전국 폐기물발생 및 처리현황(2015년도 수정본)에 따르면 우리나라 폐기물발생량은 지정폐기물을 제외하고 1일 404,812톤이며, 이중 345,114톤이 재활용되어 재활용률은 85.2%이다. 우리나라의 생활폐기물 재활용률은 폐기물을 실제로 재활용제품이나 원료로 생산하여 자원으로 순환하여 이용한 양을 기준으로 하지 않고 생활폐기물을 수집하여 선별시설이나 재활용업체에 반입하거나 공급한 재활용 폐기물량을 생활폐기물의 총 수집량으로 나누어 계산하고 있다. 생활폐기물에 재활용대상 품목이 아닌 것이 섞이거나 부착되어 배출되면 재활용품의 선별과정이나 재활용 공정에서 제거되어 폐기물로 처리된다. 그러나 현재의 재활용률 산정방식에서는 이러한 이물질도 재활용량에 포함되기 때문에 재활용량이 실제로 자원으로 순환 이용된 양(최종 재활용제품이나 재생원료의 생산량)보다 많아 재활용성과가 과대평가된다. 따라서 주민이 분리배출에 잘 협조하여 재활용품에 혼입되는 이물질이 줄어들면 재활용률이 낮아지게 되는 모순이 생긴다. 폐기물재활용률을 산정할 때 재활용량을 산정하는 기준은 세계적으로 통일되어 있지 않다. 또한 동일 국가에서도 폐기물 관리 법규의 정의 등에 따라 재활용량으로 인정되는 처리방법과 재활용제품 등의 양을 산정방법이 다른 경우도 있다. 따라서 재활용률을 상호 비교할 때는 그 수치만을 비교해서는 안 되고 폐기물의 발생량과 재활용량을 어떤 기준에 의해 정하여 재활용률이 산정되었는지 살펴봐야 한다. 세계환경전략연구소(IGES)의 보고서에서는 재활용률 산정방법을 첫째, 어떤 제품 생산에 사용된 재활용 폐기물의 비율이다. 둘째, 사용종료 제품이나 폐기물을 물질재활용 공정에 투입한 비율이다. 셋째, 재활용을 위한 폐기물의 수집 비율이다. 넷째, 폐기물을 매립과 단순 소각에 의해 처리하지 않은 비율이다. 우리나라의 폐기물 통계의 재활용방법은 이중 두 번째에 해당된다. 또한 EU 국가에서 에너지회수와 성토재 등으로 사용한 양은 재활용량에 넣지 않는다. 본 연구는 국내･외 법규 등의 재활용 정의와 재활용률 산정방법을 비교･분석하여 합리적인 재활용 성과평가하기 위한 재활용률 산정방안을 제시하였다.

폐기물의 국가 간 이동 시 선진국 등 자국의 폐기물에 대한 엄격한 규제를 피하기 위해서 부적정 처리를 진행해 왔으며 이러한 이슈는 국제문제로 대두되었다. 특히 1976년 이탈리아 소베소에서 발생한 다이옥신 유출사고 때 증발한 폐기물이 1983년 그린피스에 의해 프랑스의 한 마을에서 발견되었고, 그 후 1987년 6월 ‘유해폐기물의 환경적이고 건전한 관리를 위한 타이로 지침과 원칙’이 채택된 카이로 지침을 바탕으로 1989년 3월 스위스 바젤에서 세계 116개국 대표가 참석한 가운데 바젤협약(1992년 5월 협약 발효)이 채택되었다. 이에 따라 우리나라는 1994년 바젤협약에 가입함에 따라 폐기물국가간이동법을 제정하여 수출입 폐기물을 바젤협약의 분류체계로 전환하였으며, 최근에는 수출입 규제폐기물과 관리폐기물로 구분하여 관리하고 있다. 최근 들어 바젤협약 당사국총회에서는 국가 간 수출입 폐기물 규제와 효율적인 관리를 위한 제도마련을 회원국들에 요구하고 있으며, 우리나라(환경부 및 국립환경과학원)에서도 이에 맞추어 수입 및 수출되는 폐기물의 통관절차･이동･유통･저장 및 재활용 처리 등 전 부분에 걸쳐 관리체계의 개선에 대해 효과적인 방안을 모색하고 있다. 그럼에도 불구하고 규제 및 관리폐기물 판단기준 부제, 폐기물과 중고제품 구분의 모호성, 수출입 폐기물 품목 세부 분류의 필요성 등 많은 문제점이 나타나고 있는 것도 사실이다. 이에 대해 본 연구에서는 수출입 폐기물 관리체계 개선을 위한 문제점과 이를 극복할 앞으로의 해결 방안에 대해 언급하고자 하였다.

