사람과 환경을 생각하는 기업
일라이트는 방사성 원소중 하나인 137Cs과 매우 친화적인 성질을 가지고 있다. 특히 일라이트는 낮은 농도에서 원자 반경이 작은 다른 알칼리 이온에 비해 Cs의 흡착특성이 강하다고 보고되어 왔으며… 일라이트가 양이온 교환 능력이 낮음에도 불구하고 낮은 Cs 농도(<10-5M)에서 양이온 교환능력이 큰 버미큘라이트보다 Cs을 더 잘 흡수하는데 이는 일라이트의 흡착자리 중에 낮은 농도에서 Cs의 흡착을 선택적으로 일으키는 흡착자리가 존재한다는 것으로 해석하였다.
핵분열생성물인 137Cs은 약 30년의 반감기를 갖는 중-저준위 방사성폐기물의 가장 중요한 핵종중의 하나이다. 2:1 층상점토광물인 일라이트와 스멕타이트는 수화반경이 작은 Cs+ 이온을 선택적으로 잘 흡착한다. 즉 K+ 이온을 제외한 다른 지하수이온들의 농도에 대해서는 영향을 거의 받지 않는 선택적인 흡착특성을 보인다. 일라이트의 Siloxane Cavity에 Inner-sphere Complex로 단단히 고착된 K+ 이온도 보다 강한 결합선택성을 가지는 Cs+ 이온에 의해 쉽게 이온 교환됨을 알수있다. 137Cs은 일라이트와 스멕타이트에 의해 선택적으로 지하수로부터 제거된다.
제올라이트는 치환반응시간과 온도가 상승되어지면 이온교환 반응에 대한 비가역반응이 일어나 흡착이온의 탈착반응이 일어난다. 또한 제올라이트는 산성을 띠는 토양광물로 산성화 되어진 토양을 알칼리화 시키는 효과는 떨어진다. 벤토나이트는 부성분광물로 불석과 황철석의 함량비에 따라 물성이 크게 변하는데 불성광물이 함유된 시료는 벤토나이트가 강알카리성을 띠어 토양의 알카리화를 가속시킬 우려가 있다. 또한 황철석이 함유된 벤토나이트는 생형 압축 강도와 습태 인장 강도를 저하시켜 토양의 작물 지속력을 저하시키고 토양의 굳기를 가속화 시킬수 있다. 일라이트는 제올라이트나 벤토나이트보다 이온교환능은 떨어져도 토양속의 비소, 납, 수은등의 중금속 이온교환이 일어날때 영구적 가역적 반응으로 이온들을 구조안에 이온 교화시켜 중금속으로 일어나는 부작용 없이 안전화를 유지하며, 구조적 약알카리로 토양의 산성화를 알카리화로 전환시키고, 국내토양에 모두 함유된 점질성토양과 배합되어 점질성토양의 통기 및 배수의 취약점을 보완하여 배수 및 통기성을 증가시키고, 이러한 특성으로 토양 미생물의 활성을 증가시킨다.
인산염 용액과 반응하는 일라이트의 양이 많아짐에 따라 흡착률은 대체로 증가하는 경향을 보인다. 특히 1.5 g인 경우에 가장 높은 흡착률을 보인다. pH가 증가하면 대체적으로 인산염의 흡착량은 감소하는 경향을 나타낸다. 흰색 일라이트에서는 그 경향이 뚜렷하지만 노란색 일라이트는 부성분광물로 불석과 황철석의 함량비에 따라 물성이 크게 변하는데 는 명확하지 않다. 일라이트의 함량이 많고, 입자 크기가 미세할수록 인산염의 흡착량이 증가한다. 그러나 일라이트의 함량이 적은 흰색 일라이트가 많은 인산염을 흡착하는 이유는 작은 입자 크기, 높은 층간 전하, 낮은 사면체 자리의 치환에 기인한 것으로 여겨진다.
충북 영동지역의 일라이트를 건식 볼 밀로 분쇄한 후 공기분급을 하면 최대입도 10㎛ 이하인 초미분체를 얻을 수 있으며, 이 일라이트 초미분체를 사용하여 기능성 섬유 및 유해가스 제거용 흡착제로서의 적용 실험을 수행한 결과, 원적외선 방사체, 암모니아가스 제거 등에 일라이트 초미분체가 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.
