우리나라에서는 5개 발전사의 10개 화력발전소에서 2013년 기준으로 약 891만 톤의 석탄재가 발생하고 있다. 석탄재는 약 82%가 비산재, 18%는 바닥재로 구성되어있으며, 이 중 비산재는 대부분 레미콘혼화제 및 시멘트 대체원료 등으로 재활용되고 있으나 바닥재는 발전소 내의 매립시설에 보관되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 바닥재의 토양으로 재활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 석탄재가 함유하고 있는 유해물질을 중심으로 석탄재의 환경영향 가능성 평가를 위해 SP 및 HD석탄재를 각각 단독 또는 토양과 혼합하여 컬럼시험(Percolation test)을 진행하였고, 대조군시험을 위해 비오염토양을 확보하여 동일하게 분석을 수행하였다. 컬럼시험에 사용한 유입수는 해수, 산성강우(pH 4.5), 증류수이며, 유입 유속을 1 mL/min으로 유지하여 운전하였다. 각 컬럼에서 2L씩 최대 15 Fraction의 용출액을 채취하였으며, 채취한 즉시 pH, 온도 및 전기전도도를 측정하였고, 이 외에 생태독성, 중금속 및 이온물질을 분석하여 유해물질 용출 패턴을 확인하였다. 컬럼 용출액 중 pH를 모니터한 결과, SP 석탄재는 8.20~8.78, HD 석탄재는 7.63~8.03 범위를 보였다. 석탄재에 함유되어 있는 다양한 중금속의 용출패턴을 확인한 결과, 전반적으로 유출량에 따른 뚜렷한 감소특성을 보이지 않았다. 철(Fe)은 초기 용출액에서 낮은 농도가 검출되다가 6 Fr 이후부터 높은 농도가 유출되었고, 다시 12 Fr 이후부터 감소하였다. 석탄재를 단독으로 사용한 컬럼에 비해 토양과 혼합한 컬럼의 용출액 중 보론(B) 농도가 낮은 것으로 나타났다. Al, Mn, Ni, Sb, Se 등은 특별한 경향을 보이지 않았으며, 이 외에 분석한 중금속 항목 중에 Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, 6가크롬은 용출액에서 모두 불검출 되었다. 용출액을 가지고 물벼룩의 급성독성을 시험하여 유입수에 따라 독성 수준이 다른 것을 확인하였다. 즉, 석탄재 자체의 독성보다는 해수, 담수, 산성강우 등 유입수의 영향을 받는 것으로 보인다. 증류수를 유입한 컬럼 중 SP석탄재는 모두 불검출 되었고, HD석탄재에서는 첫 번째 유출액에서만 1 TU이상의 값이 나오다가 이후 감소되었다. 해수를 흘려준 컬럼에서는 염도의 영향으로 1~2 TU 이상이 5 Fr 까지 유지되었고, 산성강우를 흘려준 SP석탄재와, 토양과 혼합한 HD석탄재 컬럼에서는 10 Fr 까지 1 TU이상을 유지하였으며 최대 8.2 TU의 독성을 나타내었다. 국내에서는 생태독성을 산업폐수 배출허용기준으로 적용하고 있으며, 청정지역과 청정지역 외로 구분하여 각각 1 TU와 2 TU로 규제하고 있다. 미국 델라웨어주와 뉴욕주, 독일의 폐수종말처리장에서도 2 TU로 관리하고 있다. 석탄재중 용출시험 결과 2 Fr 이후부터는 2 TU 이하를 유지하는 것으로 나타났으나, 일부 컬럼의 초기 용출액에서 나타난 독성영향에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다.

연근해 양식산업이 발전하면서 굴이나 조개류 등을 대량으로 양식하여 가공 및 판매하고 있다. 그 과정에서 발생한 대량의 패각류는 사업장폐기물로 분류되며 적정한 방법으로 처리하거나 재활용 할 수 있다. 패각(굴)의 성분은 자연계에서 생성된 탄산칼슘이 주성분인 얇은 막으로 여러 겹 둘러싸인 다공체질의 물질로 국내에서는 1962년부터 본격적으로 굴 양식이 이뤄지고 있다. 2009년 굴패각 발생량은 304,796톤으로 그 중 138.375톤(45.4%)을 비료 등으로 자원화하고 나머지 166,421톤(54.6%)은 미처리 상태로 방치되고 있다. 굴패각의 재활용방법으로 소성과정을 거친 패각분말을 이용하여 황토블럭, 황토포장 등 친환경건축자재로 활용가능성을 평가하고 관리방안을 모색하였다. 소성패각 분말의 유해성을 파악하기 위하여 카드뮴, 비소 등 중금속의 용출특성과 함량특성, pH 등 9가지 항목을 분석하여 평가하였다. 수은, 납, 구리 등 중금속 6종의 용출분석결과 모두 불검출되어 지정폐기물에 함유된 유해물질의 용출 규제기준 이내로 나타났다. 중금속의 함량분석결과 토양오염우려기준(1･2지역)이하로 나타났다. 수분함량은 1.7%로 공유수면 매립지의 성토재로 재활용하는 경우 폐패각 수분함량 70%이하 기준보다 휠씬 낮은 수준이었다. 소성패각 분말의 pH는 12.4 수준으로 폐기물의 재활용기준 중 고화처리물, 폐주물사, 바닥재 등의 기준과 비교할 때 다소 높게 나타났다. 폐패각을 가공하여 생산한 소성 패각 분말을 황토포장, 황토미장, 황토블럭 등 시멘트 대체용 경화제 원료로 재활용하는 경우 사용분야에 따라 영향이 발생할 수 있어 황토의 혼합비율, 소성온도, 물 혼합 등 pH를 낮추는 과정이 필요할 것으로 판단된다.