폐기물 수출입 제도는 국가 간 이동 시에 발생하는 환경오염 및 불법교역을 방지하기 위하여 시행되고 있다. 이를 위해 1983년 3월 스위스 바젤에서는 “유해폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리의 통제에 관한 바젤협약”을 채택하여 유해폐기물의 불법적 이동에 따른 환경오염 방지 및 개도국의 환경사업을 지원하고 있다. 우리나라는 1994년 2월 28일 이 협약에 가입하였고 이 후 ｢폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리에 관한 법률｣의 제･개정을 통하여 수출입 폐기물을 규제폐기물과 관리폐기물로 구분하여 관리하고 있다. 현재 수출입되는 폐기물의 발생량은 매년 증가하는 추세를 보이고 있으며 수입 신고대상 폐기물 중 가장 많은 비중을 차지하는 것은 연소잔재물로써 2016년 기준 1,297,094 톤/년에 이르고 있다. 연소잔재물은 2008년부터 꾸준히 증가해 대부분 일본에서 수입하고 있는 실정이며 비용의 문제가 가장 큰 이유다. 예를 들어 국내에서 발생한 연소잔재물을 사용할 경우에는 육상운송 등의 비용이 따르지만, 일본에서 수입하는 경우에는 오히려 처리비용을 받고 있기 때문이다. 국내에서는 이를 시멘트 대체원료, 보조연료로 대부분 사용하여 건축자재로 활용하고 있기 때문에 국회 및 민간단체 등에서 환경과 인체의 유해성에 대한 문제를 제기하고 있다. 본 연구에서는 위와 같이 연소잔재물의 관리 필요성이 제기됨에 따라 수출입 현황 및 국내 현황의 흐름을 조사하고, 국내에서 어떠한 형식으로 활용되는지 파악하고자 한다.

우리나라에서는 자원순환기본법이 2015년 5월 29일에 공포되어 2018년 1월 1일부터 시행된다. 이 법에 따라 국가의 중장기 단계별 자원순환목표를 달성하기 위해 시･도와 산업폐기물 배출자를 대상으로 자원순환 성과관리제가 도입된다. 그 대상 주체는 최종처분율, 순환이용률의 목표의 이행계획을 제출하고 목표를 이행한 후에 그 이행실적을 보고해야 한다. 그러나 현재 국내에서는 폐기물 종류별, 업체별 순환이용률을 산정하기 위한 통계 기반이 미흡하다. 이 성과관리제의 성공적 실시를 위해서는 일선 업체별 폐기물 종류별 폐기물의 순환이용 실태 파악과 자원순환률 산정방법의 정립이 필요하다. 현재 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’통계는 1차 재활용시설로 반입된 폐기물이 전량 재활용(순환이용)된 것으로 간주하여 재활용률을 산정하고 있다. 폐기물에 따라서는 1차 재활용시설에서 재생원료 및 재활용제품이 생산되는 경우도 있으나 여러 단계의 가공 및 정제 공정을 거쳐 재생원료나 재활용제품이 생산되는 경우도 있고, 이들 재활용 공정에서 이물질 제거와 공정손실이 발생하므로 이를 고려하여 재활용률(순환이용률)을 산정하여야 한다. 본 연구에서는 재활용 폐기물의 특성(물리･화학적, 함수율 등)과 재활용공정을 고려하여 그 유형을 구분하고, 회수된 재활용 폐기물의 전 공정에 대한 물질흐름을 조사하여 실제로 천연자원을 대체하여 순환 이용된 유효재활용률을 산정하였다. 현재 재활용률의 산정방법에 대하여 국제적으로 통일된 방법이 없기 때문에 재활용 폐기물의 투입 시점, 1차 해체･선별하여 재활용 원료로 판매하는 시점, 최종 재생원료 또는 재활용품 생산시설의 투입 시점과 최종 재생원료와 재활용품의 제조완료 시점으로 구분하여 다양한 관점에서 재활용률을 산정하여 이를 비교･분석하였다. 이를 통하여 물질재활용에 대하여 폐기물 특성과 재활용 공정을 고려하여 합리적인 물질재활용률 산정방법을 제시하였다. 또한 다양한 재활용 공정의 물질흐름 분석을 통하여 폐기물의 유효재활용률의 향상방안과 재활용 정책의 기초자료를 수집･제시하였다. 본 연구 결과는 향후 자원순환 성과관리제도의 정착에 크게 기여할 것으로 판단된다.

