이산화염소- 골프잡지내용(사진 복사안됨)

[심천]

CLOEE-clo2를 활용한 잔디병원균, 연못녹조, 잔디조류의 제거 방법

Ⅰ. 서 론

본 제안은 이산화염소를 장기간 보관가능한 수용액상태로 개발한 CLOEE-CLO2를 활용하여 골프장에서 발생하는 잔디병원균, 연못녹조, 잔디조류등과 같은 문제해결을 통해

친환경적으로 골프장운영을 하는 방법을 제시하고자 하는 것이다.

최근 20년 동안 국내 골프인구와 골프클럽의 수는 비약적으로 증가하고 있다. 90년대 이전까지만 해도 골프는 사치성 스포츠, 환경오염의 대표적인 발생원으로 대중에게 부정적인

이미지가 강하게 심어져 있었다. 그러나 2002년 전국 골프장을 이용한 이용객의 인원이 1,200만명 이상을 넘어선 것을 감안하면 이제는 일부 특권층이 향유하는 고급스포츠가

아닌 국민 건강을 증진시켜가는 레저스포츠로서 자리매김 하고 있다.

국내 골프장에서 사용할 수 있는 농약은 그 종류 및 이름이 등록 고시 되어 있으며, 저독성 또는 보통독성 농약만을 사용하도록 법적으로 규제 하고 있다,

따라서 우리나라는 일반 농경지에 비하여 골프장에서 사용할 수 있는 등록된 농약의 수가 적고, 골프장의 경우 수질환경보전법이나 체육시설의 설치 이용에 관한 법률 및 농약관리법에 의하여 농약사용에 제한적인 부분들이 많이 나타난다.

뿐만 아니라, 골프장에서 자라는 잔디는 일반식물과는 재배환경이 달라 잔디라는 다년생

초본류가 연중 지속적으로 자라고 있으며, 빈번한 예초, 살수와 더불어 과다한 스트레스에 의한 생육저해로 언제든지 각종 병․해충이 침입할 수 있으며, 골프장 이용자와 운영자의 골프장 잔디품질에 대한 높은 기대치로 인하여 화학농약 및 과다한 비료에 대한 의존도가 일반 농경지에 비해 매우 높아 시대의 흐름에 부흥하는 다양한 형태의 잔디병해충관리 방법들이 요구 되고 있다.

잔디의 중요병원균을 방제하기 위해 제시된 방법을 살펴보면 다음과 같다. 우선 예방적인 방법으로 경종적인 방법, 살수, 시비관리, 화학적 방법 등이 있고, 경종적 방법의 예로는 대취제거 작업이 있다. 병원균이 서식처인 대취를 제거함으로써 병원균의 밀도를 감소시키기 때문에 일반적으로 가장 많이 이용되는 방법은 화학적 방법이다.

또한 전염성 병원균들은 눈에 잘 보이지 않는 땅 속에서 잔디 뿌리 또는 괴경 등을 침입 하므로 효과적인 방제가 어렵다. 또한 화학농약의 과다사용으로 인한 환경오염문제가 지속적으로 대두되고 있어 효과적이면서 친환경적인 방제 방법의 개발이 요구되고 있다.

염소대체제로 이산화염소는 오래 전부터 음용수의 살균 처리에 이용되어 왔으며, 염소와 비교하여 외형과 냄새가 비슷한 녹색빛이 감도는 연노란색으로 염소보다 물에 대한 용해성이 10배나 높다고 알려져 있고, 살균력은 염소보다 5배 높으며, pH의 영향도 받지 않는다. 이산화염소는 cysteine, tryosine, tryohan 등의 아미노산과 반응하여 단백질을 변성시키고, 유리지방산과의 반응으로 지방산화물을 생성하면서, cell membrane의 변화 및 mRNA의 불성화로 인한 단백질 합성에 영향을 주어 미생물을 사멸시킨다. 특히 발암물질인 할로겐화물을 생성하지 않는다는 것이 큰 장점이다.

뿐만 아니라, 이산화염소는 햇빛에 의해 환경에 무해한 화합물로 분해되므로 환경 친화적인 측면에서도 대단히 유리하며, 유해조류를 제거할 뿐만 아니라, 그들이 내는 독성물질을 강력하게 산화시켜 제거하는 능력이 있다. 적조나 녹조의 피해는 그러한 조류 자체가 아니라 그들이 내는 독성 물질에 기인하기 때문에, 강력한 산화력을 갖는 이산화염소는 이러한 독성물질을 제거하는데 큰 효과를 발휘하는 것이다.