유기용제는 어떤 물질을 녹일 수 있는 액체상태의 유기화학물질을 총칭한 것으로 기름 및 지방 등을 잘 녹이고 휘발성이 강한 것이 특징이다. 사업장에서는 도료의 제조배합, 금속제품의 세척, 인쇄, 필요물질의 추출, 드라이 크리닝 등 널리 사용하고 있는데 사용목적에 따라서 단독으로 또는 서로 혼합해서 사용하고 있다. 산업안전보건법의 산업보건기준에 관한 규칙에는 사업장에서의 사용량과 독성 등을 고려하여 54종의 물질을 제1종, 제2종, 및 제3종으로 구분하여 관리하고 있다. 폐기물 관리법에서는 사업장에서 발생하는 폐유기용제의 독성, 인화성, 발화성 등으로 인하여 인체 및 생태계에 미치는 유해한 영향을 최소화하기 위해 사업장 지정폐기물로 관리하고 있다. 그 중에서도 소각처리시 폐유기용제에 함유된 염소, 불소 성분에 기인한 다이옥신의 비의도적 발생을 줄이고자 할로겐화 유기물질 17항목을 설정하고 5 %의 함유량 기준을 두고 있다. 그러나 그 밖의 폐유기용제에 대한 항목과 기준은 설정되어 있지 않고, 폐기물에 미량의 폐유기용제가 포함되어 있어도 지정폐기물로 처리해야 하는 등 폐유기용제의 종류와 기준이 불분명하다. 따라서 본 연구에서는 폐유기용제의 합리적인 관리 및 처리방안을 마련하기 위해, 국내 사업장에서 배출하는 폐유기용제의 특성 및 관리실태 등을 파악하여 폐유기용제의 적정 분류기준에 대해 제시하고자 하였다. 폐유기용제의 98.6% 을 배출하고 있는 전자부품, 화학물질 및 화학제품 제조업 등 19개 업종, 80개 사업장에 대한 제품제조공정, 폐유기용제의 배출 및 처리방법 등을 현지에서 조사하고, 발생된 폐유기용제를 채취하여 알려진 유기용제의 함량을 분석하여 업종별 폐유기용제의 배출특성을 평가하였다.

동 제련 산업의 경우 1960년대까지 소비하는 전량을 수입에 의존하였고, 이후 경제발전과 함께 수요가 대폭증가하면서 국내에서도 동 제련 생산업체가 설립되기 시작하였다. 이와 함께 자동차, 전기･전자, 철강, 건설 및 기계 산업에 주요 기초 소재를 공급하는 역할을 담당하게 되었다. 산업 특성상 수입에 의존하는 원자재의 가격이 수익성에 큰 영향을 미치기 때문에 제련 시 발생하는 폐기물을 이용한 재활용 기술연구가 필요한 실정이다. 국내 동 제련 산업은 원석인 황동광을 파･분쇄하여 제품을 생산하는 1차 동 제련 산업과 폐동스크랩, 폐동파이프 등을 원재료로 하여 동 빌레트, 동 괴, 황동봉을 생산하는 2차 동 제련산업으로 나눌 수 있다. 1차 동 제련산업의 경우 국내 유일업체에서만 생산하고 있으며, 자체 플랜트 사업을 통해 재활용 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 2차 동 및 동합금 제련공정의 경우 현재 연구실적이 많지 않다. 공정 에서 발생하는 폐기물에 함유되어있는 Cu, Zn, Pb, Fe 등의 유가금속을 재활용하기 위해서는 반드시 대상 폐기물의 물리･화학적 특성 및 환경성평가가 선행 연구되어야 한다. 본 연구에서는 동 및 동합금 제련공정에서 폐기물의 발생량, 생산제품 등 5개 사업장(C사, D사, S사, P사, H사)을 선정하여 광재, 분진, 오니 폐기물의 기본 특성을 확인하였다. 대상 폐기물의 입도특성, 광물학적 특성 및 화학적 조성을 확인하였고, 입도분포에 따라 광물학적 성상의 변화에 대해 확인하였으며, 대상 폐기물의 중금속 용출･함유량을 확인하였다. 입도특성 결과, C사와 S사 광재의 경우 육안으로 식별 가능하였으며, S,P,H의 광재는 비교적 입도별로 고루 분포되어 있음을 확인할 수 있었다. 입도의 크기가 1 mm 이상에서는 폐기물 내 금속편의 식별이 가능하여 분리가 간편하지만, 1 mm 이하 금속편의 경우 파･분쇄 후 스크리닝(Screening)을 통한 분리공정이 필요하다. 또한 0.1 mm 이하에서 11%의 중량비율을 차지하고 있는 P2시료의 경우 물리적 파･분쇄를 통해 금속편의 회수가 어렵기 때문에 자력선별, 부유선별 등의 습식제련방법을 활용하여 분리해야한다. 황동 원재료 및 황동 제품을 주로 생산하는 D사, H사, P2사의 경우 대부분이 Zn으로 이루어져 있으며, 90% 이상의 높은 함유량을 보이고 있다. 또한 동 빌레트, 동 버스바 및 동 특수합금을 제조하는 사업장의 경우 Cu, Fe. Zn의 함유량이 골고루 분포되어 있어 이를 회수하여 재활용 할 경우 유가금속의 확보와 더불어 대부분의 원자재를 수입에 의존하고 있는 국내 실정에 따라 자체생산에 의한 경제성이 확보될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 환경성평가를 통해 높은 용출특성 및 함유량을 지닌 Cd, Hg, As 등의 유해물질이 제거된 폐기물은 공업용 충전제, 절연재, 채움재, 세라믹스 원료 등으로 재활용 확대방안에 기여 할 것으로 판단된다. 본 연구의 동 및 동합금 제련공정 발생폐기물의 입도특성, 광물학적 특성 및 화학적 조성, 유해물질 함유 특성 조사결과를 바탕으로 재활용 및 유가금속의 회수를 위한 기초데이터로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

