Thermal spray coatings and organic coatings are often individually used in corrosion protection of steel structures. Duplex coating systems of thermally sprayed metal coating combination with organic coating represent a new generic type of coatings on offshore steel structures under the highly corrosive environments. In this study, weathering test were carried out on four types of duplex coated specimens; thermally sprayed metals of zinc, zinc-aluminum alloy, aluminum and aluminum-magnesium alloy in combination with painting of acrylic urethane. From the test results, weathering performance of the duplex coating systems were evaluated.

A purpose of the present study is to derive optimum study factors for removal of heavy metals using combinedalternating current electric/magnetic field and electric membranes for the area contaminated with heavy metals in soil orunderground water. ORP (Oxidation Reduction Potential) analysis was conducted to determine an intensity of tendencyfor oxidation or reduction of the samples contaminated with heavy metals, and electrical membrane treatment was usedwith adjustment of concentrations and voltages of liquid electrode to derive a high removal rate. Then, electrolysis wascarried out to collect deposits, and electrical conductivity increased again. However, as time passed, the ions weredecomposed, and ionic bonds of the heavy metals started to decompose due to a magnetized water device connected toeach line, resulting in gradual stabilization. Gas generated at the electrode is reduced with production of low heat resultingin an increased reaction rate, accompanied by no oxidation in anion exchange membrane and cation exchange membranewithout occurrence of a reduction phenomenon. Also power consumption may be reduced with a small amount ofelectricity, and treatment efficiency was also shown to be increased.

원자력이용시설에서 발생한 작은 크기의 금속 조각들을 효과적으로 제염하는 스마트 장치를 개발하였다. 이 장치는 자성연 마재를 포함한 영역의 자속밀도를 연속적으로 변화시키는 방법과 초음파를 이용하는 다중 제염장치이다. 한편, 제염 효율을 높이기 위해 제염 장치가 제염 대상 전체에 작용하도록 장치들의 구성을 수정하였다. 개발된 장치들의 최적 작동조건을 도 출하여 샘플로 선정한 소형의 금속방사성페기물에 대하여 자기장과 초음파제염을 각각 15분간 실시하였다. 그 결과 제염계 수의 범위는18~56으로 크게 향상되었으며 제염 후 모든 샘플은 백그라운드(BKG)값 이하로 확인되었다.

In this study, we identified 26 cases scheduled for lower extremity computed tomography (CT) angiography who had implanted metal devices. These CT exams were performed for evaluation of patients' symptoms related with gait disturbance. CT scans were performed on 128-MDCT using our standard parameters. The row image data were reconstructed using two different methods, standard filtered backprojection (FBP) algorithm and the metal artifact reduction for orthopedic implants (O-MAR) algorithm. Images were evaluated with 3-point scales. The difference of image scores for FBP (1.5±0.81) and OMAR (1.92±0.79) was significant (p<0.05). O-MAR reconstruction significantly improved quality of CT angiography for patients with metal implants.

본 연구는 도로의 Low Impact Development(LID) 시설에서 노면유출수의 저류와 토양내의 중금속 축적을 모니터링하였다. 경기도 A시에 위치한 시설로 기존가로수 하향식재와 나무화분 여과상자의 가로수 형태가 있으며, 식생 저류조 형태의 식생플랜트와 식생체류장치로 총 4개의 시설에 대하여 모니터링을 실시하였다. 강우에 실시된 4회의 모니터링에서 시설로 유입된 누적 강우유출수는 0.07~0.77 m3의 범위로 나타났으며, 가로수 형태 시설의 강우 유출수에 대한 시설 유입율은 평균 14.9%였다. 식생 저류조 형태의 경우 평균 4.6%의 유입율로 강우 유출수에 대한 저류능력을 나타내었다. 토양 의 중금속은 표층으로부터 10 cm의 토사를 채취하여 농도변화를 계절(여름, 가을, 겨울)에 따라 모니터링하였다. 타이어의 마모에 의해 발생하는 카드뮴(Cd)의 경우 식생플랜트 시설의 초기 기저농도 0.0014 mg/kg에서 겨울에는 0.0304 mg/kg으로 증가하였다. 나무화분 여과상자에서는 납(Pb)이 0.0263 mg/kg에서 0.0606 mg/kg으로 축적된 것을 확인하였다. 이러한 LID시설의 유량 저류는 도심의 불투수층에서 발생하는 강우 유출수가 하천으로 유입되어 유발되는 홍수 및 수해에 대한 방재 효과와 시설 내 중금속 저감을 기대 할 수 있는 것으로 나타났다.

