Recycling technology research in the copper smelting industry is necessary because the recovery of valuable metals from generated waste can offset the cost of raw materials. The cost of imported raw materials, can exert a significant impact on profitability. In order to perform this research review of previous studies about the base characteristics of the target waste was needed. In this study, copper slag and copper alloy smelting slag generated in the process, along with slag, ash, and sludge, were analyzed for particle size, distribution of the waste, physical characteristics, chemical composition, and inclusion of heavy metals. Copper slag and copper alloy particle separation results were able to remove most of the metal pieces that were at least 1 mm in size. In this waste, zinc, copper-containing metal were less than 80%. toxic substances, such as cadmium, arsenic and mercury, were removed by utilizing a hydrometallurgical process. The data suggests that this industry should be able to take advantage of new technologies the recover valuable metals from copper smelting waste.

In this study, we looked into the levels and distribution characteristics of harmful substances found in imported coal ash to identify their possible impacts on the environment and human body in the process of recycling and to develop plans for their proper management. To this end, organic pollutants including heavy metals were analyzed from 19 samples of imported coal ash, and their potential impact on the environment was evaluated. To investigate the characteristics of the heavy metal content in the coal ash, a leaching test was conducted, and the result showed that the heavy metal concentrations in the coal ash were far lower than the permitted levels of hazardous substances in designated waste in Korea. In addition, a content analysis showed that the heavy metal content was lower than the level prescribed in the standards for area II levels of soil contamination. Since coal ash is recycled in cement kilns, levels of Pb, Cu, and Cd in the cement kilns were reviewed and compared against permitted levels of those heavy metals in other alternative fuels. Levels of Pb, Cu, and Cd in the coal ash were comfortably within the acceptable limits by Korean standards, but the level of arsenic was close to the limit. Given the fact that arsenic leached from the coal ash recycling process could have an adverse impact on both the environment and the human body, it is therefore necessary to monitor arsenic leaching from coal ash continuously . Levels of other substances that could be contained in coal ash, such as dioxin, PCBs , and PAHs, were also measured. The measurements showed that the levels of these substances were generally low or undetectable; therefore, the environmental impact of organic pollutants from coal ash recycling was considered insignificant.

This study focused on enhancing the mechanical properties and thermal stability of bio-composites with natural agricultural residues and improving the interfacial adhesion between polymer and biodegradable agricultural residual waste fibers. To achieve this purpose, we proposed superheated steam (SHS) treatment method as a novel pre-treatment of fiber for improved of compatibility in polymer matrix. The use of SHS-treatment was investigated as a method for improving interfacial adhesion between agricultural residual waste fibers and polymer and with the goal of enhancing mechanical properties. We selected wheat straw fibers for agricultural waste fibers to improve the surface modification. Wheat Straw Fibers (WSF) was treated with SHS in order to modify its characteristics for bio-composite applications. Treatment was conducted at temperatures 200oC and 230oC for each 1 h. SHS-treated WSF was evaluated for its chemical composition, thermal stability, morphology and crystallinity. Thermal stability of the fibers was investigated using thermogravimetric analysis and found that the degradation temperature of the fibers is increased after of the SHS treatment. In addition, SHS treatment contained in the WSF reduce the rate of hemicellulose components. The WSF is polar nature of lignocellulose due to the presence of hydroxyl and carboxyl groups in cellulose and hemicellulose causes it to be incompatible with non-polar thermoplastics. SHS-treatment was found to be able to remove hemicellulose, which is the most hydrophilic and most thermally unstable component in WSF, since it has the lowest thermal resistance. Removal of hemicellulose makes the fiber less hydrophilic and this will potentially increase the compatibility of treated WSF and polymers and improves the mechanical properties and water resistance of composites.

Using of the recycled aggregates is strongly promoted to use the national resources efficiently and enhance the recycling rate of construction wastes. However, the negative impact is expected by the alkalinity elution characteristic to the water quality and soil ecology in the region where could be contacted by water like ground water, river, area nearby coast, and etc. For this reason, we developed the pH test method to use the recycled aggregate in the drainage layer and analyse the pH concentration of the sort of time change and particle size. By the ‘Korean Standard Method for Waste’, the pH concentration was ranged from 10.78 to 11.72, by the ‘Korean Standard Method for Soil’, the pH concentration was ranged from 10.73 to 11.97, by the developed pH test in this study, the pH concentration was ranged from 10.82 to 11.71. There was no difference in the pH concentration in relation to the stirring time and the spread of particle size.

