36 mL의 중화제를 각각의 튜브에 첨가하였다.
생물막의 제거 및 탈응집:
a. 각각의 튜브를 Vortex Genie-2 모델 번호 G560E를 사용하여 최고 설정에서 30초 동안 보텍스(vortex)하였다.
b. 튜브를 45 kHz에서 30초 동안 초음파처리하였다.
c. 튜브를 상기 기재된 바와 같이 보텍스한 다음, 초음파처리하고, 다시 보텍스하였다.
d. 샘플을 완충된 물에서 연속적으로 희석시켰다.
e. 각각의 희석액을 콜로니 성장을 위해 2벌로 (R2A 한천(agar) 상에서) 주입 평판배양(pour plating) 방법을 사용하여 배양하였다.
f. 플레이트를 35℃에서 72시간 동안 인큐베이션하였다.
g. 콜로니의 적절한 수를 카운팅하였다.
결과:
A. 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서 단독으로 그리고 310 nM 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%)와 조합된 10 ppm DBNPA(2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드)의 효과를 도 6의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과를 나타내지 않는 것으로 보인다. DPNPA 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다. 주목할 만하게는, DBNPA 단독에 의한 처리와 비교하여 조합된 처리에 의해 2 로그 단위의 증강을 달성하였다(조합된 처리는, 살생물제의 첨가 전 1시간 동안 CDA와 접촉되었던 샘플에의 DBNPA의 첨가로 구성됨).
B. 단독으로 그리고 310 nM CDA(CV-CHEM으로부터의 상업적인 공급원의, GC에 의해 97%, 또는 제조 3의, GC에 의해 90%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서의 5 ppm 설파메이트-안정화된 브롬(브로모졸(Bromosol))의 효과를 도 7의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 이의 공급원과는 상관 없이 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 브로모졸 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다(4 로그 단위). 조합된 처리(즉, CDA, 뒤이어 살생물제)는 살생물제 단독에 의한 처리와 비교하여 추가의 생물막 감소를 달성한다. 상업적인 CDA 및 조 CDA는 살생물제 단독에 비해 1 로그 단위 및 2 로그 단위 감소를 각각 유발하였음을 주목할 만하다.
C. 단독으로 그리고 310 nM CDA(CV-CHEM으로부터의 상업적인 공급원의, GC에 의해 97%, 또는 제조 3의, GC에 의해 90%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막에 미치는 10 ppm BCDMH의 효과를 도 8의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 이의 공급원과는 상관 없이 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. BCDMH 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다(3 로그 단위). 조합된 처리(즉, CDA, 뒤이어 살생물제)는 살생물제 단독에 의한 처리와 비교하여 추가의 생물막 감소를 달성하며; 상업적인 CDA 및 조 CDA는 BCDMH 단독에 비해 비슷한 증강, 즉, 약 2 로그 단위 감소를 발휘하였다.
D. 단독으로 그리고 310 nM CDA(CV-CHEM으로부터의 상업적인 공급원의, GC에 의해 97%, 또는 제조 3의, GC에 의해 90%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서의 5 ppm 브로모우레아 또는 10 ppm 브로모우레아의 효과를 도 9a(5 ppm 브로모우레아) 및 도 9b(10 ppm 브로모우레아)의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 이의 공급원과는 상관 없이 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 단독으로 적용된 5 ppm 브로모우레아 및 10 ppm 브로모우레아에 대해 비슷한 생물막 감소가 측정되었음을 언급할 만하다. 다시 말해, 살생물제의 농도의 2배 증가(5 ppm → 10 ppm)는 그 자체로는 증강된 생물막 제어를 나타내지 않았다. 그러나, 조합된 처리(CDA의 적용, 뒤이어 5 ppm 살생물제 또는 10 ppm 살생물제의 적용)는 살생물제 단독에 의한 처리와 비교하여 유의한 개선을 달성하며; 상업적인 CDA와 조 CDA 둘 다는 매우 양호한 결과, 즉, 5 ppm 브로모우레아 단독에 비해 약 2-3 로그 단위 증강, 및 10 ppm 브로모우레아 단독에 비해 4-5 로그 단위 증강을 발휘하였다.
