｢수은에 관한 미나마타협약｣이 ‘13년 10월 채택됨에 따라 국내 이행대책 마련에 필요한 각국의 정책･연구사례 등을 수집･분석하고 신규 국제규제 도입에 따라 국내 관리 규정과 산업계에 미치는 영향파악 등 협약 발효에 대비한 국제적 요구 사업의 적극적 추진이 필요하다. 이에 환경부에서는 수은 함유 제품의 수은 함유 실태, 물질흐름분석 및 관리방안을 제시하는 수은관리종합계획을 5개년(2011~2015)에 걸쳐 실시하고 있다. 이에 본 연구에서는 수은관리대상 제품 중 안료･페인트에 관한 국제적 관리현황이나 국내의 각 법에 따른 관리에 대한 자료확보 상태가 미비하여 국내･외 안료 관리 현황을 알아보고, 연구현황 및 피해 사례를 검토하여 국내 수은 함유 제품 중 안료에 대한 관리방안을 마련하고자 하였다. 그 결과, 유럽에서는 어린이 용품 중 점토 및 핑거페인트에 대해 8종의 중금속을 유해원소로 규정하고 있으며, 납, 카드뮴, 크롬, 수은 합에 대하여 190 mg/kg(수은 25 mg/kg)이하로 규제하고 있다. 수은에 대해서는 미국의 재료시험협회의 어린이용 완구 중 수은 기준 과 미국 환경청의 표면 코팅 유해물질 중 수은의 기준과 같은 기준으로 관리되고 있다. 일본 후생노동성의 ‘유해물질 함유 가정용품 관리법’에서는 기저귀, 양말, 가정용 페인트, 구두약품과 같은 가정용품에 대하여 유기수은화합물의 의도적 사용을 금지하고 있으나, 배경농도로서 1 ppm은 허용하고 있다. 국내의 페인트 관리는 크게 사용환경을 고려한 품질기준과 적절 폐기 및 재활용에 대해 법으로 관리하고 있다. 페인트 품질기준으로는 GR인증기준 및 환경표지인증, KS 인증 등이 있으며, 유해성분 기준으로 대기환경 보전법에 ‘도료에 대한 휘발성유기화합물의 함유기준’, 환경보건법의 ‘어린이활동공간에 대한 환경안전 기준’, 해양환경관리법으로 ‘방오시스템의 사용기준 및 방법’ 등이 있다. 2012년 환경부는 미나마타 협약에 대응하기 위하여 수은첨가제품에 대한 연간 사용추이를 조사하고 있으며, 이와 관련하여, ‘전통적 또는 종교적 관행에 사용되는 제품’으로 문화재청에서 ‘단청 1도금용’ 으로 3 kg을 사용하고 있다고 보고하였다. 과거 페인트에 세균증식 예방을 위해 수은을 첨가하는 사례가 있었으며 페인트와 잉크를 만드는 유기안료에서 황화수은 형태로 첨가하기도 하였다. 미국의 경우 1990년 어린이가 집안에 페인트를 새로 칠한지 10일만에 수은중독 증상이 나타나 이후 내장용 페인트의 수은 사용을 금지하기도 하였다. 국내에서는 한강야외 수영장에서 사용된 페인트에서 납 및 육가크롬이 검출되는 등 페인트에 대한 안전 문제가 여전히 제기되고 있음을 알 수 있다.

