생분해성 킬레이트제 NIOPOL-킬레이트 시리즈
[자경케미칼 제공] 국내 산업 및 농업용 생분해성 킬레이트제 사업성에 관한 고찰
작성자
영업팀
작성일
2020-04-08 09:47
조회
3836
아미노폴리-카르복실계 에틸렌 디아민 테트라 아세트산 (EDTA) 및 디 에틸렌 트리 아민 펜타 아세트산 (DTPA)은 여러 산업, 농업 및 응용 분야에서 널리 사용되는 킬레이트제이다.
그러나 이들이 생분해되지 않고 수질에 잔존한다는 것은 심각한 환경영향을 초래할 수 있다.
화학업계는 지난 30년간 상기 언급한 킬레이트제를 대채할 수 있는 화합물 연구를 지속했으며 다양한 생분해성 킬레이트 제품이 출시되고 있다.
스케일 방지와 제거, 토양질 회복, 농업 전반에 생산성 향상 등 이점이 있는 킬레이트제의 환경성 개선은 매우 중요한 과제다.
최근에 주목 받고 있는 대체 화합물은 하기와 같다.
* Nitrilotriacetic acid (NTA)
* ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS)
* iminodisuccinicacid (IDS)
지난 수십 년 동안 킬레이트제의 산업용 용도는 다양하다.
- 스케일 및 부식 방지제(펄프, 제지 및 섬유 생산)
- 세척 및 세탁 작업
- 미생물의 성장 방지 / 억제
- 토양 개선(농업)
- 폐기물 및 폐수 처리
- 금속 도금 및 기타 표면 처리
- 시멘트 혼화제
킬레이트제의 큰 사용 목적은 두가지로 나뉠수 있다.
1) 공정 또는 농사 효율에 영향을 줄 수 있는 금속 제거
2) 수질내 금속 침전(스케일화)을 방지하고 공정의 양호한 운영에 필요한 메탈을 유지
상용화된 킬레이트 종류 중에 organophosphonates계열 및 카르복실계 킬레이트(aminopolycarboxylates, 이상 APC)가 뛰어난 금속 킬레이트성과 가성비로 유명하다.
APC 계열 킬레이트제는 EDTA와 DTPA가 있고 DTPMP, HEDP와 같은 올가노포스네이트계열도 시장에서 사용 중이다.
지난 10년간 킬레이트제의 환경 안정성에 대한 의구심이 대두 되었다. 실제로 EDTA, DTPA 및 올가노포스테니트계열 킬레이트제의 생분해성(Bio-degradable)은 매우 제한적이다.
간혹 특정 분리 된 박테리아 균주와 함께 매우 부분적인 조건에서만 생분해 될 수 있다는 연구결과가 있지만 OECD의 생분해성 기준에 부합하지 못한다.
킬레이트제의 최대 피해는 수질인데 다양한 산업군에서 발생하는 폐수내 킬레이트 잔존량은 문제를 키우고 있다.
그러면 주요 킬레이트제別 안정성에 대해 알아보자.
EDTA - 인체에 무해하고 이미 화장품 공정에 사용되고 있다. 하지만! EDTA의 강한 금속이온봉쇄성으로 수질 및 토양에 금속착물을 이루고 잔존하는 성질이 강하다. 즉, 토양 및 수질내 중금속 고정화를 이루며 환경문제를 유발한다. EDTA 금속착물은 리간드(유동)보다 독성이 강하다는 연구결과가 있다.
NTA - 최근에 주목받고 있는 대체화합물이지만, 인간과 포유류에 약간 독성이 있으며 신장 독성과 종양을 유발하는 것으로 의심되기 때문에 논란의 여지가 있다. 현재 토양 및 수질에 축적된 NTA가 소량이어서 정확한 분석결과가 없지만 이 물질의 독성이 있는 점은 논란의 여지가 분명하다.
생분해성 킬레이트제 개발은 중요하다. 80년대에는 ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS) 및 iminodisuccinicacid (IDS)가 논의되었지만 아직까진 OECD기준에 부합하는 제품은 찾기 어렵다.
산업계에서는 사실 OECD 기준 부합여부를 떠나서 '성능'이 우선이다. 국내에서 보통 쓰이는 구연산, EDTA, DTPA 만큼 성능이 뛰어난, 아니면 중간 정도만 할 수 있는 생분해성 킬레이트제는 찾기 힘들고 '가성비' 또는 순수 단가를 비교해도 사업성이 떨어지는 현실이다. 금속의 종류, pH, 성질, 이온성, 상수성 등 다양한 조건을 따져보면 EDTA, DTPA만한게 없다는게 정설이다.
2007년부터 바스프社, 악조노벨社등 글로벌 화학업체에서 Methylglycinediacetic acid와 L-Glutamic acid N,N-diacetic acid 기반 생분해성 킬레이트제를 출시하였고,
기존 물질 대비 pH, 안정성 등 비견할 만한 성능을 보이고 있다.
하지만 정작 문제는 세계 전반 산업계의 미비한 관심이다. 킬레이트 사용량이 극소하며 이것의 친환경성 또는 생분해성이 대두되지 않고 있다.