E. 단독으로 그리고 310 nM 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서의 5 ppm 활성화된 암모늄 브로마이드(AmBr)의 효과를 도 10의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 살생물제 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다. 주목할 만하게는, 약 4.5 로그 단위의 증강은 살생물제 단독에 의한 처리와 비교하여 조합된 처리에 의해 달성되었다(조합된 처리는, 살생물제의 첨가 전에 1시간 동안 CDA와 접촉되었던 샘플에의 살생물제의 첨가로 구성됨).
F. 단독으로 그리고 310 nM 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%)와 조합되어 생물막 상에서의 20 ppm 활성화된 NaBr의 효과를 도 11의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 활성화된 NaBr 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다. 주목할 만하게는, 2 로그 단위의 증강은 활성화된 NaBr 단독에 의한 처리와 비교하여 조합된 처리에 의해 달성되었다(조합된 처리는, 살생물제의 첨가 전에 1시간 동안 CDA와 접촉되었던 샘플에의 활성화된 NaBr의 첨가로 구성됨).
G. 단독으로 그리고 310 nM 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 혼합된 박테리아(3개의 상이한 박테리아: 에스. 아우레우스(S. aureus) 6538, 비. 미코이데스(B. mycoides) 6462 및 피. 애루기노사 700888)에 의해 형성된 생물막 상에서의 5 ppm BCDMH 또는 10 ppm BCDMH의 효과를 도 12a 및 도 12b(각각 5 ppm BCDMH 또는 10 ppm BCDMH)의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 살생물제 단독의 적용은 생물막을 감소시키지만, 10 ppm BCDMH 처리는 5 ppm BCDMH 처리보다 인지 가능할 정도로 더 양호하지는 않다. 그러나, 5 ppm 및 10 ppm BCDMH 처리 둘 다는 처리로의 CDA의 혼입으로부터 이익을 얻는다. 조합된 처리는 각각 단독으로 작동하는 5 ppm 및 10 ppm 살생물제에 의한 처리와 비교하여 약 2.5 로그 단위 및 약 5.5 로그 단위의 증강을 달성하는 것으로 발견되었다(조합된 처리는, 살생물제의 첨가 전에 1시간 동안 CDA와 접촉되었던 샘플에의 활성화된 NaBr의 첨가로 구성됨).
H. 단독으로 그리고 상이한 농도(31 nM, 310 nM 및 3100 nM)의 상업적인 CDA(CV-CHEM, GC에 의해 97%)와 조합되어 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서의 10 ppm BCDMH의 효과를 도 13의 막대 다이어그램에 예시한다. 모든 시험된 농도에서 CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. BCDMH 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다. 주목할 만하게는, 4.5 로그 단위의 증강은 BCDMH 단독에 의한 처리와 비교하여 CDA(31 nM 및 310 nM)와 5.5 로그 단위(3100 nM)의 조합된 처리에 의해 달성되었다(조합된 처리는, 살생물제의 첨가 전에 1시간 동안 CDA와 접촉되었던 샘플에의 활성화된 BCDMH의 첨가로 구성됨).
실시예 3
CDA의 도움을 받아 브롬-기초 살생물제의 투약량 수준의 감소
연구의 목표는, CDA의 첨가가 브롬-기초 살생물제의 투약량 수준의 저하를 상쇄시킬 수 있는 정도(extent)를 추정하기 위한 것이었다. 다시 말해, 현재 허용 가능한, 고-투약량 수준의, 작동-단독 브롬과 동일하게 효과적인, 조합된 브롬/CDA 처리 프로그램을 제공하는 것이다.
