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문제 정의
- Langmuir와 Freundlich 등온흡착식을 이용하여 클로렐라와 녹차의 염소 제거효능을 정량화하였으며 또한 정수용으로 많이 사용하는 activated carbon 과 제거효능을 비교하였다. 이를 바탕으로 클로렐라가 오염된 물의 정 수과정에서 중금속 뿐만 아니라 잔류하는 염소의 제거 에도 사욤될 수 있는 가능성을 제시하고자 히-였다
가설 설정
- Fre니ndl】cb 상수를 Table 1과 Table 2에서 비교하였다. 클로렡라의 최대 제거량!:Q气과 염소에 대한 친화도(b값)는 activated carbon의 약 2배로 대단히 우수하였다. Freundlich 상수(Kf)는 클로렐라가 activated carbon의 3배 이 상, 흡착 강도(口값는 유사한 염소 제거 특성을 갖는 것으로 나타났다.
제안 방법
- 비교하였다. Langmuir와 Freundlich 등온흡착식을 이용하여 클로렐라와 녹차의 염소 제거효능을 정량화하였으며 또한 정수용으로 많이 사용하는 activated carbon 과 제거효능을 비교하였다. 이를 바탕으로 클로렐라가 오염된 물의 정 수과정에서 중금속 뿐만 아니라 잔류하는 염소의 제거 에도 사욤될 수 있는 가능성을 제시하고자 히-였다
- 제거량으로 비교하였다. 또한 흡착, 로 불순물의 제거에 많이 사용되는 activated carbon과도 효능을 비교하였다.
- 분식하였다. 반웅액에 초산 5mL 와 Kllg 을 가하여 혼합한 후 0.5% 전분용액을 지 시 약으로 1 mL 첨가하고 0.1 N NazSzQ표준욤액으로 적정하여 잔존 염소량을 계산하였다 (20).
- 5~3시간 진탕하여 반응시켰다. 반응 후 반응액을 aspirator로 신속하게 여과하여 클로렐라 혹은 녹차 가루를 제거하고 여과액의 잔존 염소량을 분석하여 염소의 제거 율(removal yield, RY)과 클로렐라 혹은 녹차의 단위 무게당 제거 량(CJ을 다음의 (3)과 (4)식 에 따라 계산하였다.
- 본 변구에서는 건강식품으로 뿐里 아니라 수용익상에서 중금속의 biosorntion에 이용되는 클로렘라와 미생물의 증식억제, 항암, 항allergy, 항산화 등과 같은 기능성을 갖는 성뿐 들이 규명 (16-19)되어 기호성 건강식품으로 선호되고 있으며 다이옥신의 영향을 감소시 킬 수 있다는 독차의 염소 제거효능을 조사. 비교하였다.
- 있다. 본 연구에서는 클로렐라를 이용하여 수도물의 소독제로 사용되는 염소의 제거 효과를 확인하였으며 그 결과를 녹차, activated carbon과 비교장].였디수묭액상에서 pH오牛 초기 염소의 농도가 염소의 제거에 미치는 영항을 조사하였다.
- 수용액삼에서 녹차와 클로렢라의 염소제거 효능을 접촉 시간, 초기 pH 그리고 염소의 초기 농도에 따라서 제거율(RY) 과 제거량으로 비교하였다. 또한 흡착, 로 불순물의 제거에 많이 사용되는 activated carbon과도 효능을 비교하였다.
- 염소의 초기 농도 0.2~L6g/L의 빔위 에서 클로렐라 혹은 녹차의 고형분 mg당 제거량의 변화를 측정하였다. 그 결과 (Fig.
- 본 연구에서는 클로렐라를 이용하여 수도물의 소독제로 사용되는 염소의 제거 효과를 확인하였으며 그 결과를 녹차, activated carbon과 비교장].였디수묭액상에서 pH오牛 초기 염소의 농도가 염소의 제거에 미치는 영항을 조사하였다. 최적의 제거 pH는 10이었으며, 염소의 제거량은 초기 염소의 농도가 1.