탈황석고는 화석연료를 사용하는 화력발전소나 정유사 등 연소 시 배출되는 배기가스로부터 황산화물(SOx)을 화학반응으로 고정함으로써 얻어지는 부산석고이다. 탈황석고는 품질이 우수하기 때문에 석고보드나 시멘트 등의 원료로 재활용되고 있다. 탈황석고를 석고 대체 자원으로서 활용함으로써 경제적 효과와 자원순환 정책지원 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 현재 재활용 되는 탈황석고에 대한 국내 유해성 연구는 많지 않다. 이에 본 연구에서는 배연탈황공정(Flue Gas Desulfurization: FGD)에서 탈황석고를 배출하는 국내 화력발전소와 원유정제 처리업 중 업체를 선정하여 현지조사와 시료 7개를 채취 하였다. 탈황석고의 유해특성을 파악하기 위해 중금속의 용출･함량 분석을 하였다. 탈황석고의 중금속(As, Cd, Cr, Cr+6, Cu, Hg, Pb)과 시안화합물 8항목 용출분석결과, 모든 시료는 국내 폐기물공정시험기준 유해물질 기준보다 기준 이하로 조사되었다. 중금속(As, Cd, Cr, Cr+6, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn)과 시안화합물 10항목 함량분석결과, 국내 토양오염우려기준과 비교하여 니켈을 제외한 9항목 모두 기준이하로 검출되었고 니켈은 1개 시료에서 토양오염우려기준 1지역, 2지역 수치보다 높게 검출되었으나 3지역 기준 이내로 나타났다. 조사된 탈황석고의 중금속과 시안화합물은 국내 용출･함량관리기준 이내로 검출되어 석고보드나 시멘트 등으로 재활용시 환경유해성은 적은 것으로 판단된다.

실리카 퓸은 콘크리트의 성능개선에 기여함은 익히 잘 알려져 있고, 특히 강도 및 화학적 내구성 등이 우수한 특성을 가지고 있어 콘크리트의 내구성을 높이기 위한 혼화재나 시멘트 보강재 및 내화물의 원료로 주로 사용되고 있다. 그러나 실리카 퓸은 대부분 해외에서 수입하고 있고, 플라이 애시, 고로슬래그 미분말, 메타카올린 등의 다른 광물질 혼화재에 비해 상대적으로 고가여서 콘크리트의 제조원가를 상승시키는 단점이 있다. 또한 다른 슬래그, 플라이애시와 같은 광물질 산업부산물의 혼화재에 비해 유해성에 대한 연구결과는 상대적으로 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 최근 국내 규소철 생산공정에서 실리카 퓸이 발생하게 됨에 따라 그 동안 재활용이 가능한지 여부를 확인하고자 유해물질(CN, Cr, Cu, Cd, Pb, As, Hg)의 함량 및 용출량을 비교･검토하였다. 그 결과 pH는 2.18~7.39로 나타났으며, 강열감량은 2.1% 미만으로 나타났다. 유해물질의 용출량을 비교한 결과 국내 실리카 퓸의 경우 폐기물관리법에서 정한 지정폐기물의 유해물질 기준 이내로 나타났으나, 일부 수입 실리카 퓸의 경우 Cu가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 함량분석 결과는 토양환경보전법의 토양오염우려기준과 비교하였을 때 시안을 제외한 모든 항목이 토양오염우려기준 1지역 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 국내에서 발생된 실리카 퓸의 경우 수입되는 실리카 퓸의 생산공정과 동일하고 특성 및 유해물질의 함유량이 비슷한 것으로 판단됨에 따라 국내 실리카 퓸이 수입 실리카 퓸을 대체하여 시멘트 보강재, 콘크리트 혼화재, 요업제품 등으로 재활용이 가능할 것으로 판단되며, 이에 따라 건설업계의 비용절감과 폐기물 재활용에 따른 환경비용 절감효과가 기대된다.