나노기술은 현재 세계적으로 재료, 에너지, 화학, 바이오 등 각종분야에 적용되는 첨단 과학기술로 발전하고 있고 폭넓은 활용성과 경제적, 사회적 변화와 발전에 대한 기대감으로 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 나노기술의 발전과 다양한 활용을 통해 나노제품이 증가함에 따라 나노물질의 생활환경 및 자연계, 인체로의 노출이 빈번해졌다. 최근 나노물질과 나노제품에 대한 보건 및 환경에 대한 위해성 문제가 꾸준히 제기되거나 소각, 폐수처리 시 나노물질이 완전히 제거되지않고 환경으로 배출되는 등 예상치 못한 부정적 영향이 제기됨에 따라 나노물질 및 나노물질이 함유된 폐기물에 대한 안전관리 방안 마련이 필요하게 되었다. 또한 최근에는 나노물질 자체의 위해성 문제와 함께 나노물질의 생산, 사용, 유통 과정과 나노제품을 사용하는 과정에서 발생되는 나노물질 함유 폐기물에 대한 관심이 증가하였다. 따라서 본 연구는 국내 나노물질 함유 폐기물의 발생 및 배출특성을 파악하고 조사된 국내 나노물질 유통량 현황자료를 바탕으로 조사대상 나노물질 중 SiO2 선정하였다. 국내 산업 업종별 SiO2 함유 가능성이 있는 폐기물을 발생하는 업체를 선정하고 총 12개의 시료를 채취하였다. 채취된 시료는 폐기물 공정시험기준, 토양오염 공정시험기준에 따라 유해물질의 용출 및 함량 분석을 하였고 XRD, XRF를 아용한 화학물질의 함량을 분석하였다. 또한 입도분석 및 전자현미경(TEM) 분석을 통해 나노물질 함유 폐기물이 일반폐기물과 다른 특성을 조사하였다.

국내의 구제역은 2000년대 이후 4 번 발생하였으며, 2010년 11월 경상북도 안동시에서 발생한 구제역은 5번째로 전국적으로 총 11 개 시도와 75 개 시군구로 확산되어 4,790 개소의 매몰지가 설치되었고, 347만 마리의 소와 돼지가 살처분되었다. 국내의 경우 구제역 발생시 많은 양의 가축사체를 매몰처리 하였지만 그에 따른 환경영향과 오염물질에 대한 자료가 부족하고 국외에서는 영국, 미국, 캐나다를 중심으로 가축사체 처리기술, 매몰지 환경영향평가, 매몰지 처리방법, 가축사체 분해정도, 환경 모니터링 등 관련 분야에 대한 연구가 활발히 추진되었다. 따라서 우리나라에서도 매몰지 가축사체의 유기물 분해 특성, 침출수 처리, 지하수, 토양의 환경영향, 악취물질, 발생가스, 사체 분해정도 등 신뢰성 있는 자료 확보가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 이러한 배경 및 필요성에 따라 축종비교를 위해 돼지와 소의 사체를 매몰하여 우리나라에서 가장 넓게 분포되어 있는 사양질 토양과 식양질, 사질 토성별로 파일럿 규모 가축 매몰지 5 기를 과학원 연구단지내 설치(‘12.2월)하여 약 3년(2012.2∼2015.2) 동안 매몰사체의 유기물 분해특성, 가스발생, 악취물질, 침출수 발생량, 침출수 농도 변화, 사체분해정도 등을 조사하여 가축 매몰지로 인한 환경영향 및 매몰지 환경관리지침 개선 방안을 마련하고자 연구를 추진하였다. 연구결과 CH4, H2S의 농도는 매몰을 시작한 후 6개월 뒤인 2012년 8월부터 급속하게 발생한 뒤 꾸준히 발생하였다. 특히 사양질 토양에 소를 매몰한 매몰지에서 상대적으로 높은 농도로 나타났다. As, Cd 등 대부분의 중금속은 불검출로 나타났으며, 축종 및 토양에 따른 분해정도를 비교한 결과 소의 경우가 돼지보다 빠르게 분해가 있어났고 시간이 경과함에 따라 사질 〉식양질 〉사양질 토양 순으로 분해가 이루어지는 것으로 판단된다.

