[논문]과산화수소를 이용한 담수 조류의 제어

전세진; 고광범; 송연민

문제 정의

본 연구에서는 조류의 대량 발생을 억제하기 위한 방지대책으로 기존의 살조 방법인 황산동을 대신하여 2차 공해가 없는 과산화수소를 사용하여 실험한. 결과를 앞 절들에 나타내었다.
이와 같이 사회적인 문제로 대두되고 있는 취수원의 조류제거를 위하여 생태계에 미치는 영향이 없는 안전하고 효과적인 조류제어 방법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 조류의 대량 발생을 억제하기 위한 방지대책으로. 분해시 물과 산소로 되어 (Eilbeck, 1987 ) 2차 공해의 문제가 없는 과산화수소를 이용하여 담수의 조류를 제어하는 방법을 제안하고자 하였다.
결과를 앞 절들에 나타내었다. 본 절에서는 과산화수소가 물속의 생태계에 어느 정도의 독성을 나타내는 지를 조사하기 위한 스크린 테스트<screening test)로 형광성 박테 리 아인 Photobacterium phosphoreum(이하 P. pbasporeum)을. 이용하여.
본 연구에서는 조류의 대량 발생을 억제하기 위한 방지대책으로. 분해시 물과 산소로 되어 (Eilbeck, 1987 ) 2차 공해의 문제가 없는 과산화수소를 이용하여 담수의 조류를 제어하는 방법을 제안하고자 하였다.
호수에 과산화수소를 살포할 경우 어류에 미치는 영향을 확인하고자 현장 호수에 서식하고 있는 피라미를 대상으로 과산화수소 주입시의 어류의 상태. 및 사망 어체수를 실험하였다.

제안 방법

Microcystise: 배양하면서 증식올 관찰한 결과 대수 증식기로 판단되는 시점에서 과산화수소를 주입하고, 시간경과에 따른 chlorophyll-a를 분석하였다. 그 결과를 Fig.
Transmittance, DO, TOC 등을 분석하였다. 분석 방법은 Table 3에 나타낸 바와 같이 주로 Standard methods (Eaton, 1995)와 수질오염 공정시험 방법 (Jun.
0~ iOmg/L .농도로 주입하여 시간 경과에 따른 조류의 증식 량 변화를 실험하였다. Fig.
독성 실험을 수행하였다. 독성 실험은 Microtox Model 500 Toxicity Analyzer (AZUR Corp., Carlsbad, California, USA)를- 사용하여 측정 하였다. 과산화수소의 P.
이용하여.독성 실험을 수행하였다. 독성 실험은 Microtox Model 500 Toxicity Analyzer (AZUR Corp.
실험은 1L 크기의 용기에 피라미 12마리씩을:각각 넣고 과산화수소를 농도별로 첨가하여 시간 경과에 따 .른 사망 어 체 수를 조사하였다.
제어 실험을 수행하였다. 먼저 남조류용 배지인 CB 배지 (Watanabe, 1989)를 조제하여 IN Na0H로 pH를 90으로 조정 한 후 300mL 와 SOOmL Hask에 각각 l00ml, 와 200mL씩을 넣고 고압멸균기에서 멸균하였다. 멸균이 끝난 배지에 조류를 각각 2mL.
및 사망 어체수를 실험하였다. 실험에 사용한 어류 10마리에 대한 평균 중량은 0.
실험은 배양 초기 단계인 조류에 대한.실험과 3 ~5일 간 배양하여 증식이 활발한 즉, 대수 성장단계로 판단되는 지료에 대해 과산화수소 주입 량을 변화: 시켜 조류 제어 효과를 분석하였다.
실험과 현장 호수에 대한 실험을 수행하였다. Lab.
2000)을 사용하였다. 현장 실험에서는 과산화수소 처리전과 처리후 호수의 수질 변화 및 색 변화를 조사하였다. 호수 색의 변화는 시료를 GF/C 여 과지 로 여 과한 여 과지 의 색 을 색 도계 (Chromameter) 로 분석하여 비교하였다.
현장 실험에서는 과산화수소 처리전과 처리후 호수의 수질 변화 및 색 변화를 조사하였다. 호수 색의 변화는 시료를 GF/C 여 과지 로 여 과한 여 과지 의 색 을 색 도계 (Chromameter) 로 분석하여 비교하였다. 이때 시료는 호 수의동, 서, 남.
호수에 과산화수소를 살포할 경우 과산화수소의 분해속도를 확인하기 위하여 호수의 시료를 일정량분취한 후 과산화수소를 2~10mg/L의 농도로 주입하고 경과 시간에 따라 잔존 과산화수소의 농도를 분석하였다. 이 결과를 Fig.

대상 데이터

호수에서 물의 긴 체류시간과 온도 등은 조류의 성장에 적합한 조건으로-판단되었다. 과산화수소는 시약용 (동양화학 제품, 30%)을 사용하였으며 물과 과산화수소와의 비중(WTI, 1998)을 고려하여.살포시 혼합이 .
험을 수행하였다. 본 실험을 위해 선정된 호수는 원형에 가까운 형태로 직경 약 33m, 평균수심 Im(최고 1.2m, 최저 0.9m), 전체 수량 약 900m3으로 조사되었고, 호수의 물은 지하수가 대부분을 차지하며 일부 주변의 지표수 및 우수로 구성되어 있다. 우수 등으로 수량이 늘어날 경우 호수.
이때 시료는 호 수의동, 서, 남. 북에서 채취한 시료를 동일량으로 혼합하여 사용하였다.
및 사망 어체수를 실험하였다. 실험에 사용한 어류 10마리에 대한 평균 중량은 0.11g, 체장은 2.5cm였으며. 실험은 1L 크기의 용기에 피라미 12마리씩을:각각 넣고 과산화수소를 농도별로 첨가하여 시간 경과에 따 .
4mL 씩 접종한 후 인큐베이터 (incubator)에서 온도 25~ 27℃. 조도 1,500-2, OOOLux, 그리고 24시간 연속조사의 조건으로 배양하여 실험에 사용하였다. 본 연구에 서 사용한 CB 배지의 조성은 Table 1 과 Table 2에 나타내었다.

