This study was performed to develop the efficient phytoremediation model in the paddy soil contaminated with heavy metals by cultivating Pteris multifida and Artemisia princeps with different mixing ratios (1:0, 8:1, 6:1, 4:1). As a result of investigating the heavy metal accumulation of each plant per dried material (1 ㎏), content of arsenic and cadmium was the highest in aerial part of P. multifida (169.82, 1.70 ㎎·㎏-1 DW, each) among the treated group. Lead content was the highest (12.58 ㎎·㎏-1 DW) in the aerial part of P. multifida cultivated with 8:1 mixed planting. But the content of copper and zinc was the highest (33.94, 61.78 ㎎·㎏-1 DW, each) in the aerial part of A. princeps with 8:1 treatment. Regardless of heavy metals, plant uptake from the 1 ㎡ soil was the highest in 4:1 mixed planting group, which showed the best yield of A. princeps.

This study investigates structural behaviors such as ultimate strength and weld metal fracture mechanism of carbon steel (SS400) fillet-welded connections with shielded metal arc welding (SMAW) through monotonic tensile test. Specimens of TFW series (transverse fillet weld against loading direction) and LFW series (longitudinal fillet weld) failed by tensile fracture and shear fracture, respectively in the weld metal of connections. Test strengths of specimens were compared according to welding direction and weld length.

Aeration with low energy micro-bubble generation and UV/H2O2 processes was introduced to verify the possibility of oxidation treatment for acid mine drainage. During 10 hours of aeration with micro-bubbles, Fe and As concentrations were decreased to 18.1 and 61.8%, respectively, while Cu, Cd, Al were kept at influent concentrations. Other heavy metals such as Mn, Cr, Pb, Zn, and Ni concentrations fluctuated due to the repetition of oxidation and release. Twenty days of aeration indicated the oxidation possibility for Cu, Cd, and Al. With the employment of UV/H2O2 processes, more than 77% of Cu and Fe removed, whereas slightly more than 30% of Cd and Al removed.

본 연구는 백화현상이 극명하게 발생한 미인폭포 내 백색침전물을 대상으로 X선형광분석법, X 선회절분석법 및 휴대용 분광계를 이용하여 광물조성을 확인하고, 분광특성을 고찰하였다. 그 결과 모 든 시료에서 알루미늄이 평균농도보다 높게 검출되었고, 대부분의 시료에서 카드뮴과 니켈의 오염도 가 높았다. X선회절분석 결과 모든 시료에서 석영, 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사 이트의 광물이 검출되었고 중금속은 점토광물에 흡착하여 존재한다고 판단된다. 백색침전물의 분광학 적 특성은 가시광선 대역에서 반사도가 증가하는 추세를 보이나, 근적외선, 단파적외선으로 파장이 길 어짐에 따라 반사도가 서서히 감소한다. 백색침전물의 흡광특성을 바탕으로 볼 때 분광학적 특성은 고령토, 롬보클레이스, 알루미노코큠바이트, 깁사이트에 의해 발생하는 것으로 판단된다. 퇴적물 내 중금속 종류 및 함량에 따른 영역별 흡광깊이 변이양상을 분석한 결과, Al-OH의 흡광특성인 2202 nm 에서 알루미늄함량과 흡광깊이 사이에 높은 양의 상관관계가 성립하는 것이 확인되었다. 이는 분광학 적 특성 중 흡광깊이가 중금속 함량의 유추에 유용할 수 있음을 지시한다.

한국의 가장 오래된 상업 원전인 고리 1호기가 2017년에 해체가 이루어질 예정이다. 원전 해체 폐기물의 적절한 처리는 효율적인 원전해체에 있어 중요한 역할을 할 것이다. 특히, 저준위 또는 오염되지 않은 금속폐기물의 재활용은 폐기물 발생 저감은 물론 처분장의 공간을 절약하는데 기여할 것이다. 본 논문은 재활용 시스템의 개념설계와 정의된 업무 흐름에서 발생 하는 피폭 선량을 평가하는데 그 목적이 있다. 작업의 흐름과 운전 개념을 정립하기 위해 다양한 형태의 다이어그램을 설계 하였다. 선량평가에 필요한 시나리오는 개념설계를 기반으로 선정되었으며, RESRAD-RECYCLE을 이용하여 선량을 평가하였다. 이를 통하여, 결정적 시나리오 선별, 핵종 특성 및 핵종 분배가 선량에 미치는 영향을 분석하였다. 더 나아가, 선량분석은 피폭 시나리오에 대한 대체 방안 수립, 필요한 제염 및 방사선방어 프로세스 그리고 허용 방사능 검토의 정보를 제공 하는데 사용 될 수 있을 것이다.