우리나라에서는 매몰지 가축사체의 유기물 분해 특성, 침출수 처리, 지하수, 토양의 환경영향, 악취물질, 발생가스, 사체 분해정도 등 신뢰성 있는 자료 확보가 필요한 실정이다. 또한, 가축 매몰지로 인한 2차 환경오염 발생 가능성에 대한 언론 및 국회에서의 문제제기 등 환경영향 저감 방안 필요성, 가축 매몰지의 사체분해와 관련된 ‘용도제한 3년’ 의 적정성 여부, 매몰지 조기안정화를 위한 국내의 환경적 특성에 맞는 자료의 확보, 매몰지 사후관리계획 수립을 위한 안정화 방안, 매몰지 설계 및 환경관리지침 개선, 악취조사항목 설정을 위해 자료 확보가 필요하다. 이에 본 연구에서는 돼지와 소의 사체를 매몰하여 우리나라에서 가장 넓게 분포되어 있는 사양질 토양과 식양질, 사질 토성별로 파일럿 규모 가축 매몰지 5기를 연구단지내 설치하여 약 3년(2012.2∼2015.2) 동안 매몰사체의 발생가스 농도변화, 악취물질 등을 조사하여 악취조사항목 설정 등 가축 매몰지역 환경조사지침 등 개선방안을 제시하고 구제역으로 인한 소와 돼지의 살처분 매몰지에서 시간 경과와 매몰지 토양의 성상에 따라 어떤 악취물질이 발생하는지, 발생농도는 어느 정도인지 모니터링하여 향후에 발생할 수 있는 민원발생에 대비하기 위한 기초자료를 제시하고자 한다. 분석결과에서는 토양특성과 매몰 가축의 종류에 따라 배출되는 악취물질의 농도가 뚜렷한 경향을 나타내지 않았다. 대부분의 지점에서 Sulfurs(5종)의 농도가 높았으며, 다음으로는 Ketones(7종), Aromatics(4종), Aldehydes(5종), Alchols(8종) 순으로 검출되었다. 이후 시간이 지남에 따라 후기 시료에서는 Sulfurs(5종)의 농도가 급격히 증가하여 조사 대상시료 전체농도의 90% 이상을 차지하는 것으로 나타났다.

농업 생산성을 높이기 위해 화학비료 소비량이 지속적으로 증가되어 왔고, 인산을 생산할 때 인광석 분쇄하여 황산으로 처리하는 습식 인산비료제조시설에서 폐인산석고가 다량 발생되었다. 이때 발생된 인산석고는 일부 재활용되고 있지만 재활용량이 많지 않아서 공장 인근 적치장에 장기간 적치되어 인산석고 적치장의 유지관리비용도 많이 소요되고 있다. 특히 폭우와 같은 기상재해로 인산석고가 환경 중으로 유출될 경우 환경 오염이 우려되며, 폐기물관리법 상 인산석고의 해안지역 성토재, 도로기층재, 복토재 등으로 재활용할 수 있으나 실제 재활용은 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인산석고의 재활용용도 확대를 위해 해안매립지역 염분 토양 개량제로서 인산석고의 일반 토양 복토높이 축소와 안전한 재활용을 위해 환경성 평가연구를 수행하였다. 폐인산석고는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 건조한 다음 맨 아래층에 해안준설토를 포설하고 그 위에 일반토양 충진컬럼(대조시료)과 일반토양과의 층별 혼합하여 충진한 컬럼(대상시료)실험을 수행하였다. 토양의 수분함량을 고려하여 증류수를 살포하고 2주정도 정치하여 안정화 기간을 거쳤다. 조사대상지역의 연평균강수량을 토대로 월간, 주간 평균 강수량과 Lysimeter 단면적을 기초로 산정하였고, 증류수(계산된 강수량)를 주 1회 살포하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 비소 등 유해물질), 이온물질(불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준, 토양오염공정시험기준을 참고하여 토양 깊이 별로 시료를 채취한 후 분석하였다. 연구 결과 대조시료에 비해 조사대상 시료 컬럼의 나트륨 농도는 인산석고층 상부로 올라갈수록 염분농도가 낮아졌으며 시간이 지남에 따라 나트륨 농도가 더 낮아질 것으로 판단된다. 비소, 납, 카드뮴, 구리 등 유해중금속 농도는 폐기물관리법 유해물질 기준이하로 나타났다. 최상층 일반토양복토 깊이는 토지이용 및 식재되는 식물 종에 따라 0.5 ~ 1.5m 이하, 또는 나무식재 주변에 한해서 적용하는 것이 적정하다고 판단된다.

