대표적인Biocide의 살균 작용을 간단히 소개하면, Isothiazolinone의 경우에는 Thiol group(SH)와 화학반응을 하여 세포의 물질대사 억제하며, 4급 암모니움의 경우는 세포막을 구성하는 phospholipids와 전기적 결합으로 세포 호흡을 억제하며, phenol경우에는 phospholipid에 물리적으로 침투하여 세포내 수송시스템을 파괴한다.
모든 biocide는 상기 언급한 메카니즘 의하여 세포와 반응하여 성장 억제 또는 죽이는 기능을 갖고 있으므로 어떠한 경우에도 무해할 수 없으므로 그 영향을 최소화하여야 한다.





출처:Antimicrobial resistance to disinfectants in biofilms
P.Araújo, M.Lemos, F.Mergulhão, L. Melo and M.Simões*
LEPAE, Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto, Rua Dr. Roberto Frias, s/n, 4200-465 Porto, Portugal

Biocide는 소독제 (disinfectant),방부제(preservative),병충해 방지 (pest control),기타 살균제 (other biocide)로 크게 구분될 수 있으며, 약 955종과 372종의 등록물질 (notified substances)을 포함하여 23제품 형태 (product type)로 분류되어 있다

미생물의 성장을 억제하거나 또는 죽이는 물질 (bactericide or fungicide pesticide)이 환경에 대하여 영향이 무해하거나 최소화된다면 Green또는 Eco-Friendly Biocide라 할 수 있다.

녹색화학은위험하거나환경을오염시킬수있는물질의사용과생성을 최소화하면서화합물을제조하는프로세스를설계하는과학이다.녹색화학의‘12원칙’이란화학자들이지속 가능한목표를달성하는데 도움을줄수있는‘설계규칙’으로서이원칙하에합성반응을주의깊게계획해서원하지않는반응을최대한줄일수있도록분자규모에 서설계하는것이특징이다.

출처:http://en.wikipedia.org/wiki/Green_chemistry

ASB합성공정: HOCl + Cl-NHSO₃H→ Cl-NHSO₃H + H₂O → NH₂SO₃H + HOCl + Br^-→ HOBr + Cl^-

12 Principles of green chemistry	Advanced Stabilized Bleach
1. Prevention waste	Prevent slime without additional chemicals or waste products.
2. Atomic economy	No excess material for disposal
3. Less Hazardous Chemical Synthesis	Bleach converts to less hazardous stabilized bleach
4. Designing Safer Chemicals	Stabilized bleach easily penetrates & removes biofilm
5. Safer Solvents & Auxiliaries	No solvents or auxiliary substance
6. Design for Energy Efficiency	ASB synthesis: no heating at ambient pressure
7. Use of Renewable feedstocks	Bromide ion is recycled in the cooling water
8. Reduce Derivatives	No other chemicals are used
9. Catalysts	No catalysts are used
10. Design for Degradation	ASB readily converts back to less-hazardous sulfamate ion
11. Real-time Analysis for Pollution Prevention	Chlorine can be analyzed & controlled in real time by ORP, DPD method

상기 표에서와 같이 Advanced Stabilized Bleach (ASB)제조공정은 녹색화학 12원칙과비교하여도 부합되는 것을 알 수 있다.

"Agreen biocide is prepared in a manner that avoids waste formation, so that the lack of waste treatment and cleaning costs makes it economical. It should be prepared from the least toxic renewable raw materials, without solvents, consuming minimal energy and producing no by-products. The production process should be accelerated by specific catalysts that are regenerated at the end of reaction for reuse. The synthetic process should be monitored using analytical tools and techniques to prevent pollutants from spreading into the environment The process should be safe and free of accidents or explosives." (Fig. 1).

출처 :

할로겐계, 이산화염소, 오존, Hydrogen peroxide와 같은 산화성 살균제(oxidizing agent B)는 다음 그림과 같이 산화환원 반응으로 미생물(reducing agent A)을 화학적으로 태워 죽이기 때문에 장기간 사용하여도 내성은 발생하지 않는다,





염소가스를 예를 들면 물과 반응하여 차아염소산(HOCl)이 생성되고 생성된 차아염소산은 반응성이 높은 발생기 산소(Nascent Oxygen)발생시켜 미생물을 산화시킨다.

비산화성 살균제는 세포막을 손상시켜서 미생물을 살균 또는 성장 억제하는 방법과 미생물의 에너지 생산과 활용과 같은 biochemical machinery을 손상시키는 방법에 의하여 미생물을 살균하는 방법으로 크게 2종류로 구분될 수 있다.
예를 들면 4급 암모늄의 경우에는 세포막을 손상시켜서 미생물의 성장 억제와 살균을 하나 그외 대부분 살균제는 미생물의 물질대사 (metabolism)를 손상시켜 살균하게 된다. 따라서 지속적으로 사용시 미생물이 내성이 생길 수 있다

내성은 여러 경로로 발생되는 것으로 알려져 있으나 미생물 특성상 정확하게 밝혀져 있지 않으며, 여러 주장이 제기되어 있다. 그 중에 하나를 예를 들어 소개하면 biofilm에 서식하고 있는 박테리아가 첫 번째 단계에서 약품이 biofilm에 흡수되거나 전기적으로 결합되어 biofilm침투가 늦어지거나 침해되지 못할 경우에는 살균력 효력이 거의 발휘하지 못하게 된다. 두 번째 단계는 침투가 되는 경우에도 biofilm내 미세환경 예를 들면 산소결핍 또는 pH등의 변화로 일부 박테리아가 phenotype (유전자와 환경의 영향에 의해 형성된 생물의 형질)상태로 분화될 수도 있으며, 세 번째 단계는 미생물이 영양분 결핍과 적대적 환경으로 인하여 포자형태로 분화되어 약품의 효능이 무력화되기도 한다.

동일한 약품을 지속적으로 사용시 발생하는 내성은 다양한 미생물 특성상 원인을 명확하게 규명할 수 없으나, 화학적으로 태워 죽이는 산화성 살균제를 제외한 비산화성 살균제를 사용시에는 불가피하게 발생된다.

출처:
Lancet2001;358:135–38
Center for Biofilm Engineering and Department of Chemical
Engineering, Montana State University, Bozeman, MT 59717-3980,
USA(P S Stewart, J W Costerton)

Antimicrobial mode of action of biocides (adapted from [19]). CRAs– Chlorine removal agents; QACs– Quaternary ammonium compounds

상기 그림에서 살균제는 미생물의 특정 group과 화학적으로 반응하여 미생물의 성장/억제 또는 죽이는 사실을 보여주고 있다.

염소계 (CRA)를 예를 들면, Bacteria에서는 원형질과 세포벽 물질과 반응하며, 진균류에서는 세포의 amino (-NH)group,바이러스에서는 DNA, Capsid (바이러스 핵산을 싸고 있는 단백질 껍질),세포의 thiol (-SH) group과 반응하며, 박테리아 포자에서는 피질 (cortex)과 반응하여 미생물을 죽게 한다.