- 5 g/L로 염소 용액을 제조하고 pH를 2~12로 조정 한 후 클로렐라 혹은 녹차를 넣고 빈.응시 킨 다음 여 과액 의잔 존 염소를 분석하여 클로렐라와 녹차를 가하지 않은 대조 구와 제거율로 비교하였다(Fig. 2). 클로렢라와 녹차 공히 pH 10부근에서 최대의 염소 제거율을 보였으나 pH에 의한 제거양상은 차이가 있었다.
- Freundlich 상수(Kf)는 클로렐라가 activated carbon의 3배 이 상, 흡착 강도(口값는 유사한 염소 제거 특성을 갖는 것으로 나타났다. 클로렐라를 이용하여 오염성분을 흡착시켜 제거하는 기존의 보고로부터 Table 3에 클로렐라의 오염성분 제거능력을 모아 정리하여 염소의 제거능력과 비교하였다. 본 연구에서는 이미 보고된 중금속 제거연구에 비하여 클로렐라의 사용농도(GJ가 매우 낮음에도 불구하고 볌소의 제거량(G)은 뭘등히 높은 값을 보였다
대상 데이터
- 한국)에서 생산한 것을 제공 받아 이용하였으며. 녹차가루는 전남 보성에서 생산된 것으로 녹차원囹(서울, 한국)의 제품을구입하였다. 염소욤액으로는 시약 sodium hypochlorite 용액을.
- 실험에 사용한 클로렐라는 Chlorella 1儿烦希의 변종으로 대 상주, (서울. 한국)에서 생산한 것을 제공 받아 이용하였으며. 녹차가루는 전남 보성에서 생산된 것으로 녹차원囹(서울, 한국)의 제품을구입하였다.
이론/모형
- Freundlich 등온흡칙-식"식(2] 에서 Freundlich 상수(Kf)는 제거능력을 의 미하는 값으로 Lang- muir 흡착식의 와 동일한 양상으로 클로렐라의 제거능력이 녹차보다 약 2배 우수하였다 흡착제와 흡착성분의 音 착 강도를 암시 하는 n값은 Langmuir 흡착식 의 b값과는 다르게 유사한 값으로 계산되었다. 수돗물에서 염소의 제거에 많이 사용되는 activated carbon을 임 소에 대하여 동일하게 Lang- muir와 Freundlich 등온흡착식 을 적용하여 구한 Langmuir 외. Fre니ndl】cb 상수를 Table 1과 Table 2에서 비교하였다.
성능/효과
- 녹차의 경우 초기 염소의 농도기.LOg/'L 이상으로 증가하여도 제거량은 약 1, 5 mg/mg 정도에 더 이상 증가하지 않았다 클로렐라와 녹차에 의한 염소의 제거 길과는 Langmuir 홉착모델과 Freundlich 흡착모델에 대단히 잘 맞았으며 Langmuir 흡착모델에 의한 클로렐라의 최대 홉착량은 녹차와 activated carbon의 최대 홉착량에 비하이 약 2배로 나타나 클로렐라의 염소의 제거효능이 매우우수한 것으로 사료되었다.
- 건강식품으로 많이 이용되는 클로렐라는 통상 사욤되는 activated carbon에 비하여 수도뭍의 정수과정에서 병 원성 세균을 억제하고, 송수과정에서 세균의 침입을 방지하기 위하여 사용되는 염소를 매우 효율적으로 제거 할 수 있으며, 불순물을 흡착하는 능력 이 우수한 것으로 알려진 녹차보다 염소의 최대 흡착량이 높았다. 그리므로 향후 클로렐라는 식용으로 지금까지 보고되 었던 생리활성뿐만 아니라 섭 취 시 몸 속의 불순물을 제지하는 활성에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
- 2~L6g/L의 빔위 에서 클로렐라 혹은 녹차의 고형분 mg당 제거량의 변화를 측정하였다. 그 결과 (Fig. 3), 클로렐라와 녹차의 제거 량은 초기 염소의 농도■에큰 영향을 받았으며, 초기농도가 높아지면 제거량도 증가하였다. 초기 염소의 농도가 0.