This study was aimed at determining the changes in heavy metal removal efficiency at different acid concentrations in a micro-nanobubble soil washing system and pickling process that is used to dispose of heavy metals. For this purpose, the initial and final heavy metal concentrations were measured to calculate the heavy metal removal efficiency 5, 10, 20, 30, 60, and 120 min into the experiment. Soil contaminated by heavy metals and extracted from 0~15 cm below the surface of a vehicle junkyard in the city of U was used in the experiment. The extracted soil was air-dried for 24 h, after which a No. 10 (2 mm) was used as a filter to remove large particles and other substances from the soil as well as to even out the samples. As for the operating conditions, the air inflow rate in the micro-nano bubble soil washing system was fixed at 2 L/min,; with the concentration of hydrogen peroxide being adjusted to 5%, 10%, or 15%. The treatment lasted 120 min. The results showed that when the concentration of hydrogen peroxide was 5%, the efficiency of Zn removal was 27.4%, whereas those of Ni and Pb were 28.7% and 22.8%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 10%, the efficiency of Zn removal was 38.7%, whereas those of Ni and Pb were 42.6% and 28.6%, respectively. When the concentration of hydrogen peroxide was 15%, the efficiency of Zn removal was 49.7%, whereas those of Ni and Pb were 57.1% and 42.6%, respectively. Therefore, the efficiency of removal of all three heavy metals was the highest when the hydrogen peroxide concentration was 15%.

최근 국내 원전의 경수로 사용후핵연료 습식 저장시설의 포화시점이 다가옴에 따라 운반 및 저장용기를 이용한 건식저장시스템 개발이 활발하게 수행되고 있다. 일반적으로 사용후핵연료 운반 및 저장용기 설계를 위한 차폐해석 시 장전 가능 연료 중 가장 보수적인 연료를 설계기준연료로 선정하여 해석을 수행한다. 그러나 실제 금속 운반용기에 장전되는 사용후핵연료 는 해석평가에 적용된 설계기준연료에 한정되지 않고 다양하기 때문에 초기농축도, 연소도, 최소냉각기간의 특성을 고려한 차폐평가를 통하여 장전가능 여부가 결정된다. 이에 본 연구에서는 금속 겸용용기에 장전 가능한 연료를 대상으로 국내 운반기준을 만족하는 최소냉각기간의 결정을 위한 차폐해석 방법을 기술하였다. 특히 발생량이 많은 초기농축도 3.0~4.5wt% 의 사용후핵연료는 차폐해석 구간을 세분화하여 평가하여 연구결과의 활용에 효율성을 높이고자 하였다. 차폐평가를 통해 2008년까지 국내 원전에서 발생한 장전대상연료 중 약 81%의 사용후 핵연료를 금속겸용용기로 운반할 수 있는것으로 평가 되었다. 본 연구결과를 통해 금속 겸용용기의 운반조건에 장전 가능한 연료의 특성을 제시함으로써 운반 시 운영절차의 개 발을 위한 기술적 근거 수립에 도움이 되고자 한다.

한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5·ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 60Co의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 28Al 및 24Na등의 고에 너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거 후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

원자력발전소 해체 시 발생하는 금속폐기물은 폐기물 중에서 많은 비중을 차지하고 있다. 본 연구에서는 국내 자체처분 규제 요건 및 국내 기관별 자체처분현황을 조사하였다. 실제 원자력발전소 해체 시 발생되는 금속폐기물의 자체처분을 위하여 RESRAD-RECYCLE 코드를 이용하였으며 26가지 시나리오에 대한 선량평가를 수행하였다. 평가결과는 원자력발전소 해 체 시 자체처분 및 재활용에 관한 사전자료로서 활용가치가 있을 것으로 사료된다. 추후 자체처분을 통한 처분비용 저감효 과 연구가 추가로 가능할 것으로 판단된다.