출처:Antimicrobial resistance to disinfectants in biofilms
P.Araújo, M.Lemos, F.Mergulhão, L. Melo and M.Simões*
LEPAE, Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, University of Porto, Rua Dr. Roberto Frias, s/n, 4200-465 Porto, Portugal

isothiazolone는 효소나 단백질의 -SH group과 반응하여 세포의 기능을 저하 (ie, ATP합성과 이용을 억제)시켜서 죽게한다




출처:THE ENVIRONMENTAL FATE OF COMMONLY USED OXIDIZING AND NON-OXIDIZING BIOCIDES: REACTIONS OF INDUSTRIAL WATER BIOCIDES WITHIN THE SYSTEM
Mary C. Chervenak Senior Chemist Union Carbide Corporation P. O. Box 670 Bound Brook, NJ 08805

Glutaraldehye 살균제는 두개의 알데하이드와 세포의 아민과 반응하여 세포가 봉인되는 효과 (a sealing of the cell envelope)로 인하여 세포가 죽게 된다.



출처:THE ENVIRONMENTAL FATE OF COMMONLY USED OXIDIZING AND NON-OXIDIZING BIOCIDES: REACTIONS OF INDUSTRIAL WATER BIOCIDES WITHIN THE SYSTEM
Mary C. Chervenak Senior Chemist Union Carbide Corporation P. O. Box 670 Bound Brook, NJ 08805

Quaternary ammonium salt 살균제는 양이온이므로 음이온계 세포막과 전기적 결합으로 인하여 세포의 삼투압 변화로 단백질이 변성되어 세포가 죽게된다.



출처:THE ENVIRONMENTAL FATE OF COMMONLY USED OXIDIZING AND NON-OXIDIZING BIOCIDES: REACTIONS OF INDUSTRIAL WATER BIOCIDES WITHIN THE SYSTEM
Mary C. Chervenak Senior Chemist Union Carbide Corporation P. O. Box 670 Bound Brook, NJ 08805

Ashraf등이 작성한 Review Paper에서는
"New approaches to controlling biofouling and their MICs are based on what is believed to be the mechanism for biofilm formation outlined earlier. These new approaches focus on chemical treatment programs that
do not function by killing the microorganisms
but by preventing the microorganisms from attaching to surfaces,
or by dispersing them from surfaces if they do become attached.
The dispersed microorganisms then can be killed with an oxidizing biocide such as chlorine or more environmentally acceptable biocides, such bromine, chlorine dioxide or ozone."
Biofouling을 제어하는 새로운 방향으로
살균제는 미생물을 죽이지 말고, 미생물이 기벽에 부착되는 것을 방지하고, 부착되는 경우에는 물속으로 분산시킨다.물속에 분산된 미생물은할로겐계와 같은 산화성 살균제로서 쉽게 제거할 수 있다.

미생물이 서식을 할 수 있는 환경 즉 biofilm을 제어함으로써 살균제의 환경에 대한 영향을 최소화하면서도 미생물 제어하는 것이 새로운 경향이다.

출처: Biofilm growth, structure and function OEST 740 011508

바이오 필름조성은 95%정도의 물, 2-5%정도 미생물과 음이온성을 갖는 polysaccharide계 고분자, 약간의 단백질 등으로 구성되어 있다. 폴리사카로이드는 biofilm을 기벽에 부착시키며, 내부에 수많은 water channel을 형성시켜서 미생물이 살 수 있는 환경을 조성한다. NIH (USA)에 의하면 biofilm으로 기인되는 미생물 감염은 80%정도로알려져 있다.

Biofilm생성 메카니즘

Biofilm의 생성은 크게 5단계로 구분할 수 있는 데, 성숙단계에서 EPO (Exopolysaccharides)가 생성되어 고착화가 가속되며, 생성된 biofilm의 일부는 유속에 의하여 물속에 분산되어 전 시스템으로 전파된다.
출처: Biofilms: A Survival and Resistance Mechanism of Microorganisms
Castrillon Rivera Laura Estela and Palma Ramos Alejandro
Universidad Autonoma Metropolitana, Departamento de Sistemas Biologicos,
Mexico


(water channels)

생성된 biofilm은 polysaccharide와 미생물, proteins수화물 형태로서 전기적으로 음이온, 친유성 및 화학 반응성이 있으며 구조 또한 복잡 다양하며 내부에 수많은 water channels이 생성되어 있다.











This illustration shows the life cycle of a biofilm. In panel 1, free-swimming (or planktonic) bacteria attach to a surface; those attached (or sessile) cells then create microcolonies. In panel 2, the colony grows and matures as the cells divide and other cells attach to it; EPS stands for extracellular polymeric substances, also called the extracellular matrix. Eventually, in panel 3, some bacteria split off, either individually (seeding) or in clusters, and attach to another surface to start a new colony.

부유성 미생물이 표면에 부착되면 부착성 미생물이 되어 microcolonies형성되는 과정과 유속 등에 의하여 분리된 seeding dispersal에 의하여 계속 전파되는 과정을 보여주고 있다. 같은 종류의 미생물이지만 서식지에 의하여 부유성과 부착성으로 구분된다.

"Bacteria in biofilms can be 1,000 times more resistant to antibiotics than free-swimming bacteria. This increased resistance is only one of the many ways bacteria in biofilms differ from bacteria outside biofilms. "

출처: Fall 2010 online at dartmed.dartmouth.edu—Dartmouth Medicine 27









MIC - Minimum Inhibitory Concentrationis the lowest concentration of an antibiotic needed to stop the microbe from reproducing.

MBC - Minimum Biocidal Concentrationis the lowest concentration of an antibiotic needed to kill the microbe






일반적으로 사용되는 비산화성 살균제의 MIC (부유성 미생물 성장을 억제하는 최소농도)도 연구논문에서와는 다르게 실제 사용시와는 주변환경에 따라서 큰 차이를 보여주고 있다.




상기 그래프에서 염소의 경우에는 2.5 ppm투입 5시간 후 후 부유성 미생물 생존율은 10^-8 이하으로 격감하였으나, biofilm에 부착된 미생물은 죽지 않은 것을 알 수 있다. 비산화성 살균제인 glutaradehyde, isothiazolone, 4급암모니움도 동일한 경향을 보여주고 있다.

Resistance factor: biofilm kill time/planktonic kill time

다음 표에서 부유성 미생물과 biofilm에 부착된 미생물이 biocide투입 후 미생물 숫자가 log2 level감소하는 데 요구되는 시간을 비교하였다.
표에서 알 수 있듯이 충분한 농도로 투입할 경우에 4급 암모니움계인 ADBAC는resistance factor최대 2,000이상, 염소의 경우에도 11배 정도로 현저하게 차이가 있음을 보여주고 있다. 그러나 이와 같이 높은 농도로 biocide를 투입하지 않으므로 일반적으로 사용되는 농도범위에서는 biofilm에 부착되어 있는 미생물은 죽지 않는다.