시험된 살생물제는 BCDMH였다. 상업적인 공급원, 97% 순도 등급의 CDA를 사용하였다. 실시예 2의 실험 프로토콜을 반복하였다(즉, 3일 동안 성장된 생물막에 적용된 순차적인 처리, CDA, 뒤이어 BCDMH, 1시간 살생물제 접촉 시간).
결과를 도 14의 막대 다이어그램의 형태로 제시하고, 이는 310 nM CDA의 존재 하에 5.0 ppm의 BCDMH의 효과가 CDA의 부재 하에 10 ppm BCDMH의 효과와 비슷함을 보여준다. 그러므로, 물에의 매우 소량의 CDA의 첨가는 살생물제의 투약량 수준에서 50% 저하를 상쇄시킬 수 있다.
실시예 4
CDA의 도움을 받아 브롬-기초 살생물제의 투약량 수준의 감소
CDA(상업적인 97% 순도 등급)를 다양한 양의 브롬-기초 살생물제(살생물제의 투약량 수준은 0 내지 10 ppm 범위에서 다양하였음)와 조합하여 적용하여, 광범위한 살생물제 농도 범위에 걸쳐 살생물제의 작용을 뒷받침하는 CDA의 능력을 조사하였다. CDA를 310 nM의 일정한 농도에서 사용하였다. 조합된 처리 브롬/CDA를 단독으로 적용된 브롬-기초 살생물제와 비교하였다.
시험된 살생물제는 브로모우레아였다. 실시예 2의 실험 프로토콜을 반복하였다(즉, 3일 동안 성장된 생물막에 적용된 순차적인 처리, CDA, 뒤이어 브로모우레아, 1시간 살생물제 접촉 시간).
결과를 도 15a 및 도 15b에, 단독으로 적용된 살생물제(마름모에 의해 표시됨) 및 조합된 살생물제/CDA 처리에 상응하는 생존율 플롯의 형태로 도시한다. 시험된 살생물제의 농도는 0.0, 0.625, 1.25, 2.5, 5 및 10 ppm이었다. 결과는, 전체 살생물제 농도 범위(즉, >0.5 ppm)에 걸쳐 3-일 생물막에 대해 조합된 처리의 효과성을 나타내며, 이는 2.5 ppm 브로모우레아/310 nM CDA의 처리 수준에서 LC50(50%의 배양물이 사멸화되는 생물막 농도) 생물막 대조군 및 5 ppm 브로모우레아/310 nM CDA만큼 낮은 생물막 근절 농도를 실증한다.
실시예 5
CDA의 도움을 받아 플랑크톤 박테리아에 미치는 브롬-기초 살생물제의 효과의 증강 (순차적인 적용)
310 nM CDA 및 브롬-함유 살생물제를 상이한 수준의 유기 로딩(TOC 10-3000 ppm)을 함유하는 배지 중 플랑크톤 박테리아의 혼합물 내로 도입하였다. 높은 유기물 로딩은 산업적 적용에서 항미생물제의 효능을 감소시키는 경향이 있으며, 따라서, 시험은 이들 조건을 모방하는 것을 목적으로 하였다. 시험을 변형된 유럽 표준 EN 1040: 2005: "Chemical disinfectants and antiseptics - Quantitative suspension test for the evaluation of basic bactericidal activity of chemical disinfectants and antiseptics - Tests method and requirements (phase 1)"에 따라 수행하였다. TOC=30 ppm의 용액을 수득하기 위해 트립톤을 포함하는 19 mL의 포스페이트 완충제 용액(pH=7), 및 1.5X108-5Х108 CFU/ml의 농도에서 1 mL의 시험된 박테리아 현탁액(이. 콜라이(E. Coli)(ATCC 11229), 에스. 아우레우스(ATCC 6538), 엔테로박터 애로게네스(Entrobacter aerogenes)(ATCC 130489) 및 피. 애루기노사(ATCC 13388)로 구성됨)을 적합한 용량의 용기 내로 넣었다. 스탑워치를 즉시 시작하고, 용기를 30℃에서 제어된 수조에 넣었다.
