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한국폐기물자원순환학회 학술대회자료집
- 발행기관 한국폐기물자원순환학회
- 자료유형 학술대회
- 간기 부정기
- 수록기간 1984 ~ 2018
- 주제분류 공학 > 환경공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 539DDC 628
권호리스트/논문검색
2013년 추계학술발표회 논문집 (2013년 11월) 257건
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2013.11
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2013.11
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희토류자석은 통상 네오디뮴자석(Nd-자석)을 의미한다. 이는 본래 네오디뮴 자석(Nd-자석) 외에 사마륨-코발트(Sm-Co) 계열 자석, 그리고 사마륨-질화철(Sm-Fe-N)계열 자석을 통칭하는 용어이나, Nd-자석을 제외한 나머지 희토류자석들은 시장이 상대적으로 작기 때문이다. 희토류자석(Nd-자석)은 자기특성 즉, 에너지적(BHmax)등이 우수하여 가전, 자동차 전기장치용 모터류 뿐 아니라 풍력발전, 하이브리드/전기자동차 분야에서도 핵심부품으로 주목받고 있다. 또한 희토류자석의 주 원료인 네오디뮴(Nd)과 디스프로슘(Dy)이 공급불안정성과 청정산업분야 중요성 양면에서 높은 우선순위를 보이는 등 자원고갈대비, 자원안보 차원의 중요성이 부각되면서 폐희토류자석의 자원순환 활성화가 이에 대한 대비책 중 하나로 평가받고 있다. 본 연구는 자원순환 촉진을 위한 현황 조사 측면에서 폐희토류자석의 하부흐름을 분석하였다. 이를 위하여 국내 폐희토류자석 하부흐름을 개념적으로 (1)배출 (2)수거 (3)분리/해체 (4)자원회수 (5)제품생산 5단계로 구분하였으며, 희토류자석을 주로 사용하는 대형폐가전(냉장고, 세탁기, 에어컨)과 일반자동차, 하이브리드/전기 자동차를 중심으로 하부흐름의 각 단계를 분석하였다. 그 결과, 모터나 컴프레셔 등에 포함되어 있는 희토류자석은 별도의 분리해체 과정없이 다른 고철류와 함께 처리되거나 일부 업체에서는 이를 별도 저장하고 있는 것으로 파악되었다. 이와 같이 하부흐름 상 분리/해체 단계가 주된 병목(bottle-neck)으로 작용하는 주된 이유로는 폐모터의 규격이 제품마다 다양하여 자동화가 어려우며, 분리해체에 수작업이 필요하여 인건비 부담이 높은 점 등을 들 수 있다. 따라서, 향후 폐희토류자석의 효율적인 자원화를 위해서는 우선적으로 분리/해체 단계에 기술개발 및 정책적 지원이 검토될 필요가 있다.
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2013.11
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생활쓰레기의 성분은 수집대상 지역의 성격, 수집목적 및 수집방식 등 여러 가지 요인에 따라 매년 변화하게 되므로, 처리시설의 운전 시에는 생활폐기물의 양과 성분을 정확히 측정한 후, 쓰레기의 연소특성을 충분히 예측하여 처리시설의 운전을 결정하여한다. 본 연구는 군단위 지역에서 배출되는 생활 쓰레기의 성상 및 특성을 분석하여 생활폐기물 소각시설 설치에 필요한 기초자료 확보하고자 실시하였다. 조사 범위는 폐기물의 겉보기 밀도와 물리 조성비(가연성 물질 및 불연성 물질 등 10분류)등을 측정하고, 삼성분(수분, 가연분 및 회분)을 실시하였으며 화학적조성 6항목(C, H, O, N, S, Cl) 및 고위 및 저위발열량을 조사하였다. 조사결과 겉보기밀도는 133.32㎏/m³, 물리적 조성비에서는 가연성물질이 91.9% 였고 불연성 물질이 8.1%를 차지하였다. 물리적조성비에서는 음식물 8.8%, 종이류 31.5%, 나무류 2.8%, 고무피혁류 2.7%, 플라스틱류 22.2%, 기타 23.9%로 조사되었다. 삼성분분석에서는 수분이 26.7%, 가연분이 58.9%, 회분이 14.14.4%를 차지하였다. 화학적 조성에서는 C 44.6%, H 9%, O 44.9%, N 0.8%, S 0.08%, Cl 0.6% 기타 11%로 측정되었다.