This study attempted to utilize various groundcover plants in phytoremediation, using shade plants, which often have a high shade tolerance for shade urban space. Liriope platyphylla was grown in soil containing three of heavy metals, Zn, Cd, and Pb under four different concentrations (0, 100, 250 and 500 mg/kg) to determine the heavy metal accumulation characteristics and removing from soil. Total amounts of accumulated Zn in L. platyphylla were increased in accordance with increasing elevated Zn concentrations in soil, but the difference was not significant between Zn250 and Zn500. Cd accumulation, sharply increased in Cd100 and Cd250, but was reduced in Cd500. Increased Pb concentration in soil resulted a continuous increase in the total amounts of Pb accumulated in L. platyphylla. The total content of Zn in soil decreased by almost 50% in Zn100, almost 33% in Zn250 and 20% in Zn500 through growth of L. platyphylla over a period of 7 months. In the case of Cd, the concentration in soil, was decreased with 10% in Cd100, 10% in Cd250 and 33% in Cd500 through growth of L. platyphylla over a period of 7 months. This results indicate that more Cd was removed by planting L. platyphylla, compared to Zn or Pb.

방사성 폐기물을 지하에 장기 보관하는 금속 용기에 관한 생지화학적 부식 특성을 알아보기 위해 주철과 구리로 된 금속재료를 환원조건 하에서 디설프리칸스 황산염환원미생물과 3개월간 반응시켰다. 금속재료의 화학적/광물학적 변화를 알아보기 위해 주기적으로 용존 금속이온들의 농도를 측정하였으며, 실험이 종료된 이후 금속 시편 및 표면 이차생성물들을 전자현미경을 이용하여 분석하였다. 디설프리칸스가 없는 조건에서는 금속재료의 부식이 매우 미약하였으나, 미생물이 있는 경우에는 부식이 상대적으로 컸다. 관찰된 생지화학적 부식 산물은 주로 맥키나와이트와 황화구리 같은 검은색의 금속황화물이었으며, 표면에서 쉽게 분리되거나 콜로이드화되어 부유하였다. 특히, 구리 시편의 경우 용액 상에 용존 철이 존재할 때 세균에 의한 구리 부식의 가속화가 관찰되었는데, 이는 구리 표면에 다른 종의 황화철이 성장하면서 구리 간의 결속력을 약화시켰기 때문인 것으로 보인다.

In this study, an accelerated carbonation process was applied to stabilize hazardous heavy metals of industrial solid waste incineration (ISWI) bottom ash and fly ash, and to reduce CO2 emissions. The most commonly used method to stabilize heavy metals is accelerated carbonation using a high water-to-solid ratio including oxidation and carbonation reactions as well as neutralization of the pH, dissolution, and precipitation and sorption. This process has been recognized as having a significant effect on the leaching of heavy metals in alkaline materials such as ISWI ash. The accelerated carbonation process with CO2 absorption was investigated to confirm the leaching behavior of heavy metals contained in ISWI ash including fly and bottom ash. Only the temperature of the chamber at atmospheric pressure was varied and the CO2 concentration was kept constant at 99% while the water-to-solid ratio (L/S) was set at 0.3 and 3.0 dm3/kg. In the result, the concentration of leached heavy metals and pH value decreased with increasing carbonation reaction time whereas the bottom ash showed no effect. The mechanism of heavy metal stabilization is supported by two findings during the carbonation reaction. First, the carbonation reaction is sufficient to decrease the pH and to form an insoluble heavy metal-material that contributes to a reduction of the leaching. Second, the adsorbent compound in the bottom ash controls the leaching of heavy metals; the calcite formed by the carbonation reaction has high affinity of heavy metals. In addition, approximately 5 kg/ton and 27 kg/ton CO2 were sequestrated in ISWI bottom ash and fly ash after the carbonation reaction, respectively.