활성을 3시간의 접촉 시간 동안 2.5 ppm BCDMH 단독으로 결정하였다. 2.5 ppm BCDMH와 함께 CDA(CV-CHEM)의 조합을 순서대로(CDA로 1시간, 그 후에 BCDMH로 추가 3시간) 첨가하였을 때 시험하였다. 요망되는 접촉 시간에서, 1 mL의 시험된 혼합물을, 9.0 ml 중화제를 함유하는 튜브 내로 피펫팅하였다. 5초의 중화 시간 후 즉시, 1 ml의 샘플을 2벌로 얻고, 페트리 디쉬로 옮겼다. 45±1℃까지 냉각된 TSA를 첨가하였다. 플레이트를 37±2℃에서 48시간 동안 인큐베이션하였다. 카운팅 가능한 플레이트를 카운팅하고, 콜로니-형성 단위의 수를 각각의 플레이트에 대해 결정하였다.
결과를 도 16에 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, CDA의 부재 하에 BCDMH에 의해 달성된 효과와 비교하여 CDA(CV-CHEM) 및 BCDMH(2.5 ppm)를 순서대로 도입하였을 때 2 로그 단위의 증강을 수득하였다.
실시예 6
DBNPA 및 CDA의 실온 저장-안정한 조성물
22 mg의 cis-2-데센산(CiVentiChem, 96.72% 순도)을 교반기가 장착된 50 ml 플라스크에 충전하였다. 3.99 gr의 C-103(ICL, 배치 640160147)을 첨가하고, 뒤이어 9.97 gr의 PEG200(Merck 8.07483.5000 Lot S6904983 451), 5.95 gr의 DI 물 및 22 mg의 BHT(Aldrich B1378-100G, BCBH9491V)를 첨가하였다. 수득된 용액을 완전한 정화(clarification)까지 교반하였으며; 일부 입자가 관찰된다면 +30℃에서의 초음파처리가 권고된다. 총 30 gr 및 C103-PEG200-H2O-CDA-BHT의 20:50:30:0.1:0.1 중량비의 깨끗한 무색 용액을 수득하였다.
용액을 시험하여, 25℃에서 2-개월 기간에 걸쳐 저장 하에 살생물제 및 CDA의 안정성을 결정하였다. DBNPA 또는 CDA 중 어느 것도 25℃/2-개월 시험에서 분해를 겪지 않았다(HPLC에 의한 분석).
실시예 7
브로노폴 및 CDA의 실온 저장-안정한 조성물
47.6 mg의 cis-2-데센산(CiVentiChem, 96.72% 순도)을 교반기가 장착된 50 ml 플라스크에 충전하였다. 9.01 gr의 브로노폴(ICL, 배치 17101607)을 첨가하고, 뒤이어 18.03 gr의 프로필렌 글리콜(Biolab 16200201 Lot 1007861), 3.0 gr의 DI 물 및 31.2 mg의 BHT(Aldrich B1378-100G, BCBH9491V)를 첨가하였다. 몇 분 동안 교반한 후, 용해되지 않은 미량의 BHT를 BHT 입자 제거를 위해 여과지를 통해 여과하였다. 총 30 gr 및 브로노폴-PG-H2O-CDA-BHT의 30:60:10:0.158:0.1 중량비의 깨끗한 무색 용액을 수득하였다.
용액을 시험하여, 25℃에서 2-개월 기간에 걸쳐 저장 하에 살생물제 및 CDA의 안정성을 결정하였다. DBNPA 또는 CDA 중 어느 것도 25℃/2-개월 시험에서 분해를 겪지 않았다(HPLC에 의한 분석).
실시예 8
생물막에 미치는 브롬/CDA 대 염소/CDA 효과
이 실시예에서 보고된 실험 세트의 목적은, 브롬-기초 및 염소-기초 처리에의 CDA의 첨가가 표적화된 생물막 상에서 비슷한 효과를 발휘하는지 체크하는 것이었다. 다시 말해, CDA가 생물막 상에서 브롬 및 염소의 작동을 동일하게 효과적인 방식으로 증대시키는지의 여부이다. 소듐 하이포클로라이트 및 BCDMH는 각각 예시적인 염소 살생물제 및 브롬 살생물제로서 선택되었다.