전 세계적으로 환경문제 및 화석연료의 고갈 문제로 인한 새로운 바이오 계 그린 제품의 개발을 유도하고 있다. 농업 천연 섬유 및 생물의 사용은 지난 몇 년 동안 저탄소 사회를 위하여 활발히 연구되어 왔다. 그중에서도 합성 석유계 물질인 고분자(polymer) 재료를 대체 할 목적 및 환경오염의 개선을 위하여 바이오매스인 천연섬유를 적용한 복합체 연구와 복합체의 사용이 점차 증가되고 있다. 천연섬유강화(FRP) 복합체는 경량, 저비용, 적당한 강도와 경도를 얻는 장점이 있으나, 친수성을 가지고 있기에 소수성을 가진 폴리머 재료와의 낮은 호환성은 제작된 복합체의 물리적 특성을 저하시킬 수 있다. 본 연구는 천연 농업 폐기물인 밀짚을 이용하여 제작한 바이오 복합 재료의 열 안정성과 기계적 특성을 강화하고, 생분해성 고분자(PLLA)와 밀짚 섬유(Wheat straw fibers : WSF) 사이의 계면 접착력을 향상시키는 데 주력하고 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 밀짚과 고분자 매트릭스의 호환성 개선을 위한 새로운 전처리 방법으로 과열 수증기(Super heated steam : SHS) 방법을 제안 하였다. 과열 수증기(SHS)를 이용한 전처리 방법은 기계적 특성의 향상을 목적으로(예컨대 밀짚과 같은 농업 잔류물) PLLA와 첨연섬유 사이의 계면 접착을 향상시키기 위한 하나의 방법으로서 조사 되었다. WSF를 바이오 복합체의 강화섬유로서 그 특성을 수정하기 위해서 과열 수증기(SHS)으로 처리하였다. 처리 온도 200, 230 ℃의 온도조건에서 각각 1시간씩 처리하였다. 이후, 분쇄 및 각각의 크기별로 분류하였다. 분류된 WSF는 미처리된 WSF와 SHS 처리 조건 200℃, 230℃에서 처리된 섬유와 비교하여 섬유의 특성 변화를 측정하였다. SHS 처리된 밀짚 섬유는 화학 조성 및 열 안정성과 형태 그리고 셀룰로오스 성분비를 평가하였다. SHS 처리된 섬유는 열 중량 분석을 이용하여 섬유의 열 안정성과 분해 온도가 과열수증기 처리 후에 증가된 것을 확인하였다. 또한 SHS 처리 후에 헤미셀룰로오스 성분의 비율을 감소된 것이 확인되어 섬유와 매트릭스(polymer) 사이의 좋은 계면 접착을 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

1992년 유해폐기물의 국가 간 이동을 규제하는 바젤협약(Basel Convention)이 발효됨에 따라 유해특성을 나타내는 폐기물에 대한 수출･입을 국제적으로 규제하고 있다. ｢유해폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리의 통제에 관한 바젤협약｣은 자국의 규제를 피하기 위해 유해특성 폐기물을 선진국에서 개도국으로 수출하여 처리하는 과정에서 부적정 처리, 처리 기술 미비 등으로 발생할 수 있는 환경오염을 예방하고, 국제적인 분쟁을 해결할 수 있는 제도이다. 그러나, 국가별 유해특성 기준이 상이하거나 명확하지 않아 세분화된 유해특성 분류 및 관리체계를 마련할 필요가 있다. 우리나라는 1994년 2월 바젤협약 가입, 1994년 5월부터 ｢폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리에 관한 법률｣을 시행하여 수출･입 폐기물에 대한 14종의 유해특성을 관리하고 있지만, 국내 ｢폐기물관리법｣에서는 부식성, 감염성, 용출독성 3종에 대한 유해특성만 관리되고 있다. 이에 따라, 환경부와 국립환경과학원에서는 2010년부터 국제 기준에 부합하는 수출･입 폐기물의 관리를 위해 유해특성 18종(부식성, 산화성 액･고상, 인화성 액･고상, 폭발성, 금수성, 자연발화성, 유기과산화물, 생태독성, 발암성, 자극성, 감염성, 위해성, 생식독성, 독성, 변이원성, 민감성)에 대한 시험방법 및 판정기준을 마련하였고, 국내 유해특성 폐기물에 대한 적용성 평가 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 유해특성 18종 중 유기과산화물과 생태독성 가능 폐기물을 조사하여 유해물질 함유 실태조사와 유해특성 시험방법에 대한 적용성 평가를 수행하였다. 또한, 유기과산화물과 생태독성의 국내 폐기물관리법도입에 따른 경제적 영향을 사전에 분석･평가하여 향후 폐기물 관리 정책 마련에 지원하고자 하였다. 연구 결과 폐기물에 대한 생태독성은 폐기물의 발생특성상 다양한 생태독성 원인 물질이 함유될 수 있기 때문에 통합적인 생태독성 평가가 이루어져야 하고, 대표성 있는 시료를 채취, 유해특성 도입 여부 등을 종합적으로 분석･검토해야 할 것으로 판단되었다.

This study was to select five places among apartment houses (apartment), detached houses (including houses, villas), downtown area (markets, shops, restaurants) being operated in Korea and use the analysis of physical and chemical characteristics for treatment residues of weight reduction equipment as basic data. Also, we were to evaluate the recyclability by determining whether discharged treatment residues are available in the thermochemical process such as cement sintering facilities and power plants in which energy can be recovered based on the quality standards of Bio- SRF and SRF. Three components for food waste were analyzed and as a result, moisture average, combustibles average and ash average were found to be 11.9% (2.0 ~ 24.8%), 78.9% (63.3 ~ 93.0%) and 9.2% (5.0 ~ 11.9%) respectively and all of them were found to satisfy less than 25%, the moisture content standard of Solid Refuse Fuel (SRF) products. The results of the elemental analysis were analyzed to be carbon average 49.71% (48.41 ~ 52.14%), hydrogen average 6.62% (31.32 ~ 40.63%), oxygen average 37.92% (31.32 ~ 40.63%), nitrogen average 3.82% (2.79 ~ 5.81%), sulfur average 0.26% (0.19 ~ 0.46%), chlorine average 1.67% (1.10 ~ 3.16%). In addition, the low-heating value measurement result is average 4,016.6 kcal/kg (3,255.9 ~ 4,657.9 kcal/kg) and turned out to satisfy most general Solid Refuse Fuel (SRF) product standards but that of Facility E is 3,255.9 kcal/kg and was analyzed not to meet the quality standard 3,500 kcal/kg. However, if maintaining the moisture content of treatment residues to 20% or less, it is determined to satisfy the caloric value standards of general Solid Refuse Fuel products.