2013년 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 미나마타 협약이 채택되어 수은의 전생애(Life-cycle) 관리를 요구하는 등, 수은(Mercury)은 장거리이동 및 생태계 축적 등으로 인해 인간의 건강 및 환경에 악영향을 끼칠 수 있기 때문에 국제적으로 우선순위 관리대상 물질로 관리되고 있다. 이러한 국제적인 움직임에 대응하기 위해 국내에서도 “국가 화학물질 기본계획”, “수은 폐기물의 환경 친화적 관리를 위한 기술 지침서” 및 “수은관리 종합대책” 등 다양한 제도 및 처리 방안을 준비하고 있다. 따라서 이러한 국내･외 수은 협약 및 정책에 대응하기 위해서는 국내 폐기물의 수은 배출실태 조사가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 수은 함유 폐기물의 배출시설 중 문헌조사와 국립환경과학원과 협의하여 수은 배출량이 많을 것으로 예상되는 산업폐기물 소각시설과 의료폐기물 소각시설을 선정하여 수은 물질흐름을 조사하였다. 본 연구에서는 2014년 대전광역시 소재의 산업폐기물소각시설(A시설)과 경상북도 경산시 소재의 의료폐기물소각시설(B시설)을 대상으로 수은의 물질흐름을 분석하고자 하였다. 본 연구에서는 산업폐기물 소각시설(A시설)과 의료폐기물 소각시설(B시설)의 공정도를 중심으로 연속3일 샘플링을 실시하였다. 따라서 물질흐름분석의 경계는 소각시설 공정도로 설정하여 연구를 진행하였다. 수집된 조사 데이터와 샘플링 데이터를 토대로 STAN 2.5 소프트웨어를 이용하여 물질흐름을 분석하였다. 본 연구 결과, 산업폐기물소각시설(A시설)의 수은처리량은 40.48±14.77 g/day으로 분석되었으며, 수은배출량 중 대기로 배출되는 양이 가장 많았으며 바닥재, 폐수처리슬러지로 많이 배출되는 것으로 분석되었다. 의료폐기물 소각시설(B시설)의 수은처리량은 DSI/FF/Scrubber기준(0.178)으로 54.16±8.59 g/day, DSI/Carbon Injection/FF(4.87)기준으로 124.54±37.46 g/day 으로 분석되었으며, 수은의 상당량이 내부에 축적되지 않고 대기 중 배출, 폐수 그리고 비산재로 많이 배출되는 것으로 분석되었다.

현행 폐기물관리법 시행규칙에 광재류의 재활용 기준 및 구체적인 재활용방법은 있으나 배출자(또는 재활용하려는 자)의 재활용용도 및 방법확대에 대해서는 제한적이며, 특히 성토재, 도로기층재 등 토양에 직접 사용할 경우 환경 및 건강에 미치는 영향, 매립시 광재류의 유해특성, 유용자원의 회수 등에 대한 구체적인 내용은 미흡하다. 또한, 비철금속공정별 발생하는 분진, 슬러지, 광재류 등의 특성에 따른 재활용 방법, 환경에 직접 재활용할 경우 지하수, 토양, 지표수 등에 미치는 영향을 평가하는 방법을 정립하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 비철 광재류 재활용확대 및 환경오염방지를 위해 중금속 함량 및 용출특성을 조사하였다. 본 연구에서는 천연광물을 원료로 수입･제조･사용한 후 발생하는 비철 광재류 5종(망간, 납, 알루미늄, 니켈, 구리)에 대한 중금속 함량 및 용출 농도를 조사하였고 이에 따른 비철광재류의 재활용을 위한 기초 조사로 중금속류 특성을 조사하였다. 비철 광재류의 용출농도는 폐기물공정시험법에 따라 전처리 및 기기분석을 하였다. 함량농도는 EPA 3051법에 따라 전처리 후 기기분석을 하였고, 불소와 시안 등은 토양오염공정시험방법에 따라 측정하였다.

시멘트 제품의 유해성에 대해서는 국회, 언론 및 환경단체에서 지속적으로 문제를 제기하여 2008년 8월부터 매월 1회 국내･외 시멘트 제품의 6가크롬, 비소, 카드뮴, 구리, 수은, 납의 함량(mg/kg)에 대해서 모니터링을 수행하여 관리하고 있다. 국내의 경우, 시멘트 제품의 중금속 기준이 마련되지 않아 유해성에 대한 우려가 반복되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 최근 3개년동안(13년도 ~ 15년 6월)의 시멘트 모니터링 데이터를 바탕으로 중금속 동향을 파악하였으며, 유럽, 일본 등 시멘트 국제 관리기준과 비교하였다. 수용성 6가크롬의 경우 국내에서는 2009년에 자율협약기준인 20mg/kg으로 설정한바 있으며, 이는 일본의 시멘트 업계 자율기준(20mg/kg 이하)과 동일하며, 납, 비소, 수은, 카드뮴, 구리항목에 대하여 현재 국내에서는 보조연료 및 대체원료 중금속 관리기준으은 제시되어 있지만(2011.9), 시멘트 제품의 기준은 설정되어 있지 않다. EU 국가의 경우 수용성 6가크롬의 기준은 현재 2mg/kg으로 강제 규제를 따르고 있으나, 이는 국내 6가크롬 시험방법과 다른 모르타르 용출 시험방법을 따르고 있어, 국내 6가크롬 시험방법과 비교검토가 필요하다. 2013년 1월 ~ 2015년 6월까지의 3년동안 시멘트 중금속 모니터링 평균 함량 결과(슬래그 시멘트 미포함), 6가크롬 8.5mg/kg, 납 47.7mg/kg, 비소 11.4mg/kg, 수은 0.057mg/kg, 카드뮴 2.84mg/kg, 구리 101.71mg/kg으로 나타났다. 스위스 시멘트 제품 중금속 기준으로 설정되어 있는 항목 중 탈륨(Tl)의 경우, 급성 호흡곤란증후군 및 인후염, 흉통발생을 유발하고, 스위스에서는 현재 2mg/kg으로 관리하고 있어 국내 중금속 관리항목으로의 검토가 필요하다.