상업적인 공급원의 CDA, 97% 순도 등급을 사용하였다. 실시예 2의 실험 프로토콜을 반복하였다(즉, 3일 동안 성장된 생물막에 적용된 순차적인 처리, CDA, 뒤이어 할로겐화된 살생물제, 1시간 살생물제 접촉 시간).
도 17의 막대 다이어그램은, 5 ppm의 투약량 수준에서 단독으로 적용된 소듐 하이포클로라이트 및 BCDMH가 생물막 상에서 비슷한 효과를 가짐을 보여준다. 그러나, 놀랍게도 더 양호한 효과는 생물막 상에서 염소/CDA와 비교하여 본 발명의 브롬/CDA 조합에 의해 발휘되었다. 5 ppm BCDMH/310 nM CDA의 처리 수준에서 적용된 조합 BCDMH/CDA는 단독으로 적용된 BCDMH 처리와 비교하여 4.5 로그 단위 감소를 달성하였으며, 반면 상응하는 하이포클로라이트/CDA 처리는 더 적은 규모(2 로그 단위 감소)까지 개선할 수 있었다.
실시예 9
CDA의 도움을 받아 대량 생물막에 미치는 브롬-기초 살생물제의 효과의 증강(순차적인 적용)
점적 유동 튜브(drip flow tube)에서 성장된 피. 애루기노사 생물막을 사용하여 CDA 및 브롬-함유 살생물제의 순차적인 첨가의 효과를 연구하였다(표준 ASTM 2647-13, 저 전단 및 연속 유동으로 점적 유동 생물막 반응기를 사용하여 성장된 슈도모나스 애루기노사 생물막의 정량화를 위한 표준 시험 방법의 변형에 따라). 이 방법은, 처리하기가 매우 어려운 혹독한 조건으로 초래되는 대량 생물막을 생성한다. 브롬-함유 살생물제의 첨가는 310 nM CDA(이 연구에서 시험된 살생물제는 DBNPA였음)의 첨가 후 120분째에 수행되었다.
실험 절차:
a) 추가 실리콘 튜빙(tubing)을 통해 연동 펌프(peristaltic pump)에 연결된, 실리콘 코팅된 라텍스 튜브를 사용하여 연속 1회-통과 튜브 시스템을 배치하였다.
b) 10% TSB(트립신 소이 브로쓰(Tryptic Soy Broth)) 중 피. 애루기노사(ATCC 700888), 5*107 CFU/ML의 밤새 배양물의 주사기 주입에 의해 실리콘 코팅된 라텍스 튜브를 접종하였다. 박테리아 세포를 튜빙에(회분식 상(batch phase)) 2시간 동안 부착되게 하였다(정적 접종).
c) 2시간 후, 시스템을 25℃에서 인큐베이터 내로 이동시키고, 성장 배지(10% TSB)를 10 mL/hr의 유속에서 약 42시간 동안 펌핑하였다.
d) CDA 및 브롬-함유 살생물제의 순차적인 첨가.
배지를 완충된 물(대조군) 또는 완충된 CDA 용액으로 교환한 다음, 살생물제 용액으로 교환함으로써 생물막 처리를 수행하였다.
하기 처리를 수행하였다:
1. 5시간 동안 포스페이트 완충제(대조군)
2. 2시간 동안 포스페이트 완충제, 뒤이어 또 다른 3시간 동안 살생물제 용액 (상이한 농도에서).