Adsorption using highly porous and highly functionalized sorbents is a straightforward removal technology currently being employed, however the range of contaminants is limited. A novel sorbent was synthesized from activated carbon and Zr-based UiO66 metal organic framework to remove both cationic and oxyanionic metals from aqueous solutions. The composite was characterized using FSEM-EDS, FT-IR, XRD, and TGA, and showed successful integration of UiO66 on the surface of activated carbon. Batch adsorption tests with ICP-OES reveal that the composite has removal efficiency >95% for Pb (II), Cu (II), Se (IV), and As (V). The hybrid material is a promising sorbent for the removal of both cationic and oxyanionic metals for wastewater purification.

2012년 현재, 국내 광공업 중 자동차 및 트레일러 제조업, 금속가공제품 제조업 등 금속가공을 필요로 하는 사업체는 전체 광공업 사업체 중 약 40%를 차지하고 있으며, 이와 같은 금속가공 과정에서 필요로 하는 것이 절삭유이다. 그러나 절삭유 내에는 50~80% 정도의 미네랄 오일 외에 amins, carboxylates, chlorine, glycols와 같은 부식방지제, 안정제, 습윤제, 극압 첨가제 등 20여종 이상의 화학성분이 다량 함유되어 있으며, 인체에 지속적으로 노출 시 호흡기 자극, 천식, 폐렴, 피부염, 모낭염 및 피부암 등을 일으키게 된다. 또한 고농도의 유기성분이 함유되어 있으며 유기성분 외에도 금속가공유 내 함유된 암모니아성 질소는 수생태계에 방류되면 부영양화 및 녹조현상과 같은 문제를 일으키며, 수중에서 산화반응을 하여 아질산성 질소와 질산성 질소로 변화되면서 수계의 용존산소를 감소시켜 수계 내 오염을 일으켜 각별한 처리가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수용성 절삭유의 효율적인 처리를 위해 용성전극인 알루미늄과 SUS316전극을 이용하여 전극간격, 전압, NaCl 농도변화를 통해 암모니아성 질소 제거 효율에 미치는 영향을 검토하여, 전극 특성과 각 인자에 따른 제거양상을 비교하였다. 본 연구에서 사용한 시료는 수용성 절삭유 W1-1종을 초순수와 함께 5%(V/V) 희석하여 사용하였으며 성상은 Table 1과 같다. 장치구성은 반응조, 전극, 전원공급장치, 전압안정기(AVR)로 진행하였으며, 장치모식도는 다음 Fig. 1에 나타내었다.

용수보급률 증가에 따른 용수 공급량의 증가로 인해 하폐수처리시설이 증가되어 슬러지의 발생량 또한 증가하고 있다. 반면, 슬러지 해양투기가 금지됨에 따라 슬러지의 육상처리 및 재활용 처리방법이 갈구되고 있다. 현재 슬러지는 주로 소각, 매립, 시멘트 원료로의 사용, 복토제로의 활용 등의 방법으로 처리되고 있고, 슬러지를 연료로써 활용하는 방법도 많은 연구가 이루어지고 있다. 슬러지를 건조시켰을 때 발열량은 3,000~4,500kcal/kg 정도로, 국내 무연탄과 비슷한 수준이기 때문에, 슬러지를 에너지화하는 것이 가능하다. 하지만 슬러지는 다량의 중금속 및 유해성분을 함유하고 있기 때문에 연소 또는 소각 시 가스상 오염물질 배출의 문제가 있다. 슬러지 연소 또는 소각 시 발생되는 오염물질은 슬러지에 포함된 중금속 성분은 배출원 종류 및 처리방법에 따라 차이가 있기 때문에, 충분한 연구를 통해 소각이나 연소 시 해당 슬러지에 대한 오염물질 배출 특성을 분석하여야 한다. 본 연구에서는 슬러지 연소 시 중금속 배출특성을 조사하기 위해 lab-scale drop tube furnace를 이용해 건조슬러지를 연소하였다. 수은은 입자상 수은과 배출가스 중 산화수은, 원소수은으로 구별해 조사하였으며, 수은을 제외한 중금속은 바닥재의 농도를 조사하였다.