대한민국에서 소모되는 광물은 대부분 수입에 의존하고 있으며, 수출입 통계에서 확인된 양은 전체 사용량의 약 97%를 차지하고 있다. 이렇게 수입된 천연 광물들은 국내에서 필요한 물질로 사용하기 위하여 물리적 화학적 처리 혹은 분쇄나 파쇄하는 과정을 거치게 되면서 다양한 형태의 무기성 광물 잔재물(석탄재, 슬래그, 폐석고, 광재류 등)로 발생되어 이를 처리해야 하는 문제를 야기시키고 있다. 폐기물을 배출하는 사업자는 발생된 폐기물을 단순 육상매립이나 해양배출로 처리하는 것보다는 여러 가지 용도로 재활용 하려는 노력을 하고 있으나 실재로 재활용에 적용되어 처리되는 양이 적거나 매우 한정적이며, 재활용되는 부분을 제외한 대부분의 양이 육상매립이나 해양배출 혹은 사업장 내에서 적치시켜 보관하고 있어 폐기물 관리에 많은 비용을 소요하고 있다. 또한 2016년부터 광물성 폐기물은 해양배출이 전면 중지될 예정이고 매년 육상 매립 되는 폐기물의 종류나 양을 줄이고 있는 실정이기에 기관 및 대학에서는 폐기물을 재활용하기 위한 연구를 매년 진행하여 새로운 재활용용도 및 방법을 제시하고 있지만 실제로 적용되기에는 여러 가지문제(재활용시설의 부재, 재활용 된 제품의 수요처 부족 등의 이유)로 인하여 이전부터 재활용 되었던 용도로만 적용하여 재활용 되고 있는 실정이다. 우리나라에서 적용되고 있는 ‘폐기물 관리법’에서 폐기물 재활용용도를 설정하고 개정하면서 재활용 방법과 특정 기준을 지정하고 있지만 폐기물의 종류에 따라 고유의 데이터를 기초하여 검토되어야하기 때문에 폐기물처리의 목적 및 사용 방법의 설정 처리에 오랜 시간과 예산이 요구된다. 재활용의 사용 목적은 기능성 측면과 환경적 측면에서 고려되고 있기 때문에 기능적 측면에서는 제품의 특성에 따라 다양화 될 수 있지만, 환경측면적인 재활용에서는 폐기물이 환경에 미치는 영향과 특성을 고려하여 재활용 표준을 구체적으로 제시하지 않기 때문에 다량으로 폐기물을 재생하거나 새로운 폐기물에 대한 재활용 표준이 적용되는 경우에 따라서 환경 특성의 평가를 위한 방법론적인 문제가 발생 될 수 있다. 본 연구에서는 표준 재활용의 필요성을 인식하고, 세 종류의 석고 폐기물(인산, 티탄, 탈황)의 재활용에 관하여 환경기준과 새로운 재활용용도를 제안하기 위하여 연구되었다. 연구 순서는 첫 번째로 세 가지 유형의 석고폐기물을 선정하고, 두 번째로 폐기물 발생 사업장을 선정 및 샘플 채취, 세 번째로 채취된 샘플을 특성(pH, 중금속 함량, 수분 함량, 유해물질 함량 등)을 조사하여 세 가지 석고 폐기물에서 발생되는 유해물질을 확인하여 신규 관리 항목 추가 및 국외 재활용 사례들과 비교하여 국내에서는 적용되지 않은 새로운 재활용 용도를 제안하였다.