출처 :
P.S.Stewart et a l.Center for Biofilm Engineering and Department of ChemicalEngineering, Montana State University Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, (2002)29, 10-15









MBEC는 biofilm을 제거할 수 있는 최소농도로서 일반적으로는 MBEC > MBC > MIC로서 Biofilm을 제거하기 위하여서는 MIC대비하여 다량의 biocide투입이 필요하다.



할로겐계 살균제는 접촉시간에 따라 상이하지만 1시간(유지/접촉시간)기준으로 보면 2~4 ppm범위에서 Biofilm이 제거된다.





비산화성 살균제의 MBEC는 1시간 접촉시간을 기준으로 현재 냉각탑에서 자주 사용되고 있는 isothiazolone의 경우에는 75 ppm (active기준)으로 매우 높은 농도이다.

출처 :









다음 그래프에서 biofilm이 생성된 후 1주일 경과하면 HOCl의 MBEC농도가 2.5에서 7.5 ppm으로 증가되는 것을 확인할 수 있습니다. 비산화성 살균제도 같은 경향이며현장에서는 훨씬 오래된 biofilm의 경우에는 제거가 매우 어렵습니다.
"A 7-day biofilm was prepared from P. aeruginosa. As biofilms age they generally become more resistant to the action of biocides. As expected, the 7-day biofilm proved more difficult to eradicate than 24-hour biofilms in this work"





출처:









염소는 세포를 산화시켜 세포의 생리가능을 정지시켜 미생물을 죽게 하며 그 과정은 세포표면에 있는target site와 반응하여 세포벽 장애물을 파괴하여 세포 구성성분을 누출하게하여 세포막 구성기능을 정지시킨다. 이로 인하여 세포기능이 정지되는 메카니즘으로 세포에 있는 functional group을 산화시키므로 장기간 사용시에도 내성이 발생되지 않는다,
출처:Chlorine Gas Inhalation
Human Clinical Evidence of Toxicity and Experience in Animal Models
PROCEEDINGS OF THE AMERICAN THORACIC SOCIETY VOL 7 2010 pp 257

염소가 기도(Airway)로 흡입될 경우에는





염소가스는 물과 반응하면 염산(HCl)과 차아염소산(HOCl)이 된다. 따라서 수영장에서 사용되고 있는 차아염소산 용액은 염소가스를 물과 반응하여 pH만 알카리로 조정한 것으로 반응성은 동일하다

차아염소산은 반응성이 높은 nitrogen species, hydroxyl radical등을 생성시킴으로써 기도부상, 부종, 염증, 급성과민성 기도수축 등을 초래할 수 있다

다음 그림은 염소가스를 흡입시 기도에 상처가 나는 과정을 그림으로 보여 주고 있으며 차아염소산도 동일하게 반응하는 것을 보여주고 있다




출처 :
Chlorine Gas Inhalation
Human Clinical Evidence of Toxicity and Experience in Animal Models
PROCEEDINGS OF THE AMERICAN THORACIC SOCIETY VOL 7 2010 pp 257


Workplace Exposure Limits for Chlorine

Exposure	Exposure Limit at workplace	Remark
2~3 ppm		Annoying (짜증나는)
1~2 ppm		Burdensome(괴로운), irritating (자극하는)
1 ppm	15 min
0.5 ppm	6 hrs
0.3 ppm		Odor perception (냄새인식)
0.034 ppm	Workplace	WHO 제안 (감각적인 자극 & 환기)

WHO가 권장하는 작업장의 염소가스 농도즉 장기간 거주할 수 있는 농도는 0.034 ppm이며 냄새를 인식할 수 있는 농도인 0.3 ppm의 1/10수준으로 낮은 편이다.


염소가 입으로 들어가는 경우에는

염소 처리된 물을 마시면 위장에 있는 음식물이나 장에 있는 물질이 급속하게 염소를 중화시킨다. 염소의 농도가 소화기간의세포막을손상하기에는 농도가 너무 낮다.
음용수나 수영장과 같은 소량의 염소는 상대적으로 단순한 미생물을 죽일 수 있다. 그러나 농도가 높아지면염소는 인체의 세포를 손상시킬 수 있다
출처:SCIENTIFIC AMERICAN May4, 1998
Jon J. Calomiris,WaterResearch Program Manager at the United States Air Force Research Laboratory, and Keith A. Christman, Director, Disinfection and Government Relations at the Chlorine Chemistry Council, collaborated on this answer









※ 유독물 (제3조 관련)

고유 번호	화학물질의 명칭	표시사항(Code)※
		유해위험문구	그림 문자	신호어
97-1-2	Hydrogen peroxide : 7722-84 및 이를 6% 이상 함유한 혼합물질	- 화재 또는 폭발을 일으킬 수 있음 : 강산화제 - 삼키면 유해함 - 흡입하면 치명적임 - 피부에 심한 화상과 눈에 손상을 일으킴	GHS03 GHS06 GHS05	위험
2013-1-669	Chlorine dioxide ; 10049-04-4 및 1% 이상 함유한 혼합물질	- 화재를 일으키거나 강렬하게 함: 산화제 - 고압가스포함: 가열하면 폭발할 수 있음 - 흡입하면 치명적임 - 피부에 심한 화상과 눈에 손상을 일으킴 - 수생생물에 매우 유독함	GHS03 GHS04 GHS06 GHS05 GHS09	위험
97-1-106	Bronopol : 52-51-7및 이를 1% 이상 함유한 혼합물질	- 삼키면 유독함 - 피부와 접촉하면 유해함 - 피부에 자극을 일으킴 - 눈에 심한 손상을 일으킴 - 호흡기계 자극을 일으킬 수 있음 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생생물에 유해함	GHS05 GHS06 GHS09	위험
97-1-109	Bromo-2-propanone : 598-31-2 및 이를 1% 이상 함유한 혼합물질	- 흡입하면 치명적임	GHS06	위험
2012-1-643	Polyhexamethyleneguanidine phosphate : PHMG phosphate : 89697-78-9 polyhexamethylene guanidine hydrochloride; PHMG chloride; 57028-96-3과 그 중 하나를 1% 이상 함유한 혼합물질	- 삼키면 유해함 - 흡입하면 치명적임 - 눈에 심한 손상을 일으킴 - 장기간 또는 반복 노출되면 (특정표적장기)에 손상을 일으킴 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생생물에 유해함	GHS05 GHS06 GHS08 GHS09	위험
2012-1-644	5-Chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one; 26172-55-4 및 이를 1% 이상 함유한 혼합물질	- 삼키면 유독함 - 피부와 접촉하면 치명적임 - 흡입하면 치명적임 - 피부에 심한화상과 눈에 손상을 일으킴 - 알레르기성 피부 반응을 일으킴 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생생물에 유해함	GHS05 GHS06 GHS09	위험
2012-1-645	2-Methyl-4-isothiazolin-3-one; 2682-20-4 및 이를 1% 이상 함유한 혼합물질	- 삼키면 유독함 - 피부와 접촉하면 치명적임 - 흡입하면 치명적임 - 피부에 심한 화상과 눈에 손상을 일으킴 - 알레르기성 피부반응을 일으킴 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생생물에 유해함	GHS05 GHS06 GHS09	위험
2005-1-555	Tributyltetradecylphosphonium chloride; 81741-28-8 및 이를 25% 이상 함유한 혼합물질	- 삼키면 유해함 - 피부에 자극을 일으킴 - 눈에 심한 자극을 일으킴 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생생물에 유해함	GHS07 GHS09	위험