지속적으로 발생하는 폐기물을 처리하기 위하여 다양한 처리 방법들이 개발되어 적용되고 있다. 그러나 재활용되지 못하는 폐기물 및 처리되지 못하는 폐기물들은 지속적으로 발생하고 있다. 이러한 폐기물의 발생 특성 때문에 미래에도 폐기물 매립지는 폐기물 처리에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 그러나 이러한 폐기물 매립지의 중요성이 강조됨에도 불구하고, 폐기물 매립 시 무분별한 매립에 대한 적절한 관리가 이루어지지 않아 많은 문제점들이 발생하고 있는 실정이다. 대표적으로 폐기물 매립지에 반입된 폐기물은 계량대에서 중량을 측정한 후 매립되어 진다. 그러나 매립 후에는 폐기물 매립지의 용량을 부피로 관리함으로 인하여 중량으로 반입된 폐기물에 밀도를 적용하여 부피로 환산하나 밀도의 부정확성으로 인하여 매립량 통계에 오차가 발생하거나 신뢰성이 저하되는 문제점이 발생하고 있다. 이외에도 매립작업 시 다짐 밀도 및 잔여용량 관리가 이루어지지 않아 향후 매립가능 연한 산정 및 폐기물 매립지 수요 예측의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 매립지 진척 상황을 실시간으로 모니터링 하여 데이터베이스화할 수 있는 3D 레이저 스캐너를 개발하였다. 3D 레이저스캐너는 카메라 멀티 측정을 이용한 삼차원 영상취득 방법과 비교하여 더욱 정밀하고 주변 조명에 대한 영향을 받지 않아 낮과 밤 구분 없이 옥외에서 지형정보 등의 삼차원 형상 측정이 가능한 방법이다. 본 연구에서 개발한 3D 레이저 스캐너를 실제 폐기물 매립지 현장에 적용한 결과 기존의 측량방식과 비교하였을 때 정확성은 평균 97.5%, 표준편차는 평균 3.8%로 나타나 매우 높은 정확성을 나타내었다. 또한 기존의 측량방식은 정해진 시간동안 측량이 가능한 측정 지점의 수가 하루 몇 지점 정도로 한정되어 있으나 레이저 스캐너는 그 단점을 극복하고 같은 시간 동안 측량 가능한 측정 지점의 수가 수천 지점 이상 가능하므로 매립용량 측정에 훨씬 효과적이며, 지속적으로 매립용량을 측정함으로서 폐기물 매립지의 침하량도 측정이 가능하다. 따라서 본 연구에서 개발한 시스템을 이용하면 페기물 매립지 용량에 대한 데이터베이스를 구축할 수 있고, 이를 바탕으로 국가적으로 폐기물 매립지의 정확한 사용가능연수 파악 가능 및 구체적인 폐기물 매립지의 필요 지자체가 파악이 가능하며 그에 따라 효율적인 국토의 사용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 폐기물 매립지에서의 매립밀도 관리가 가능하게 되었으며 지속적인 부피 및 침하량의 측정은 폐기물 매립지 내부에서 발생하는 여러 물리화학적 반응 및 생물학적 반응과 연계한 폐기물 매립지의 구조적 특성을 이해하는 것에 많은 도움을 줄 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.

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.

The IPCC methodology for estimating methane emissions from a solid waste landfill is based on the first order decay (FOD) method. One emission factor in the model is the methane generation potential (L0) that is estimated from the amount of decomposable degradable organic carbon (DOC) in a solid waste landfill. L0 is estimated based on the fraction of DOC in the waste, the fraction of the degradable organic carbon that decomposes under anaerobic conditions (DOCf), methane correction factor (MCF), and the fraction of methane in generated landfill gas (F). The other emission factor is the methane generation rate constant (k). The IPCC recommended that every country needs to develop country-specific key parameters (DOC, DOCf, k) more appropriate for its circumstances and characteristics. The objective of this research was to investigate the greenhouse gas emission factor (k) and parameters (DOC, DOCf) for wood wastes in a solid waste landfill. To investigate DOC, DOCf, and k for wood wastes, the biodegradable rate of wood wastes was determined by comparing the composition of excavated samples (L-1, L-2) with their fresh ones (F-1, F-2). The DOC values were found to be 48.36% and 45.27% for F-1 and F-2, respectively. It showed that the IPCC default value of DOC for wood wastes is appropriate for estimating methane emission. The maximum DOCf (0.17 and 0.18) or each wood waste excavated from G landfill was found to be lower compared with those for IPCC. The IPCC provided that default values of DOCf 0.5. The k values were found to be 0.0055 and 0.0058 year−1 for F-1 and F-2, respectively. The result confirmed that the biodegradation rate of wood wastes was very slow due to its lignin.

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.