폐인산석고는 화학비료로 사용하는 인산을 생산할 때 인광석 1톤을 분쇄하여 황산으로 처리하는 습식 제조과정에서 부산물로 약 5톤 정도 된다. 이때 발생된 인산석고는 일부 시멘트, 석고보드, 기능성 비료 등으로 재활용되지만 재활용되는 양은 많지 않아서 대부분 인근 적치장에 장기간 적치되고 있다. 적치장에 적치된 인산석고는 유지관리비용도 수십억이 소요되고, 특히 폭우 또는 강풍과 같은 기상재해가 일어난다면 인산석고가 환경 중으로 유출되어 주변 환경을 오염시킬 수 있다. 폐기물관리법 상 인산석고의 해안지역 성토재, 도로기층재, 복토재 등으로 재활용할 수 있으나 환경오염 또는 지가하락 우려 때문에 실제 해안지역에서의 재활용은 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인산석고의 재활용을 확대하기 위해 토양과 혼합비에 따른 용출액의 특성을 파악하는 것이 중요하다고 판단되어 상향류 컬럼시험을 이용하여 중금속류, 이온성분, pH, 전기전도도 등의 용출특성을 조사하였다. 인산석고 시료는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 채취하였다. 채취한 시료는 실험실에서 풍건한 후토양과의 혼합비, 균질혼한 또는 층상혼합방식 차이에 따라 용출되는 액의 농도를 측정하였다. 상향류 컬럼시험은 CEN TS 14405와 ISO TS 21268-3에 준해서 수행하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(비소, 카드뮴, 납, 구리 등), 무기성분(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등), 이온물질(불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준, 토양오염공정시험기준을 참고하여 분획별로 용출액 시료를 채취하여 분석하였다. 연구 결과 pH는 대조시료 pH 보다 인산석고를 충진한 용출액이 낮았으며, 전기전도도는 인산석고를 충진한 시료가 높게 나타났다. 유해물질 기준항목은 검출한계이하 또는 지정폐기물의 유해물질기준 이하로 나타났다. 칼슘, 마그네슘, 칼륨의 농도는 균질혼합방식이 층상혼합방식보다 높게 나타나는 경향을 보였다. 특히, 칼슘농도는 시간에 따라 증가하고, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 농도는 감소하는 경향을 나타냈다. 불소이온의 농도는 층상혼합의 시료가 높았으나 질산이온, 염소이온, 황산염이온 농도는 균질혼합에서 높게 나타났다.

세계적으로 환경문제를 해결하기 위한 새로운 바이오 계 그린 제품의 개발을 위한 연구가 대학 및 기관에서 활발하게 진행되어지고 있다. 그 중에서도 합성 석유계 물질인 고분자(Polymer) 재료를 대체 할 목적 및 환경 오염의 개선을 위하여 바이오매스인 천연섬유를 적용한 복합체 연구에 주목하였다. 바이오계 천연섬유강화(FRP) 복합체는 경량, 저비용, 적당한 강도와 경도를 얻는 장점이 있으나, 바이오계 섬유의 표면이 친수성을 가지고 있어 소수성을 가진 폴리머 재료와의 낮은 호환성은 제작된 복합체의 물리적, 화학적 특성을 저하시키는 문제를 가지고 있다. 또한 얼마나 저렴한 비용으로 공급할 수 있는지와 원료가 되는 바이오매스의 공급이 일정해야 한다는 문제점 역시 가지고 있다. 현재 전반적인 산업에 적용되고 있는 재료로서 목질계(Lignocellulosic) 자원이 바이오 복합체의 재료로서 사용되어지고 있지만 안정적인 공급을 위한 시간이 매우 오래 걸리고 그에 따른 생산성의 결실이 낮거나 비용이 증가되는 문제점을 가지고 있어 활발하게 적용되지 못하는 문제가 있다. 최근 안정적인 공급 및 낮은 가격을 가진 천연섬유(예: Kenaf, Jute, Hemp, EFB 등)를 이용한 섬유강화 재료로서 FRP(Fiber Reinforced Plastics)를 제작하는 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 충진제(Filler) 재료로 사용되는 천연섬유의 친수성(Hydrophilic) 표면과의 호환성 문재로 인하여 전처리를 하여 호환성을 높이는 공정이 필요한 문제가 있다. 이는 제작 가격의 상승과 화학물질 사용 혹은 처리시간의 증가로 인하여 문제점을 발생시킨다. 본 연구는 낮은 가격 및 안정적으로 공급이 가능한 바이오매스 중에서 전 세계적으로 가장 많이 확보 가능한 천연농업 폐기물인 밀짚과 환경적 부하를 줄이기 위하여 생분해가 가능한 생분해성 플라스틱인 PLLA (L,L-lactide)를 선정하여 복합체 개발을 목적으로 진행하였으며, 매트릭스 폴리머와 섬유의 호환성을 증가시키기 위하여 새로운 전처리 방법으로 과열수증기(Super-Heated-Steam : SHS)방법을 적용하였다. SHS 처리된 섬유는 PLLA 매트릭스와 복합화를 위해 1 : 9, 1.5 : 8.5, 3 : 7 비율로 각각 복합화 하였고, 제작된 바이오 복합체는 열 중량 분석, SEM을 이용하여 섬유와 매트릭스 폴리머와의 결합 단면을 확인하였다. SHS 처리이후 섬유의 열 안정성과 분해 온도의 증가 및 매트릭스 폴리머와의 호환성이 증가되어 화학적, 물리적 특성이 증가된 것을 확인되어 SHS를 이용한 전처리는 섬유와 매트릭스(polymer) 사이의 좋은 계면 접착을 충분히 기대할 수 있는 전처리 방법인 것으로 나타났다.