Ⅱ. 잔디병원균 시험

1. 잔디병원균 제거(농약대체) 시험

본 연구는 잔디관리에 있어 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있는 농약과 자재의 사용량을

경감시키기 위한 일환으로서 이산화염소수 처리가 살아있는 식물체인 한지형 잔디(cool-

season grass)의 중요 병원균인 Rhizoctonia solani, Sclerotinia homoeeocarpa의 살균

소독 능력을 조사하여 무농약 처리시에도 병 발생억제 및 살균 효과 등 잔디 생육의 변화와

그에 대한 성과 및 문제점 등에 대한 기초 자료를 제공하고자 수행하였다.

가. 이산화염소의 잔디병원균제거 기술적 배경

이산화염소는 일반적 소독제인 염소계가 아니고, 산소계 살균제로서 유기물이나 단백질의

구성성분인 아미노산 중에서 -OH (하이드록실) 작용기를 가지는 세린(Serine), 트레오닌

(Threonine)을 산화시키고, -SH(설프하이드릴)도 산화 시키는 방법으로 살균하며, 악취의

원인물질인 황화수소등의 메르캅탄 (mercaptane) 화합물을 빠르게 산화시켜 -SH 와 -S-

작용기를 -S=O 와 O=S=O 의 무취 화합물로 변환 시키는 효능이 탁월하다.

이러한 화학적 반응으로, 이산화염소는 단백질 구성성분인 아미노산을 산화시킴으로써,

생물학적으로 모든 바이러스는 단백질막으로 보호되고 있는데 이 단백질막에 이산화염소

가 작용하면(2~5ppm)보호막이 제거됨으로서 모든 바이러스가 사멸하게 된다.

이러한 특징으로 이산화염소는 생물은 물론 식물의 바이러스로 인한 부패 및 병원균 소독

제로 널리 사용 되는데 그중 일부사례를 보면 복숭아를 수확한 후 5~8℃의 저장고에 넣은

후 이산화염소를 이용해 농도 0.08ppm으로 15분간 처리하면, 저장 21일째 부패율이

무처리 75.5%에 비해 45.9%p 감소한 29.6%로 줄어든다. 수확시 과수원에서부터 오염

되는 부패균 밀도를 줄이기 위해서는 가능한 수확 후 빠른 시기에 이산화염소를 처리하는

것이 좋다.(농촌진흥청 자료) 농촌진흥청 과수과 조미애 박사는 “과실수확후 부패균억제에

효과적인 물질로 이산화염소를 복숭아에 적용하면, 수확 후 신선도 유지기간을 연장할 수

있고 소비자에게는 안전하고 품질 좋은 과실을 공급할 수 있다”는 것이다. 이렇게 이산화 염소가 동식물에 광범위하게 동작한다면 골프장의 병원균을 억제하는 농약의 대체제 및

녹조제거, 폐수소독제로 훌륭하게 사용될 수 있다는 것이다.

나. 재료 및 방법

① 공시재료

실험에 사용한 잔디 품종은 L-93 이며, 초종은 Creeping Bentgrass이며 이산화염소수를 이용하여 잔디의 병 발생 억제 실험 및 생육에 미치는 영향에 대하여 파악하고자 하였다.

병원균의 확인을 위해 (주)바이오애그진앤택 연구소로 부터 달라스팟(Dallar spot), 브라운

패취(Rhizoctonia solani) 균주를 분양받아 검증하였다.

또한, 실험에 사용한 이산화염소수는 생성장치를 통해 발생시키는 방법과 이산화염소를

수용액상태로 개발한 cloee-clo2를 병행하여 사용하였다.

② 병원균의 밀도 조사

제주특별자치도 구좌읍에 소재한 세인트포 골프장내 묘표장(5,000㎡)에서 발생한 달라스팟(Dallar spot), 브라운패취(Rhizoctonia solani)에 대하여 이루어졌으며, 조사 시기는 중온기(6월~7월)에 실시하였고, 병원균의 균총을 육안으로 확인하여 조사하였다.

③ 분무 재료

모델 Multi Pro 5700, 제조사 Toro이며, 주요 제원으로서 구동방식은 4륜/후륜구동방식

이다. 엔진은 35.5 구보다 디젤엔진이며 이동속도는 0~18Km이고 약재 탱크용량은 300

갤런(1,136리터)이다. 살포 시스템은 유압방식이며 살포 조절은 옵션 선택 가능한 Pro Con -trol 이고, 붐 시스템은 유압방식이다. 높이는 57.5‘인치(1.46m), 폭은 72‘인치(1.83m),

길이는 136‘인치(3.45m), 약재 탑재 후 총 무게는 2,490파운드(1,129Kg)이다.