경제성장과 급격한 산업화는 생활수준을 향상시켰으며 인구증가와 맞물려 세계적으로 물 사용량을 증가시켰고 결과적으로 하수슬러지의 발생량을 증가 시켰다. 국내의 하수도보급률을 85%를 상회하며 이로 인해 발생되는 하수슬러지의 양은 2006년 2,717,790 톤/년에서 2013년 말 기준으로 3,995,290 톤/년으로 3배가량 증가하였으며 하수슬러지의 양은 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 하수슬러지를 처리하기 위해 선진국에서는 육상 처리를 전제로 여러 가지 처리 기술들을 개발하고 있으며 국내에서도 여러 가지의 처리 방법이 연구되고 있는 상황이다. 하수슬러지를 처리하는 방법으로는 매립과 해양투기 이외에 소각, 용융, 탄화, 퇴비화, 시멘트 자원화 등의 여러 기술 등이 있다. 하지만 기술적, 경제적인 이유로 국내에서는 쉽게 적용되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 환경부에서는 공공하수처리장의 혐기성 소화조 효율을 향상시킴으로서 하수슬러지의 감량화를 통한 바이오가스의 생산량 증대를 위한 다양한 전처리 기술들이 연구되고 있다. 혐기성 소화단계는 가수분해, 산생성, 초산생성, 메탄생성 단계로 구분되어 있으며 이 중 가수분해 단계는 혐기성 소화의 율속 단계로서 혐기성 소화 전체 과정의 소화효율과 속도를 조절한다. 따라서 본 연구에서는 공기주입과 영가철(ZVI)을 이용한 산화 반응을 이용하여 하수슬러지속 세포벽을 파괴시켜 세포내의 각종 유기물을 용출시킨 후 가수분해 단계 촉진을 위한 가용화를 이용한 전처리 공정을 적용하고자 한다. 실험방법으로 슬러지 1kg 당 0.015 L/hr의 사전 공기 주입 후 0.1%, 0.5%, 1%, 1.5%, 2%, 3%의 영가철(ZVI)을 투입하여 전처리를 실시한다. 전처리 실시 후 실험결과 가용화율은 영가철(ZVI) 1.5% 투입시에 85%까지 상승하였으며 2% 투입 이후 부터는 더는 증가하지 않았다. 이를 통하여 산소주입과 영가철(ZVI)을 이용한 전처리가 하수슬러지의 가용화에 효과가 있는 것으로 나타났으며, 최종적으로 바이오가스 생산량 증가에 효과가 있을 것으로 판단된다. 향후 추가실험을 통해 하수슬러지의 오염부하의 저감 가능성을 평가하고 공기주입과 영가철(ZVI)을 이용한 전처리가 바이오가스 생성에 방해가 되는 H2S의 생성 억제에 미치는 영향에 대하여 연구하고자 한다.

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.

18세기 산업화 이후 전 세계적으로 기후변화가 가속화되어 급격한 기후 변화를 초래하였다. 그로 인해 지구의 평균기온과 해수면이 상승하였고, 가뭄과 홍수 등의 잇따른 자연재해가 발생하고 있다. 온실가스는 주로 이산화탄소와 메탄으로 구성되어 있으며, 지구온난화에 주된 영향을 미치는 요소이다. 그 중 주요 온실가스 배출원에 해당하는 폐기물매립지는 인위적 배출원으로서 이에 따른 관리가 필요한 상황이다. 이러한 온실가스를 적정 관리하기 위하여 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)가이드라인에서 온실가스 배출량 산정모델을 통해 온실가스 발생량을 산정하도록 하고 있다. 폐기물매립지 표면 발산량에 대하여 일차분해모델(FOD, First Order Decay)을 적용하고 있으며, 이 모델에 적용되는 매개변수 중 하나인 메탄산화계수(OX)는 일차분해 모델에서 온실가스 배출량 산정에 필요한 기초자료로서 IPCC 지침서에 따라 기본값인 0과 잘 관리된 위생매립지에 대하여 1을 적용하고 있다. 메탄산화에 대한 영향인자는 복토층의 두께, 토양의 온도, 질감, 함수율 등이 있으며, 본 연구에서는 그 중 토양의 온도에 따른 메탄산화계수의 차이를 비교하기 위한 연구를 실시하였다. 일교차가 큰 요즘 온도의 차이를 나누기 위하여 실험은 낮과 밤으로 나누었으며, 폐기물매립지에서의 측정방법은 휴대용 레이저메탄검지기(Laser Methane Detector)를 이용하여 폐쇄형 챔버법을 통해 메탄플럭스를 측정하였고, 데이터 신뢰도 향상을 위하여 3-5회 반복 측정을 실시하였다. 이산화탄소는 Air Sampler를 이용하여 포집 후 TCD(Thermal Conductivity Detector)로 분석 실시하였으며, 메탄과 이산화탄소를 측정한 위치의 지하 50cm정도 깊이에서 GA5000(Geotechnical Instruments Co.)을 이용해 메탄, 이산화탄소의 농도를 계측하였다. 표면발산 가스 플럭스와 복토 밑의 매립가스 플럭스의 비를 통하여 메탄산화계수를 산정하였으며, Kriging법을 적용하여 Surfer(Golden software, Inc.) 소프트웨어로 공간 적분값을 구하여, 계측된 영역 전체를 공간평균화 하여 메탄산화계수 값을 계산하였다. 폐기물매립지에서는 메탄산화에 대한 영향인자가 기상조건에 특히 많은 영향을 받기 때문에 이를 적용하여 추가적 연구를 진행하여 보다 더 정확한 메탄산화계수 산정을 통해 더욱 신뢰성 있는 폐기물매립지에서의 온실가스 발생량 예측이 가능할 것으로 판단된다.