Phospho-gypsum (PG) is a by-product generated from wet process of phosphoric acid production. The recycling rateof PG is only fifteen percents for the recycling uses, such as cement retardant, gypsum board, plaster, functional fertilizer.In the result of pH analysis, PG, neutralizing gypsum, soil, and dredged soil were 3.5, 7.4, 8 to 8.8, and 7.8, respectively.In case of the electric conductivity (EC), PG, neutralizing gypsum, and soil were 2,990µS/cm, 2,230µS/cm, and84~99µS/cm, respectively. In heavy metal contents of PG, As and Cd could be measured under environmentalstandards in Korean Soil Environment Conservation Act. In inorganic elements of leaching PG, Ca and Na were 629mg/L and 13 mg/L, respectively, but As, Cd, and other elements were detected under the regulated levels in Korean WasteManagement Act. Also, among inorganic elements in PG, the leaching ratio of Mg and Cd were 7.3%, 1.3% respectively.In neutralized PG, leaching ratio of Mg and Cu were 1.9%, 1.4% respectively compared with other elements. Insequential batch leaching test, the leaching concentrations of As and Cd were rapidly decreased after 2 days. F− andCa were steadily decreased until 2 days and 8 days, respectively, and no more change since then. In case of SO42−, itfell at constant rate to 1,600~1,800mg/L. As seen in Ca leaching curve relating to pH value, the leaching decreasedwith increasing pH.

There is legal uncertainty and ambiguity with regards to the classification and disposal of sludge generated from glassetching process. Moreover, secondary effect on the environment such as corrosion of landfill construction by the sludgeproduced in glass etching process was observed in waste landfill site. As part of response to the parliament’s request forthe relevant data and local media coverage, exhaustive investigation of glass etching process was required. Accordingly,we conducted an exhaustive investigation of 8 glass etching manufacturers. Glass etching business is one of the businessesthat have seen rapid growth since 2010 with the development of semiconductor and electronics industry, and glass etchingproducers are mostly located in Gumi, Cheongju, Sejong, Gongju, and Cheonan cities. In this study, we investigated theharmful effects of wastes generated from the glass etching process, how those wastes are classified and treated, problemsarose from the process, and secondary effects on the environment observed in waste landfill site. The study found thatcyanide, lead, mercury, trichloroethene, and perchloroethene were not detected in the sludge produced from glass etchingprocess, and hexavalent chromium, copper, and arsenic were either not detected or reported at very low level, which wasbelow the threshold concentration level of designated waste. In contrast, pH of sludge produced from glass etching processwas between 1.7 and 2.3, pH of hydrofluoric acid used for glass etching showed acidic value of 1.5, which suggests thatthe classification system of such hazardous substance requires reconsideration.

The innovation in this study is the complexation of Erianthus fibers (Erianthus arudinaceus) with compatibilizer inPP by extrusion, to produce a material with an improvement in mechanical properties. The aim is to provide a general-purpose material from biomass that does not compete with food as an alternate material from the petroleum base.Erianthus is a cellulose resource crop which is a source of bio fuel, is inedible, highly productive and promising energyresource, there has been little report on its use as a material. It also is a cellulose resource crop with a high productivityas a fiber reinforcement material with low environmental load. Development of Erianthus fiber reinforced polypropylene(PP) composite material was reviewed. Erianthus fiber was pulverized and the powder was sorted by sieve size, whichwas put through the process of complexation with polypropylene using a twin-screw extruder. The mechanicalcharacteristics of the obtained composite material were evaluated by conducting a tensile strength test and a bendingtest. As a result of using the classified fiber as the filler, it is found that the difference in the surface area of the fiberhas a great effect on the mechanical properties and the thermal decomposition properties. It is found to be sufficientlyfeasible to make Erianthus function as a polypropylene fiber reinforcement element by controlling the size of Erianthusfiber.

This study evaluated the applications of ecotoxicity for management plan on industrial waste, and suggested the strategy for assessment of the ecotoxicological characteristic. From the results of ecotoxicity for waste synthetic resin, sludge, slag, waste dust, etc. 20 industrial wastes, 15 waste samples were analyzed in ecotoxic. In particular, 8 waste samples (about 62%) among the 13 non-hazardous wastes were confirmed ecotoxic. Therefore, the additional studies are necessary by increasing the number of samples and confirming the various types of waste. The correlation coefficient of arsenic and vanadium was highly estimated that 0.68, 0.44, respectively. The ecotoxicity for wastes should be managed as a comprehensive toxic in the future. Because the wastes has the high potential ecotoxic by the possibility of containing hazardous materials with discharge process and the interaction of heavy metals, ions, salt, and pH and so on. The hazardous characteristic of waste for ecotoxicity should be evaluated through the ecotoxic analysis in 3 steps by the proposed procedure for assessment of ecotoxicological characteristic.