비산화성 살균제는 대부분 그리고 산화성 살균제인 과산화수소와 이산화염소는 유해화학물질 관리법에 의거하여 유독물로 지정되어 있다









ASB구성성분은 차아염소산, 술판산 그리고 pH조절을 위한 가성소다, 소량의 브로마이드이온으로 구성되어 있다. 각 성분의 물질안전 보건자료는 다음과 같다.

CAS #	화학물질의 명칭	표시사항(Code)※
		유해위험문구	그림 문자	신호어
7681-52-9	Sodium hypochlorite	- 금속을 부식시킬 수 있음 - 피부와 접촉하면 유해함 - 흡입하면 유해함 - 피부에 심한 화상과 눈에 손상을 일으킴 - 눈에 심한 손상을 일으킴 - 삼켜서 기도로 유입되면 유해할 수 있음 - 수생생물에 매우 유독함 - 장기적 영향에 의해 수생 생물에게 고독성이 있음	GHS05 GHS07 GHS09	위험
13845-18-66	Sulfamic acid Mono sodium salt	- Skin and eye contact may result in irritation. - May be harmful if inhaled or ingested.	GHS05	경고
1310-73-2	Sodium hydroxide	- 피부에 심한 화상과 눈에 손상을 일으킴 - 눈에 심한 손상을 일으킴 - 신체 중 특정장기에 손상을 일으킴	GHS05 GHS08	위험
7647-15-6	Sodium bromide	- 자료없음	-	-

제품상태로서는 pH가 높은 관계로 피부와 눈에 자극을 유발할 수 있으나 수성시스템에 투입된 이후에는 안정화된 염소와 브로마이드이온 혼합물 상태로 작용되며 브로마이드 이온 농도도 바닷물 속에 포함되어 있는 양 (50~70ppm)보다 적게 되므로 환경에 대한 영향은 거의 없다.









가습기 살균제의 살균제 성분은 주로 폴리헥사메틸렌구아니딘 (polyhexa methylene guanidine; PHMG)과 염화 올리고-(혹은 2-)에톡시 에틸구아니딘 (Oligo(2-)ethoxy ethoxyethyl guanidine chloride; PGH)이고, 클로로메칠 이소 티아졸리논(CMIT)을 이용하는 경우도 있다.

“MIT and its closely related analog,chloromethylisothiazolinoneor CMIT, affect the ability of young or developing neurons to grow processes (axons and dendrites) in tissue culture.” ~~~”The toxic actions of MIT on developing neurons occurs at much lower concentrations than those inducing lethal injury (1-3 micromolar). CMIT is even more potent, working at concentrations as low as 0.1 micromolar.One micromolar is approximately 0.115 parts per million.”
간략하게 요약하면
이소티아졸론 계 물질은 낮은 농도 (MIT: 0.1~0.3 ppm, CMIT: 0.01 ppm)에서도 어리거나 성장하는 신경의 돌기와 신경세포의 수직상 돌기에 영향을 줄 수 있다.

출처:http://en.wikipedia.org/wiki/Methylisothiazolinone

독성 없다던 가습기 살균제, 환경부선 작년 ‘유독물’ 지정

김기범 기자 holjjak@kyunghyang.com
복지부 발표와 달라 ‘은폐’ 의혹… 피해자 보상 길 열릴 듯

보건복지부 질병관리본부가 독성이 없다고 발표한 가습기살균제성분 CMIT와 MIT에 대해 지난해 9월 환경부가 인체와어류등에 유독한 물질로 지정했던 것으로 확인됐다.

CMIT와 MIT는 살균·소독기능을 가진화학물질이다. 복지부가 정부 내에서 유독하다고 판정한 물질을 눈감은 책임론이 제기되고 피해자들이 보상 받는 길도 열릴 것으로 전망된다.

국회 환경노동위원회장하나 의원(민주통합당)은 지난해 9월 환경부가동물실험을 통해 가습기 살균제 성분 중 CMIT와 MIT의 독성을 확인하고 유독물로 지정했다고 11일 밝혔다. 질병관리본부가 지난해 2월 이 물질이 주성분인 제품에서는 폐가 딱딱해지는 섬유화 소견이 발견되지 않았다며수거대상에서 제외했던 것과 정면 배치되는 내용이다. 질병관리본부는 지난 9일 장 의원이 두 성분이 든 가습기 살균제로 인해 5명이 숨졌다고 발표했을 때도 추가조사 계획은 없다(경향신문4월10일자12면보도)고 밝힌 바 있다.

장 의원이 공개한 자료를 보면 환경부가 흰쥐를 대상으로 유해성심사를 한 결과 CMIT와 MIT는 급성독성이 있는 물질로 확인됐다.

실험 결과 CMIT와 MIT가 든 성분은 가습기 살균제로 사용될 때처럼 폐로 흡입하는 경우 4시간 동안 0.33㎎의 극히 적은 양에만 노출돼도 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 화학물질을 폐로 흡입할 때 유독물 지정기준인 1㎎/ℓ의 3분의 1에 불과한 양으로, 전문가들은 CMIT와 MIT를 고독성 물질로 분류하고 있다.

장 의원은 “그 동안 두 성분이 들어 있는 제품을 사용해 피해를 입었음에도 복지부가 인과관계를 규명하지 못해 보상 받을 길이 막혀 있던 피해자들에게 보상과 구제의 가능성이 생겼다”며 철저한 진상조사를 요구했다.