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2013.11
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전 세계적인 환경문제로 인식되는 기후변화에 대응하기 위해서는 정확한 온실가스 배출량 파악이 필수적이다. 온실가스 배출량은 기후변화협약에 의거하여 일관된 방법론에 따라 산정하고 정기적으로 갱신 및 공표하고 있는데, 산정방법론은 IPCC에서 제시하는 Tier 1~3 수준으로 각 주체별 실정에 적합한 방식을 선택할 수 있다. 그러나 이들 산정방식은 기본적으로 활동도 자료(activity data)와 배출계수(emission factor)를 곱하는 형태를 취하기 때문에 정확한 온실가스 배출량 산정을 위해서는 활동도 자료로써의 항목별 통계자료를 확보하는 한편, 불확도 평가가 수반된 배출계수를 이용하여야 한다. 한편, 온실가스 배출부문 중에서도 폐기물 부문에서 배출되는 메탄은 혐기반응에 의하여 생성되고 매질의 내부와 대기의 압력 차에 의한 가스 이동으로 인하여 표면으로부터 대기 중으로 확산된다. 그러나 메탄 생성과소비, 이동 과정에서의 시간적･공간적 편차가 매우 크기 때문에 완전무결한 실측 기법은 존재하지 않는다. 따라서 지금까지 다양한 측정 기법이 제안된 바 있으며, 현장 조건과 장단점에 따라 여러 가지 실측 기법이 선택적으로 이용되고 있는 실정이다. Flux chamber method는 표면에서 발산되는 가스를 직접적으로 측정하여 배출량을 산정하는 기법으로, 다양한 매질에 적용 가능하고 장비의 구조가 비교적 단순하여 제작과 운용이 편리하고 경제적이다. 뿐만 아니라, 검출한계가 낮으면서 정확도와 정밀도가 우수한 측정값을 얻을 수 있어 국내･외 여러 분야의 배출량 연구에 다양하게 사용되고 있다. 그러나 발산량이 과소평가되는 경향이 있고, chamber 내에서 가스가 희석될 수 있는 단점이 있는데, 이는 chamber의 설계 및 운용상의 변수를 최적화함으로써 개선될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 flux chamber method의 운용조건과 제반변수를 최적화하여 측정기법의 현장 적용성을 개선하였고, 이를 이용하여 대전광역시 고형폐기물 매립지의 전 면적에서 배출되는 메탄가스를 실측함으로써 연간 배출량을 산정하였다.
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2013.11
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산업사회의 발달로 인한 도심으로의 인구증가는 주변 지역까지 도심으로 편중되게 하여 매립지 인근 지역까지 주거지역이 생겨나는 현상을 초래하였다. 매립지에서 발생하는 매립 가스는 악취를 동반한 대기환경에 악영향을 주고 있으며, 주거 지역에서 지속적으로 악취 민원이 발생하고 있다. 매립지에서 발생하는 매립가스(LFG:Landfill Gas)의 경우 안정화 및 사후관리에 대한 문제가 대두되면서, 적절한 매립가스 포집 시스템의 도출이 이슈화 되고 있다. 매립가스의 포집설비는 수동형과 능동형이 있으며, 수동형은 매립지내 LFG의 농도구배 및 압력구배에 의해 자연적으로 포집을 유도하는 시스템으로, 능동적 시스템과 같이 LFG를 포집하기 위한 추출정을 사용하며 그 구조는 능동적 시스템의 추출정과 유사하다. 능동형 포집시스템은 기계적인 송풍으로 압력을 높여 매립가스를 강제적으로 추출하는 방법으로 매립가스 재활용시설을 갖춘 매립장에 사용되는 방법으로, 포집관의 설계형태에 따라 수평포집방식(Horizontal Collection System), 수직포집방식(Vertical Collection System), 혼합형포집방식(Hybrid Collection System) 등으로 구분한다. 본 연구는 매립지 발생 악취 최적관리 방안을 모색하기로 하였으며, 적절한 포집시스템 선정하기 위해 자원화 사업시행여부와 포집방식 선정에 따른 매립심도 및 경제성, 시공성 등을 고려한 최적 시공방안을 도출해야 하며, 포집정의 배치기준은 미포집구간이 발생하지 않으면서 설치 개수를 최소화 할 수 있어야 하며, 사면부의 이격구간에서 발생하는 매립가스의 포집을 감안해야 한다. 대형 위생매립지의 경우에는 개별 포집정 제어가 가능하고 유지관리 면에서 뛰어난 수직가스 포집방식이 유리할 것으로 추측되며, 설치과정이 복잡하거나 매립작업의 지장이 있는 경우 이송관로가 개별배관으로 각 관로별 기능유지를 위한 적정 시공방안이 요구될 것으로 사료된다.