그림1 Multi Pro 5700시약기 및 노즐

④ 시료 검증

채집 장소로부터 가져온 이산화염소수 시료에 대한 생육 저해 활성을 평가하기 위하여 먼저 잔디의 브라운패취(Rhizoctonia solani), 달라스팟(Dallar spot)의 병원균을 PDA배지 상에서 키워 활성화 시켰다.

이산화염소수 기준(100ppm) 이산화염소수를 제균하여, 활성화된 잔디 병원균 8mm(∅)을 PDA배지상에서 잘라내어 30분간 침지하고, 증류수로 10분간 3회 세척 후 PDA배지상에서 이산화염소의 살균 및 정균 활성을 평가하였다.

브라운패취(Brown patch) 달라스팟(Dallar spot)

그림2 PDA 배지상에서 이산화염소의 살균 및 정균 활성

다. 방제 시험

본 실험은 세인트포 골프장내 묘표장이며, 공시 초종은 약 3년간 사용 재배 관리된 한지형 잔디(Creeping Bentgrass)를 사용하였고 묘표장 인근에 비닐하우스 내에 설치하여 병반 발견 후 실험을 실시하였다. 이산화염소 농도를 100ppm으로 실험을 실시하였으며, 실험 지역의 넓이는 5,000㎡이고, 분무장비는 MultiPro5700(0.1g/㎡)으로 실험을 하였다.

이산화염소수 처리 후 잔디의 생육을 관찰하였다. 실험은 주 1회 이상 실험을 실시하였고, 이산화염소수의 증발로 인하여 고온에서는 실험을 실시하지 않으며, 흐린 날 위주로 실시하였다.

그림3 방제 시험 전경

라. 실험 결과 및 분석

세인트포C.C 묘포장의 잔디 수종은 벤트그라스(Bentgrass)로 되어있으며, 그림5와 같이 잔디에 보통 타원형과 부정형의 잎이 갈색으로(브라운패취) 보이며, 잔디 잎 또는 줄기에 불규칙으로 황록색 또는 황갈색의 반점(달라스팟) 등을 동반하는 패취가 나타나 잔디관리에 많은어려움을 겪고 있다. (주) 바이오애그진앤택 연구소의 실험평가를 의뢰 후 최종평가로서

PDB(액상배지에) 이산화염소 50 ppm을 첨가하고, 활성화된 잔디병원균 8mm(∅)를 PDA 배지상에서 잘라내어 접종하여 이산화염소가 첨가되지 않은 PDB배지와 비교하여 살균 및

정균 활성을 평가하였다. 이산화염소수는 100ppm을 dilution하여 10, 50, 100ppm로 활성화된 잔디병원균 8mm(∅)을 PDA배지상에서 잘라내어 30분간 침지하고, 증류수로 10분간 3회 세척 후 증류수와 2% 락스 용액으로 침지한 잔디 병원균을 PDA배지상에서 증식 시켜 이산화염소의 살균 및 정균 활성을 평가하였다.

그림4 PDA 배지상에서 ppm농도에 따른 살균 및 정균 활성(50ppm)

피시움병원균은 50ppm 이산화염소가 첨가된 상태에서 증식이 억제 내지는 사멸되었으나,

브라운패취와 달라스팟은 초기 일시적인 증식 저해는 보이나 이후 회복되어 계속 증식함.

①상태관찰 (10ppm, 50ppm)

브라운패취(Brown patch)

달라스팟(Dallar spot)

②상태관찰 (100ppm)

브라운패취(Brown patch)

달라스팟(Dallar spot)

2. 잔디병원균 실험에 대한 결론

잔디 병해를 방제하기 위해 대부분 골프장에서는 주로 살균제를 사용해 왔으나, 그 결과 병원균의 내성이 커지고 토양미생물의 생태를 파괴되는 등의 환경 오염을 유발하고 있다.

따라서 본 연구는 국내 골프장의 친환경적 관리를 위해 한지형 잔디인 밴트그라스 (Bentgrass)를 대상으로 이산화염소수의 항균작용을 구명하고자 하였다. 이를 위해 제주 세인트포C.C 골프장의 묘표장에서 브라운패취, 달라스팟이 발생한 한지형잔디에서 실험을 진행하였고, (주) 바이오애그진앤택 연구소의 실험 연구 결과는 다음과 같다.