고분자 재료의 역학적 특성 및 내열성을 향상시키기 위해 탄소섬유 및 유리섬유로 가열 혼합하여 섬유 강화 플라스틱(FRP)하는 방법이 알려져 있으며, 그 물성의 향상은 수지와 섬유의 밀착도가 크게 영향을 준다. 그러나 FRP는 재활용이 아니며, 유리 섬유는 소각로의 폐기물 처리가 곤란하고, 환경 부하가 크기 때문에 현재는 유리 섬유의 대안으로 천연 소재를 사용한 바이오 복합 연구가 많이 보고되고 있다. 식물계 천연 섬유는 비교적 저렴하고 적절한 처리를 겪는 것으로 적절한 강도와 강성을 얻을 수 있어, 식물 섬유를 이용한 섬유 강화 재료는 전자 기기의 케이스, 자동차 재료와 건축 자재의 사용이 주목 받고 있다. 하지만 아직 연구 단계이며, 바이오매스 자원의 유효 활용은 널리 보급되어 있지 않은 것이 현실이다. 본 연구는 수지의 물성의 향상을 도모한 환경 저 부하 섬유 복합재료의 개발을 목표로 비 가식성 식물 자원이며, 충분한 연구가 이루어지지 않은 Erianthus 와 고분자 재료의 복합화에 대해 검토했다. 본 연구는 범용성이 높은 Polypropylene (PP)을 모체로 Erianthus fibers(ETF)의 첨가에 의한 기계적 강도의 변화 및 섬유 길이의 차이에 의한 영향에 대해 검토 한 결과를 말한다. 그 결과 복합 재료의 기계적 특성을 인장 시험 및 굽힘 시험에서 수지와 충전제인 섬유의 계면 접착력을 상용화제인 Maleic anhydride-modified polypropylene을 첨가하여 개선한 결과, 무-첨가시에 비해 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있었다. 또한 분급한 섬유를 필러로 이용한 결과, 섬유 표면적의 차이가 기계적 특성, 그리고 열분해 성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. Erianthus 섬유의 크기를 제어하여 Erianthus 가 polypropylene섬유 강화 성분으로 기능하는 것은 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

In spite of the government's various efforts to reduce food waste, the food waste in Korea has increased about 3%every year, mainly due to the growing population, number of households, and income. Food waste occurs in the processesof production, transportation, distribution, storage and cooking of food ingredients. However, there has been little reliabledata about how households - a major food waste source - store and treat their food and how much food waste they produce.In this regard, we thought it was important to understand the exact amount and characteristics of food waste fromhouseholds in order to reduce the country's food waste, which is why we monitored kinds, storage periods, treatment,and waste of food consumed in 100 households in the Seoul metropolitan area. Households normally store their foodingredients in refrigerators - on average 33 kinds and 35kg of food are stored - and some of them stayed there for upto 3 years. Moreover, not a small portion of the food is thrown away nearly untouched, mostly because people tend topurchase too much food at one time or they don't know or miss their expiration dates. The amounts of food waste bytype were in the order of vegetable>side dish>frozen food>fruit>seasoning. Also, we suggest effective and realisticmeasures to reduce food waste and promote a more desirable food consumption culture.