Recently, the explosion of powder fire extinguisher led to the replacement of old extinguishers with new ones in Korea. As a result, the amount of waste fire extinguishing agents from discarded fire extinguishers has been increasing. In this study, to determine the recyclability of the fire extinguishing agents, content and leaching test were conducted to identify their health hazards in accordance with the Korean standard method for waste and soil. To this end, nine powders in four new products and five discarded products were sampled from five companies. Analysis of discarded powder of fire extinguishers showed that levels of heavy metals (Pb, Cd, Cr6+,Cr, Hg, Cu, Ni, As, Zn), organic phosphorus, oil, TCE, and PCE were within the levels set out in the Wastes Control Act, the Fertilizer Control Act and the Soil Environment Conservation Act. Only arsenic level in some new and discarded powder of fire extinguisher samples exceeded the acceptable levels as set forth in the Wastes Control Act (1.5 mg/L) and the Soil Environment Conservation Act (25 mg/kg) but within the acceptable arsenic level of 45 mg/kg as set forth in the Fertilizer Control Act. Concentrations of arsenic in the samples ranged from 0.039 to 2.578 mg/L, 6.72 to 38.36 mg/kg. The most commonly used chemical for ABC dry chemical extinguisher is mono-ammonium phosphate, which generally contains up to 0.005% of arsenic and be used as fertilizer. The result confirmed that powder of fire extinguishers could be recycled as fire extinguisher powder or fertilizer as practiced in Japan, USA and UK. But it is necessary to pretreat and meet the regulation of fireextinguisher and fertilizer.

In a mercury leaching test for waste using the Korean Standard Method (ES 06404.1), the pre-treatment process of an eluate is very complicated with a high possibility of contamination and low mercury recovery rate. It is also difficult to analyze multiple samples in a short time and the process generates experimental wastes. Accordingly, a direct mercury analyzer (DMA) applying thermal decomposition gold-amalgamation analysis has been recently used. The method shows a relatively high recovery rate for solid samples without complicated pre-treatment and it can be applied to both liquid and solid samples as the EPA method 7473 does. In order to use the auto-sampler in DMA for analyzing many elution samples from waste, this study checked recovery rates depending on acid solutions and additives during continuous analysis. The result showed a significant drop in recovery and precision except for an L-cysteine added sample. Considering commonly used acid-treatment of wastes, three types of acid solutions (nitrate, hydrochloric acid and sulfate) were chosen for analysis, and precision and accuracy were relatively high in nitric acid solution. It has been determined that accuracy and precision improved when 0.01% L-cysteine was added as an additive and this reduced the impact of continuous measurement. Therefore, during analysis of liquid samples or eluted samples using DMA continuously, introducing suitable additives is necessary depending on pre-treatment method in order to improve accuracy and precision in the analysis of mercury.

우리나라는 천연자원의 많은 양을 수입에 의존하고 있고 산업공정을 통하여 배출된 무기성 형태의 광물은 유기성 자원과는 달리 사용 후에도 여러 형태로 많은 양의 잔재물로 남아 그 잔재물을 처리해야 하는 숙제를 안고 있다. 이에 따라 배출자는 단순 매립하여 처리하는 것보다는 여러 가지 용도로 재활용하고자 노력하고 있다. 그러나 재활용하는 양보다 배출량이 많거나 적당한 재활용 수요를 찾지 못하는 경우 폐기물 처리 또는 보관 등의 관리에 많은 비용을 소요하게 된다. 이 중 폐석회는 다양한 산업공정에서 발생되고 있으며, 대규모 토목공사 현장이나 매립지 조성 시 턱없이 부족한 성토 매립재로 재활용 할 경우 높은 부가가치를 창출할 수 있음에도 불구하고 사용실적이 적고 환경오염에 대한 우려와 지방자치단체의 이해부족 등으로 인하여 재활용이 거의 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 폐기물 종합관리시스템인 올바로시스템을 이용하여 대표적인 폐석회 발생 사업장을 선정하고 배출되는 폐석회를 채취하였다. 채취된 시료는 폐기물공정시험기준에 따른 용출시험과 토양오염공정시험기준에 따른 함량시험을 통하여 유해물질에 대한 특성을 평가하고 재활용 방안에 대해 모색하였다. 그 결과 폐석회의 pH는 8.43 ~ 12.73으로 나타났으며, 폐기물관리법의 유해물질 관리기준을 초과하는 시료는 없었다. 함량시험 결과의 경우 토양오염우려기준과 비교한 결과 3지역 내에서 재활용이 가능 할 것으로 평가되었다. 폐석회의 활용으로는 도로기층재, 매립지 복토재, 해안 매립지의 성토재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