- 5에, 또한 선형화한 Langmuii외- Freundlich 등온흡착식으로부터 Langmuir 와 Freundlich 상수를 계산하여 Table L과 Table 2에 나타내었다. 녹차 혹은 클로렐라와 염소간의 회귀상관계수(IF) 는 메우 높은 값을 보여 클로렐라와 녹차의 염소 제거 특성을 비교함에 있어 Lan申nuir와 Freundlich 등온흡착식을 이용하는 것이 적절한 것으로 판단되었다. Langmuir 등온흡착식 [식(1)]에서 Q°는 최대 제거량을 나타내는 값으로 클로렐라는 2.
- 제거율 측편에서도 클로렐라가 녹차보다 우수한 것을 알 수 있다. 녹차와 클로렐라의 일반성 분 중 조단백질 함량을 semimicro-Kjeldahl빕 (2-1)으로 분석한 결과 클로렐라는 60.7%이었으며, 녹차는 21.3%로 약 3배의 차이가 있었다 클로렐라와 녹차의 염소 제거능력의 차이는 두 원료간의 구성 성 분의 차이 뿐만 아니라 세포구조, functional group, 표면적의 차이 동과 같은 구조적 인 차이에 기인하는 것으로 사료된다.
- 47 mg/mg-solid4^ 증가하였다. 녹차의 경우에는 초기 염소의 농도가 약 1 g/L이상이 되면 제거량은 포화되는양상을 보였으며, 클로렏라는 높은 농도범위에서 녹차보다 제거량이 약 2배정도 높았다. 또한 제거율은 초기 염소의 농도가 낯은 경우가 가장 높은 값을 보였으며 농도가 높아질수록 닞-아져서, 클로렐라의 경우는 98.
- 녹차의 경우에는 초기 염소의 농도가 약 1 g/L이상이 되면 제거량은 포화되는양상을 보였으며, 클로렏라는 높은 농도범위에서 녹차보다 제거량이 약 2배정도 높았다. 또한 제거율은 초기 염소의 농도가 낯은 경우가 가장 높은 값을 보였으며 농도가 높아질수록 닞-아져서, 클로렐라의 경우는 98.3%(초기농도 0.20g/L — 잔존농도 00034 g/L)에서 62.9%(1.6。睜1—>060g/L)로 녹차의 경우는 99.5%(0.18 g/L->0.0009 烏/L)에서 33.2%(1.41 由L—>0.94 g/L)로 감소하였다. 제거율 측편에서도 클로렐라가 녹차보다 우수한 것을 알 수 있다.
- 클로렐라를 이용하여 오염성분을 흡착시켜 제거하는 기존의 보고로부터 Table 3에 클로렐라의 오염성분 제거능력을 모아 정리하여 염소의 제거능력과 비교하였다. 본 연구에서는 이미 보고된 중금속 제거연구에 비하여 클로렐라의 사용농도(GJ가 매우 낮음에도 불구하고 볌소의 제거량(G)은 뭘등히 높은 값을 보였다
- 클로렐라와 녹차가 수용액삼의 염소와 접촉하여 수용액 상의 염소 잔존농도가 일정하게 유지되어 평형에 도달하는 시 간을 측점 하고자 3門3접 촉시간에 따른 잔존 염 소량을 측정 하여 제거율을 계산한 결과(F© 1) 클로렐라와 녹차가 다른 양상을 보였다、녹차는 매우 빠른 시간(10분 이내)에 평형에 이르는 반면, 클로렢라는 3시간 이상 경과되어야 수묨액의 염소과 평형에 도달하였다. 클로렐라를 이용하여 Cd, Cu, Ni, Pb 등의 중금속을 흡착 제거 하는 경우 80~ 修。분이 경 과 하이야 평형에 도달하는 것으로 보고(11)되어 있어 본 연구와 큰 차이는 없었다.
후속연구
- 최대 흡착량이 높았다. 그리므로 향후 클로렐라는 식용으로 지금까지 보고되 었던 생리활성뿐만 아니라 섭 취 시 몸 속의 불순물을 제지하는 활성에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 또한 activated carbon을 사용하는 고전적 인 방법 과 더 불어 클로렐라는 수도물.
- 또한 activated carbon을 사용하는 고전적 인 방법 과 더 불어 클로렐라는 수도물. 폐수, 해수 등을 정화하는 용도로 사용할 수 있을 것이다.
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