최근 호수나 하천으로유입되는 질소 화합물로 인해 자주 발생하는 부영양화 현상은 수질환경에 많은 악영향을 미치고 있다. 따라서 질소 오염원을 많이 배출하는 하/폐수, 축산폐수, 매립지 침출수 등의 암모니아성 질소 오염원을 적절한 방법으로 조절/제거하는 것은 매우 중요하다 하겠다. 천연 일라이트를 이용한 암모늄 이온교환 특성은.. 입자크기가 작을수록 이온교환능이 우수했고, 일라이트를 산처리한 경우는 이온교환능이 감소한 반면 NaCl로 처리한 경우 약 25%의 이온교환능이 향상되었으며 이온교환능은 1.95meq NH4+-N/g illte이었다. 상용으로 사용되는 천연 제올라이트류가 1.8~2.1meq NH4+-N/g zeolite를 가지는데 이에 뒤지지 않으며 값싼 국내산 일라이트를 사용하여 암모늄 이온교환 공정에 적용이 가능하리라 판단된다.
가격이 저렴하고 효능이 탁월한 무기항균제 및 탈취제의 개발을 목표로 영동산 일라이트에 은이온을 이온교환 시켜 기능성 세라믹을 제조하는 제조 공정을 체계화하였다. 은 이온교환 영동산 일라이트를 사용한 대장균에 대한 살균실험결과 뛰어난 탈취능력이 있음을 ESR을 통한 활성산소의 측정을 통하여 유추해 볼 수 있었다. 또한 암모니아에 대한 탈취실험을 통하여 뛰어난 탈취능력을 발현함을 알 수 있었다. 이러한 탈취력의 발현원인도 ESR을 통한 활성산소의 측정을 통해 유추해 볼 수 있었다. 이상의 결과로 가격이 저렴하고 효능이 있는 영동산 일라이트를 원료로한 무기항균제의 개발이 가능함을 알 수 있었다.
일라이트는 그 자체에서 음이온을 발생하고, 인체에 유익한 원적외선을 다른 물질에 비해 많은량을 방사하며, 모든 악취와 분진, gas, 세균까지 흡착 탈취하는 기능을 갖고 있다. 다시말해 일라이트는 나노 크기의 다공체로서 유해 가스나 분진등을 일라이트 자체가 포집, 제거하는 기능을 가지고 있는 것이다. 일라이트는 미분말 상태로 흡착탈취제나 원적외선 방사 및 동식물의 성장 촉진제로 이용되고 있으며, 이 분말을 세라믹으로 성형하여 일정한 크기나 모형을 부여하여 상기 능력과 함께 미관상의 의미를 부여하기도 하고 있다. 일라이트를 함유한 공기조화기 및 공기청정기용 필터의 원사를 압출방사, 필터를 제조하였다. 이 필터는 원적외선을 방사하여 우리몸의 혈액순환작용에 도움을 주며, 원사가 항균 및 살균력을 구비하고 있어 각종 세균의 침임을 막고 기존 필터의 세균 번식을 억제할 수 있는 능력을 가지고 있는것이 실험으로 입증되었다.
증류수에 일정량의 중금속을 이온화 하여 주입시킨후 illite의 첨가량을 조절하면서 시간에 따른 중금속의 잔여량을 조사하였다. 실험에서는 white illite 보다 yellow illite가 흡착능력이 다소 우수한것으로 나타난다. 실험결과 일라이트 세라믹을 정수기 필터의 하우징 내부에 충진시켰을 경우에 중금속이 걸러지는 효과를 기대할수 있다.
Al 혼합응집제 [Al2(SO4)3 + PAC]를 단독으로 처리한 경우보다 illite를 병용하는 경우 Al응집제의 사용이 적었다. pH를 조절하기 위한 소석회의 양은 Al 혼합응집제를 단독으로 사용했을 경우보다 illite를 보조제로 사용했을 때 월등히 적었다. 앙금의 양은 동일한 응집효과를 보이는 시료를 비교해 볼 때, illite를 첨가 사용하는 경우에 훨씬 적었다. 이상의 결과로 알루미늄 응집제에 Illite를 첨가하여 사용한 경우 재래적으로 알루미늄 응집제만 사용한 경우보다 알루미늄 응집제의 양이 훨씬 적게 소요되며 소석회양도 월등히 적었다. 그리고 앙금의 생성량도 월등히 적었음을 볼 때 전체적으로 illite를 응집제로 혼용할 때에 보다 좋은 응집처리 효과를 기대 할 수 있다.