자외선/가시선 분광법에서는 수은을 황산 산성에서 디티존사염화탄소로 추출하고 브롬화칼륨 존재 하에 황산 산성에서 역추출하여 방해성분과 분리한 다음 알칼리성에서 디티존사염화탄소로 수은을 추출하는 복잡한 과정을 거쳐 490nm파장에서 측정한다. 반면에 고상･액상 시료를 직접 주입하여 분석하는 열분해 금-아말감 수은분석기는 분석시간과 전처리 과정에서의 오염 가능성을 줄일 수 있어 전세계적으로 전처리가 까다로운 퇴적물, 토양과 같은 고형시료에 널리 이용되고 있으며, 최근 국내 토양공정시험기준과 수질(퇴적물)공정시험기준에도 추가되었다. 그러나 이 시험법을 액상시료에 대하여 적용할 경우, 최대용량(200ul)을 주입하더라도 오토샘플러(Autosampler)내에서 증발 현상이 일어날 수 있어 회수율 및 재현성을 검토해 볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 폐기물 용출시료를 가정한 액상시료를 대상으로 오토샘플러 거치시간과 샘플위치에 따른 수은 손실을 검토해 보았다. 각 매질별(3% HNO3, HCl, H2SO4) 10개의 시료를 오토샘플러에 동시에 거치하고 순차적으로 분석하여 연속 측정에 따른 영향을 살펴 본 결과, 대기 시간이 길수록 최대 43%까지 회수율이 떨어지고 매질별 재현성이 상이한 것으로 나타났다. 또한 10셀×10층=100개로 구성되어 있는 오토샘플러에 연속 측정을 할 경우, 편차가 2.84로 매우 큰 반면 한셀씩 건너뛰어 측정할 경우 1.70, 층별로 하나씩 찍을 경우 1.08로 나타나 오토샘플러 위치에 따라서 영향이 있는 것으로 나타났다. 이는 히터에서 분석완료된 시료보트의 열이 분석 전 대기 중인 시료에 영향을 미치쳐 수은이 손실되었기 때문인 것으로 판단된다.

탈황석고는 화석연료를 사용하는 화력발전소와 정유공장 등에서 연소시 배출되는 배기가스로부터 황산화물(SOx)을 화학반응으로 고정함으로써 얻어지는 부산석고이다. 발생하는 탈황석고는 품질이 우수하기 때문에 석고보드나 시멘트 등의 원료로 재활용 판매 처리되고 있다. 하지만 현재 재활용되는 탈황석고에 대한 적절한 관리체계가 미흡하고 이에 대한 품질 기준 및 관련 근거 법령이 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 국내에서 발생되는 탈황석고의 재활용 안정성과 유해물질 특성을 조사하고자 하였다. 시료는 탈황석고 배출량이 높은 순으로 선정하여 국내 화력발전소에서 채취하였으며 폐기물관리법상 규제 유해 중금속 6종(Cr, Cu, Cd, Pb, As, Hg) 및 시안화합물에 대한 용출특성에 관해 조사하였다. 그 결과, 유해 중금속 6종 중 비소(As)의 경우 0.006~0.015 mg/L로 검출 되었으나 폐기물관리법에 따른 유해물질의 기준(1.5mg/L)보다 낮은 수치를 나타내 유해성을 보이지 않았다. 비소를 제외한 5종 유해 중금속(구리, 크롬, 카드뮴, 납, 수은)은 정량한계 미만으로 검출되어 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 시안화합물의 경우 폐기물관리법에 따른 정량한계(0.01mg/L) 미만으로 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 이와 같은 결과로 국내 화력발전소에서 배출되는 탈황석고의 유해 물질의 용출특성이 낮아 재활용함에 있어 안전한 것으로 판단되며 석고보드나 시멘트 등 재활용으로 적합하고 재활용 확대 가능성도 고려해 볼 수 있다.

수은은 인체의 신경계뿐만 아니라 인체 내 다른 여러 부정적인 영향을 준다. 수은의 위해성이 알려짐에 따라 최근에는 국제적인 움직임으로 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 채택되었다. 이 협약의 목적은 수은 및 수은화합물의 인위적 배출로부터 공중보건 및 환경을 보호하는 것이다. 주요 협약 내용을 살펴보면 수은 및 수은화합물의 생산부터 폐기까지의 전과정을 관리하고, 수은제품을 단계적 금지, 배출원 파악 및 배출량 저감 등 다양한 내용을 담고 있다. 국내에서는 국제 사회의 요구에 따라 환경부와 국립환경과학원을 중심으로 하여 수은 유통 기초조사 및 수은 함유 폐기물 배출 실태조사 등이 이루어지고 있다. 다만 아직까지 폐기물처리시설 내에서 수은의 거동특성에 대해 연구자료는 해외에 비해 다소 부족한 실정으로, 이에 대해 좀 더 자세히 살펴볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 수은함유 폐기물 처리시설 내 수은의 물질흐름분석을 통해 시설 내 수은의 거동특성을 자세히 살펴보고자 한다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 수은 배출이 많을 것으로 판단되는 시설을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 데이터와 시설 내 수은의 샘플링을 통해 수은의 물질흐름 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 연구결과, 하/폐수처리시설에서는 수은의 상당량이 슬러지형태로 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 소각시설에서는 수은의 상당량이 비산재 형태로 배출되어 시설의 후단집진설비에 의해 폐기물로 배출되었다.