폐기물의 국가간 이동은 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있으며, 특히 유해폐기물의 국가간 이동은 각국의 환경문제와 직접 연관되기 때문에 더욱 중요한 문제로 대두되어 왔다. 폐기물의 국가간 이동이 불법적으로 이루어진다면 환경적으로 큰 문제를 일으킬 수 있기 때문에 유해폐기물의 수출･입국 간에 협조체계를 구축하고, 폐기물의 국가간 이동에 대한 적정 규제범위를 정하여 국가간 이동을 통제하고 있다. 우리나라는 폐기물 수출･입을 허가제도와 신고제도로 이원화하여 관리하고 있으며, 폐기물 수출･입 허가대상 이외의 폐기물에 대해서도 수출･입 관리를 강화하여 적정처리를 유도하는 제도이다. 그러나 유해특성을 가진 폐기물의 경우 수입 시 허가를 받도록 규정하고 있으나 구체적인 유해특성 시험방법 및 판정기준이 마련되어있지 않아 허가대상 폐기물이 신고대상 폐기물로 수입될 가능성이 높다. 선진국과 국제기구에서는 폐기물의 유해특성 분류를 세분화하여 관리하고 있으나 우리나라는 유해특성을 부식성, 감염성 및 용출독성으로만 분류하고 있어 국제기준에 신속하게 대응하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 수출･입 폐기물을 체계적으로 관리하기 위해 국내･외적으로 사용되는 물리적 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법을 비교하였다. 아울러 유해특성 폐기물을 안전하고, 효율적으로 관리하기 위한 방안을 마련하기 위해 국내･외 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법과 판정기준을 비교･분석하고, 폐기물 시료를 채취하여 적용성 평가를 하였다.

석탄재, 슬래그와 같은 부산물의 발생량이 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 재활용방법으로 육상, 해안, 간척지 등의 매립재로 활용하고 있다. 그러나 이러한 부산물을 매립하거나 도로 기층재로 활용할 경우 토양, 지하수, 하천수 등에 영향을 우려하고 있어 이에 대한 과학적인 접근방법이 필요하게 되었다. 분석방법은 한국폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법(JLT-46)으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 일본토양용출시험방법은 우리나라의 폐기물공정시험기준과 비교해보면 시료(입경 2 mm 이하)를 정제수(pH 5.8 ~ 6.3)로 용출시키는 과정까지는 큰 차이는 없으나 마지막 단계에서 0.45 μm의 멤브레인필터로 여과하는 것으로 완성되고 따로 용출액의 산처리를 진행하지 않는다는 점이 다르다. 우리나라 폐기물공정시험기준은 시료의 용출과정을 거친 후, 용출액에 산을 첨가하여 가열･농축･냉각하는 산처리과정이 있다. 연속회분식용출실험을 수행하였다. 조사항목은 카드뮴, 크롬, 납, 비소, 나트륨, 칼륨과 pH, 전기전도도, 불소이온 농도 등 11종을 분석 비교하였다. 또한 시간에 따른 용출량 변화를 보기 위해 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32일 동안 용출실험을 계속 진행하여 각각의 시료에 대한 용출농도 특성을 해석하였고, 입자의 크기에 따른 용출농도도 함께 실험하였다. 따라서 본 연구에서는 철강, 구리, 페로-니켈슬래그를 우리나라의 폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법으로 시료를 용출한 결과를 비교‧분석하고, 분석항목별 용출특성을 파악하여 부산물의 재활용 지역에 대한 환경기준을 마련하는데 필요한 기초자료를 확보하고자 수행하였다.