가. 100ppm 이상의 이산화염소수는 달라스팟에 대한 정균 및 살균 활성이 있는 것으로 보이며, 브라운 패치의 경우는 고농도에서 정균 및 살균 활성이 있을 것으로 예상됨.

나. 달라스팟에 대한 정균 및 살균 활성이 나타난 조건은 100ppm(세인포제공기준)

이산화염소수를 잔디병원균에 완전 침지한 조건이었으며, 10ppm과 50ppm조건에서는

일시적인 증식저해는 나타나나 이후 급속한 회복이 일어나는 것으로 보인다.

다. 이산화염소수가 살포되는 포장조건은 햇볕과 토양에 존재하는 금속염들에 의해

분해가 쉽게 일어날 수 있는 환경이므로 포장적용 시 이산화염소 안정성에 따른

유효 농도 유지 시간을 확인 한 후 적정 사용 방법을 결정해야 될 것이다.

연구 결과는 다음과 같다.

가.묘표장에서 달라스팟 병반을 육안으로 확인후 실험을 실시하였으며 6월07일 이후부터

실험을 실시하였으며 5ppm으로 시작하였으나 연구소 실험 결과 확인 후 50ppm부터 실험을 실시하였다. 그러나 병반이 확산 및 방제 효과가 미비 한 것으로 확인되어 100 ppm으로 실험을 실시하였다.

나.이산화염소수는 식품, 특히 신선 과채류나 과채류 또는 식자재용 과채류의 살균과

소독에 활용가능하며 염소가스보다는 수용액 상태인 이산화염소수로서의 적용성이

매우 높은 것으로 평가 되고 있다. 이산화염소수 생성장치의 특징으로는

첫째, 살균소독력이 기존 염소소독제에 비해 5배 이상 강하며 염소계 소독제와는

달리 광범위한 pH영역(2~10)에서 살균 소독력을 발휘한다.

둘째, 친환경 살균소독장비로 잠재력발암물질인 트리할로메탄(THMs), 할로아세틱 아시드(HAAs), 할로아세트니트릴 (HANs)등의 생성이 없고 빛에 의해 쉽게 분해되는

친환경 물질이다.

셋째, 특별한 독성물질이 없을 뿐 아니라 저농도(30ppm이하, 염소는 100~200 ppm)

에서도 살균소독력이 유지되기 때문에 안전하게 사용할 수 있다.

넷째 이산화염소수의 기술개발로 수용액상태로 편리하게 개발된 제품들이 시중에

나와 있는데, 대부분 제품들이 이산화염소(clo2)성분이 거의없는 가짜 제품임을

고려할 때 이산화염소성분을 정확하게 포함하고 있는지 살펴볼 필요가 있다.

다.한지형잔디(Bentgrass)에 이산화염소수의 최초 실험 처리한 5ppm에서 100ppm까지의

잔디 생육에 대해서는 양호하였다. 잔디의 고사를 유념하여 ppm농도를 단계적으로

높여 실험을 실시하였으며, 고온 및 낮시간 때는 실험을 실시하지 않았으며, 대부분

흐린날씨나, 저녁 16:00~18:00 이내에서 실시하였다.

라.이산화염소에 대한 균주의 살균 효과에 대한 평가 결과는 5~50ppm 까지의 농도

에서는 눈에 뛰는 효과는 없었고, 100ppm이상으로는 효과가 있는 것으로 보인다.

살균효과에 영향을 미치는 요소로서는 온도, 압력, 자외선, 미생물의 구조 등으로

볼수 있는데, 실험 방법 및 농도에 따른 효과가 다르게 나올 수 있을 것으로 보인다.

염소는 음용수의 미생물 살균 처리에서 오랜 기간 효과적인 살균 소독제로 사용되어 왔으나 생성 부산물의 안전성에 대한 연구 결과가 축적됨에 따라 부산물의 생성이 상대적으로 적은 이산화염소수를 염소로 대처할 수 있는 효과적인 살균 소독제로 활용하고자 하는 연구가 이루어지고 있다. 이산화염소의 특징중 하나인 친환경적이고, 강한 살균력을 가지는 장점 으로 인해 국립과학검역원에서는 cloee-clo2를 방역제로 사용되고 있으며, 농업진흥청에서도

채소나 과육의 최종살균과정에 사용한다. 특히 식물에 발생하는 곰팡이나 바이러스살균에 사용하던 농약을 대체하여 사용 하고있다. 이러한 상황을 검토해 볼때, 농약을 사용하지않고 친환경적인 방법으로 골프장의 환경을 개선해 나간다면, 무농약 혹은 저농약으로 경비 절감 효과를 볼 수 있음은 물론 골프장을 방문하는 고객들에게도 큰 만족을 줄 수 있을것 으로 보인다.