출처:http://news.khan.co.kr/kh_news/khan_art_view.html?artid=201304120600065

[단독] "치명적 독성물질 든 '아기 물티슈'팔리고 있다"

인체 유해한 '세트리모늄 브로마이드'넣은 제품 40여 종 유통...식약처 "흥분·발작 초래하고 호흡근육 마비로 사망할 수도“ 기사입력시간[1297호] 2014.08.27(수)시사저녈

“실제 식약처가 제공하는 독성 정보 안내 서비스인 ‘독성 정보 제공 시스템’에서도 ‘세트리모늄 브로마이드’와 관련된 독성 자료가 다양하게 검색됐다. 이 자료에 따르면 ‘세트리모늄 브로마이드(세트리모늄 브롬화물로 검색)’는 ‘심각한 중추신경계 억제를 유발하여 흥분과 발작을 초래할 수 있으며 호흡근육 마비로 사망할 수 있다. 강력한 피부 자극원으로 섭취시 유해하다’고 돼 있다. 또 국내에서는 인후통·구내염·치은염 등의 통증 완화용 의약품과 수입산 세정제 등의 상품에 쓰이고 있다고 적시돼 있다.”

출처: MSDS

“애 키우는 부모 입장에서 용납 못해”

식약처는 8월19일 현재 공산품으로 관리되는 물티슈를 화장품으로 분류하는 내용을 담은 ‘화장품법 시행규칙 개정안’을 오는 9월28일까지 입법 예고한다고 밝혔다. 앞으로 물티슈가 화장품으로 분류되면 화장품 사용 원료 기준을 준수해야 하고 부작용 보고가 의무화된다. 현재 공산품은 유해 화학물질 1개 성분만 사용이 금지돼 있지만 화장품의 경우에는 사용할 수 없는 성분이 1013종에 달하며 보존제, 자외선 차단 성분, 색소 등 260종은 사용량 제한이 필요한 성분으로 지정돼 있다.

물티슈 제조·유통업체 관계자는 “원래 지난해 1월 물티슈 전 성분 표시제가 시행되기로 했는데 업체들의 반발이 상당했다. 시행 시기를 7월까지 늦추고 그 사이 부랴부랴 제품을 갈아엎은 것”이라며 “화장품법이 개정된다고 하자마자 ‘은근슬쩍’ 제품 성분을 바꾸는 곳들이 눈에 띄고 있다. 몇 달 사이에 연구·개발을 마치고 특정 성분만 뺀 제품 출시가 가능한지 의문”이라고 밝혔다.

유해 화학물질은 극미량으로도 인체에 큰 영향을 미칠 수 있다. 유해성 여부를 입증하는 것 또한 매우 어렵다. 취재 과정에서 만난 방부제 업체 관계자는 “양심고백을 한 이유는 나 역시 아이를 키우고 있는 부모이기 때문이다. 쉽게 말해 물에 적신 휴지에 독성물질을 넣은 것인데, 내 아이가 쓸 수 있다는 생각을 하니 가만히 있을 수가 없었다”고 밝혔다.

물티슈 안전 조사 결과… ‘26개 제품 모두 안전’

입력 2014-12-01 14:03:00

물티슈 안전 조사 결과… ‘26개 제품 모두 안전’
물티슈 안전에 관한 조사 결과에 누리꾼들의 이목이 집중됐다.

물티슈에 함유돼 인체 유해 여부를 놓고 논란이 불거졌던 살균·보존제 성분이 시중 제품에는 기준치 이하로 들어있어 안전하다는 조사 결과가 나타났다.
산업통상자원부 국가기술표준원은 사람 몸에 사용하는 물티슈 제품 144개를 구매해 실태를 조사한 결과 '세트리모늄 브로마이드'성분이 조사 대상 제품 모두에서 안전기준 이하로 나왔다고 발표했다.

세트리모늄 브로마이드는 부직포와 물이 주성분인 물티슈에서 살균과 보존 기능을 하는 성분이다.
최근 이 물질의 안전성에 대해 문제가 제기되자 제조사 측이 반박하는 등 논란이 일어 화제로 떠올랐다.

국가기술표준원은 전문기관의 분석 결과 조사대상 제품 144개 중 26개 제품에서 세트리모늄계 성분이 사용됐는데, 제품 중량 내 비중이 0.0055∼0.0604%에 그쳤다고 전했다.
이는 안전 기준인 ‘제품 중량의 0.1%'를 밑도는 수치여서 시중에 유통 중인 제품은 “안전하게 성분 관리가 되고 있는 셈”이라고 국표원은 설명했다.

물티슈 안전에 네티즌들은 "물티슈 안전, 다행이야", "물티슈 안전, 마음껏 써야겠어", "물티슈 안전, 억울했을 듯"등의 반응을 보였다.

동아닷컴 온라인뉴스팀 기사제보 star@donga.com

차세대 살균제 ASB는 안정화된 염소와 bromide이온으로 구성되어 있는 슬라임 생성방지 및 제거 기능을 갖는 냄새가 없는 무기계 액상의 살균제이다.

ASB의 특성은 안정화된 염소와 브로마이드 이온은 슬라임 내부에 침투되나 NaOCl과 같은 다른 산화성 살균제는 일반적으로 사용되는 농도에서는 슬라임 표면에서 유기물과 먼저 반응하므로 슬라임 내부까지는 침투되지 않는다.



안정화된 염소인 chlorosulfamate이온은 슬라임과 기벽의 계면까지 침투하여 슬라임을 유지하고 있는 유기물(Exopolysaccharides)을 산화반응으로 부착력을 제거시켜 슬라임을 기벽에서 분리하여 물속에 부유하게 한다 물속에 부유된 슬라임은 blow down등 물리적으로 제거하는 것이 biocide소모를 줄이는 경제적 방법이다

냉각수 및 슬라임 내부에서 HOBr생성반응

안정화된 염소의 HOCl해리 반응: Cl-NHSO₃^- + H₂O→NH₂SO₃^- + HOCl

HOBr생성반응 : HOCl + Br^-→ HOBr + Cl^-

대부분 사용되고 있는 냉각수의 pH 8~8.5범위에서는 HOC l단독 사용시에는 해리가 적고 대부분 산화력이 부족한 OCl^-로 존재한다. 이를 보완하기 위하여 함께 투입된 bromide이온이 HOCl과 반응하여 해리도가 높은 HOBr을 생성하여 산화력을 증대시킨다.









ASB가 갖는 탁월한 슬라임 생성방지 및 제거력은 주요 구성 성분인 안정화된 염소와 bromide이온의 슬라임 침투력에 기인한다.



상기 그래프는 안정화된 염소 800 ppm을 투입후 392초 경과 후에 1mm biofilm을 투과한 농도는 400ppm이며 HOCl의 경우에는 1,000ppm투입후 1511초 경과 후에 1mm biofilm투과한 농도는 100ppm으로 측정된 data를 보여주고 있다.

이를 다시 정리하면 1mm biofilm을 50%침투하는 데 소요된 시간은 Cl^- 이온 약5분, 안정화된 염소이온 (chlorosulfamate ion)은 약 6분, OCl^-(hypochlorite ion)는 약 48분으로 안정화된 염소는 chloride이온과 비교하여도 차이가 많지 않았으나 OCl^-은 10배정도의 시간이 소요되었다.

