최근 원자재 가격 상승 및 자원부족 문제가 높아지면서 자원의 희소성과 특정 국가의 생산 집중도가 높아 자원보유국의 무기화 경향으로 인해 자원에 대한 공급 불안정은 점차 증가되고 있다. 이에 전 국가적으로 자원의 확보를 위해 자원순환에 대한 관심은 점점 높아지고 있으며, 특히 매년 발생되는 폐기물을 자원화 하는 폐기물 재활용 정책이 강화되면서 재활용에 대한 관심과 기술개발에 대한 활성화가 더욱더 필요한 전망이다. 우리나라는 대부분 광물자원을 대부분 수입(약 97%)에 의존하고 있기 때문에 더욱더 재활용에 대한 산업이 증가되고 있지만 폐기물 자체도 수입에 의존하고 있어 국제 협약과 관련되어 폐기물 수출･입 시 부정적 관리나 유통되는 부분에 대한 관리실태 파악과 국내에서 처리된 폐기물의 물질별 흐름파악이 필요하게 되었다. 수출･입 폐기물 중 국내에서 금속 회수를 위한 재활용량이 가장 높은 폐납산배터리를 선정하여 재활용에 대한 관리실태 파악 및 수출･입 실태를 조사하여 재활용된 폐납산배터리의 물질흐름도에 대해 조사하였다. ‘15년 국내 자동차 등록 대수는 2천만 대 이상이며, 국내등록양이 년 100∼130만대 이상이 증가되고 있다. 국내에서의 발생되는 폐납산배터리는 자동차 노후배터리 교체 및 폐차로 인해 주로 발생되며, 일부 산업용 배터리와 배터리 제조회사의 불량품 및 수입제품의 완구류에서 적은 양이 매년 국내에서 발생되고 있다. 해외에서의 자동차 및 산업용 폐납산배터리의 수입량은 매년 증가되고 있으며, ‘15년 기준 410천톤 이상 국내로 수입되어 재활용 처리되어지고 있다. 그러나 국내로 수입되어 재활용 처리되면서 회수되는 금속자원 및 기타자원에 대한 통계가 명확하게 파악되지 못하고 있다. 본 연구는 국내로 수입되는 폐납산배터리의 재활용 회수 기술 등을 조사하고 수출･입 및 국내 발생량을 산정하여 국내에서 소비 및 수출되는 연괴(납: Pb)의 양과 폐납산배터리를 재활용하여 회수된 폐금속자원 등의 물질흐름을 파악하여 국내에서의 연간 폐납산배터리의 발생량을 추계하고 납산배터리의 재활용을 통한 국내 금속자원 등의 국내 물질별 흐름도 및 국내 대체율(Replacement rate)을 조사하였다.

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.

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.

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.

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.

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.

｢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.

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.

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.

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.

최근 스마트 미디어가 발달함에 따라 인간과 컴퓨터 사이의 상호작용(HCI)에 대한 욕구가 증대되었다. 또 이러한 욕구에 부합하기 위하여 영상처리를 이용한 제스처 인식분야의 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 논문에서는 영상처리를 이용한 중국식 한손 숫자 표현을 인식하는 방법을 제안한다. 입력된 영상을 피부색을 기반으로 이진화 하여 관심영역을 추출하고, 펼쳐진 손가락의 각도정보를 이용하여 사용자가 표현한 숫자를 파악한다. 본 논문에서는 중국식 한손 숫자 표현 2,6,8을 인식하였고 제안한 방법은 95.83%의 인식률을 보였다.