시멘트는 천연의 석회석, 점토, 규석, 철광석 등에서 함유된 CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3등을 원료로 하여 제조되는 물질로서 사회기반 구축에 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 전 세계는 산업 발전과 더불어 천연자원의 고갈 및 폐기물 처리 등의 환경적 문제가 대두됨에 따라 시멘트의 품질개선, 제조 공정의 높은 온도, 석회석원료의 중화작용에 우수한 특성을 가진 각종 폐기물 및 산업부산물을 시멘트 제조용 대체원료와 연료, 첨가제로 사용하고 있다. 이러한 부산물이 포함된 시멘트의 6가 크롬은 석회석 뿐 아니라 대체원료인 소각재, 폐주물사, 하수슬러지 등에도 포함되어 있어 환경에 미치는 영향을 검토하는 것이 환경보존과 인간건강을 유지하는 측면에서 매우 중요하다. 환경부는 2007년 시멘트 소성로 환경관리 개선계획을 수립하여 시행하고 있으며, 국립환경과학원에서는 매월 1회 국내 시멘트 제품 11종, 일본시멘트 제품 1종 시료를 채취하여 시멘트 제품 중 중금속의 유해성을 모니터링하고 그 결과를 공개하고 있다. 본 연구는 2012년 1월부터 2012년 12월까지의 국내외 시멘트 제품 12종에 대하여 6가 크롬(Cr6+)의 함량농도를 비교하고 전환율을 산정하였다. 6가 크롬은 KS L 5221법에 따라 시료를 분석하였으며, UV/Vis Spectrophotometer(Bio-Tek, USA)을 이용하여 흡광도 값에 따른 농도를 계산하였다. 실험의 재현성을 위해 3반복 측정하였으며, 농도는 평균값으로 나타내었다. 2012년 국내외 시멘트 12종의 6가 크롬 함량을 월별(1월∼12월)로 조사한 결과, 자율협약기준(20 mg/kg)으로 관리하는 6가 크롬은 0.10 ~ 19.30(평균값 8.33)으로 DY(S)와 LFS(O)에서 가장 높게 나타났고 총크롬(T-Cr)은 13.51 ~ 52.04(평균값 43.91)으로 HD(D)와 HY(D)에서 높은 농도값을 나타냈으며, 값 또한 상이한 것으로 조사되었다. 국내 시멘트 업체의 크롬 전환율은 20 ~ 30%로 조사되었으며 일본 17%, 미국 8%보다 높은 것으로 조사되었다. 이는 수용성 6가 크롬을 형성하는데 기여하는 Na2O, K2O 성분의 함량이 국내 시멘트 원료에 많기 때문이며, 또한 시멘트 제조 기술의 처리에도 영향이 있는 것으로 판단된다. 조사기간 동안 6가 크롬의 함량은 시멘트 제조사 모두 자율협약기준 미만으로 조사된 바, 자율협약기준을 준수하는 것으로 나타났다. 또한 6가지 중금속 대부분이 평균값보다 높은 농도를 나타내고 있어 지속적인 모니터링이 필요하며 향후 중금속 함량 기준에 대한 실태파악과 기준설정에 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.

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.

인구증가 및 산업 발달에 의해 대량 발생된 중금속은 대기, 하천을 통해 해저퇴적물 오염의 원인이 되고 있다. 이렇게 오염된 해양오염 퇴적물은 최근까지 대부분 준설 후, 육상 매립 또는 해양투기로 처리 되어 왔다. 하지만 육상매립지 확보 문제와 2012년부터 해양투기의 사실상 금지로부터 어려움을 겪고 있다. 이러한 국내 상황을 극복하기 위해서는 해양 오염퇴적물 처리에 대한 연구와 기술 발전이 중요하다. 특히 오염된 해양퇴적물의 특성, 처리비용의 경제성, 처리효과, 처리과정의 효율성 등의 조건을 생각했을 경우 현장피복방법(In-Situ Capping) 기술이 주목받고 있다. 그러나 현장피복방법에서 큰 비중을 차지하고 있는 피복소재 개발의 미흡합면이 많다. 따라서 보다 효능적이고 경제적인 피복소재 개발이 필요하다. 본 연구에서는 해양오염퇴적물에서의 중금속 저감에 우수한 피복 소재 개발과 더불어, 기초 자료로 응용할 수 있는 자료를 얻기 위해, 인공 혼합 중금속 용액에 대한 흡착소재의 중금속 제거에 관해서 비교, 검토하였다. 본 실험에서는 순환골재를 흡착소재로 사용하였다. 또한 흡착능을 향상시키기 위해 산과 염기를 이용해 전처리를 행했다. 입자크기에 따른 흡착능력의 차이를 최소화 하고자 1~2 mm 입자로 분쇄 후 사용하였다. 중금속 용액은 표준원액(1000 mg/L) 시약을 3차 증류수로 희석, 혼합하였다. 실험은 회분식(pH변화, 농도변화, 교반시간)으로 진행하였다. Kinetics 결과에 따르면 평형이 되는 시간은 360분 이후인 것으로 나타났다. 그리고 Isotherms 실험에서는 Langmuir 모델이 더 잘 부합되는 것으로 나타났다. 그리고 대부분의 중금속에서 높은 제거율을 나타냈다.