Illite의 물에서 용출성을 실험한 결과, 중금속류는 거의 용출되지 않았고 기타불순물질은 미량(황산이온 : 2.79mg/L, PO4 - P : 0.001mg/L) 용출되었다. 알미늄 응집제 (aluminum-sulfate 72.72mg : PAC 9mg을 시료 1L에 주입)와 illite를 혼합하여 관찰한 결과, illite를 0.5 - 2.0ml/L 농도로 첨가주입했을 때 상등액의 탁도는 1도까지 제거되었다. 동일한 조건에서 동일한 농도의 illite를 주입했을 때 pH8에서 응집효과가 가장 좋았다.5. 이상의 실험결과로 미루어 볼 때 illite는 상수처리장의 응집보조제로서 사용이 가능할 것으로 사료된다.
육성오리에 대한 알칼리장석-일라이트 급여는 증체량의 개선효과와 더불어 가슴육의 조지방 함량의 감소, 관능평가에서 외관의 개선효과, 콜레스테롤 함량의 감소, 지방산 패도의 감소, 포화지방산 비율 감소, 불포화 지방산 비율의 증가하는 결과를 보였다.
일라이트 사료를 공급한 후 장내 대장균의 절대량의 감소, 암모니아가스의 발생이 감소되었으며 더욱이 비피더스균은 증가하고 웰시균은 감소됨이 확인됨에 따라 일라이트가 첨가된 기능성 사료를 애완동물에 공급 시장내 유익균의 증식을 촉진하여 유해균의 증식에 따른 유해가스의 발생을 억제함으로써 분변에서의 악취를 효과적으로 제거 할 것으로 판단된다. 본 시험결과를 종합하여 볼때 일라이트는 동물의 소화기관에 무해하며 특히 장내 세균중 유익균을 증가시키고 유해균을 억제시키며 지속적인 투여시에는 가축의 육질개선에 지대한 효과가 있는 것으로 생각된다.
illite 첨가사료를 급여한 돼지의 경우 일반사료를 급여한 돼지에 비해 가열감량, 드립감량은 낮게 나타났으며 근내지방도는 높게 나타났다. 또한 다즙성도 우수한것으로 나타났다.
일라이트 첨가사료를 급여시 총 증체량, 일당 증체량, 사료섭취량과 사료효율이 높게 나타났으며 콜레스테롤 함량은 낮게 나타났다. 돈육의 생산성 향상과 육질의 개선을 위하여 illite를 육성기사료에는 1%, 비육기에는 1.5~2%를 첨가하는 것이 좋은것으로 사료된다.
일라이트 첨가사료 급여시 사료섭취량과 일당증체량 및 사료요구율이 높게 나타났으며, 도체등급은 16% 개선되었다. 육성돈의 분을 발효시 NH3 가스 발생량이 개선되었으며, 증체 kg당 사료비용의 개선효과가 나타났다. 육성-비육돈에 대하여 illite를 1.5% 수준으로 첨가-급여하면 일당증체량, 사료요구율, 육질 A등급 출현율, 분내 암모니아 가스 발생량 및 경제성면에서 효과적인 것으로 사료된다.
일당 증체량은 일라이트 급여구가 가장 높게 나타나 이유직후 송아지의 성장발육에 영향을 미쳤으나 가공되지 않은 황토급여는 성장발육에 뚜렷한 효과가 없었다. 육성기 농후사료 섭취량 및 체중대비 섭취비율은 활성탄, 일라이트 순으로 우수하게 나타났으며, 혈청내 IgG(면역 글로부린)농도는 일라이트 급여구가 가장 높게 증가하였다. 점토광물인 illite는 다른 항병력 증진물질과 마찬가지로 어린 송아지의 발육 및 사료이용성을 증진시키지만 가공되지 않은 황토의 급여는 발육 및 사료 이용성에 뚜렷한 차이가 없는것으로 나타났다.
거세한우를 이용하여 점토광물 급여효과를 검토해본 결과 일라이트 처리구가 일당증체량이 가장 높게 나타났으며, 백혈구 세포 표면 분자에 특이적인 CD2, CD4, B cell 및 monocyte(단핵백혈구)에서 대조구보다 높은 경향을 보였다. 이것으로 볼때 체내의 비 특이적인 면역반응에 기여할것으로 사료된다.