3. 2시간 동안 CDA 완충제 용액, 뒤이어 또 다른 3시간 동안 살생물제 용액(상이한 농도에서) 또는 완충제 용액(대조군).
e) 실험의 종료 후, 실리콘 코팅된 라텍스 튜브를 튜빙으로부터 해체하고, 특수 제작된 세정 막대(rod)를 사용하여 생물막을 튜브 내에서부터 제거하였다.
f) 생물막을 바이얼 내로 제거하고, 보텍스에 의해 탈응집시켰다.
g) 샘플을 연속적으로 희석시켰다. 각각의 희석액을 콜로니 성장을 위해 2벌로 (R2A 한천 상에서) 주입 평판배양 방법을 사용하여 배양하였다.
h) 플레이트를 36℃에서 17-20시간 동안 인큐베이션하였다.
i) 콜로니의 적절한 수를 카운팅하였다.
결과
도 18에 도시된 결과는, 310 nM CDA의 조합된 처리에서 30.0 ppm의 DBNPA의 효과가 살생물제 단독의 살생물 효과를 대략 2 로그 오더(order)만큼 증강시켰음을 보여준다.
실시예 10
CDA의 염 형태의 도움을 받아 3-일 생물막 상에서 브롬-기초 살생물제의 효과의 증강(동시적인 적용)
CDA 소듐/리튬 염의 실험적 단계 산성화는, cis-DA pKa 값이 6.5-7.5 범위에 있음을 나타낸다. 몇몇 산업적 적용에서, 처리된 물의 pH 값은 더 높은 알칼리성을 갖고, 따라서 cis-DA의 염 형태의 형성을 촉진할 것이다. 보로실리케이트 유리 쿠폰(시험 방법 E2562) 상에서 CDC 생물막 반응기에서 성장된 피. 애루기노사 생물막을 사용하여 이의 염 형태의 CDA 및 브롬-함유 살생물제의 동시적인 첨가의 효과를 연구하였다. 시험된 브롬-함유 살생물제는 310 nM CDA로 60분 동안 동시에 첨가되는 설파메이트-안정화된 브롬(브로모졸)이었다. 처리된 용액의 pH는 pH 8-9 범위였다 - cis-DA의 염의 형성을 촉진하는 조건.
실험 절차:
쿠폰 상에서의 효능 시험을 단일 튜브 방법(E2871-13)에 따라 수행하였다. CDC 생물막 반응기에서 재현 가능한 피. 애루기노사 생물막을 성장시키기 위해 이러한 시험 방법을 사용한다.
생물막 형성:
반응기를 회분식 모드(영양소의 유동이 없음)에서 4시간 동안 작동시킴으로써 생물막을 확립하였다. 반응기를 영양소의 연속 유동으로 추가 3일 동안 작동시킨 후 정상 상태 집단이 도달되었다. 전체 3-일 기간 동안, 생물막을 배플드 교반기 막대의 회전으로부터 연속 유체 전단에 노출시켰다. 3일의 종료 시, 쿠폰으로부터의 생물막을 하기와 같이 샘플링하였다:
a. 쿠폰을 헹구어서, 플랑크톤 세포를 제거하였다. 30 mL 멸균 완충된 물을 함유한 50 mL 코니칼 원심분리 튜브에 걸쳐 직접적으로 수직 위치에서 배향시켰다. 최소의 스플래싱으로 또는 스플래싱 없이 로드를 완충된 물 내로 연속 모션으로 침지시킨 다음, 즉시 제거하였다. 30 mL 멸균 완충된 물을 함유하는 새로운 50 mL 코니칼 튜브를 각각의 로드에 사용하였다.
b. 로드를 비어 있는, 멸균 50 mL 코니칼 튜브에 걸쳐 중심화된 무작위로 선택된 쿠폰 중 하나로 고정시켰다. 세트 스크류를 느슨하게 하여, 쿠폰이 튜브의 하단에 직접적으로 낙하하게 하였다.