Silica fume is a by-product generated in an electric arc furnace during the silicon, ferrosilicon, and other metal alloy manufacturing process. Prefabrication mineral additives such as fly ash, blast furnace slag and silica fume are commonly used as binder materials to improve cement quality, and to reduce cement consumption. Especially silica fume which has a high level of long-term chemical durability is most widely used in high-performance concrete. However, Korea relied 100% on imported silica fume, which is more expensive than other admixture, until 2014. So far, many studies have been conducted on the effects and performance of silica fume used in concrete or replacement material like metakaolin and blast-furnace slag. With the construction of ferrosilicon plant in Korea, silica fume, a by-product of ferrosilicon production process, has been generated as a new industrial waste. Waste products like silica fume contain heavy metal, hence its use as admixture could increase heavy metal contents in concrete. Therefore, to evaluate the environmental hazards of silica fume, when it is assumed to have been exposed to the environment, content analysis and leaching tests for pH, loss on ignition and trace elements (CN, Cr, Cr6+, Cu, Cd, Pb, As and Hg) in silica fume were conducted. The results of pH analysis and loss on ignition test were 2.18 ~ 7.39 and 0.9 ~ 2.1%, respectively. Analysis found that levels of race elements in silica fume produced in Korea were lower than Korean standards set out for designated waste.

우리나라는 현재 ‘폐기물 관리법’의 지정폐기물은 11종으로 대분류되고 74종으로 세분화 되어 있어서, EU 및 미국에 비하여 폐기물 목록의 분류가 세분화되어 있지 않고 포괄적으로 관리 되고 있다. 따라서 관리대상 유해폐기물의 항목이 적으며 유해특성의 적용범위가 제한적이고, 배출원 정보가 결여되어 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고, 국제적 동향에 발맞추기 위해 폐기물 분류를 업종별, 공정별, 유해성분 등에 의해 명확히 분류해야 한다. 폐기물 목록 분류를 통해 폐기물 관리가 효율적으로 이루어 질 것이며, 폐기물 분류의 오류를 방지하고 국제적 환경변화에 발맞추어 대응 할 수 있을 것이다. 지정폐기물로 관리되고 있는 광재폐기물의 최근 발생량은 2008년부터 꾸준히 증가하고 있다. 연도별 광재의 연간발생량11)은 2007년 13,497 ton, 2008년 25,295 ton, 2009년 12,776 ton, 2010년 12,773 ton 그리고 2011년 15,112 ton 으로 평균 15,890 ton 이다. 또한, 2011년도 광재의 연간 처리량은 재활용이 9,386.6 ton, 매립 301.7 ton, 기타 처리 및 이월보관 합산량은 5,566.7 ton 으로 나타났다. 광재의 관리는 현행 폐기물 관리법12)에서 지정폐기물에 함유된 유해물질 7항목 (Hg, Pb, Cd, As, Cr6+, Cu, CN)에 대해 용출 시험에 의한 규제 기준으로 관리하고 있으며, 함량기준 및 시험방법은 마련되어 있지 않은 실정이다. 지정폐기물에 함유된 유해물질 기준은 Pb 3 mg/L, Cu 3 mg/L, As 1.5 mg/L, Hg 0.005 mg/L, Cd 0.3 mg/L, Cr6+ 1.5 mg/L, 그리고 CN은 1 mg/L 으로 관리되고 있다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 발생량이 증가하고 있는 사업장 배출시설계 폐기물 중 광재류의 용출 및 함량특성을 조사하였다. 이에 따라 국내 열처리 공정 22개 사업장 25개 시료를 채취하여 무기물질류 7항목(Cr6+, Cd, Cu, Pb, Hg, As, CN)을 용출 및 함량분석하였다. 광재의 배출특성 조사결과 일반 폐기물로 관리되는 광재 중 폐기물관리법 용출기준을 초과하여 지정폐기물로 관리가 필요한 시료 (2건/13건)와 이와 반대로 지정폐기물에서 일반폐기물로의 관리가 필요한 시료 (11건/12건)가 있는 것으로 조사되었다. 이러한 분석결과에 따라서 일반/지정폐기물 가능성이 있는 광재에 대한 장기적인 모니터링이 필요하며, 향후 국내에서 발생되는 광재의 효율적인 관리를 통한 지정 및 일반폐기물 처리 체계를 보완해야 할 것으로 판단된다.