현재 가정에서 먹고 남은 의약품의 경우 배출에 대한 인식이 개선되지 않아 일부 발생되는 폐의약품을 종량제봉투에 담아내거나 화장실, 주방 등을 통해 배출되어지고 있다. 이로 인하여 우리나라 4대강 유역 주요 하천수에서 의약물질 15종이 미량 검출된바 있다. 폐의약품의 잠재적 위협으로부터 국민건강과 생태계 보전측면의 실태파악 및 관리방안의 필요성을 느낀 환경부는 2008년 4월 서울지역을 대상으로 폐의약품 회수･처리사업을 실시하여 2010년 7월부터 전국으로 확대 실시 중에 있다. 그러나 여전히 폐의약품 수거체계의 불편함을 느껴 기존의 배출형태를 나타내고 있어 정부는 향후 폐의약품 회수 방법의 개선 및 홍보 등 보완이 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 가정에서 의약품의 구입, 보관, 처리형태 등 폐의약품에 대한 실태파악을 위해 모니터링 시범가구를 선정하여 실제 가정이라는 배출원 현장조사를 통해 기초자료를 확보하고 폐의약품 발생 실태 및 회수방안 개선에 활용하고자 조사하였다. 참여한 대상 가구는 서울, 인천, 경기 등 수도권 거주 98가구로 주거형태 비율에 따라 단독주택 35.7%, 아파트 64.3%의 비율로 3개월간 폐의약품 발생에 대한 모니터링을 실시하였다. 그 결과 가정에서 보관하는 의약품 중 15%가 폐의약품으로 발생하고 있으며, 전국 단위로 환산할 경우 2011년 폐의약품 회수량의 27배 수준이 가정에서 보관하고 있는 것으로 나타났다. 또한 버려지는 약을 줄이는 효과적인 방법으로 약국 폐의약품 수거함 확대 > 인센티브제 도입 > 의약품 수거체계 개선 > 포장규모 다양화 > 언론홍보 및 교육 순으로 나타나 폐의약품 수거함 확대 등 수거체계 개선이 가장 우선시 되어야 할 것으로 조사되었다. 가정에서 배출되는 폐의약품의 적정한 처리를 위해 폐의약품 배출장소를 약국, 보건소외에 보건진료소, 지자체 주민센터(읍･면사무소), 편의점 등 접근성이 좋은 장소를 추가 설치하거나 폐의약품 회수의 날 지정, 약 봉투에 폐의약품 회수 안내 문구 삽입, 수집된 폐의약품은 월 1회 이상 소각처리시설로 운반, 처리, 가정내 폐의약품 분리배출 확대를 위한 홍보강화 등 다양한 폐의약품 회수방안을 소개하였다.

음식물쓰레기는 유통･가공 과정에서 손질 및 가공과정에서 발생된 쓰레기와 유통과정에서 손상되거나 못 쓰게된 쓰레기, 가정에서 조리과정 중 발생된 식재료, 보관 중 변질된 식재료･음식물 및 먹고 남은 음식물쓰레기, 조리과정 식재료쓰레기, 먹고 남은 음식물 등 크게 3가지 발생한다. 음식물쓰레기는 가정･소형음식점에서 70%, 대형음식점 16%, 집단급식소 10%, 농수산물시장 등에서 4%로 가정･소형음식점에서 가장 많이 발생한다. 음식물쓰레기는 인구, 세대수, 소득, 외식비 증가 등의 이유로 매년 증가추세를 보이고 있으며 정부는 음식물쓰레기 줄이기를 위해 1996년 음식물쓰레기 종합대책을 시작으로 그간 17년 동안 총 6번의 대책이 정책화되었다. 이에 음식물쓰레기의 재활용률은 높아졌으나 여전히 변하지 않는 음식문화에 따른 음식물쓰레기의 발생량 증가는 근본적인 원인이 해결되지 않았음을 의미한다. 특히, 2013년 음식물쓰레기 폐수의 해양투기 금지, 사료화 등의 재활용 기준 강화가 문제로 가시화되면서 음식물쓰레기 감량화 정책이 더욱 중요하게 되었다. 또한 주요 발생원인 가정에서 배출되는 음식물쓰레기의 경우 정부 차원에서 다양한 감량화 정책을 발표하고 시행하고 있음에도 구체적인 감량화 성과를 파악하기에는 어려움이 있었다. 이는 매년 발표되는 행정통계는 폐기물을 수거하여 처리되는 단계에서 파악되는 처리량 통계만 파악되고 발생된 폐기물의 효과적인 처리방안을 결정하기 위해서는 단순한 폐기물 발생량에 대한 조사뿐 아니라 발생원 단계의 폐기물 종류에 따른 발생량의 조사가 중요하다. 즉 가정이라는 기초 발생원에서 직접 배출되는 음식물쓰레기의 양, 종류, 보관형태, 처리기한, 배출형태 등 기초자료 확보와 성상파악이 감량화 성과의 구체적 자료 도출, 체계적인 수거체계, 음식물쓰레기 저감 촉진 방안 마련을 위해 가정에서의 음식물쓰레기 배출 실태파악이 필요하다. 수도권 거주 모니터링 대상 100가구를 주택비율을 고려하여 선정, 실제 가정에서 배출되는 음식물쓰레기의 발생특성을 조사하였다. 조사 시기는 봄(5월), 여름(7월), 가을(9월) 동안 1개월씩이며 참여자는 전업주부와 맞벌이부부, 1 ~ 2인 가구로 모니터링 가이드라인을 마련하고 이에 대한 교육을 실시한 후 모니터링을 수행하였다. 조사결과 가정에서 식재료를 보관할 때 냉장고에 크게 의존하고, 가구당 평균 33종류, 35 kg의 음식물을 보관하고 있으며 최장 3년동안 보관하고 있는 음식물도 있어 이에 대한 개선방법이 필요한 것으로 나타났다. 가정에서 음식물쓰레기 발생량은 0.30 ~ 0.46 kg/인/일로 2012년(환경부) 발생 예측량 0.35 kg/인/일 보다 다소 높게 발생하는 것으로 조사되었으며 계절적 음식물쓰레기 발생량은 과일류, 채소류의 발생량 증가 영향으로 여름> 가을>봄 순으로 음식물쓰레기 발생량이 증가하는 것으로 나타났다. 다만 가을철 조사 시점이 9월로 김장철로 인한 채소 발생량이 조사되지 못하여 가을철 음식물쓰레기 발생량은 더 증가할 것으로 예측된다.

