최근 납의 대체물질로서 연구되고 있는 바륨(Ba)과 요오도(I) 등은 차폐능은 우수하지만, 30 keV 근처의 에너지 영역에서 특성 X선이 방출되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 황산바륨(BaSO4)과 산화비스무스(BiO)로 구성된 친환경 이중차폐체의 적용가능성을 검증하기 위한 선행연구로 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 투과스펙트럼, 차폐율 등을 평가하였다. 평가결과, 0.6mm 두께의 Pb 단일층과 비교하여 0.1 mm 두께의 BaSO4 하부층에 BiO 층의 두께가 0.4 mm 와 0.5 mm에서는 각각 차폐율이 1.9 %, 3.9 % 높은 성능을 보였다. 뿐만 아니라, 상대적인 중량 또한 각각 34.5 %, 28 % 경량화가 가능하다는 것을 알 수 있었다.

국내 유통중인 다양한 형태의 원료물질 또는 공정부산물들에 대한 물리적, 화학적 및 방사선적 특성을 평가하기 위해 약 220 여 개, 총 16 종의 표본 시료를 선정하였다. 해당 시료들에 대하여 LaBr3 섬광검출기를 이용한 에너지 스펙트럼 측정과 에너 지 분산형 X-선 형광 분광기를 이용한 U, Th, K와 물질의 주요 성분 분석을 수행하였다. 그리고 HPGe 검출기를 이용하여 234Th, 234mPa 및 214Bi 등의 우라늄 붕괴계열 핵종들과 228Ac, 212Pb 및 208Tl 등의 토륨 붕괴계열 핵종들 그리고 40K 등의 방사능 농도를 분석함으로써 원료물질 및 공정부산물의 특성에 관한 기초자료를 수집하였다. 추가적으로 ROI구간별 계수율과 원 소성분함량, 방사능농도와 같은 특성변수들 간의 상관관계를 분석함으로써 스크리닝 장비를 이용한 방사능 농도 분포 유추 가능성을 평가하였다. 본 연구에서 구축된 특성 데이터베이스는 천연방사성핵종 분석을 위한 절차 및 방법을 수립하는데 유 용한 정보를 제공하고, 천연방사성핵종 분석에 대한 정확성 및 재현성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다

The objective of the current study was to analyze the current safety status of formaldehyde. More than 670 manufacturers in 15 business sectors were enrolled. A MFA of the manufacturers showed that manufacturer M, which specializes in the manufacture of basic organic chemicals, used the most formaldehyde (120,000 tons), and manufacturer B, which specializes in the manufacture of general varnish and related products, used the least (8 tons). The results of this study can be used to collect scattered material flow and identify different parts of the country where a nationally produced substance, such as formaldehyde, can be stored. The details of the toxicity reflected in the composition and the amount of formaldehyde are likely to be utilized to produce personal protective equipment.

This study was performed to analyze the effects of a water circulation green area plan on non-point source pollution in Gimhae South Korea. A quantitative analysis of Arc-GIS data was conducted by applying a watershed model based on Fortran to investigate the changes to direct runoff and pollution load. Results showed that prior to the implementation of the water circulation green area plan in Gimhae, direct runoff was 444.05 m3/year, total biological oxygen demand (BOD) pollution load was 21,696 kg/year, and total phosphorus (TP) pollution load was 1,743 kg/year. Implementation of the development plan was found to reduce direct runoff by 2.27%, BOD pollution load by 1.16% and TP pollution load by 0.19% annually. The reduction in direct runoff and non-point source pollution were attributed to improvements in the design of impermeable layers within the city.

이 연구에서는, 우리나라 전통 건축재료 중 하나인 천연 황토 모르타르에 사용되어 온 해초풀과 현대적 재료인 고흡수성수지 (Superabsorbent Polymer, SAP)와 같은 흡수성 물질이 이러한 모르타르의 건조수축과 압축강도에 미치는 영향이 조사되었다. 흡수성 물질과 더불어 문화재표준시방서에서 권고하는 초기 밀봉양생의 효과 역시 검토되었다. 실험에 의한 28일 압축강도와 수렴한 건조수축 변형율의 검 토 결과, 우선 초기 7일간의 밀봉 양생은 강도향상과 수축저감에 효과적이었다. 따라서, 문화재표준시방서의 권고는 합리적이며 실효성이 있 는 것으로 검증된다. 흡수성 물질의 혼입 역시 두 재료특성에 있어 효과적인데, 그 효과는 물질들의 흡수 능력에 의존한다. 따라서, 흡수 능력이 더 높은 SAP을 사용하는 것이 해초풀을 사용하는 것보다 더 효과적이다. 그러나, 이러한 것들이 유효하기 위해서는 초기 밀봉양생과 물이 추가 되지 않는 조건들이 함께 따라야 한다. 마지막으로, 황토 모르타르의 압축강도의 증가는 건조수축의 감소와 선형적으로 관계한다. 이러한 선형 상관성에 의해, 초기밀봉 양생 또는 흡수성 물질의 혼입에 따른 모르타르의 압축강도 증가하는 원인이 정량적으로 설명될 수 있다.