국가통계포털의 주요 연령계층별 추계 인구에 따르면 우리나라는 2018년에 65세가 넘는 고령 인구가 고령사회의 기준인 14%를 넘어 14.3%가 되고 그 비율이 2025년에는 20%, 2031년에는 25.3%된다. 이는 4명 중 1명이 고령자인 현재 일본의 수준이 된다. 또한 우리나라의 독거노인의 비율 7.4%이고, 전라남도의 경우 16.8%에 이르고 있어 고령화 사회의 폐기물 대책을 마련해야 할 시점이다. 우리보다 앞서서 고령화 사회로 진입한 일본이 겪고 있는 고령화 사회의 폐기물 문제는 유품정리 폐기물의 적정처리, 집에서 발생하는 의료폐기물의 안전처리, 고령자로 구성된 세대의 쓰레기 배출 서비스 제공이다. 이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 일본에서는 독거하던 고령자가 사망할 경우 유품을 후손이 직접 정리하기 어려운 경우가 많고, 유품정리업체에 의뢰하는 경우가 많다. 그러나 가재도구 등 생활용품을 모두 일괄 수탁 받아 유가물은 선별하여 팔고 잔재물은 쓰레기로 처리하고 있으나 이에 대한 처리체계가 확립되어 있지 않아 문제가 발생하고 있다. 둘째로 일본에서는 집에서 치료를 받거나 인슐린 자가 주사에 사용된 주사바늘이 가정쓰레기와 함께 섞여 배출되어 수집 작업원이 주사바늘에 찔리는 사고가 발생하고 있다. 이에 따라 동경도는 자체적으로 가정에서 발생하는 주사바늘을 약국을 통하여 수집하여 처리하는 체계를 구축하였다. 셋째, 일본에서는 거동이 불편하여 스스로 쓰레기를 배출할 수 없는 고령자만 있는 세대가 증가하고 있다. 따라서 지자체 중 23%가 이런 세대를 위한 폐기물배출 지원 서비스제도를 시행하고 있다. 또한, 고독사 대책과 연계하여 여러 날 쓰레기를 배출하지 않을 경우, 수집 작업원이 안부를 묻는 서비스를 제공하는 곳이 폐기물배출 지원 서비스를 제공하는 지자체 중 73%에 이르고 있다. 본 연구에서는 위에서 우리나라가 앞으로 발생할 위의 세 가지 문제를 해결하기 위해 어떻게 대응하여야 하는 지에 대하여 검토하여 그 방안들을 제시하였다.

With the increase in food consumption, the amount of animal and plant residues in food manufacturing has continued to increase. In particular, the residues generated from food manufacturing industries have a high recycling value because they are generated in large quantities, are homogeneous, and their recycling costs are less than that of households or small restaurants. In this study, we selected industries that produce large amounts of homogeneous animal and plant residues, including manufacturers of animal oils and fats, vegetable oils and fats, starches and glucose or maltose, and conducted material flow analysis using statistical data, field surveys, and questionnaires. In the results of material flow analysis, the amount of raw materials used in the surveyed industries was 3,029,830 tons per year, and 8,487 tons of animal and plant residues were generated through manufacturing and processing. In addition, the import substitution effect of recycling byproducts from industries into animal feed or similar was estimated to be ₩847,007 million KRW per year.