니켈은 대부분 페로 니켈 형태로 스테인리스 강 제조나 니켈 촉매, 니켈 도금, 니켈 카드뮴 전지로 널리 사용이 되고 있다. 니켈은 대부분 함 니켈 광석으로부터 용융환원 공정을 통해 페로 니켈을 생산하고 있다. 하지만 최근 함 니켈 광석의 고갈과 저품위화로 인하여 니켈 생산에 어려움을 겪고 있다. 그뿐만 아니라 니켈 생산 공정은 용융환원 공정으로서 공정상 폐슬래그 및 폐수 처리 비용과 환경오염의 문제도 발생시킨다. 또한 고온에서 이루어지는 공정이라 에너지 효율면에서도 문제가 대두되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 자원고갈의 문제를 가지고 있는 함 니켈 광석이 아닌 폐 NiCd 전지로부터 Ni 금속을 회수하는 공정을 용융환원이 아닌 직접 환원법으로 처리하는 방안을 제시하고자 한다. 본 연구는 폐 NiCd 전지의 성분과 특성을 분석하여 환원 조건을 도출하고자 하였다. NiCd 전지 내의 Ni는 약 24wt% 이고 Cd과 Polymer 성분이 각각 18.5 wt%, 27.5wt% 이다. Cd 과 Polymer 성분은 대부분 전처리 온도인 800℃ 에서 기화되었다. 전처리 후 폐 NiCd 전지를 분석하여 환원 조건을 도출하였다. 또한 폐 NiCd 전지에 함유된 탄소의 환원제로서의 영향과 온도와 산소분압에 따른 환원율도 평가하였다. 분석은 AAS(Atomic Absorption Spectrometer)와 XRD(X-Ray Diffractormeter)를 통해서 이루어졌다.

폐 전지로부터 유가금속을 회수하는 연구는 환경적인 측면뿐만 아니라 전지 내 광석 보다 높은 품위의 유가금속을 함유하고 있기 때문에 경제적은 측면에서도 상당히 중요하다. 따라서 본 연구는 폐 전지로부터 유가금속을 회수하기 위해 전처리 공정에서 불순물인 Fe및 Al을 물리적 전처리 과정을 통하여 제거하고 유가금속을 농축하기 위한 연구를 수행하였다. 폐 혼합전지의 조성은 질량비로 40%알카라인・망간 전지, 30%리튬이온전지, 10% 리튬 1차전지, 10% 니켈-카드튬 전지, 10% 니켈 수소전지로써 혼합하였다. 혼합된 폐 전지 내 유가금속의 함량은 각 각 14.45% Fe, 7.79% Al, 2.28% Cu, 1.814% Cd, 8.1% Zn, 9.27% Mn, 8.02% Co, 8.72% Ni, 1.43% Li으로 구성되었다. 실험과정은 열처리, 파･분쇄, 시간에 따른 단체분리 과정으로 진행하였다. 단체 분리시 사용된 mesh는 5, 7, 10, 20, 40, 50, 70 mesh size를 사용하였고 그 결과 20초 과･분쇄 5 mesh 기준으로 Zn, Mn, Co, Ni, Li의 경우 농축율이 각 각 90.83%, 92.82%, 91.87%, 92.61%, 87.07% 달성되었고 불순물인 Fe, Al Cu, Cd가 각 각 83.3%, 82.19%, 27.00%, 16.12% 제거되었다. 따라서 이 후 습식 공정을 응용하여 유가금속을 분리 및 회수하기 위한 최적의 시료 조성을 획득하였다.