안정화된 염소와 chloride이온은 슬라임과 반응하지 않은 상태이므로 슬라임에 빠르게 침투되는 현상으로 설명될 수 있다. 그러나 OCl^-의 경우에는 슬라임과 반응(산화)속도가 확산속도보다 빠르기 때문에 사용 농도범위에서는 대부분 OCl^-과 반응으로 소모된다. 그러나 슬라임의 제거를 위하여 과량의 HOCl을 투입하면 염소이온의 과다로 인한부식과 같은 심각한 문제가 발생된다.
참고로 수영장의 염소농도는 1ppm정도로서 실내에서 냄새를 확연하게 맡을 수 있는 농도에서도 오후에는 수영장 바닥에서 물때, 이끼 등이 미량씩 생성된다. 이를 제거하기 위하여서는 몇배 정도의 염소를 1주일에 1회 투입하여 이를 제거하여야 한다. 염소가 포함된 아파트 상수도 옥상의 탱크에서도 이와 같은 현상을 확인할 수 있다.

출처 : Stewart et al, Journal of Applied Microbiology 2001,91,525-532











기벽에 부착되어 있는 슬라임의 계면에 침투한 ASB는 안정화된 염소에서 해리된 차아염소산은 브로마이드 이온과 반응하여 차아브롬산을 생성시켜서 슬라임 부착력을 약화시켜서 물속으로 박리되어 제거된다.

Cl-NHSO₃^- + H₂O→ NH₂SO₃^- + HOCl

HOCl + Br^-→ HOBr + Cl^-











HOCl과 HOBr은 pH가 높아지면 산화력이 낮은Cl^-과 Br^- 생성된다. 예를 들면 HOBr은 pH 8.5에서 57%가 생성되나 브로마이드 이온이 없는 HOCl은 9%만 해리된다. pH가 높은 경우에는 HOCl투입량이 증가하여도 산화력은 증가되지 않고 염소 이온 농도만 높아지게 된다. ASB는 이러한 점에서 염소계 살균제와 기술적으로 차별화되는 점으로써 Stabilized Bleach의 낮은 살균력 문제를 충분하게 보완하였다.









① Hypobromous acid oxidizes the substrate, itself being reduced to bromide:
HOBr + Live pathogens → Br^-+ Dead pathogens
② The bromide ions are oxidized with the hypochlorous acid
Br^-+ HOCl → HOBr + Cl^-

병원체와 반응한 HOBr은 다시 Br^-으로 재생된 후 HOCl과 반응하여 산화력을 갖게 된다 이러한 순환반응으로 Br^-이 재사용되어 사용량이 최소화되었다.

출처: en.wikipedia.org/wiki/BCDMH

Oxidant	Halogen content	% of free chlorine	Remark
ASB	~ 6.6%	3~10 %	Less volatile
BCDMH	55%	42~71 %	Solid
HOCl	12%	100 %	Volatile

상기 표에서 알 수 있듯이 ASB는 투입대비 10%이하에서 해리되고 휘발성이 매우 낮음으로 염소 소모량을 최소화 할 수 있다.



상기 그래프는 ASB투입후 40℃에서 시간경과와 pH에 따른 free chlorine생성비율을 측정한 결과를 보여 준다. ASB는 pH가 비교적 높은(pH:8)즉 냉각탑의 냉각수에서 약 7%로 해리되어 염소소모량은 최소화할 수 있다. 비교적 낮은 경우(pH: 6)에도 free halogen형성은 총할로겐 양의 13%이내로 조정되어 HOCl대비하여 염소의 대기배출 및 소모량을 줄일 수 있다

1955년 캘리포니아 의회가 샌프란시스코 만 연변에 있는 9개 country (Alameda, Contra Costa, Marin, Napa, San Francisco, San Mateo, Santa Clara, southwestern Solano, and southern Sonoma)의 대기오염 제어을 위하여 제정하였으며, 2005-2006년 회계 년도를 기점으로 냉각탑에서 대기 중으로 배출하는 미세물질 (particular matter: PM),휘발성 유기물질 (volatile organic compounds: VOCs)와 독성 공기 오염물 (toxics air contaminant: TAC)의 총량을 주정부에 보고하도록 하였다.

냉각수에 녹아있는 무기물( total dissolved solids: TDS)이 공기 중에 분산되어 PM이 생성되며 VOC는 석유화학 공정에서 사용되는 열교환기의 leakage또는 냉각수 처리에 사용되는 VOC를 함유하는 첨가물에서 발생하며 TAC는 PM과 VOC를 구성하는 독성 성분으로 인하여 발생된다

냉각탑으로 인하여 발생되는 PM과 VOC의 양은 다음의 식으로 추정할 수 있다.

E = QＸ EF
E = Annual Emissions in pound per year (lb/yr)
Q = Cooling tower circulating water rate in million gallons /day
EF = Annual(365/yr) emission factor given in following Table
& expressed in lb/million gallon per day


Default Emission Factors for Cooling Tower

* This emission factor is consistent with the default emission factor provided in AP-42, Section 5.1, Table 5.1-2. It is 0.7 (lb/million gallons/day) multiplied by 365. The 365 multiplier is used to convert from a daily to a yearly basis.
** This emission factor is consistent with the default emission factor provided in AP-42, Section 13.4, Table 13.4-1. It is 0.019 (1000 gallon/day) multiplied by 365 and 1000. The 365 multiplier is used to convert from a daily to a yearly basis and 1000 multiplier is used to convert from lb/1000 gallons to lb/million gallon

상기 값을 다시 정리하면 : 1 million gallon/day = 158㎥/hr
즉 순환수량 158㎥/hr의 냉각 탑은
석유화학이나 화학 plant에서 1년 동안 대기 중으로 배출되는 휘발성 유기물
VOC = 116 Kg/year
업종에 관계없이 1년 동안 대기 중으로 배출되는 미세입자
PM = 3,146 Kg/year
상기와 같이 일반적으로 계산할 수 있다.

특히 최근에는 중국의 대기오염으로 최근 관심이 증대되고 있는 10마이크론(㎛)이하 크기의 미세입자 PM10도 다음의 식과 그래프에서 계산할 수 있다
PM = water circulation rate Ｘ drift rateＸ TDS



문헌에서 소개한 계산예를 보면
water circulation rate: 146,000 gallons per minute (gpm)
drift rate: 0.0006%, TDS: 7,700 ppm
PM = 146,000 gpm x 8.34 lb water/gal x 0.0006/100 x 7,700 lb solids/10⁶ lb water
x 60min/hr = 3.38 lb/hr

한국 냉각수 TDS의 일반적 기준 1,000 ppm으로 다시 계산하면

순환수량	33,157	㎥/hr	146,000 (gpm)
Drift ratio	0.0006	%	설계기준
TDS	7,700	ppm	미국 수질기준
PM	13.4	Ton/year	ibid
PM10	2.1	Ton year	ibid
PM10	11.4	Ton/year	TDS: 1,000

한국 수질기준으로 환산하여, 순환수량 10,000 ton/hr의 대형 냉각탑의 경우에는 PM10의 미세입자가 년간 3.4 ton정도 발생하며 이와 함께 증발하지 않는 냉각수 첨가제도 미세입자와 함께 있을 개연성은 매우 높다고 할 수 있다.