신재생에너지원 중 가장 큰 비율을 차지하고 있는 폐기물은 소각, 매립 등으로 폐기되고 있다. 그러나 생활폐기물 에너지화에 대한 연구가 지속적으로 진행됨에 따라, 현재 생활폐기물 처리시설에서는 SRF생산 공정을 도입하고 있는 추세이다. SRF는 평균 3,500 kg/kcal의 발열량을 나타내며, 대체연료로써 주목을 받고 있다. 그러나 SRF는 성형을 위한 추가적인 비용이 필요하기 때문에, 비성형 폐기물의 에너지화 기술에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 폐기물 에너지화 기술 중 가스화는 고형시료를 합성가스로 전환하는 기술로 저급연로를 고 효율화를 기대할 수 있다. 본 연구는 8ton/day 용량 pilot-scale 비성형 고형연료 가스화 공정에서 수행되었으며, 대기오염 방지시설은 사이클론, 열교환기, 탈염/탈질/탈황 장비, 습식 전기집진기, 수분제거장치로 구성되어 있다. 위의 공정에서 최근 문제가 되고 있는 미세먼지를 다단입경분석기를 이용하여 채취하였다. 채취된 시료는 건조 및 무게측정을 통해 대기오염 방지시설 구간별 미세먼지 분포를 살펴보았고, 각 대기오염 방지시설별 제어효율을 도출하였다. 추가적으로 채취된 입도별 미세먼지 시료는 ICP-MS분석을 통해 K, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Pb에 대한 거동을 살펴보았다.

도시생활폐기물소각재(MSWI ash)을 매립하게 되면 장기적으로 중금속이 침출된다. 급속탄산화를 통하여 MSWI ash 내의 중금속을 탄산염 형태로 고정하여, 중장기적으로 침출을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 급속 탄산화 방법을 통하여 소각재인 fly ash의 중금속 저감 및 이산화탄소 저감에 대해 수행하였다. NH4OH, NH4SCN, 및Ca(OH)2를 이용하여 test 하였으며, 소각재의 중금속을 탄산화 전, 후를 비교하여 중금속이 침출량을 비교 하였다. 추가적으로 이산화탄소가 fly ash에 포집된 이산화탄소 저감량을 나타내면서 이산화탄소 흡수제의 재사용 가능성을 확인하였다. 흡수제를 재생하는 과정에서 나온 CO32-이온에 의해 탄산화 된 금속염들의 성분 분석을 위해, XRD (X-ray diffraction analyzer(Ultima Ⅳ))를 사용하였다. 그리고 FE-SEM(Field emission scanning electron microscope, JEOL-7800)으로 filtering후 건조시킨 샘플과 fly ash의 표면구조를 촬영하고 비교하였다.

중금속에 의한 토양 오염이 국가적인 환경문제로 대두되면서 오염된 토양의 정화 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 최근 (구) 장항제련소의 중금속 오염부지에 대한 1차 정화사업이 완료되었고, 2차 사업이 진행되면서 토양세척기술이 가장 현실적인 중금속 오염 토양을 정화할 수 있는 기술로 인식되고 있다. 그러나, 토양세척공정은 75μm 미만의 미세토양에 대해서는 중금속의 화학적 추출이 거의 일어나지 않는다고 알려져 있어, 논토양과 같이 미세토 함량이 높은 부지에 대해서는 적용하더라도 그 효율이 낮아 폐기물로 버려지는 토양의 양이 많은 실정이다. 이에 본 연구에서는 미세토양에서 중금소의 추출 효율을 높이기 위해 중금속이 토양에서 어떠한 결합형태를 가지고 있는지와 중금속의 광물학적 특성을 고려하여 새로운 토양세척 공정을 제안하였다. 결합형태 분석을 통해 토양과 중금속의 결합강도에 대한 정보를 알 수 있으며, 기기분석을 통한 중금속의 광물학적 특성 분석을 통해 해당 중금속의 용해도에 대한 정보를 확인할 수 있다. 이 연구를 통해 제안된 공정을 비소, 납, 아연과 같은 중금속 오염 토양의 실험실 규모 정화에 적용하여 처리 효율 평가하였다. 비소의 경우 미세토만을 대상으로 실험한 결과 우려기준 이내로 정화할 수 있음을 확인하였다.