이론/모형

Transmittance, DO, TOC 등을 분석하였다. 분석 방법은 Table 3에 나타낸 바와 같이 주로 Standard methods (Eaton, 1995)와 수질오염 공정시험 방법 (Jun. 2000)을 사용하였다. 현장 실험에서는 과산화수소 처리전과 처리후 호수의 수질 변화 및 색 변화를 조사하였다.

성능/효과

(1) 실험 실에서 계대배양한 M* iivgKt aemginosa를대상으로 조류의 증식단계에 따른 조류제어 실험 결과 유도기에서는 과산화수소 lmg/L의 주입으로 조류가 완전히 제거되었다. 반면에 대수성장기의 경우 과산화수소 l0mg/L의 주입으로도 조류가 완전히 제거되 지 않음을 알 수 있었다.
(2) 과산화수소를 현장에 직접 살포한 경우의 조류제어 실험 결과 조류의 Chlorophyll-a 농도가 높을수록 그 효과가 지속적이지 못하여 연속살포 방법이 필요하며, 이 경우에도 조류의 최대 증식량을 늦추는 효과는 있지만 조류의 완전제어는 어려운 것으로 판단되었다. 그러므로 실험실 실험의 결과와 같이 조류성장 초기에 제어하는 것이 중요한 것으로 판단된다.
(3) 과산화수소를 이용한 조류제어시 약품은 물과 과산화수소와의 비중을 고려하여 약 5% 농도로 희석사용함이 혼합을 위해 가장 알맞은 농도로 판단되었다.
(5) 과산화수소에 대한 어독성 및 형광박테리아인 P. pbospbwewn의 독성 실험 결고}, 살조를 위한 처 리조건에서는 어류와 형광박테리아에게 독성을 나타내지 않아 본 방법의 현장 적용 가능성을 확인할 수 있었다.
SS. TOC; TKN, 투시도 등의 수질도 개선되는 효과를 나타내었다.
Chlorophyll-a 농도의 감소와 함께 SS, TOC. TP 및 TKN 등의 감소도 관찰되어 조류제어 효과와 더불어 부수적인 수질 개선의 효과도 있음을 알 수 있었다. Table 5는 과산화수소 살포 전후의 호수 색의 변화를 분석하여 나타낸 것이다.
4에서 보는 바와 같이 과산화수소의 주입농도가 가장 낮은 2mg/L에서는 6시간이 경과한 후의 잔존 과산화수소가 40%인 반면에 농도가 가장 높은 10mg/L에서는 6시간 경과 후의 잔존 과산화수소가 82%로 약 2배 정도의 늦은 분해속도를 보였다. 결과적으로 과산화수소의 주입농도가 낮을수록 과산화수소의 분해가 빨리 일어나는 것으로 나타났다. 주입농도에 따라 약간씩 차이는 있으나:대부분20~30시간 내에 주입한 과산화수소가 완전히 분해되는 것을 알 수 있었다.
2의 실험결과를 살펴보면. 과산화수소 주입농도 5~10mg/L에서 1일 경과 후 조류의 증식량은 감소하였으나 배양기간의 경과에 따라 과산화수소의 주입농도와는 관계없이 모두 chlorophyll-a 농도가 증가하는 경향을 나타내었다. 과산화수소를 주입한 경우 조류의 최대 증식량은 대 조구에 비해 상대 적 으로 낮은 값을 나타내었으나 조류의 완전한 제어는 어려운 것으로 판단되었다.
과산화수소 주입농도 5~10mg/L에서 1일 경과 후 조류의 증식량은 감소하였으나 배양기간의 경과에 따라 과산화수소의 주입농도와는 관계없이 모두 chlorophyll-a 농도가 증가하는 경향을 나타내었다. 과산화수소를 주입한 경우 조류의 최대 증식량은 대 조구에 비해 상대 적 으로 낮은 값을 나타내었으나 조류의 완전한 제어는 어려운 것으로 판단되었다. 이상의 실험 결과로부터 조류 발생 초기 단계에서 과산화수소를 주입하는 것이 보다 효과적인 조류제어 방법임을 알 수 있었다.
1 로 바뀌었다. 그러므로 과산화수소살포 전과 비교해 과산화수소 살포 후 호수는 조류의 일반적인 색깔인 녹색이 사라지고 명도는 약간 밝게 변화되었음을 알 수 있었다.
과산화수소를 주입한 경우 조류의 최대 증식량은 대 조구에 비해 상대 적 으로 낮은 값을 나타내었으나 조류의 완전한 제어는 어려운 것으로 판단되었다. 이상의 실험 결과로부터 조류 발생 초기 단계에서 과산화수소를 주입하는 것이 보다 효과적인 조류제어 방법임을 알 수 있었다.
후 chlorophyll-a 농도는 이하를 나타내어 조류가거의 증식하지 못함을 알 수 있었다. 즉, 조류의 성장 초기에는 lmg/L의 적은 과산화수소 농도로도 조류의 제어가 가능한 것으로 판단되었다.
경과.후 chlorophyll-a 농도는 이하를 나타내어 조류가거의 증식하지 못함을 알 수 있었다. 즉, 조류의 성장 초기에는 lmg/L의 적은 과산화수소 농도로도 조류의 제어가 가능한 것으로 판단되었다.

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