석탄재는 4개 시멘트제조사에서 ‘02년부터 일본에서 수입하여 시멘트 대체원료로 사용하고 있으며 수입량은 매년 증가하고 있다. 2011년 1,110천톤, 2012년 1,231천톤, 2013년 1,347천톤의 석탄재를 수입하였으며, 주 용도는 점토대체재와 정제회로 재활용하고 있다. 이에 수입석탄재(비산재)의 적정성 및 유해성 검토 필요성이 제기되어 수입폐기물의 유해물질 함유실태 및 재활용 과정의 유해물질 배출실태를 조사하여 폐기물의 수입규제 강화 등 적정 관리방안 마련을 위해 조사를 수행하였다. 수입석탄재는 선박의 해치에서 호퍼나 압송으로 사이로나 벨트컨베이어로 하역하며 BCT나 트럭으로 이송하여 보관한다. 수입석탄재의 주성분은 SiO2, Al2O3, Fe2O3로 구성되며 국내 석탄재와 유사하다. 2013년 일본의 15개 발전소에서 총 19건의 수입석탄재를 시료 채취하여 중금속 용출･함량, 다이옥신 등 유해물질 농도 분포를 비교･분석하여 유해성 검토하였다. 무기물질류 18항목을 분석하여 이 중 폐기물관리법 시행규칙의 지정폐기물에 함유된 중금속 용출기준과 비교한 결과 6항목(Cr6+, Cu, Cd, As, Hg, Pb) 모두 법적기준 이내이었으며 PCBs(7종)는 19건 모두 불검출, PAHs(7종)는 불검출~0.004mg/kg으로 미량 검출, PCDD/DFs(17종) 또한 불검출~0.043 I-TEQ(pg/g)으로 검출되었다. 우리나라는 폐기물 수출･입을 신고와 허가제도로 이원화하여 관리하고 있으며 허가제도는 폐유기용제 등 바젤협약 유해폐기물(63품목) 및 OECD 황색폐기물(23품목) 86품목을 지정하여 유해폐기물의 국가간 이동으로 인한 환경오염을 방지하고 유해폐기물의 수출입을 규제하는 제도로 1994년 12월부터 운영하고 있다. 신고제도는 허가대상 외의 수입폐기물(25품목)에 대해서 수출입 관리를 강화하여 적정처리 유도하는 제도로 2008년 8월시행하고 있다. 현재 수입석탄재는 신고대상 품목에 포함되어 관리되고 있어 방사능 및 유해성, 국민정서를 고려하여 허가대상 품목 및 수입금지 품목으로의 제도개선도 검토해야 할 것이다.

우리나라는 폐기물의 유해성을 판정하기 위한 규제항목 및 시험방법이 환경 선진국에 비해 부족한 실정이다. 새로운 국제 환경규제에 대응하고 지정폐기물 관리 선진화를 위해 독성 등을 고려한 유해물질의 규제항목 조정과 단계적 확대방안 마련이 필요하다. 또한 규제 제안항목 확대에 따른 환경변화의 비용, 가치를 수치화하고 지정폐기물 발생량 예측, 산업체의 경제적 효과 등에 대한 평가를 함으로써 업체에 미치는 영향을 최소화할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 선진국의 국제협약 및 지정폐기물 관리 현황을 비교･조사하고 지난 6년간 국내 폐기물의 배출실태조사를 통해 용출 및 함량기준치를 초과하는 항목에 대한 지정폐기물 발생량을 추정하였다. 또한 항목 확대에 따른 산업체의 경제적 영향을 파악하기 위해 사회적 비용을 산정하였으며, 규제 제안 항목 확대시 기본 고려사항(7가지)을 근거로 신규 규제 제안항목 확대를 위한 단계적 항목 확대방안을 제시하고자 수행하였다. 신규 규제 제안물질 확대에 따른 지정폐기물 발생량을 산정하기 위하여 신규 규제물질 중 우선 고려대상 항목인 불소, 니켈, 아연의 용출 기준을 초과하는 폐기물의 발생량을 산정한 결과 F, Ni, Zn 3항목의 용출 규제 제안항목 확대시 추가로 발생되는 폐기물은 분진, 폐수처리오니 등이며 폐기물은 각각 2,813톤, 134톤, 86,425(톤/년)이 발생되는 것으로 예측되었다. 신규 규제물질 8항목(F, Ni, Zn, Be, Sb, Se, Ba, V)의 함량에 대한 폐기물 발생량을 산정한 결과 약 464만 4천(톤/년)이 발생하는 것으로 나타났다. 대부분 열처리공정(10코드)에서 함량기준을 초과하는 것으로 나타났으며 정유, 철강, 주물공장에서 발생된 폐기물이 전체 폐기물량의 50 % 이상 차지하는 것으로 조사되었다. F, Ni, Zn을 우선 고려한 분석 및 처리 비용은 약 102억의 추가 비용이 발생하며 Be, Sb, Se, Ba, V의 추가 비용의 1.9배 정도 많은 것으로 조사되었다. 기존 규제 제안물질 7항목(Pb, Cd, Cu, As, Hg, Cr6+, CN)의 함량 기준이 초과되는 폐기물은 공통적으로 분진이 포함되며, 기존의 규제 물질에 대하여 함량 규제 기준 설정시 예상되는 분석과 추가 처리비용은 약 3,915.7 억원으로 나타났다. 신규 규제 제안물질의 항목 확대시 국제협약 관리대상 물질, 국내･외 관리물질, 국내 토양환경기준, 오염사고 사례, 재활용제품 관리 규제물질, 시험방법, 독성 등 7가지 기본 원칙을 고려하여 신규 8항목(F, Ni, Zn, Be, Sb, Se, Ba, V)의 단계적 확대 방안을 마련하여 제시하였다. 용출과 함량에 대한 규제 항목은 3단계로 나누어 추진 방안을 제시하였으며 1단계로 F, Ni, Zn의 용출 기준을 먼저 적용하는 것을 제안하였으며 시행 시기는 국내 여건을 고려하여 조정이 가능할 것으로 판단된다.