3. 관련 사진

달라스팟(Dallar spot)

브라운패취(Brown patch)

대조현장

그림5 이산화염소수의 병원균에 대한 방제 효과

Ⅲ. 잔디조류제거 시험

1. 잔디조류제거

잔디조류로는 녹조류와 남조류가 있다. 녹조류는 광합성을 하며 진핵생물인데 이들은

대부분 균사체의 형태로 단독으로 존재하거나 혹은 뭉쳐져 있는 단세포 생물이며 어떤

종들은 운동성을 가지고 있는것도있다. 남조류는 광합성을 하며 원핵생물이며 진핵조류 보다는 박테리아쪽에 더 가깝다. 잔디조류가 문제가 되는 것은 잔디생육에 나쁜 영향을

주기때문인데 조류가 발생하게 되면 조류점액 및 껍데기의 형성에 의하여 신초의 발달이

억제되고, 토양공극을 차단하여 뿌리의 발육이 억제되어 심하면 결국 잔디는 죽게되고

투수성도 더욱 불량하게 되고, 불투수층을 형성하여 배수불량의 원인이 되며, 조류가

토양의 철분을 많이 흡수하여 잔디의 황화현상을 초래하게 되는것이다.

조류가 발생하게 되는 주요원인으로는 토양배수 문제, 잦은관수, 질소 및 인산질 비료

사용등이 있으나 조류의 서식처인 연못물을 관수로 사용하는것이 주요 감염요인이 된다.

가. 이산화염소의 녹조 제거의 기술적 배경

이산화염소는 녹조엽록소(Chlorophyll-a)의 Mg 원소를 산화시켜 사멸 시키는 특징을

가지고 있다. 엽록소가 가지는 단백질의 구성 성분은 아미노산24가지 중에서 히드록실,

메르캅틴을 산화시켜고, 히드록실기는 옥사이드로 메르캅탄은 설폭시드로 변이되어

무력화됨으로서, 미생물의 복제에 위한 증식을 정지시켜 사멸에 이르게한다.

나. 재료 및 방법

① 공시재료

실험에 사용한 잔디 품종은 L-93 이며, 초종은 Creeping Bentgrass이며 이산화염소수를 이용하여 잔디조류병 발생 억제 실험 및 생육에 미치는 영향에 대하여 파악하고자 하였다.

실험에 사용한 이산화염소수는 (주)케모피아에서 제공한 식물전문 소독제인 CLOEE-N

100ppm을 사용하였다.

② 병원균의 밀도 조사

제주특별자치도 구좌읍에 소재한 세인트포 골프장내 묘표장(5,000㎡)에서 이루어졌으며,

조사시기는 중온기(6월~8월)에 실시하였고, 잔디조류를 인위적으로 감염시켜 잔디상태를

육안으로 확인하여 조사하였다.

③ 분무 재료

분무용으로는 수동식 압축식분무기 6리터용량 GS-006모델을 사용하였으며, CLOEE제품

중에서 식물소독제로 별도 출시예정인 CLOEE-N 20리터용량을 소독제로 사용하였다.

그림1 분무기 및 CLOEE-N 제품

④ 시료 검증

채집 장소로부터 가져온 이산화염소수 시료에 대한 생육 저해 활성을 평가하기 위하여

먼저 잔디의 브라운패취(Rhizoctonia solani), 달라스팟(Dallar spot)에 연못의 녹조를 살포

하여 인위적으로 잔디조류환경을 만들고 이산화염소수 100ppm을 50ppm, 100ppm 2개의

군으로 분류한 후 잔디가 녹조가 붙은 상태에서 어떻게 생육반응을 하는지 관찰하였다.

다. 살포 시험

본 실험은 세인트포 골프장내 묘표장이며, 공시 초종은 약 3년간 사용 재배 관리된 한지형 잔디(Creeping Bentgrass)를 사용하였고 묘표장 인근에 비닐하우스 내에 설치하여 병반 발견 후 실험을 실시하였다. 이산화염소 농도를 50ppm, 100ppm으로 실험을 실시하였으며,

이산화염소수 처리 후 잔디의 생육을 관찰하였다. 실험은 1주 이상 실험을 실시하였고,

이산화염소수의 증발로 인하여 고온에서는 실험을 실시하지 않으며, 흐린 날 위주로 실시

하였다.