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2013.11
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현대 사회는 산업사회의 발달과 도시화 현상에 의해 인구분포의 불균형을 초래하였고 이러한 도시인구의 집중으로 도시 외곽에 속해있던 부도심 지역이 도시의 중심부로 편입되었고 매립지 인근 지역까지 도시화가 확장되었다. 그 결과 도시폐기물의 발생량은 급격히 증가하였고 이러한 도시 폐기물처리에 대한 관심과 대책이 필요하게 되었다. 매립지에서 발생되는 매립가스(LFG : Landfill Gas)는 악취 등 주변지역 대기환경 오염의 원인이 되고 안정화 및 사후관리에 지장을 주고 있다. 매립가스는 메탄가스와 이산화탄소, 악취유발가스, 기타 유해가스들로 구성되어 있으며, 이러한 매립가스의 적정처리방안이 강구되어야 한다. 최근 이러한 매립가스의 악취물질의 방출을 근본적으로 저감시킬 수 있는 포집 시스템이 매우 중요하게 거론되고 있으며 그 중 매립가스 자원화 시설은 매립가스 활용화 및 매립가스로 인한 악취문제를 해결하기 위한 수단으로 매립가스를 강제 수집 및 포집하여 연소시킴으로서 악취로 인한 대기오염 문제를 줄일 수 있는 시스템으로 활용하고 있다. 본 연구에서는 국내 매립지의 악취(가스)수집 및 포집을 위하여 수집/포집관로 규모 및 형태에 따른 추가설치기능방안에 대한 매립지 모형챔버 실험을 실시하고 이를 바탕으로 모형 및 현장에 대한 유체역학적 연구를 실시하고자 하였다. 또한 전산유체역학 해석을 통하여 적용 평가에 대한 정상적인 기류해석을 통해 기능성을 파악하고 이에대한 해석을 위해 시뮬레이션을 도입하였다. 연구결과 모형챔버를 통한 기존의 수직포집정에서의 매립가스 포집효율은 36.3%로 나타났고 기존의 수직포집정에 추가 포집정을 설치한 후 포집효율은 46.2%로 증가하였다. 모형챔버 실험에서 강제로 매립가스를 추출하지 않은점을 감안할 때 강제 수집 및 포집을 실시 할 경우 포집효율 약65%의 수준을 보일것으로 사료된다.
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2013.11
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급격한 산업과 경제의 발전은 화석연료와 자원의 대량사용을 촉진시키면서 기후변화 및 대기․수질․토양오염 등의 환경문제를 야기하고 있다. 이 중 토양으로 유출된 중금속은 심각한 오염원 중 하나로, 인체에 대한 독성발현에 그치지 않고 생태계의 교란을 가져와 오염지역을 황폐화시킬 수 있는 것으로 평가된다. 폐광산지역의 토양오염은 광미 및 산성폐수가 강우 등에 의하여 중금속의 거동에 영향을 주며 인근 환경에 위협을 주는 것으로 알려져 있다. 비소는 자연계에서 혹은 산업 활동에 의하여 유출되어 무색무취의 상태로 인체에 흡수될 수 있으며 만성질환을 일으키거나 발암물질로 작용할 수 있는 것을 그 특징으로 한다. US EPA는 음용수를 대표적인 비소에 대한 노출경로로 지적하면서 토양에서 수환경으로 이어질 수 있는 중금속 오염에 대한 정화공법의 개발 필요성을 제시하고 있다. 본 연구는 연속추출법을 통하여 실험실 규모에서 비소로 오염된 토양에 대한 탈착특성을 분석하고, 이를 통하여 향후 현장규모에서 MIO를 이용한 토양세척법에 의해 선택적으로 비소를 제거하는 방안의 기초자료를 제시하는 데 그 목적을 가지고 있다. 이를 위해 대상 시료는 국내에 가장 높은 비율로 존재하는 토성인 사양토를 채취하여 토양오염기준에서 우려 및 대책농도인 25-75 mg/kg 범위로 오염시켜 확보하였으며, 각 농도별 토양에 대한 연속추출을 시행한 뒤 AAS(Atomic Absorption Spectrometer, Shimadzu AA-7000, Japan)에 의한 용출농도를 측정하였다.
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2013.11
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오늘날 다양한 산업분야와 군지기, 공장지역, 매립지 등에서 중금속과 휘발성 오염물질이 동시에 존재하여 심각한 환경오염을 유발하며 인간과 자연에 해를 끼쳐 세계적으로 규제가 강화되고 있다. 특히 p-Xylene은 토양매질에 흡착되지 않으며 노출 시 두통, 호흡장애 등을 유발하며 자정작용이 힘들고 이동속도가 느려 반영구적으로 존재한다. 납은 일상주변에서 접촉이 가능하며 체내에 쉽게 축적되어 신경계통을 마비시키며 뇌에 이상을 일으킨다. 현재 단일물질에 대한 제거는 많이 연구되고 있는 반면 복합오염물질에 대한 연구는 미비한 실정이며 오염물질에 대한 효과적인 제거를 위한 흡착제 개발이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 망간산화물을 기반으로 하여 계면활성제와의 개질을 통해 TMA-birnessite를 합성하였으며 중금속과 휘발성 오염물질 제거를 판단하기 위해 대표적인 납과 p-Xylene을 이용하여 등온흡착실험과 동역학적실험을 하였다.