비료생산을 위해 미국 플로리다, 인도, 중국 등 전 세계적으로 인산제조시설이 운영되어 왔고, 제한적으로 시멘트첨가제, 도로보조 기층재, 석고보드 등의 용도로 재활용되고 있으나 발생한 인산석고를 대부분 공장부지 인근에 장기적치하고 있어 적치장의 관리비용 증가와 자연재해로 인한 환경유출이 우려되고 있는 실정이다. 국내 폐기물관리법 상 폐인산석고의 재활용 방법은 공유수면(바다만 해당)의 매립면허를 받은 지역의 성토재 또는 바다에 접한 매립시설의 복토재, 시멘트첨가제 등으로 한정되어 있으며, 건축경기, 방사능우려, 탈황석고 사용, 비료사용량 감소, 사회적인 문제 등으로 재활용량이 감소되어 왔다. 그러나 국내에서 다양한 재활용 연구와 기술개발 등 재활용 확대를 위한 여러 가지 연구를 하고 있지만 재활용 용도에 맞는 대량 사용시설 및 재활용 장소를 찾지 못하고 있다. 또한 재활용에 따른 토양, 지하수, 하천수 등 환경에 미치는 부정적인 영향도 우려하고 있다. 본 연구에서는 연속회분식실험장치를 이용하여 pH에 따른 인산석고의 용출특성을 파악하고자 국내에서 발생한 인산석고를 대상으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 인산석고와 용매(pH 4, 6, 8, 10, control)를 무게비로 1:10이 되게 교반용기에 넣고, 교반기의 회전속도 200 rpm으로 약 60일 동안 용출실험을 진행하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도를 측정하고, 나트륨, 카드뮴 등 중금속을 분석하여 용출량 특성을 비교하였다. 또한 인산석고 용출특성에 대한 선행연구결과 및 환경매체별 환경기준과도 비교･검토하였다.

2007년 10월 이후 국회, 언론 등에서 시멘트의 중금속으로 인한 건강영향, 시멘트 공장주변 환경악화 등이 문제로 제기되어 환경부에서는 시멘트 소성로 환경관리 개선계획을 수립하여 추진하였다. 개선계획의 일환으로 국립환경과학원 주관 하에 시멘트 관련 중금속 등에 대한 민관합동조사를 실시(2007년 12월~2008년 3월)하여 발표하였다. 또한, 시멘트 중 유해물질 관리를 위해 소성로 폐기물 사용․관리 기준에 관한 자발적 협약을 체결(2009년 3월 4일)하는 등 개선을 위한 노력을 기울이고 있다. 아울러, 시멘트 제품의 안전성에 대한 정보공개가 미흡하고 분석 기관별로 중금속 농도 차이가 나 유해성 여부 판단이 곤란하다는 문제점이 제기되어 2008년 8월부터 매월 1회 국내 시멘트 제품 시료를 채취하여 시멘트 제품 중 중금속의 유해성을 모니터링하고 그 결과를 매월 공개하고 있다. 따라서, 본 연구는 현재까지 시멘트 중금속(Cu, Cd, Pb, As, Hg, Cr(Ⅵ)) 모니터링 결과를 제조사별로 농도변화 추이를 파악하고, 시멘트 제품의 농도수준을 비교하여 그에 따른 영향을 평가하고자 한다.

유리식각 제조공정에서 발생하는 공정오니의 분류 및 처리방법에 대한 법적근거가 애매하고 폐기물 매립지에서 공정오니로 인한 부식 등 2차 환경영향이 발생하였다. 이로 인하여 지역언론 보도와 국회차원의 자료 요청에 대한 대응 일환으로 유리식각 제조공정의 전수조사가 필요하게 되었다. 이에 유리식각 제조업체 8개소에 대하여 국내 처음으로 전수조사를 실시하였다. 전국적으로 구미, 청주, 연기, 천안 등에 제조업체가 분포되어 있으며 반도체 및 전자산업이 발전한 2010년 이후 급속히 성장한 제조업중에 하나이다. 일반적으로 유리식각이란 0.5~0.6 mm 두께의 유리를 불산, 질산, 황산 등 화학반응을 통해 0.1~0.3 mm로 두께를 얇게 만드는 공정으로 정의하며 원리는 식각액으로 불산을 기존 화학물질로 하여 질산, 황산, 염산 등 혼산을 추가로 혼합하여 사용하게 되며 불산과 유리기판(SiO2)이 반응하여 불화규소산(H2SiF6)과 물(H2O)로 변화되면서 슬러지를 형성하고 침전되며 유리기판이 침식되는 것이다. 유리기판 식각두께는 식각액 농도와 공정시간의 조정을 통해 조절할 수 있는데 식각액 농도와 공정시간은 서로 반비례관계이다. 식각 두께를 맞추면서 적정한 식각액 농도와 공정시간의 조절로 품질을 확보하는 것이 식각업체의 경쟁력이라 할 수 있다. 본 연구에서는 국내 유리식각 제조업체에 대한 실태조사를 통해 공정에서 배출되는 폐기물의 유해정도와 국내외 폐기물의 분류 및 처리방법, 그리고 문제점을 파악하고 폐기물 매립지에서 2차적 환경문제 등 유해특성 폐기물의 개선안에 대해 검토하였다. 연구 결과 유리식각 제조공정에서 발생하는 공정오니의 CN, Pb, Hg, TCE, PCE 등은 모두 불검출되었으며 Cr6+, Cu, As는 불검출되거나 미량 검출되어 지정폐기물 판정기준 이내이었다. 반면 공정오니의 pH는 1.7~2.3, 식각 후 발생하는 폐산의 pH는 1.5이하로 강산으로 이에 대한 법적 분류기준 재검토 및 관리가 필요한 것으로 나타났다.