현재 우리나라에서는 2010년을 기준으로 약 1,700만대의 자동차가 등록되어 있으며, 매년 약 67만대의 사용 종료 자동차(End of Life Vehicles)가 발생하고 있다. 자원순환법에 따라 국내 자동차업계에서는 폐 자동차에 대하여 2014년까지 중량 대비 85%, 2015년부터 95%의 재활용율 목표를 달성하여야 하는데 이러한 재활용율 목표 달성을 위해서는 자동차 파쇄 잔재물(ASR)의 적정재활용이 관건이라고 할 수 있다. 폐 자동차 처리과정에서 최종 배출 되는 ASR은 연간 약 15만톤으로 승용차 1대당 약 15% 정도가 발생하고 있으며, 총 발생량의 극히 일부분만이 소각･매립 처리되고 있지만 물질 자체의 발열량이 높고 난연성이기 때문에 효율적으로 소각되지 못하고 특히 그중에 함유된 염소화합물이나 중금속류 등의 영향으로 유해 가스상 오염물질들을 다량으로 배출하기 때문에 처리에 어려움이 많은 실정이다. 금속 제련 용융 시설에서 열원으로 사용되는 Lump coal 대체 연료로써 처리 상용화가 실현 될 경우, ASR의 안정적인 처리와 열에너지 및 유가금속 회수를 통한 물질 재활용 등이 가능할 것으로 사료되며, 이에 따라 폐 자동차의 재활용율 또한 향상 될 것으로 기대된다. 따라서 본 연구에서는 국내의 폐 자동차 파쇄 재활용 업체 1곳을 선정하여, 폐 자동차 파쇄 재활용 과정에서의 물질 수지 및 ASR 배출 공정에 따른 각각의 발생량, 구성 물질, 입도, 발열량 분석, 원소 분석, 공업 분석, 열 중량 분석, 중금속 분석 등의 물리･화학적 특성 및 환경유해성 평가를 실시하여 ASR의 기초적인 특성을 파악하였으며, ASR의 용융 출탕조건 및 유가금속 회수 가능성을 도출하기 위하여 ASR의 염기도 및 용융온도에 따른 용류도를 측정하였다. 또한, 용류도 측정 결과를 바탕으로 원 시료와 ASR의 배합비율, 용융온도 등의 조건 설정 후 각 조건에서의 슬래그 내 구리 함량을 측정하여 유가 금속 회수 가능성을 평가하였다. 연구결과, 기존 공정 시료에 포함되는 lump coal의 양이 미량이기 때문에 기존 공정 시료의 용류도 측정값과 거의 유사하였으며, 이러한 실험 결과로 보아 기존 동 제련 설비에서 lump coal을 ASR로 대체할 경우, 염기도 및 용융온도 조건을 적절히 조절한다면 용융물의 흐름성에는 거의 영향을 미치지 않을 것으로 사료된다.

소각처리에서 나오는 잔사는 전체 투입 폐기물 부피의 약 10% 정도로 매립지의 사용연한을 연장시키는 장점을 가지고 있다. 하지만 소각 시 발생되는 비산재와 바닥재에서는 유해중금속(Pb, Cu, Cd 등)이 고농도로 함유되어 있어 매립 시 용출에 의한 2차 토양오염을 유발할 가능성이 높다. 이에 따라 환경부에서는 유해중금속에 대한 배출기준을 마련하였으며 사업장에서는 배출기준 준수를 위해 추가적인 수세 및 약품처리 등을 하고 있는 실정이다. 본 연구는 I시 C광역쓰레기 소각시설에서 발생하는 소각재를 대상으로 유해중금속의 안정적 처리방안과 킬레이트제의 적정사용량 산출을 통해 처리비용을 절감하고 소각재의 재활용 가능성을 파악하기 위하여 수행하였다. 킬레이트제 희석에 따른 바닥재의 Cu 처리효율은 10배 희석 시 91.1%, 11배 희석 시 76.6%, 12배 희석시 60.5%, 13배 희석 시 56.7%로 조사되었으며 소각재(바닥재+비산재)의 Pb 처리효율은 10배 희석 시 72.8%, 11배 희석 시 65.9%, 12배 희석 시 64.9%, 13배 희석 시 61.2%로 조사되었다.