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2013.11
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2000년부터 10년에 걸쳐 국내에서 총 5차례의 구제역이 발발하였다. 특히, 지난 2010년에 발생한 구제역은 전국적으로 약 340만 마리의 가축을 살처분 후 매몰하여 처분하였다. 가축 사체를 매몰하는 경우 매몰 초기에는 매몰지 내 산소를 이용하여 유기물을 분해하는 호기성 분해단계를 거쳐 잔류 산소가 소모된다. 매몰지의 경우 사체의 유기물로 인해 산소의 소모가 급격하게 이루어진다. 자연적 또는 인위적으로 산소를 유입하지 않는 경우 혐기성 상태로 치환되며 장기간 유지한다. 국내의 경우 2010년에 발생한 구제역으로 전국적으로 4,000여개소 이상의 매몰지가 조성되었으며 매몰지의 규모 및 매몰 두수는 지역별로 상이하다. 구제역 긴급행동지침에 따르면 500 m3 규모의 적정 매몰 두수는 돼지 550두로 제시되어 있다. 그러나 매몰지 내 유기물의 경우 일반적으로 고농도로 존재하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 혐기성 생분해도 실험인 BMP(Biochemical Methane Potential) assay를 통해 매몰지내 유기물 농도에 따른 생분해도 특성을 평가하였다. 기질은 돈육을 이용하였으며 기질의 농도에 따른 최종 메탄 수율, 최대 메탄 발생율 및 저해 특성을 평가하였다. 또한, 원소분석을 통해 기질의 농도에 따른 생분해도를 평가하였다. 비선형 저해 방정식을 이용하여 기질 농도에 대한 저해 영향을 평가한 결과에 따르면 생분해도 및 최종 메탄 수율에 비해 상대적으로 최대 메탄 발생율이 민감하게 반응한 것으로 나타났다.
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2013.11
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특정 중금속에 대한 식물독성(Phytotoxicity)을 파악하기 위해 오염물질로 처리된 수용액에서의 발아실험(Germination Test)이 일반적으로 수행되고 있는데, 그 결과를 토양오염의 조건에 바로 적용할 수 없다는 한계가 존재한다. 이러한 한계를 극복하고자 토양에서의 발아실험 역시 수행되고 있으나, 이러한 실험들의 경우는 특정 오염수준의 대상 토양을 채취하여 해당 오염 정도에서의 식물독성을 측정하는 일회성의 검증에 그칠뿐더러, 토양 내 중금속 오염수준 변화에 따른 식물독성을 파악할 수도 없다. 또한 토양에서의 발아실험에 소요되는 노력 및 비용이 수용액 실험과 비교해 훨씬 크다는 단점 역시 가지고 있다. 유채는 유료 작물로 어디서나 잘 자라고 그 용도가 다양하여 많은 연구가 이루어진 식물 중 하나이며 중금속으로 오염된 토양의 복원 공법 중 하나인 식물정화기술(Phytoremediation)에서도 흔히 사용되는 식물이다. 또한 수확된 씨앗을 이용하여 바이오디젤(Biodiesel) 생산원료로 이용할 수 있는 장점이 있어 식물정화기술 분야에서 연구가 활발하게 진행되고 있는 식물종이다. 따라서 본 연구의 목적은 서로 다른 상(相, phase)인 수용액과 토양에서 Pb, Ni과 As이 유채에 미치는 영향을 확인하고 그 두 상의 차이 및 상관관계를 조사하여, 대상 식물의 수용액 상 발아실험 결과만을 통해 토양에서의 중금속 농도 및 독성을 추정하기 위한 방법을 제안하고자 하였다.
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2013.11
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서산시 △ 매립장은 바닥･사면부 차수시설, 침출수배제시설 등의 환경오염방지시설을 일부 설치한 비생 매립지로서, 현재 매립이 종료되어 사후관리를 하고 있는 상황으로 경제적이고 체계적인 관리를 위하여 사용종료 매립지 정비지침(2010. 9, 환경부)에 따라 주변환경 영향평가를 실시하였다. 주변환경 오염도 조사를 위해 지하수 수질조사와 토양오염도 조사를 실시하였고, 매립장 안정화도 조사를 위하여 폐기물 조사, 침출수 조사, 매립가스 조사, 지반안정화도 평가를 실시하였다. 토양오염도 조사는 2012년 10월에 매립장 주변(상･하･좌･우) 4개 지점에서 샘플을 채취하였고, 지하수 수질 조사는 2012년 9월과 12월에 각 상류1지점, 하류 2지점에서 샘플을 취수하여 분석을 실시하였다. 토양시료 분석은 토양환경보전법 시행규칙 <별표3>에 의거 실시하였으며, 분석결과 모든 시료가 토양오염우려기준 1지역이하의 수치를 나타내었다. 지하수 시료 분석은 지하수의수질보전등에관한규칙 <별표4>의 생활용수수질기준 항목과 폐기물관리법 시행규칙 <별표11>의 4개 항목(BOD, COD, NH₄-N. NO₂-N)을 추가로 분석 실시하였다. 1차 조사와 2차 조사 모구 일반오염물질 및 특정유해물질이 기준치 이내의 값을 보이며, 암모니아성 질소가 미량 검출되었으나 먹는물 수질기준 이하로 검출되었다. 폐기물조사를 위해 굴착기를 사용하여 5 m 굴착 채취한 시료를 이용하여 성상분류, 삼성분 분석, 용출시험을 시행하였다. 성상분류 및 삼성분 분석결과 토사류가 대부분을 차지하고 난분해성 물질이 15% 정도를 차지한다. 폐기물 용출시험 결과 지정폐기물에 함유된 유해물질 중 구리만 미량 검출되었으며 침출수 배출허용기준은 대부분 청정지역 기준을 만족하는 수치를 보인다. 침출수 조사는 2012년 9월과 12월에 수행하였다. 1, 2차 분석결과 BOD, COD, 대장균수, 색도, 무기성질소, 총인 수치가 나지역 기준을 초과하며 BOD/CODcr 수치는 0.15로 아직 안정화가 진행중인 것으로 판단된다. 매립가스 조사는 2012년 11월과 2013년 1월에 실시하였다. 매립가스 안정화 기준인 CH₄의 함량이 5%를 넘지는 않으나 매립종료시기를 고려하면 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 판단된다. 지반안정화도를 평가하기 위하여 침하계측과 비탈면 안정성 검토를 실시하였다. 침하계측은 2012년 11월과 2013년 1월에 실시하였으며, 침하범위는 0.007 ~ 0.015 m 측정오차범위 내의 수치로 침하발생은 미비한 것으로 나타났다. 비탈면 안정성 검토는 한국시설안정공단의 사면 안정평가표를 활용하여 A, B, C 단면에 대하여 검토를 실시하였으며 그 결과 모든 사면에서 A등급인 안정한 상태로 판정되었다.