2011년말 기준으로 공공하수처리시설은 505개소로 2001년 184개소, 2010년 470개소 등 지속적으로 증가하고 있으며, 이에 따라 하수처리시설에서 발생하는 슬러지량도 증가하고 있다. 슬러지를 처리하는 방안으로 고화, 매립, 해양배출, 혐기성 소화 등의 방법이 있으나, 고화 및 매립은 2차 환경오염에 대한 우려가 있고 해양배출은 2012년부터 전면 금지되었다. 이에 환경부에서는 공공하수처리시설에 설치된 혐기성 소화조의 효율 개선사업을 통해 소화효율을 향상시켜 메탄의 생산량 증대와 슬러지 감량화를 도모하고 있다. 슬러지의 감량화 및 바이오가스 발생량의 증대를 위해 혐기성 소화 전에 슬러지를 전처리시키는 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. 혐기성 소화 공정은 가수분해, 산 생선, 초산생성 및 메탄생성 단계로 구분될 수 있으며, 이 중 가수분해 단계는 율속단계로서 전체 혐기성 소화공정의 효율 및 속도를 조정하기 때문에 가수분해 단계가 쉽게 이루어지기 위해 가용화라는 슬러지의 전처리를 수행하는 것이다. 전처리 공정의 방법으로는 열적처리, 화학적 산화, 기계적 처리, 생물학적 처리 등이 있다. 이 중 생물학적 처리 공정은 고온 호기성 박테리아를 배양시킨 후 소화조에 주입하여 슬러지의 혐기성 소화효율을 향상시키는 방법과 소량의 산소를 주입하지만 일정한 혐기 조건과 낮은 환원 조건을 유지하면서 미생물의 성장과 효소 합성 및 활성을 유발시켜 슬러지의 가용화 및 소화효율을 향상시키는 방법이 있다. 이에 본 연구에서는 공기의 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 슬러지 내에 존재하는 유기물뿐만 아니라 질소와 실록산 등의 거동에 미치는 영향을 분석하여 공기 주입을 통한 생물학적 전처리 방법이 혐기성 소화효율 향상과 반류수질, 바이오가스 정제시설 중 실록산 제거시설 등에 미치는 오염부하의 저감 가능성을 평가하고자 하였다. 실험결과, ORP는 공기 주입기간이 길어질수록 약간씩 증가하였으나 -247 ~ -268 mV의 환원조건을 나타내었으며, DO는 0.00 ~ 0.22 mg/L로 나타났다. 따라서 슬러지 전처리를 위해 공기를 주입하여도 소화조 내의 혐기성 조건에 미치는 영향은 미미할 것으로 판단된다. SCODcr의 경우에는 공기를 주입에 따라 SCODcr의 농도가 증가하여 공기주입에 의한 가용화 효과가 있는 것으로 나타났다. 총 질소와 암모니아성 질소의 경우 공기주입기간이 길어질수록 농도가 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 DO 농도가 1 mg/L 이하의 조건을 유지하고 있어 공기주입에 의한 동시 질산화 및 탈질 현상이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 공기주입에 의한 전처리 방법이 슬러지 내 질소의 부하를 감소시켜 암모니아성 질소로 인한 혐기성 소화의 저해 가능성과 혐기성 소화 후 반류수 및 방류수에 영향을 미치는 질소 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 판단된다. 실록산의 경우 공기주입 기간 증가에 따라 공기를 주입하지 않은 슬러지 내의 실록산 농도가 6.06 mg/kg에서 공기주입 4일째에는 3.43 mg/kg으로 감소하여, 공기주입 전처리 방법을 통해 바이오가스 정제 시설 중 실록산 처리 공정에 미치는 실록산 부하를 저감시킬 수 있을 것으로 사료된다.