그림2 잔디조류(이끼)

2. 잔디조류제거 실험에 대한 결론

잔디 조류를 방제 및 치료하기 위하여 대부분 골프장에서는 주로 살균제를 사용해 왔으나,

그 결과 병원균의 내성이 커지고 토양미생물의 생태를 파괴되는 등의 환경 오염을 유발하고

있다. 따라서 본 연구는 국내 골프장의 친환경적 관리를 위해 한지형 잔디인 밴트그라스 (Bentgrass)를 대상으로 이산화염소수의 잔디조류제거 작용을 구명하고자 하였다.

이를 위해 실험 연구 결과는 다음과 같다.

가. 100ppm이상의 이산화염소수는 잔디조류제거에 활성이 있는것으로 보인다.(사진참조)

나. 50ppm의 이산화염소는 일부 효과가 나타나나, 적극적인 잔디의 생육상태는 좀더

관찰을 요한다. 단 침투제첨가등 별도의 처리를 한 경우 50ppm의 농도로도 효과가

있어 보이며, 일시적인 증식저해는 나타나나 이후 급속한 회복이 일어나는 것으로

보인다.

다. 이산화염소수가 살포되는 포장조건은 햇볕과 토양에 존재하는 금속염들에 의해

분해가 쉽게 일어날 수 있는 환경이므로 포장적용 시 이산화염소 안정성에 따른

유효 농도 유지 시간을 확인 한 후 적정 사용 방법을 결정해야 될 것이다.

연구 결과는 다음과 같다.

이산화염소를 수용액상태로 장기간보관이 가능하도록한 CLOEE-clo2를 50ppm, 100ppm과 침투제를 첨가한 제품을 케모피아로부터 제공받아, 연못의 녹조를 잔디에 살포하여 인위적으로 잔디를 감염시킨후, 각각의 군으로 분류하여 표시한 후 잔디가 조류로부터 받는 현상을 비교 평가하였다.

그 결과 시험후 1일후부터 잔디가 녹조의 영향을 받지않고 건강한 상태를 유지함이 관찰되었다.(그림참조)

CLOEE-clo2가 잔디의 조류로 인한 생육저하에 치료효과가 있다는것은 관찰되었으나

이를 좀더 효율적으로 상품화하기 위해서는 이산화염소의 농도를 더 낮추고 환경적인 침투제를 배합하여 대량 공급할수 있는 상품화는 연구가 뒤따라야 할 것이다.

3. 관련 사진

<시험후 1일 경과>

<시험후 2일경과>

Ⅳ. 연못(헤저드)녹조제거

1. 연못(헤저드)녹조제거 시험

녹조[綠潮, water-bloom]는 부영양화된 호소나 유속이 느린 하천에서 식물성 플랑크톤인 녹조류가 크게 늘어나 물빛을 녹색으로 변화시키는 현상을 말한다. 팔당호의 경안천 등

일부 호소나 하천에서는 규조류가 많아지면서 물이 황갈색으로 변하기도 한다. 호소의 표면에 녹조가 덮히면 수중으로 햇빛이 차단되고 용존산소가 추가로 유입되지 않으면서 물의

용존산소량이 줄어들게 된다. 이렇게 되면 물고기와 수중생물이 죽고 악취가 나며, 그 수역의 생태계가 파괴되어 사회적·경제적·환경적 측면에서 많은 문제가 생긴다. 가장 심각한

문제는 유독 남조류가 생산하는 독소이다. 1878년 호주에서 처음으로 녹조로 인해 동물이 폐사한 사건이 보고되었다. 이후 미국·캐나다·영국·일본 등 세계 각지에서 남조류 독소 때문에 가축이나 야생동물의 피해가 발생한 적이 있다. 국내에서는 동물 피해는 일어나지 않았지만 최근 상수원으로 이용되는 호수에서의 녹조가 자주 일어난다. 따라서 앞으로 일어날 위험을 방지하기 위하여 독성물질을 생산하는 녹조를 제거하고 방지해야 한다.

가. 이산화염소의 녹조 제거의 기술적 배경

이산화염소는 녹조엽록소(Chlorophyll-a)의 Mg 원소를 산화시켜 사멸 시키는 특징을

가지고 있다. 엽록소가 가지는 단백질의 구성 성분은 아미노산24가지 중에서 히드록실,

메르캅틴을 산화시켜고, 히드록실기는 옥사이드로 메르캅탄은 설폭시드로 변이되어

무력화됨으로서, 미생물의 복제에 위한 증식을 정지시켜 사멸에 이르게한다.