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2013.11
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과거 폐기물매립시설의 사용을 끝내거나 폐쇄하려는 경우에는 관할 시･도에 단순히 사용종료신고절차만으로 종료되었기에 사용이 종료된 폐기물매립시설에서 발생하는 환경오염에 적절하게 대처하지 못한 실정이다. 또한, 폐기물관리법 시행규칙 제70조 제1항 [별표19]에 사후관리기간이 20년에서 30년으로 연장됨에 따라 조기 안정화를 위한 사후관리 대상 매립지가 50% 증가할 것으로 예상된다. 이에 매립시설 사후관리 기간 연장에 따른 조기 사후관리 매립지 및 관리비용이 증가함에 따라 향후 안정적이고 체계적인 매립지의 사후관리 검사제도 도입이 필요하게 되었으며 2013년 6월 3일부터 폐기물관리법 제50조 제1항 및 제3항 사용종료 및 사후관리 매립시설에 대한 검사제도가 시행되었다. 따라서, 폐기물매립시설의 사용을 끝내거나 폐쇄하려면 검사에서 적합 판정을 받도록 하고, 사후관리 대상인 폐기물매립시설에 대해서도 정기적으로 검사를 받도록 함으로써, 주민의 건강･재산 또는 주변환경 피해를 사전에 방지할 수 있을 것으로 기대하며 장기적으로 관리되어야 할 사후관리 매립지 등의 혐오시설에 대한 친환경적이고 안정적인 검사 관리를 통하여 지역 주민의 불안 및 갈등을 해소하는 등의 환경복지를 구현할 수 있게 되었다. 침출수 처리 및 사후관리가 미흡한 사용종료 매립지는 침출수를 외부로 유출시키고 지하수 및 토양오염원으로 문제를 일으킬 수 있으므로 폐기물관리법에 의한 [사용종료매립지 정비지침, 환경부]의 안정화도 조사기법에 의거하여 매립지에 대한 시설물현황 및 주변환경오염도 등 관계법령이 정하는 방법에 따라 폐기물 및 발생가스, 주변환경 등의 물리적, 환경적 특성을 조사하여 향후 적정 사후관리방안 및 사후관리종료 여부를 판단하는 자료로 활용할 수 있도록 한다. 본 연구에서는 사용종료 매립장에 대하여 정비지침의 안정화도 조사기법에 의거하여 울산지역내 00 매립지에 대한 시설물현황 및 주변 환경오염도 등 관계법령이 정하는 방법에 따라 폐기물 및 발생가스, 주변토양 및 지하수, 지반조사 등의 물리적, 환경적 특성 등의 정밀조사를 실시하고 토지이용을 위하여 사면안정해석 등의 연구를 수행하여 향후 적정 사후관리방안 및 토지활용 등을 판단하는 자료로 이용될 수 있도록 평가하였다.
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2013.11
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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.
