산성 오존수를 이용한 생물 무기 소독제 개발 및 특성 연구

Abstract

전쟁은 인류문명에서 피치 못할 어두운 한 면을 대표한다. 아이러니 하게도 전쟁무기는 인류 기술문명의 발달에 일정부분 기여도 하지만 대량살상 무기의 개발과 그 위협은 인류의 존속에까지 영향을 미치게 되었다. 국제사회는 핵무기의 위협을 실감하면서 이제 핵무기개발에 대한 제동을 걸고 있다. 이에 반해서 이미 과거에 수차례 사용된 바 있는 생물 무기에 대해서는 뚜렷한 제제가 없는 실정이다. 이러한 생물 무기를 제독 할 수 있는 기술은 현재까지 알려진 바로는 염소 계 화합물이 주성으로 이루어진 액상 제독제이다. 그러나 이러한 제독제는 인체에 유해하고, 부식성이 강해 사용하는데 제약이 많다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 오존을 이용하여 생물 무기 제독제로서 사용 가능성을 알아보고자 하였다. 현재까지 오존은 주로 정수처리공정에서 고도처리단계에 사용되거나, 식품의 표면 세척, 살균에 이용되어 왔다. 그러나 아직까지 오존을 이용하여 생물 무기 제독제와 같은 방식으로 이용 될 수 있는 연구는 이루어지지 않았다. 생물 무기 제독제로서 사용되기 위해서는 수중에서 오존의 단점인 짧은 감소시간을 늘려야 한다. 현재까지 알려진 오존의 일반적인 성질에 의하면 오존은 수중에서 온도가 낮을수록, 물의 pH가 낮을수록 오래 동안 남아 있을 수 있다. 그러나 온도는 실제 환경에서 낮추기가 어려운 문제점이 있다. 이러한 점을 보완하기 위해 본 연구에서는 산성 전기분해수(산성 전리수)를 이용하였다. 산성 전리수에 오존을 용해시켜 만든 물을 전리 오존수라 칭하였으며, 전리 오존수를 이용하여 생물 무기 소독제로서의 가능성을 확인하였다. 주요한 결과는 다음과 같다. 첫째, 전리 오존수를 이용하여 박테리아 포자 (ATCC9372, B. atrophaeus)를 살균한 결과 매우 우수한 살균력을 나타내었으며, 3분 이내에 3.1×105의 포자를 모두 살균 시켰다. 둘째, 전리 오존수는 전리수, 오존수보다도 높은 살균력을 나타내었으며, 전리 오존수는 전리수와 오존에 의해 상승 작용을 가지는 것으로 확인 되었다. 또한 박테리아 포자, 박테리아, 효모균, virus 등의 살균 실험을 통해 생물 무기 소독제로서의 가능성을 확인 하였다. 셋째, 미생물이 유기물과 함께 존재할 때 오존 살균의 메커니즘을 살균 모델을 통하여 제시하였다. 제시한 살균 모델은 박테리아 포자 살균 실험 결과와 잘 일치 하였다. 넷째, 전리 오존수의 우수한 살균력은 전리수의 낮은 pH에서 기인하는 것으로 밝혀졌으며, 물의 pH를 낮춤으로써 오존의 감소시간이 증가 하였다. 이 결과를 바탕으로 산성 오존수를 제조하였으며 산성 오존수를 이용하여 박테리아 포자를 살균한 결과 pH 7에서보다는 pH 4와 5에서 훨씬 우수한 살균력을 나타내었다. 이 결과 또한 제시한 살균 모델과 잘 일치 하였다. 그리고 박테리아 살균 실험에서는 유기물의 함량이 높아질수록 살균 효과가 낮아 졌으며, pH에 따른 살균 효과는 오존 감소 특성과 일치하는 결과를 보였다.