In this study, we analyzed the content of five hazardous heavy metals (Pb, As, Hg, Cd, and Cu) in cement products distributed in Korea over the last five years. The types and amounts of waste inputted into a cement kiln or added as alternative fuels and secondary raw materials were investigated, and the correlation between heavy metal content and input waste were analyzed. The measured heavy metal content in cement products were 26.9-95.0 mg/kg for lead, 6.08-19.15 mg/kg for arsenic, 0.0339-0.2617 mg/kg for mercury, 2.937-4.392 mg/kg for cadmium, and 22.25-267.42 mg/kg for copper. In addition, based on correlation analysis results between the heavy metal content of cement products and added input wastes, major wastes that affected the heavy metal content among the 11 types of waste were iron, coal ash, waste tires, waste plaster, desulfurization gypsum, and waste synthetic resin.

식품제조업에서 발생하는 동식물성잔재물은 발생량이 많고 성상이 균질하여 재활용에 유리하다. 동 폐기물을 재활용할 때 경제성이 있는 것은 배출업체와 재활용업체가 협력하여 재활용이 효율적으로 이루어지고 있으나 발생량이 적고, 영양성분의 함량이 높지 않은 업체의 폐기물은 경제성이 낮아 원활히 재활용되지 못하고 있다. 폐기물배출업체는 재활용에 따른 환경보전 효과보다는 처리비용 절감을 중요시하기 때문에 사료원료로 쓰일 수 있는 것이 퇴비원료로 사용되거나 퇴비원료로 사용할 수 있는 것이 소각이나 해역배출 등으로 처리되고 있는 실정이다. 따라서 식품제조업에서 발생하는 동･식물성잔재물의 배출과 재활용 및 처리실태, 유통 현황을 파악하고 재활용 활성화 대책을 마련하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 식품제조업체 중 다량 발생하는 업종인 동식물성유지제조업과 전분 및 당류제조업을 선정하여 대상 업종에서 발생하는 폐기물(부산물)의 발생원단위를 파악하였고, 이를 통해 대상 업종별 물질흐름도(Material Flow Analysis) 작성을 통해 국내 전체의 물질흐름을 추정하였다. 또한 해당업종에서 발생하는 동식물성잔재물을 재활용함으로써 현재 사료용으로 수입되고 있는 품목에 대한 수입대체효과를 산출하였고, 일선 현장에서의 폐기물의 발생, 처리, 재활용 실태를 조사하였다. 조사결과를 통해 동식물성잔재물의 세부 분류번호를 보완하는 방안과 재활용 가능한 동식물성잔재물의 재활용 가능 유형을 실제 재활용형태를 고려하여 개선하는 방안을 제시하였다. 동 폐기물의 재활용을 활성화하기 위해서는 외국의 식품폐기물 발생억제와 재활용 정책의 추진성과를 참고하여 식품의 제조, 유통과정에서 발생하는 식품폐기물 재활용 대책을 마련할 필요가 있으며, 일본에서 시행하고 있는 재생이용사업계획(리사이클루프) 인정제도의 국내 도입과 향후 수요처 감소로 재활용이 원활하게 이루어지지 않을 가능성이 있는 오리가공부산물의 재활용, 그리고 현재 폐기물로 관리되고 있는 깨박의 순환자원인정에 대하여 검토하였다. 본 연구 결과는 국내 식품제조업에서 발생하는 동식물성잔재물의 통계작성과 해당 폐기물의 재활용 정책을 추진하기 위한 기초 데이터로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