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2013.11
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유기성 폐기물 중 음식물 쓰레기는 생활폐기물 중 가장 많은 양을 차지하고 있다. 환경부 자료에 따르면 2011년 전국의 음식물 쓰레기 발생량은 하루 평균 1만 3671톤에 이르러 생활폐기물 중 점유율이 27.8%에 달한다. 2006년 발효된 런던협약에 따라 음식물 폐수의 해양배출 금지가 2013년부터 본격 시행됨에 따라 음식물 폐기물 처리과정에서 발생하는 폐수의 처리는 현재 전국적인 환경문제로 대두되고 있어 해양배출을 대체할 수 있는 효과적인 육상처리방법에 대한 연구가 필요하다. 매립지를 하나의 “생물학적 반응조” 로 생각하는 “Bioreactor Landfill” 은 매립장 내에 침출수 재순환을 통해 추가적인 수분을 공급하고 생물학적 반응을 촉진시켜 조기안정화 및 침출수 수질 향상 등의 효과를 얻을 수 있어 Bioreactor Landfill을 혐기성 처리된 음식물 폐기물 폐수의 처리 방법으로서 고려할 수 있다. 본 연구는 혐기성 처리된 음식물폐기물 폐수를 실험실 규모의 모의매립조에 운전조건을 달리하여 주입하고(Lys 1 = 재순환 안함, Lys 2 = 침출수 재순환, Lys 3 = 1 day 질산화 후 침출수 재순환), 조건에 따른 침출수 특성을 파악하여 처리효과를 평가하였다. 이를 통해 혐기성 폐액의 폐기물 매립지 내 주입 처리시 발생하는 침출수의 효과적인 처리방법을 제시하고자 하였다. 발생한 침출수는 CODCr, TKN, Cl-, pH 등을 분석하였다. 인공강우(증류수)를 주입한 Lys 4와 혐기성 처리된 음식물 폐기물 폐수를 주입한 Lys 1의 침출수를 비교하면 84 day 운전 후 누적 CODCr 배출량에서 각각 0.24kg, 0.32kg을 나타내어 소화액 주입 시 34.6%의 증가율을 나타내었고 누적 TKN 배출량에서는 각각 0.0013kg, 0.024kg, 누적 염소이온 배출량에서는 각각 0.01 kg, 0.034 kg로 크게 증가하였다. 이는 소화액 자체가 높은 CODCr, TKN, 염소이온 농도를 지니고 있어 모의매립조 주입 시 침출수 내 농도를 증가시킨 것으로 판단된다. 모의매립조 운전조건을 달리한 Lys 1, 2, 3의 침출수를 비교하면 다음과 같다. 159 day 운전 후 누적 CODCr 배출량에서는 Lys 1, 2, 3이 각각 0.344 kg, 0.189 kg, 0.129 kg로 침출수 재순환 없이 운전한 Lys 1보다 재순환을 실시한 Lys 2, 3이 45%, 63% 감소된 배출량을 나타내었다. 누적 TKN 배출량에서는 Lys 1이 0.032kg, Lys 2, 3이 각각 0.023 kg, 0.019 kg으로 침출수 재순환 없이 운전한 Lys 1보다 재순환을 실시한 Lys 2, 3이 27%, 40% 감소된 배출량을 나타내었다. 누적 염소이온 배출량에서는 Lys 1이 0.05kg을 나타내었고, Lys 2와 Lys 3은 각각 0.044 kg, 0.042 kg으로 13%, 16% 감소된 배출량을 나타내었다. Lys 1, 2, 3, 4 침출수 특성을 살펴본 결과 혐기성 처리된 음식물 폐기물 폐수를 폐기물 매립지에 주입하면 침출수 중의 CODCr, TKN, 염소이온 배출량이 농도가 증가하였으나, 하루 동안 침출수를 질산화시킨 후 재순환하는 것이 재순환을 실시하지 않은 경우 보다 CODCr, TKN 배출량이 63%, 40% 감소하여 침출수 관리 측면에서 효과적이었다.
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2013.11
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국내에서 배출되는 폐기물은 사업장계 폐기물과 생활계 폐기물로 구분된다. 대부분 폐기물 자원순환과 관련된 연구들은 사업장계 폐기물에 집중되어 진행되어 왔다. 따라서 우리의 일상생활의 중심이 되는 도시 지역의 생활계 폐기물의 자원순환을 촉진하고자 하는 연구는 상대적으로 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 생활계 폐기물을 중심으로 배출에서 최종처리까지 흐름과 관련된 폐기물 행정 정보 체계를 조사하고 분석한 다음 효율적으로 자원순환을 촉진할 수 있는 정보 관리 모형을 고민하고자 한다. 이를 통하여 최종적으로 지역 내에서 자원순환을 촉진할 수 있는 지역형 폐기물 자원 순환 모델을 제시하였다. 연구는 모두 다섯 단계로 구분된다. 첫 번째, 관련 선행 연구들을 분석하고 사례 대상지로 광역형 대도시와 준광역형 대도시로서 서울시 노원구와 수원시를 선정하였다. 대상 지역 내 파악해야 할 생활계 폐기물은 종량제봉투 폐기물, 음식물류 폐기물, 재활용품, 대형폐기물 그리고 유해 폐기물 등 5가지 종류로 한정하였다. 따라서 5개 품목의 정보흐름 현황과 문제점을 파악하여 가장 바람직한 지역별 자원순환 모델과 표준화 모델을 제시하였다. 그리고 최종적으로 도시 지역 간 자원순환 확산을 위한 광역형 자원순환 모델을 제시하였다.