폐기물매립지에서 발생되는 메탄(CH₄)가스는 폐기물 분야에서 배출하는 온실가스 물질 중에서 가장 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 폐기물매립지에서 발생되는 메탄가스의 배출량은 폐기물매립지의 일반적인 특성인 불균질성에 기인하여 시공간에 따른 배출량의 차이가 매우 커서 지속적인 메탄가스의 배출량 측정이 필요하다. 폐기물매립지에서의 메탄가스 배출량 측정은 매립가스 배출경로에 따라 매립지 복토층을 통한 표면발산량, 가스 배제공을 통한 배출량. 매립가스 회수 시 매립가스 포집량 등에 대하여 주로 이루어지고 있다. 그러나 상기에서 나타낸 것처럼 폐기물매립지의 특성상 기온, 대기압, 강수 등의 기상조건, 매립폐기물 물리화학적 특성에 따른 메탄플럭스(Flux)변동, 그리고 복토층 두께, 복토층 균열여부, 사면부 등 매립지의 구조적 특성에 따라 매립지에서 배출되는 메탄가스 배출량의 대표적인 값을 산정하는 것이 어려우며 매립장 전체면적에 대한 조사에도 한계가 따른다. 특히 복토가 이루어진 폐기물매립지의 표면발산량에 대한 연구는 많이 진행된 반면에 복토가 미흡한 폐기물매립지 사면부의 경우 메탄 배출특성에 대한 연구가 미흡한 실정이어서 메탄 배출 저감을 위한 사면부 관리에 대한 관심이 매우 낮으며, 매립가스 포집시설 설치 시 사면부 인근에 설치된 수직 가스 포집정의 경우 매립가스 포집 효율이 저하되는 특성을 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 위생매립지인 A매립지를 대상으로 매립지의 구조적 특성 중 하나인 사면부에서 배출되는 메탄가스 발생량을 평가하여 향후 메탄 배출량 저감 및 사면부 인근 수직 가스 포집 설치 설계를 위한 기초자료를 제공하는 것이 목적이다. A매립지의 면적은 38,280 m², 매립용량은 568,225 m²이며, 생활 폐기물 매립 직후 일일복토 및 중간복토를 시행하고 있다. 메탄배출량 측정은 챔버(Chamber)에 레이저 메탄검지기를 이용한 방법을 통하여 실험을 진행 하였으며, 매립지를 구역별로 매립종료 지점, 매립 진행 지점, 사면부로 나누어 메탄가스의 표면 발산량을 측정하였다. 실험결과, 매립종료 지점의 표면 발산량은 3.25 ~ 26.42 g/m²/d (평균 8.08 g/m²/d)으로 나타났으며, 매립 진행지점의 표면 발산량은 1.80 ~ 3.51 g/m²/d (평균 2.74 g/m²/d)으로 매립종료 지점의 표면 발산량보다 낮은 결과를 나타내었다. 반면에 사면부의 표면 발산량은 17.30 ~ 35.10 g/m²/d(평균 22.56 g/m²/d)으로 매립종료 지점에 비해 약 3배 정도 높게 나타났다. A매립지의 경우 사면부 면적이 매립지 전체 면적의 약 4%로, 구조별 메탄배출량을 산정하면 사면부 전체 메탄배출량은 표면 배출량의 약 12%로 면적에 비해 매립지 전체 메탄배출량에 높은 비율을 차지하고 있는 것으로 산정되었다. 따라서 사면부 메탄가스의 표면 발산량의 저감을 위해 사면부에 대한 지속적인 관리가 필요할 것으로 사료된다.