출처 : Abstract No. 216 Session No. AM-1b Joel Reisman and Gordon Frisbie
Greystone Environmental Consultants, Inc., 650 University Avenue, Suite 100, Sacramento,California 95825

냉각탑에서 대대기로 배출되는 HOCl은 시스템의 사양에 의하여 다소 차이가 있으나 상기 그래프에서 pH에 따른 HOCl증발량 (flashoff)비율로 대략적인 배출량을 산출할 수 있다.
염소가스의 배출은 냉각수의 pH에 의하여 결정되므로 산업용 표준 냉각탑 기준으로 pH 8과 8.5로 냉각수가 운영되는 case로 비교하였다.

산업용 표준 냉각탑 사양
순환수량 (RR)	㎥/hr	10,000
온도차 (δT)	℃	5
증발량 (EV)	㎥/hr	86.2
농축배수 (COC)		7
총 배수량 (TBD)	㎥/hr	14.4
유지수량 (HV)	㎥	2,000

(A) Case 1 (냉각수 pH: 8.0): HOCl증발량:투입 대비 약 20%.
NaOCl사용량: 1 ppm/RR
대기 배출량= RR X 1 ppm X 24 hr X 365 X 20%(증발양) X12% (NaOCl농도)
(염소 기준/년) = 2,102.4 Kg/Year (as Cl₂)

(B) Case 2 (냉각수 pH; 8.5) HOCl증발량:투입대비 약 10%
NaOCl사용량: 1 ppm/RR
대기 배출량= RR X 1 ppm X 24 hr X 365 X 10%(증발양) X12% (NaOCl농도)
(염소 기준/년)= 1,051.2 Kg/Year (as Cl₂)

울산지역에서는 대체로 냉각탑은 pH 8.0정도 운영되므로 순환수량 시간당 10,000 ton인 경우에는 염소기준으로 년간 2 ton염소가스를 배출하고 여천 지역과 같이 pH 8.5정도로 운영할 경우는 년간 1 ton염소가스를 대기 중에 배출하는 것으로 예상할 수 있다.

출처 :
William F.McCoy et al, Chlorine emission: Hypohalous and haloamine flashoff in industrioal evaporative cooling systems. Presented at the 1990 Cooling Tower Institute AnnualMeeting. Pater No; TP90-09

냉각탑에서 배출된 HOCl은 염소가스와 동일하게 photolysis (빛에 의한 분해)되어 오존생성을 증가시키는 염소 래디칼을 생성시킨다.



HOCl은 염소가스와 동일하게 오존 농도를 상승시킨다는 사실을 모의시험에서도 확인할 수 있었다.

HOCl용액은 염소가스 (Cl₂)보다 취급성은 용이하나 공기중 누출되어 가스화되면 반응속도의 차이는 있어나 유해성은 거의 동일한다는 사실도 간접적으로 확인할 수 있다.

DAP는 trihalomethane의 한 종류인 클로로포름과 같은 휘발성이나 다이옥신과 같은 여러 독성을 갖는 할로겐 화합물로 치환된 유기물이다. DAP는 염소계 bleach (NaOCl etc)를 많이 사용하는 펄프나 제지공장이 주요한 오염원이나 상수도, 냉각수도 예외일 수는 없다.

DAP의 독성은 농도가 낮은 경우에도 하천의 어류나 수생 생물에 영향을 주며 독성의 체내시간이 길고 축적될 수 있으므로 하천길이가 길거나 여러 나라를 통과하는 미국과 유럽에서는 중요한 환경의 척도로 관리하고 있다.

Dose(ppm total halogen as chlorine)	2
Unstabilized NaOCl	118
Stabilized NaOCl	13
Unstabilized NaOBr	52
Stabilized NaOBr	124

*DAP formation: ppb,
*인용문헌:미국특허 5,683,654 table II

안정화된 염소와 브로마이드 이온으로 구성된 Superbrom은 NaOCl사용할 경우와 대비하여 DAP생성량은 약 1/9정도이며, 염소기준으로 사용량은 약 1/5정도이므로 최종적인 DAP생성량은 약 2%에 불과하다.

산업용 표준 냉각탑 사양
순환수량 (RR)	㎥/hr	10,000
온도차 (δT)	℃	5
증발량 (EV)	㎥/hr	86.2
농축배수 (COC)		7
총 배수량 (TBD)	㎥/hr	14.4
유지수량 (HV)	㎥	2,000

산업용 냉각탑에서 1년간 배출되는 물의 양을 1 ppm NaOCl로 처리할 경우로 가정하여 일년 동안에 사용되는 NaOCl양을 염소기준으로 계산하면

14.4 (㎥/hr)X 1 ppm X 24 X 365 X 12% (NaOCl농도) ≒ 15 Kg/year

인용문헌은 DAP생성량은 투입 NaOCl양과 비례하는 사실을 보여주고 있으므로
15 kg X 118 ppb / 2 ppm ≒ 0.9 Kg/year
상기의 계산식으로 추정할 수 있다. 이러한 정도의 DAP생성이 환경에 미치는 영향에 대하여서는 언급할 수 없으나 주변의 환경을 위하여서는 최소화하는 노력은 필요하다
.
ASB의 경우에는 NaOCl대비 염소 사용량은 1/5정도이며 안정화 염소는 DAP생성량은 1/10정도로서 전체적으로는 약 1/50인 수준인 약 20g정도 예상되어 하천의 수질에 미치는 영향은 매우 미미할 것으로 예상된다
이러한 값은 상대적인 수치를 보여 주고 있지만 실제에 투입되는 염소량을 감안하면 더 많은 AOX배출이 예상되어 정확한 현상을 파악하기 위하여서는 실제 측정이 필요하다
.

- EPA Reg #: 84024-1 (Oct 18 2007)
California EPA Reg (May 25, 2012)



※ Justeq 07 : 미국자회사 (JUSTEQ,LLC)의 상표명

※ Accucide 100: ASB의 일본 상표명

ASB를 생산 한 직 후 측정한 유효염소와 1년 정도 경과 후 유효염소의 농도를 측정한 결과이다.