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2013.11
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본 연구에서는 경기도 수원시의 자원순환을 촉진하기 위한 재활용 가능용품의 배출체계 및 배출량을 조사하였다. 공동주택에서 발생하고 있는 재활용 폐기물의 발생 현황을 분석하기 위하여 시범적으로 2012년 8월에 공동주택의 표본조사를 통해 재활용품 발생량을 조사 분석하였다. 조사할 대상으로 아파트 규모, 지역 대표성 등을 고려하여 2개 단지 총 4개지점을 대상으로 조사하였다. 지역별 발생원별로 배출되는 재활용품의 배출량과 배출실태에 대한 인벤토리를 구축하고, 현행 재활용 가능용품 관리현황을 검토하여 적정방안을 도출함으로써 향후 지역 내 자원순환을 촉진하기 위한 기초자료로서 활용할 수 있다. 재활용품 수집기간은 7일 동안 수집된 양으로 조사하였으며, 세대별 발생량은 0.666 kg/세대･일로 분석되었으며, 1세대에 3인이 거주하고 있는 것으로 가정하면 1인 1일 발생 재활용품은 0.222 kg/인･일로 추산되었다. 이는 수원시 재활용선별장에서 수거되는 재활용품과 비교하면, 상당히 많은 양으로 추산된다. 재활용선별장에서 수거되는 재활용품은 대부분 공동주택 이외에서 수거되는 양이므로, 이를 모두 공동주택 이외에서 수거된 양이라고 가정하여 계산하였다. 재활용선별장에서 2011년 1년동안 수거된 재활용품은 모두 20,342.32 톤으로 공동주택 외에서 거주하는 수원시민이 335,708명이므로 1인당 1일 발생되는 재활용품 원단위는 0.166 kg/인･일로 추산되었다. 공동주택에서 발생하는 재활용품 원단위는 0.222 kg/인･일로 발생되는 것으로 조사되었으므로, 이와 비교하면 단독주택 등 공동주택 외에서 발생하는 재활용품 원단위 발생량 보다 33.7%가 많은 양이 공동주택에서 발생하고 있는 것으로 조사되었다. 그러므로 현재 민간에서 재활용되고 있는 공동주택 재활용품에 대해서는 더욱 자세한 통계조사가 필요할 것으로 사료된다. 또한 공동주택 재활용품이 더욱 환경친화적으로 자원순환이 될 수 있도록 유인하기 위해서는 재활용수집상 및 재생처리 등 민간에게 재활용 시설과 기반을 지원하고, 정보를 제공하여 투명하게 순환될 수 있는 기반을 마련해야 할 것으로 판단된다.
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2013.11
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개발도상국의 경우 폐기물 관리 및 재활용 산업 기반구조의 낙후로 효율적인 폐기물 재활용이 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 또한 폐기물 관리에 대한 이해 부족으로 효율적인 폐기물 정책 및 제도가 구축되어 있지 못한 것이 사실이다. 자원순환산업의 특성상 선진국으로부터 축적된 경험과 선진 재활용 기술을 수입하고, 이들과 네트워크를 구축하는 일은 매우 중요하다. 선진국의 경우에도 개발도상국으로의 관련 기술 및 경험 전수를 통하여 네트워크 구축은 물론이고, 국내 환경기술 및 정책에 대한 인식 고양을 통하여 위상이 높아지게 된다. ‘스리랑카 폐기물 통합관리시스템 구축사업’은 스리랑카 돔베지역에 폐기물 위생 매립장의 설립을 지원함으로써 스리랑카에서 가장 많은 폐기물을 배출하고 있는 콜롬보지역의 폐기물처리문제를 해소하고, 이를 통해 그 지역의 폐기물 관리능력을 함양하기 위한 사업이다. 실제 스리랑카 전역의 폐기물 배출량 중, 35%정도가 사업대상 지역인 콜롬보지역에서 발생하고 있다. 또한 스리랑카는 콜롬보 지역의 매립장 건설을 시작으로 단기적프로젝트를 시행하면서 장기적 측면에서는 스리랑카 전국적 차원에서의 ‘폐기물 통합관리시스템’을 구축하고자 한다. 이제 폐기물의 적절한 처리는 국민건강에 중요한 요인이 되고 있다. 또한 개발도상국의 경우 천혜의 자연자원을 활용한 관광산업 개발은 국가적 소득증대 차원에서 간과할 수 없는 중요한 부분이다. 무엇보다도 폐기물의 적절한 처리는 스리랑카의 국민건강증진에 도움이 될 뿐만 아니라 경제발전에도 도움이 될 것이 분명하다. 스리랑카도 다른 개발도상국과 같이 급속한 인구증가, 도시화, 그리고 산업화에 따라 점점 더 많은 폐기물이 배출되고 있는 실정이지만, 이에 반해 폐기물 수거능력은 미약하여 단지 24%정도의 가구만이 폐기물수거혜택을 받고 있고, 농촌은 더 열악하여 2%정도의 가구만 폐기물수거 대상이다. 스리랑카 내 주민들의 폐기물 수거에 대한 요구는 강하지만 재정 능력의 부족과 제도적 장치의 미비로 이를 충족시키지 못하고 있다. 따라서 스리랑카 돔베지역에 콜롬보지역의 폐기물을 처리할 수 있는 위생매립장 설립을 지원하고, 향후 이를 효율적으로 관리하기 위한 정책제언을 통하여 폐기물 통합관리시스템 구축을 지원하고자 한다. 따라서 스리랑카 사례연구 분석을 통하여 개발도상국의 환경친화적 관리정책 마련 지원을 통한 네트워크 구축방안을 도출하고자 한다. 이를 통하여 폐기물정책 개선, 폐기물 처리시설 설치기술 및 운영기술 개선에 이르기까지 전 분야에 걸쳐 개발도상국과의 교류확대 방안을 마련하고자 한다.