우리나라의 식품관련 폐기물정책은 식품자원 흐름의 하류단계인 가정과 식당에서 발생하는 음식물쓰레기를 중심으로 추진되고 있으나 동 폐기물은 성상이 균질하지 않고, 계절적으로 성상이 변동하며, 이물질이 섞여 있어 재활용의 가치가 적다. 한편 식품제조업체에서 발생하는 식품폐기물은 성상이 균질하고 발생원 1개소 당 발생량이 많아서 가정과 식당에서 발생하는 음식물쓰레기에 비하여 재활용의 경제적 효과가 크고 가축의 사료로 재활용할 수 있어 부가가치가 높다. 우리나라의 폐기물관리법에서는 식품제조업에서 발생하는 식품폐기물은 동식물성잔재물로 분류하여 관리하고 있으며, 연간 1,000톤 이상 배출하는 다량배출사업장은 사업장폐기물 감량화제도에 의해 감량과 재활용계획을 수립하고 그 결과를 보고하도록 하고 있으나, 이보다 배출량이 적은 업체에 대해서는 중앙정부나 지방정부 차원에서 감량이나 재활용 정책을 추진하고 있지 않다. 본 연구에서는 식품제조업체 중 전분제품과 당류 제조업, 동물성 및 식물성 유지 제조업을 대상으로 동식물성잔재물이 발생 및 처리실태를 파악하였으며, 배출에서 재활용 및 사용, 처리의 전 과정의 물질흐름을 추정하고, 동 폐기물의 재활용에 대한 경제적 효과를 분석하였다. 우리나라의 동식물성잔재물은 유상으로 판매하는 것과 무상이나 처리비를 지급하면서 위탁 처리하는 경우가 있었다. 또한, 참깨박과 들깨박과 같이 부패성이 없고 유상으로 재활용업체에 판매되어 사료로 생산되고 있었으며, 수요가 안정적으로 확보되어 있어서 방치될 우려가 없기 때문에 순환자원으로 인정하여 폐기물에서 제외하여도 관리상에 문제가 없는 것도 있었다. 또한, 일본의 식품폐기물의 재활용관련 법제도를 분석한 결과 식품재활용사업계획인정제도는 국내의 식품제조업체에서 발생하는 동식물성잔재물의 재활용을 활성화하기 도입이 필요한 것으로 판단되었다.

There has been an increasing trend for the installation of pipeline waste collection systems for household waste in the massive complexes of new houses in Korea. This trend is attributed to the advantages of the system, which can reduce traffic congestion and keep the residential areas clean. The system also prevents odors and facilitates the easy discharge of waste by residents any time. However, several problems have been identified, whereby the installation and maintenance costs of the system are considerable and the system does not support separate discharge of recyclable wastes. For example, residents normally discharge food waste separate from disposable municipal solid waste at the waste drop, but some of the systems mix them at the bottom and transfer them together, which goes against resources recirculation, an important point of current waste management principles. Investigation into other countries’ experiences of the installation and operation of these systems will be a good lesson for Korea. Therefore, we studied Japan’s case, because they have a number of these systems between the 1970s and early 1990s as government-subsidized model projects led by the Ministry of Construction and the Ministry of Health and Welfare. However, it was done at a time when the reduction of discharge of wastes and recycling were not considered significant owing to rapid economic development, only focusing on the convenience of waste collection and transportation. Furthermore, energy consumption and greenhouse gas emissions were not priorities to be considered. Now that the systems are not suitable for the current resource recycling-oriented society, none have been installed since 2002, and many facilities have been closed already, with a few facilities operating with difficulties. Therefore, the installation of pipeline collection systems for household waste should be further considered with appropriate measures to avoid the precedent experiences of Japan.

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.

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.

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.

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.

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.