범정부적으로 2016년부터 유기성 폐수슬러지 해양배출이 전면 금지되고 육상처리를 권장하고 있어 주로 산업체에서 배출하는 폐수슬러지 육상처리 비용이 지속적으로 증가할 것으로 예상되며 따라서 슬러지 처리의 어려움으로 산업체의 경쟁력을 저하할 것으로 예상된다. 산업폐수 및 일부 하수슬러지에는 다양한 중금속과 미생물 분해가 어려운 유기물이 다량 포함되어 있어 기존 기술로 처리가 곤란한 실정이다. 육상처리 기술 중에서 비용이 저렴한 방법은 주로 매립에 준하는 것이므로 슬러지에 포함된 유기물에 의해 지구온난화지수(GWP)가 이산화탄소보다 21배 높은 메탄을 다량 배출하고 있으며, 중금속에 의한 지하수와 토양 오염이 우려된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 중금속 함유 산업슬러지를 건조 후 용융로에서 보조연료와 열분해 가스로 1,500℃이상의 고온 화염을 형성하여 폐수슬러지에 포함된 회분과 중금속을 용융 슬래그로 배출․유리화함으로써 분진 발생 감소와 회분에 포함된 중금속성분의 용출을 방지할 수 있다. 본 연구에서는 건조 폐수슬러지를 용융하기 위하여 용융로 및 2차버너를 제작하여 용융실험을 수행하였으며, 열 회수 장치를 설치하여 열 회수 실험 또한 수행하였다.

Generally, metal working fluids (MWFs) are used to reduce friction in metalworking processes. In addition to mineral oils, MWFs contain many chemical substances, such as anticorrosive agents, extreme-pressure additives, and stabilizers, as well as high concentrations of organics and ammonia nitrogen. Accordingly, MWFs must be managed to advanced treatment for hydro-ecological conservation. This study investigated the removal efficiency of ammonia nitrogen from MWFs according to operating time, applied voltage, distance between electrodes, and NaCl concentration using aluminum in a batch-type reactor. The experimental results were as follows: First, without NaCl, removal efficiencies of ammonia nitrogen were 69.6%, 37.9%, and 22.7%, when the distance between electrodes was adjusted to 1, 4, and 7 cm, respectively, at 15 V for 60 min. Secondly, without NaCl, removal efficiencies of ammonia nitrogen were 49.5 and 90.9% when the voltage was adjusted to 5 V and 10 V, respectively, for 60 min and 94.6% at 15 V for 40 min. Lastly, with the addition of NaCl 10 mM, the removal efficiency of ammonia nitrogen was 40.3% and 11.5% greater than that of no addition of NaCl at 5 V for 60 min and at 10 V for 30 min.

The flow of products containing valuable metal resources after discharging to waste means that it is necessary to form a plan to improve resource circulation to enhance the circulation of metal resources. In this study, waste resource circulation flow analysis of products containing cobalt and palladium after disposal was performed by classifying five stages: (1) discharge/import, (2) collection/discarding, (3) pretreatment, (4) resource recovery, and (5) product production/export. The mobile phone was one of products which were the most generating cobalt. Discharged cobalt was kept for processing or was produced as pure cobalt, cobalt oxide, or cobalt sulfate, and was used as a raw material for locks, speakers, AlNiCo magnets, tire, batteries, etc. The total amount of cobalt in the waste products was 994 tons and the recycling rate was 53.7%, indicating that 543 ton of cobalt was recycled. Palladium was discharged from waste electrical and electronic products, precious metals, petrochemical catalysts, vehicles catalysts at the end of their life, and medical equipment (dental). The palladium recovered by pre-treatment and resource recovery was recycled as a metal resource or exported. The amount of palladium recycled was 2.412 tons, of which a total of 2.512 or 96% tons is estimated to be recycled. Future research may be necessary to suggest institutional improvements, including the waste resource classification and market expansion for the recycling in the five steps based on the results of this study.