CDA 및 브롬-함유 살생물제의 동시적인 첨가:
a. 4 mL의, 포스페이트 완충제(미처리 대조군), 310 nM CDA 또는 상이한 농도의 살생물제를 갖는 완충제를 쿠폰을 함유하는 용액을 튜브 내로 서서히 피펫팅하였다.
b. 각각의 튜브를 탭핑하여, 쿠폰 아래에 포집된 임의의 기포를 방출시켰다.
c. 튜브(대조군, CDA 또는 살생물제를 함유함)를 20℃에서 1시간의 접촉 시간 동안 200 rpm에서 진탕 하에 인큐베이션하였다.
d. 1시간의 접촉 시간 후, 36 mL의 중화제를 각각의 튜브에 첨가하였다.
e.　조합된 처리를, CDA(310 nM CDA) 및 살생물제를 함께 튜브에 도입한 동시적 처리로 수행하였다. 튜브를 20℃에서 200 rpm에서 진탕 하에 1시간의 접촉시간 동안 인큐베이션하였다. 　시스템에서 측정된 pH는 8 내지 9였다.
1-시간의 접촉 시간 후, 36 mL의 중화제를 각각의 튜브에 첨가하였다.
생물막의 제거 및 탈응집:
a. 각각의 튜브를 Vortex Genie-2 모델 번호 G560E를 사용하여 최고 설정에서 30초 동안 보텍스하였다.
b. 튜브를 45 kHz에서 30초 동안 초음파처리하였다.
c. 튜브를 상기 기재된 바와 같이 보텍스한 다음, 초음파처리하고, 다시 보텍스하였다.
d. 샘플을 완충된 물에서 연속적으로 희석시켰다.
e. 각각의 희석액을 콜로니 성장을 위해 2벌로 (R2A 한천 상에서) 주입 평판배양 방법을 사용하여 배양하였다.
f. 플레이트를 35℃에서 72시간 동안 인큐베이션하였다.
g. 콜로니의 적절한 수를 카운팅하였다.
결과:
단독으로 그리고 310 nM CDA와 조합된 상기 기재된 바와 같이 생성된 생물막 상에서 10 ppm 설파메이트-안정화된 브롬(브로모졸)의 효과를 도 19의 막대 다이어그램에 예시한다. CDA 단독은 대조군과 비교하여 어떠한 유용한 효과도 나타내지 않는 것으로 보인다. 브로모졸 단독의 적용은 생물막을 감소시킨다(2.5 로그 단위). 조합된 처리(다시 말해, 살생물제와 조합된 CDA)는 살생물제 단독에 의한 처리와 비교하여 추가의 생물막 감소, 1.4 로그 단위의 증강을 달성한다.

Claims (20)

  1. 물에 하나 이상의 브롬-기초 살생물제(들) 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 첨가하는 단계를 포함하는, 물에서의 미생물 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 미생물 제어는 물과 접촉 시 표면 상에서 플랑크톤 박테리아 및/또는 생물막(biofilm) 박테리아와 싸우는 것 및/또는 생물막 성장에 취약한 표면 상에서 생물막 형성을 저해하는 것을 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제는 비-산화성 살생물제인, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 비-산화성 브롬-기초 살생물제는
    2-브로모-2-니트로-1,3-프로판디올(브로노폴(Bronopol)); 및
    2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드(DBNPA)
    로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제는 산화성 살생물제인, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산화성 브롬-기초 살생물제는 1,3-디할로-5,5-디알킬히단토인이며, 적어도 하나의 할로겐 원자는 브롬이고, 알킬기는 동일하거나 상이할 수 있는, 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 1,3-디할로-5,5-디알킬히단토인은 1-브로모-3-클로로-5,5-다메틸히단토인, 1-클로로-3-브로모-5,5-다메틸히단토인, 1,3-디브로모-5,5-다메틸히단토인 및 1-브로모-3-클로로-메틸에틸히단토인, 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 산화성 브롬-기초 살생물제는 온-사이트(on-site) 산화된 브로마이드 공급원이며, 상기 공급원은 활성 브롬 화학종(species)을 물에 방출하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 온-사이트 산화된 브로마이드 공급원은
    소듐 브로마이드로서, 하이포클로라이트, 염소로 온-사이트 산화되거나 전기화학적으로 산화되어, 처리될 물 시스템에 첨가될 이의 활성 형태를 생성하는, 소듐 브로마이드;