현재 우리나라 인산제조시설에서 인산부산석고는 매년 150만 톤 정도 발생하는 것으로 추정되며, 발생량의 약 15% 정도는 시멘트 응결지연제, 석고보드, 기능성 비료 등 제한적으로 재활용되어 왔다. 그러나 대부분의 인산석고는 인산제조시설 인근에 있는 인산석고적치장에 장기 적치되어 시설관리비용만 연간 수십억 원이 들어가고 있으며, 강풍, 강우 등 자연재해가 발생할 경우 적치된 인산석고가 주변 토양, 바다, 지하수, 하천 등으로 유출될 수 있다. 또한 인산석고 적치장에서 근무하는 작업자의 건강에도 영향을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test)을 이용하여 환경성 평가방법을 정립하고, 토양혼합비를 50%까지 증가했을 때 용출농도에 따른 환경영향 및 현장시공 시 문제점을 검토하고자 하였다. 폐인산석고는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 건조한 다음 컬럼에 토양과 폐인산석고를 50:50으로 혼합한 후, 일반토양 충진컬럼(대조시료)과 일반토양과의 층상혼합(50:50(w/w))과 균질혼합(50:50(w/w))하여 충진한 컬럼(대상시료)실험 2가지를 수행하였다. 증류수를 60 mL/h, 선속도 15±2 cm/d, 고액비 0.1~10 L/kg로 흘려 10 Cycles을 받아 시험액으로 조제하여 분석하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 비소 등 유해물질), 이온물질 (불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준을 참고하여 토양 깊이별로 시료를 채취한 후 분석하였다. 폐인산석고 혼합비와 매립방식 관련 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test) 결과, 시간에 따라 pH는 약간 증가하고, 전기전도도는 감소하는 특성을 보였고, 중금속 용출농도는 시간에 따라 칼슘농도는 완전혼합방식이 층상혼합방식보다 농도증가가 더 높게 나타나는 경향을 보이며, 대부분 유해중금속 농도는 미량으로 검출되었다. 불소이온은 시간에 따라 증가하고 혼합방식에 따라 농도차이가 나타났으나 황산염이온은 감소하는 경향을 보이며 혼합방식에 따른 차이는 크지 않았다.

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.

자원의 절약 및 환경보전을 위해서는 에너지와 천연자원의 문제를 해결하는 것이 국가 경제의 미래를 결정하는 주요변수로 작용될 수 있다. 특히, 천연자원의 무분별한 개발 증가로 가격 상승, CO2와 같은 온실가스 배출 증가, 에너지 소비 증가 등 자원 난개발은 경제자체 문제뿐만 아니라 환경오염 문제로 확대될 수 있어서 폐자원의 재활용은 순환형 사회 정착을 위해 더욱 부각되어야 한다. 따라서 재활용제품 사용에 따른 국민건강 위해우려수준을 낮추고 환경오염을 사전에 예방하는 폐자원의 안전성을 확보하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사대상 시료는 환경에 유해 가능성이 있을 것으로 예상되는 재활용제품 중 점토벽돌 15종, 고로슬래그 시멘트 11종, 성토재 11종을 선정하였으며, 비소, 카드뮴 등 중금속 8종에 대해 함량과 용출량을 분석하였다. 시멘트 공시체와 점토벽돌의 용출실험은 NSF/ANSI 61-2007a 시험방법, 성토재는 폐기물 공정시험방법으로 분석하였다. 물벼룩 독성시험은 재활용 제품을 증류수와 빗물로 용출한 액으로 실험하였다. 위해성 평가를 위해 용출실험한 결과, 재활용제품이 설치된 지역의 수질기준(수질 및 수생태계 하천기준, 지하수의 수질기준, 해양생태계 보호기준)과 비교하여 수질기준을 초과하는 경우 위해성평가를 실시하였다. 고로슬래그 시멘트공시체, 재활용 점토벽돌의 중금속 함량은 토양오염 우려기준 1지역 기준(비소 25, 카드뮴 4, 구리 150, 납 200, 수은 4 mg/kg 등)을 만족하였고, 슬래그 성토재 시료는 토양오염우려기준 2지역 기준(비소 50, 카드뮴 10, 구리 500, 납 400, 수은 10 mg/kg 등)이하로 나타났다. 증류수 용출실험에서 모든 시료의 중금속 용출량이 규제 항목에서 모두 검출한계 미만이었으며, 빗물 용출시험에서 고로슬래그 시멘트공시체와 재활용 점토벽돌, 슬래그 성토재 시료의 중금속 항목도 모두 검출한계 미만이었다.