다만, 최근 국립농업과학원 등에서 국내 토양개질 및 농업 생산성 향상을 위해서 킬레이트제 사용을 민간 농업 종사자에게 홍보하는 등 농업쪽 생분해성 킬레이트제의 관심은 늘어나고 있다.
- 이 상 -
그러나 이들이 생분해되지 않고 수질에 잔존한다는 것은 심각한 환경영향을 초래할 수 있다.
화학업계는 지난 30년간 상기 언급한 킬레이트제를 대채할 수 있는 화합물 연구를 지속했으며 다양한 생분해성 킬레이트 제품이 출시되고 있다.
스케일 방지와 제거, 토양질 회복, 농업 전반에 생산성 향상 등 이점이 있는 킬레이트제의 환경성 개선은 매우 중요한 과제다.
최근에 주목 받고 있는 대체 화합물은 하기와 같다.
* Nitrilotriacetic acid (NTA)
* ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS)
* iminodisuccinicacid (IDS)
지난 수십 년 동안 킬레이트제의 산업용 용도는 다양하다.
- 스케일 및 부식 방지제(펄프, 제지 및 섬유 생산)
- 세척 및 세탁 작업
- 미생물의 성장 방지 / 억제
- 토양 개선(농업)
- 폐기물 및 폐수 처리
- 금속 도금 및 기타 표면 처리
- 시멘트 혼화제
킬레이트제의 큰 사용 목적은 두가지로 나뉠수 있다.
1) 공정 또는 농사 효율에 영향을 줄 수 있는 금속 제거
2) 수질내 금속 침전(스케일화)을 방지하고 공정의 양호한 운영에 필요한 메탈을 유지
상용화된 킬레이트 종류 중에 organophosphonates계열 및 카르복실계 킬레이트(aminopolycarboxylates, 이상 APC)가 뛰어난 금속 킬레이트성과 가성비로 유명하다.
APC 계열 킬레이트제는 EDTA와 DTPA가 있고 DTPMP, HEDP와 같은 올가노포스네이트계열도 시장에서 사용 중이다.
지난 10년간 킬레이트제의 환경 안정성에 대한 의구심이 대두 되었다. 실제로 EDTA, DTPA 및 올가노포스테니트계열 킬레이트제의 생분해성(Bio-degradable)은 매우 제한적이다.
간혹 특정 분리 된 박테리아 균주와 함께 매우 부분적인 조건에서만 생분해 될 수 있다는 연구결과가 있지만 OECD의 생분해성 기준에 부합하지 못한다.
킬레이트제의 최대 피해는 수질인데 다양한 산업군에서 발생하는 폐수내 킬레이트 잔존량은 문제를 키우고 있다.
그러면 주요 킬레이트제別 안정성에 대해 알아보자.
EDTA - 인체에 무해하고 이미 화장품 공정에 사용되고 있다. 하지만! EDTA의 강한 금속이온봉쇄성으로 수질 및 토양에 금속착물을 이루고 잔존하는 성질이 강하다. 즉, 토양 및 수질내 중금속 고정화를 이루며 환경문제를 유발한다. EDTA 금속착물은 리간드(유동)보다 독성이 강하다는 연구결과가 있다.
NTA - 최근에 주목받고 있는 대체화합물이지만, 인간과 포유류에 약간 독성이 있으며 신장 독성과 종양을 유발하는 것으로 의심되기 때문에 논란의 여지가 있다. 현재 토양 및 수질에 축적된 NTA가 소량이어서 정확한 분석결과가 없지만 이 물질의 독성이 있는 점은 논란의 여지가 분명하다.
생분해성 킬레이트제 개발은 중요하다. 80년대에는 ethylenediaminedisuccinic acid (EDDS) 및 iminodisuccinicacid (IDS)가 논의되었지만 아직까진 OECD기준에 부합하는 제품은 찾기 어렵다.
산업계에서는 사실 OECD 기준 부합여부를 떠나서 '성능'이 우선이다. 국내에서 보통 쓰이는 구연산, EDTA, DTPA 만큼 성능이 뛰어난, 아니면 중간 정도만 할 수 있는 생분해성 킬레이트제는 찾기 힘들고 '가성비' 또는 순수 단가를 비교해도 사업성이 떨어지는 현실이다. 금속의 종류, pH, 성질, 이온성, 상수성 등 다양한 조건을 따져보면 EDTA, DTPA만한게 없다는게 정설이다.
2007년부터 바스프社, 악조노벨社등 글로벌 화학업체에서 Methylglycinediacetic acid와 L-Glutamic acid N,N-diacetic acid 기반 생분해성 킬레이트제를 출시하였고,
기존 물질 대비 pH, 안정성 등 비견할 만한 성능을 보이고 있다.
하지만 정작 문제는 세계 전반 산업계의 미비한 관심이다. 킬레이트 사용량이 극소하며 이것의 친환경성 또는 생분해성이 대두되지 않고 있다.
다만, 최근 국립농업과학원 등에서 국내 토양개질 및 농업 생산성 향상을 위해서 킬레이트제 사용을 민간 농업 종사자에게 홍보하는 등 농업쪽 생분해성 킬레이트제의 관심은 늘어나고 있다.
- 이 상 -