이산화염소수를 가지고 친환경적인 방법으로 녹조를 제거하는 기술시험이 2006년

1월부터 11월에 걸쳐 한국과학기술연구원(KIST)과 국립수산진흥원이 진행하였으며,

그 결과는 아래와 같다.

표1에 나타난 친환경 약제로 표시된 이산화염소는 표2에 나타난 바와 같이 염소는 2시간

처리하여도 최고 50% 정도의 제거율을 보이는 반면, 이산화염소는 염소보다 낮은 농도

에서 10분에 90% 이상 30분에 100% 이상의 녹조 제거효과를 나타내었다.

또한, 상기 표로부터, 염소도 어느 정도 녹조 제거효과가 있음을 알 수 있으나, 염소의

경우, 잔류성이 클 뿐만 아니라, 제거효율을 높이기 위해서는 고농도로 사용할 것이 요구

되므로 부적절하다. 상기의 실험결과에 따라 이산화염소는 0.1~1 ppm의 수용액으로

사용한다.

나. 재료 및 방법

① 공시재료

이산화염소수의 녹조제거 기능을 확인하기 위해 경기도 여주소재의 “아리지컨트리클럽”

water hazard sample을 채취하였다. 또한 이산화염소의 농도에 따른 수생태계의 영향을 관찰하기 위해 “아리지 컨트리클럽 water hazard” 내 생육중인 약 10㎝ 내외 크기의

비단잉어 종도 함께 채집 하였다. 비단 잉어종에 대한 어류 독성 실험을 위해 수조에 5 마리를 투입하였으며, 기본적인 생존을 위해 폭기를 하여 보관하였다.

수집한 물 각각의 sample을 이용해 어류독성시험을 통해 얻어진 수생어류에 피해가 없는

농도2ppm이하부터 1ppm, 0.5ppm, 0.3ppm, 0.1ppm로 처리하여 녹조사멸을 관찰하였다.

녹조가 발생하기 쉬운 조건을 위해 실외, 태양광 아래서 호소와 같이 물의 흐름이 거의

없도록 용기나 Erlenmeyer flask에 sample을 옮겨 이산화염소에 단기 노출시켰으며,

그 결과는 다음과 같다.

그림1 이산화염소 처리 전, 후

그림1은 아리지 컨트리클럽 water hazard sample(A)과 이산화염소수 1ppm로 처리(B)를

비교한 사진이다. B ern.flask의 대조군으로 A ern.flask를 사용했으며, 이산화염소수로

1회 처리한 B ern.flask는 이산화염소에 노출된 후 4시간~5시간 내로 수중에

클로로필-a 엽록소가 모두 제거되어 투명한 색으로 변하였다. 이산화염소에 의한 녹조

제거효과가 있음이 확인되었다.

이산화염소의 농도가 1ppm에서 0.3ppm으로 낮아질 경우 물의 탁도가 낮아지는 정도가

덜하였고, 0.1ppm에서는 그 효과가 미미하였다.

그림2 이산화염소수에 의한 녹조의 변화

그림2에서 확인 할 수 있듯이, 수중에 녹조뿐만 아니라, 호소 주변 돌에 붙어 발생하는

녹조에 대한 제거도 이산화염소로 인해 사멸이 가능함을 알 수 있다. 이산화염소 1ppm을

처리하여 24시간 실외 방치한 결과 클로로필-a가 모두 사멸되었음을 확인하였다.

이산화염소에 의해 Suspended Solids는 제거되지 아니하므로, PAC(Al2(OH)nCl6-n}m), 황토와 같은 응집, 침전제와 함께 사용하면 현재 녹조에 의해 오염된 호소에 큰 효과를

줄 것으로 판단된다. 수생어류에 해를 끼치지 않으며, 효과적으로 녹조를 제거하며,

소독부산물을 발생시키지 않는 물질로서 근본적인 원인을 차단하고 지속적으로 깨끗한

수질을 유지할 수 있는 방법에 이산화염소를 적극 활용 하는 것은 매우 효과적인 방법

이라 생각된다.

② 현장 시험 (Pilot)

경기도 광주시 도척면 도웅리에 소재한 곤지암cc M5-POND에서 이루어졌으며,

이산화염소수가 녹조에 미치는 영향 및 생태계에 미치는 영향을 집중적으로 조사하였다.

그림3 곤지암cc M5-POND

③ 실험 재료

CLOEE 제품중에서 녹조제거용으로 출시예정인 CLOEE-N 20리터 용량을 소독제로

사용하였다.