Batch No	생산일자	생산직 후 유효염소농도	2012년 4월 10일 측정 유효염소농도
F 281	2011년 6월 28일	6.4%	6.3%
E 171	2011년 5월 17일	6.4%	6.4%
D 191	2011년 4월 19일	6.6%	6.6%
C 301	2011년 3월 3일	6.6%	6.6%
B 031	2011년 2월 3일	6.8%	6.6%

1년 3개월이 경과하여도 유효염소의 함량은 변함이 없음을 확인할 수 있다.

ASB를 현장에 적용하여 부식율을 측정한 실제 사례는 다음과 같다.






※MDD: mg per square decimeter per day

상기 결과는 200년 초 약 3개월간 순환수량 6,695㎥/hr제철공장의 냉각탑에서 부식 및 스케일 방지제와 함께 실제 적용한 결과로 부식율이 25 MDD에서 약 3 MDD로 감소하였으며 설치된 시편도 부식이 없음을 확인할 수 있었다.

슬라임 두께 (㎛)	에너지 증가 (%)
32	3.1
64	6.2
128	12.4
256	24.8

문헌: Ashrae 2000 handbook, chapter, effect of fouling on chiller performance

표에서 알 수 있듯이 슬라임 두께가 10㎛당 1%정도 에너지가 더 소요되고 있다. Superbrom을 대형할인 마트 매장에 설치된 빙축열 시스템에 실제 적용하여 주간 냉동기 가동률이 20% 감소하였다.

Case history1.
국내 정유공장에 Superbrom을 적용한 결과로서 전형적인 Slime제거 과정을 보여주고있다.






Superbrom투입 후 1일 경과후 탁도 증가와 미생물 수가 현저하게 증가하였으며 1주일 이후에는 안정화되는 과정을 보여주고 있으며, pond에서 많은 sludge를 제거하였다.


Case history2
국내 H알콜 plant에서 2개월 적용한 filler,전면 그물망과 벽면에서 slime이 제거되었다




Case history3
서울근교 E놀이동산 분수대에서 Superbrom을 1주일 적용한 결과 이끼가 제거된 것을 보여주고 있다. 휴장되지 않고 Superbrom이 투입되었는 데도 불구하고 염소 냄새가 전혀 나지 않았다.

안정화된 염소는 차아염소산과 설파민산이 반응하여 생성된 클로로설파메이트로서 미생물의 성장을 억제하는 Biostatic특성을 갖고 있다. 또한 클로로설파메이트는 물속에서 소량의 HOCl을 해리하며, 해리된 HOCl는 브로마이드 이온과 반응하여 HOBr이 생성된다. 생성된 HOCl과 HOBr은 미생물을 죽이는 Biocidal역할을 한다.

Eco-Bio는 Biostatic과 Biocidal작용을 모두 가지고 있으며 Bromide투입량으로 기능을 조정할 수 있다.

Membrane내의 물속에서 클로로설파메이트의 해리로 생성되는 HOCl양은 총염소량 (total chlorine)으로 알 수 있는 클로로설파메이트양 대비하여 상온에서는 5%정도 (free chlorine)이며, 해리된 HOCl은 일부는 유기물과 미생물을 산화시키고, 일부는 브로마이드 이온과 반응하여 차아브롬산을 생성시켜 유기물과 미생물을 산화시킨다.
클로로설파메이트는 산화성이 매우 낮고 브로마이드이온자체로서는 산화성이 없으므로 슬라임과 membrane계면까지 침투하여 매우 소량의 HOCl과 HOBr을 생성하여 Polyamide계 membrane막의 손상없이 슬라임을 박리시킨다.

Eco-Bio는 산화성 살균제임에도 불구하고 membrane손상이 없는 Biostatic기능을 강화된 RO슬라임 제거제이며 현재 국내 기업에서 사용되고 있다.
Eco-Bio표면 농축효과로 인한 투입량의 최적화

클로로설파메이트와 브로마이드 이온은 대부분 막 표면에서 rejection되고 물은 투과하게 된다. 이 과정에서 클로로설파메이트와 브로마이드 이온은 막표면에서 농도가 높아지는 분극 (polarization)현상으로 인하여 막 표면의 슬라임 제거를 용이하게 한다.

ECO-BIO투입후 Free염소 함량 변화
Membrane막에 영향을 주는 free chlorine농도를 측정하였다. 권장 사용 농도보다 높은 100 ppm을 투입하여도 membrane에는 영향이 없는 수준 이하로 검출되었다.

Grade	10 ppm	20 ppm	50 ppm	100 ppm
타사 제품	0	0	0	0.02
Eco-Bio 07	0	0	0	0.03

ECO-BIO투입 후 총염소 함량 변화
타사 제품과 비교 분석을 위하여 RO유입수(전처리)에 제품을 각 20 ppm씩 투입하여 시간 경과에 따른 총염소 함량을 DPD (N,N-diethylphenylenediamine)방법으로 측정하였다

Grade	투입 후 경과시간 (hr)
		1	6
타사 제품	2.0	2.0	2.0
Eco-Bio 07	1.9	1.9	1.9

ECO-BIO투입량에 변화와 30분 경과 후 총 염소량 측정
Biocide투입 후 30분 후 농도증가에 따른 총염소량을 측정하였다.

Grade	농도 (ppm)
	10	15	20	25
타사 제품	0.6	1.4	2.0	2.1
Eco-Bio 07	0.9	1.4	1.9	2.2

ECO-BIO투입후 ORP (oxidation-reduction Potential; mV)변화
총염소 측정과 동일하게 살균제 투입 후 30분 후 산화력의 척도가 되는 ORP를 측정하였다. 25ppm투입 후에도 ORP값의 상승은 매우 미미하다

Grade	ORP (mV)
	10 (ppm)	15 (ppm)	20 (ppm)	25 (ppm)
타사 제품	252	249	257	249
Eco-Bio 07	238	249	256	255

ECO-BIO투입후 TBC변화

타사 제품과 비교 분석을 위하여 RO유입수(전처리)에 제품을 각 15, 20 ppm씩 투입하여 Petri-film으로 미생물(TBC)을 확인하였다.제품 모두 Biostatic성질을 보여주고 있다.

투입농도	15 ppm		20 ppm
경과시간 (hrs)	타사제품	Eco-Bio	타사제품	Eco-Bio
0.5	>103	>103	>102	<102
1	>103	<103	>103	<103
6	<103	~103	>103	<103

1. Economical halogen biocide composed of stabilized chlorine and unreacted bromide
By Sang Hea Shim. Ph.D., Justeq LLC
Association of Water Technology
August 26-29, 2009, Hollywood, Florida

2. Cost-effective new liquid halogen biocide with better performance and reduced corrosivity
SANG-HEA SHIM, Justeq LLC, Northbrook, Illinois
International Water Conference
Orlando, Florida
October 4-8, 2009

3. Advanced Chlorine Technology for Cooling Towers
by Justin Shim, Justeq LLC
PROCESSCOOLING March 2014 16-20