    HBr로서, 하이포클로라이트, 염소로 온-사이트 산화되거나 전기화학적으로 산화되어, 처리될 물 시스템에 첨가될 이의 활성 형태를 생성하는, HBr;
    암모늄 브로마이드로서, 하이포클로라이트, 염소로 온-사이트 산화되거나 전기화학적으로 산화되어, 처리될 물 시스템에 첨가될 이의 활성 형태를 생성하는, 암모늄 브로마이드; 및
    HBr 및 우레아의 용액으로서, 하이포클로라이트, 염소로 온-사이트 산화되거나 전기화학적으로 산화되어, 처리될 물 시스템에 첨가될 이의 브로모우레아 활성 형태를 생성하는, HBr 및 우레아의 용액
    으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제(들)의 효과적인 살미생물(microbiocidal) 투약량은 1 내지 100 ppm이고, cis-2-데센산의 증강-유도 양은 0.005 내지 5 ppm인, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    기체 크로마토그래피에 의해 측정되는 바와 같이 95% 미만의 순도의 저순도 CDA 등급이 물에 첨가되는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제(들) 및 CDA는 다수의 공급물 용액을 사용하여 만연된(infested) 표면과 접촉하는 산업용수 스트림에 공급되어, 살생물제 및 CDA가 물에 순차적으로 또는 동시에 첨가되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제(들) 및 CDA는 단일 공급물 용액을 사용하여 만연된 표면과 접촉하는 산업용수에 공급되어, 살생물제 및 CDA가 물에 동시에 첨가되는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 브롬-기초 살생물제는 비-산화성 살생물제이고, 상기 살생물제 및 CDA는 단일 공급물 용액을 사용하여 산업용수 스트림에 공급되는 액체 농축물에서 제형화되는, 방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    효과적인 살미생물 투약량의 브롬-기초 살생물제(들) 및 증강-유도 양의 cis-2-데센산을 물에 첨가하여, 동일한 투약량의 살생물제가 단독으로 작동하여 달성되는 감소보다 적어도 2 로그 단위(log unit) 더 낮은 생물막 감소를 달성함으로써, 생물막 박테리아와 싸우는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 하나 이상의 브롬-기초 살생물제 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 포함하는 조성물.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 조성물은 담체에 하나 이상의 브롬-기초 살생물제 및 cis-2-데센산 또는 이의 염을 포함하는 액체 농축물이고,
    상기 담체는 물, 수 혼화성 용매 또는 이들의 혼합물 및 선택적으로 공용매(들), 부동액(들) 및 안정화제(들) 중 하나 이상을 포함하는, 조성물.
  18. 제17항에 있어서,
    10 내지 50 중량%의 비-산화성 브롬-기초 살생물제;
    0.05 내지 1 중량의 cis-2-데센산 또는 이의 염; 및
    물, 글리콜 공용매 및 항산화제를 포함하는 담체
    를 포함하는, 액체 농축물.
  19. 제18항에 있어서,
    10 내지 35 중량%의 2-브로모-2-니트로-1,3-프로판디올;
    0.05 내지 0.5%의 cis-2-데센산;
    5.0 내지 80.0%의 물;
    10 내지 70.0%의, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 디프로필렌 글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택되는, 글리콜; 및
    0.05 내지 0.5%의 항산화제
    를 포함하는, 액체 농축물.
  20. 제17항에 있어서,
    15 내지 25 중량%의 2,2-디브로모-3-니트릴로프로피온아미드;
    0.05 내지 0.5%의 cis-2-데센산;
    10 내지 60.0%의 물;
    40 내지 60.0%의 폴리에틸렌 글리콜;
    0.05 내지 0.5%의 항산화제
    를 포함하는, 액체 농축물.
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