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2013.11
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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.
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2013.11
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정부에서는 제1차 자원순환기본계획을 통하여 국가 자원순환지표를 선정하고, 각 지표별 목표를 수립하였다. 이를 달성하기 위해 국가 및 지자체에서 추진하고 있는 자원순환 정책에 대한 성과를 측정하고, 자원순환 이행 평가가 이루어져야 한다. 이미 국가 자원순환기본계획과 연계하여 지자체의 자원순환정책을 효율적으로 관리하기 위한 자원순환 이행성과 평가기준이 마련되었으나 아직 평가사례를 통해 기준의 적합성이 검증된 바가 없다. 따라서, 본 연구에서는 지자체 자원순환 이행평가 기준을 활용해 대전시의 이행평가를 실시하고, 평가기준의 적합성과 문제점 등을 고찰해보고자 한다. 또한 이행평가 기준을 맞추기 위한 지자체 차원의 목표설정, DB 작성의 요령에 대해서도 검토해보고자 한다. 대전시 폐기물 발생량을 2012년부터 10년간 예측해 본 결과, 생활폐기물이 2021년 1596.7 톤/일, 사업장폐기물이 2021년 7,750.4 톤/일로 추산되었다. 또한 제3차 대전광역시 폐기물처리계획 1차년도인 2012년을 기준으로 이행평가를 실시한 결과, 4R 운영성과 부문에서 폐기물사업장 재활용 증가량 및 최종매랍자원량 감축량/감축률 항목이 우수하게 평가되었으며, 자원순환 기반구축 부문에서는 그린카드 참여율, 자원순환정책 의견 반영도, 자원순환 프로그램 추진도가 우수하게 평가되었다. 본 연구의 결과는 지자체가 자원순환 이행평가를 통해 목표의 달성정도를 파악하고, 나아가 국가자원순환 지표를 달성하는 데 있어 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.
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2013.11
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전국적으로 구제역 및 AI의 일시적, 대량발생으로 인해 한정된 인원이 여러 개의 매몰지를 설치함에 따라 규정에 맞지 않게 설치, 살아있는 가축을 매몰하거나, 한계이상의 가축사체가 매몰되는 등 급조된 매몰지가 일부 설치되었다. 이에 지하수, 토양, 주변 하천의 오염, 매몰지 붕괴, 악취발생 등 2차 환경오염이 우려되고 있어 가축사체의 유기물 분해 특성, 침출수 처리, 지하수 토양의 환경영향, 악취물질, 병원성 미생물 거동특성 등 신뢰성 있는 자료 확보가 요구되고 있다. 본 연구에서는 축종별, 토성별 파일럿 매몰지 5기를 설치하여 매몰사체에서 발생한 침출수의 배출특성을 알아보았다. 연구를 통해 가축 매몰지 침출수 발생량, 침출수 농도 등에 대한 기초 데이터 확보 및 침출수에 대한 환경 영향을 사전에 예측하는데 활용될 수 있다. 침출수는 매몰지 1번을 제외하고 2 ~ 5번의 경우 매몰지 바닥에 침출수 유공관을 설치하였고, 총 4곳에 설치된 침출수 배출관을 통해 침출수를 샘플링 하였다. 산업내시경을 사용하여 침출수 배출관을 통해 침출수의 발생여부를 관찰하였고, 발생된 침출수는 연동 펌프(Peristaltic pump)를 사용하여 침출수 배출관에서 샘플링 하였다. 매몰지 설치 후 지속적으로 침출수 발생여부를 확인하고 있으며 51주까지 샘플링한 시료의 수는 총 48건으로 14회에 걸쳐 샘플링 하였다. 가축사체 분해의 주요 환경인자인 온도를 2012년 2월부터 1년간 5분 간격으로 모니터링한 결과 5기의 매몰지에서 분해 초기(2월) 사체층 평균온도 9.5 ~ 16.6℃가 복토층 평균온도 8.8 ~ 13.6℃ 보다 높게 나타났다. 점차 시간이 지나 8월에 이르러 사체층의 평균온도는 30.0 ~ 32.4℃, 복토층의 평균온도는 30.4 ~ 35.5℃로 나타났으며 1년이 지난 2013년 2월의 매몰지 평균온도는 사체층이 12.3 ~ 17.1℃, 복토층이 12.0 ~ 21.0℃로 전년도 2월과 비교하여 상대적으로 높은 평균온도를 보였다. 파일럿 매몰지의 온도는 겨울과 여름의 온도변화와 유사한 경향을 보이고 있어 외부 온도 변화에 영향을 받고 있는 것으로 판단된다. 침출수의 지방산분석 결과 시간에 따라 불포화탄화수소(C16:1, C18:1, C18:2, C20:4)의 구성 비율은 줄어들고, 포화탄화수소(C16:0, C18:0, C20:0)의 구성 비율은 증가하였으며 이는 시간이 지남에 따라 지방산은 포화탄화수소 중심(90% 이상)으로 구성되어 지방산을 분석함으로써 매립 시간 경과여부의 정보를 제공할 수 있는 것으로 나타났다.