그림4 M5 POND 및 녹조발생 현장

다. 현장 시험

본 실험은 2010년 6월부터 2개월에 걸쳐 진행하였으며 장소는 곤지암골프장내

M5-POND이며, POND는 녹조가 상당히 진행되어있는 상태이었다.

POND내에는 인위적으로 투하하지 않은 자연 물고기들이 있었으며, 송사리같은

작은 어류가 있었다. 관찰의 목적은 생태계를 파괴하지 않는다는 조건으로 가장 작은

어류를 대상으로 1차는 같은 환경으로 KIST내에 실험실에서 진행하고 2차는 현장시험

으로 진행하기로 하였다.

시료채취(식물및 물고기) POND와 같은환경 KIST로 이송

그림5 곤지암CC 1차실험진행

1차 CLOEE투하 2차 CLOEE투하 물고기관찰

그림6 곤지암CC 2차실험진행

CLOEE 투하전 CLOEE 투하후

그림7 CLOEE투하후 녹조변화 관찰

2. 연못녹조제거 실험에 대한 결론

골프장의 녹조를 제거하기위해 여러 가지 방법이 개발되어있다. 미생물 방식, 기계방식,등 많은 방식이 있음에도 불구하고 친환경적이고 경제적인 두 개의 요구를 만족할만한 기술이 아직 나오지 않은것도 사실이다. 특히 최신 기술이라고 하는 빛으로 녹조를 제거한다는 것도 빛으로 미생물을 제거하려면 UV이상의 빛(X-ray, 방사선)을 쬐어주셔야 의미가 있는데,

빛의 경우 파장이 짧을수록 에너지가 강하기는 하지만 물과 같은 매질을 뚫고 들어가기 쉽지 않으며, 굳이 하려면 물 깊이가 깊지 않게 넓은 수조에 넣고 자외선으로 오래동안 처리(박테리아는 30분이상)하면 될 거라고 보이는데 녹조류의 경우는 훨씬 오래 처리해야 되므로 그다지 효과를 기대하기는 어렵다고 보여진다. 결국 오존처리나 염소처리 같은 화학적 방식을 택해야하는데 이 소독제는 생물체에 유해한 성분들이므로 결국은 친환경 소독제인 이산화염소 대안밖에는 없는 것으로 보여지며, 이산화염소수의 연못녹조제거 작용을 구명하고자 하였다. 이를 위해 실험 연구 결과는 다음과 같다.

가. 100ppm의 고농도 CLO2수용액을 고립된 연못에 분산하여 집중 투하하더라도

생물체가 충분히 적응할 수 있슴을 확인 (작은 물고기도 죽지않음)

나. CLO2의 특징인 쉽게 기화되는 특성으로 100ppm 이상의 고농도를 투하하더라도

소독효과(녹조제거)는 나타내고, 1분이내에 전부 기화되어 투하점에서 바로

측정하더라도 1ppm이하로 잔류물질이 발생되지 않음을 확인함.

다. 이산화염소수가 살포되는 포장조건은 햇볕과 토양에 존재하는 금속염들에 의해

분해가 쉽게 일어날 수 있는 환경이므로 포장적용 시 이산화염소 안정성에 따른

유효 농도 유지 시간을 확인 한 후 적정 사용 방법을 결정해야 될 것이다.

연구 결과는 다음과 같다.

이산화염소를 수용액상태로 장기간보관이 가능토록한 CLOEE-clo2를 100ppm, 1000ppm을

케모피아로부터 제공받아, 연못의 녹조와 생물체에 미치는 영향을 측정하였다.

이산화염소의 특징인 빛에 빠르게 반응 하는것을 염두에 두고 햇빛이 가장 강한 날씨와 시간에 실험하였으며, 저농도 2ppm에서부터 100ppm, 1000ppm으로의 3단계 농도 변화에 따른 생태계 변화와 녹조 변화를 관찰하였다.

각각 이산화염소 투하 후 고농도에서는 빠르게 녹조가 죽는것이 관찰되었고, 저농도 일수록 녹조의 변화는 느리게 진행되었다. 주목할만한것은 고농도를 투하하더라도 물고기들의 변화가 관측되지 않았다는 것이다. 이것은 이산화염소의 특징인 빠른 확산속도로 인하여 일정지역에 고농도를 투하하더라고 그 즉시 연못전체로 확산되어 물고기의 생활환경에 변화를 주지 않았다는 것이다. 추천할만한것은 녹조가 발생한 지역은 녹조를 응집제를 이용하여 거둬내고, 이산화염소수를 저농도로 물을 소독하도록하는 녹조제거 방법을 택한다면 가장 친환경적인 녹조제거 방법이 될 것이다.