반도체 소자가 초고집적화 되면서 제조 공정 수는 증가되며, 각 공정 후에는 많은 잔류물 또는 오염물이 표면에 남게 되어 이것들을 제거하는 세정공정(Cleaning process)의 중요성은 더욱 부각되고 있는 추세다. 현재 반도체 제조 공정은 약 400단계의 제조 공정을 가지고 있으며 이들 중 적어도 20% 이상의 공정이 웨이퍼의 오염을 막기 위한 세정공정과 표면 처리 공정으로 이루어져 있다. 세정 공정에서 IPA(Iso-propyl alcohol)를 사용하게 되는데 이는 제조과정에서 발생하는 Water Mark를 제거하기 위함이다. 기존 제거공정에서는 물을 이용하여 이를 제거 하였으나, 물의 표면 장력에 의해 제품이 불량이 발생하여 쉽게 증발하는 성질을 가지고 있는 IPA를 이용하여 wafer 표면의 DI를 제거 하였다. IPA 세정공정을 도입한 반도체 업체에서 배출되는 폐액 속에 IPA농도는 30% 수준으로 나타나 기존 증류법을 통한 증발농축으로 가공하는데 많은 Utility 비용이 소요되기 때문에 해당 폐액을 재활용하는데 있어 경제성이 떨어지며, 이에 효율적으로 농축 가공하여 자원을 재순환 할 수 있는 기술 검증 및 네트워크 구축이 필요한 실정이다. 현재 A반도체 생산기업의 경우 IPA 폐수의 발생량은 2015년 30톤/day, 2016년의 경우 40톤/day 정도로 배출처 및 가공처의 수익을 향상 시킬 수 있는 상기 개발기술의 검증을 위한 Scale-up 테스트 및 현장 적용이 요구되고 있어, Lab. test를 통하여 기 확보한 농축 기술을 보완 및 실용화함에 있어 Scale-up test를 위하여 1ton/day 처리 용량의 Pilot system을 제작 설치하고, 이를 통해 농축효율을 검증함으로써 기존의 증발농축법과 안전성 등에서 차별화된 농축설비를 개발하고자 하였다.

폐기물매립지는 대기 중으로 배출되는 인위적인 메탄 배출량의 상당 비율을 차지하고 있으며, 메탄은 기후변화에 상당부분 기여하는 물질 중 하나로 잘 알려져 있다. 이에 폐기물매립지에서 발생되는 온실가스로 인한 주변 환경오염 저감과 온실가스 관리 등을 위해서는 먼저 정확한 온실가스 배출량 산정이 필요하다. 그러나 폐기물매립지에 매립되는 폐기물의 불균질성과 매립된 폐기물의 분해에 관여하는 인자가 많기 때문에 장기간에 걸쳐 물리화학적 및 생물학적 반응을 통해 발생되는 온실가스의 배출량을 정확히 측정한다는 것은 매우 어렵다. 지금까지 폐기물매립지에서의 온실가스 발생량 예측을 위하여 다양한 모델들이 제안되었는데, 대부분의 모델은 1차 반응모델(First-order decay, FOD)에 기초하고 있다. 1차 반응모델로 가장 대표적인 모델은 IPCC(Intergovernmental panel on climate change)에서 제시한 FOD 모델과 미국 EPA(Environmental protection agency)에서 개발한 LandGEM(Landfill gas emissions estimation model) 등이다. 1차 반응모델에 적용되는 모델 변수들은 일반적으로 2006 IPCC 가이드라인에서 제시하고 있는 기본값을 적용하고 있으나 모델 변수는 온실가스 배출량 산정의 정확성에 결정적 영향을 미치기 때문에 폐기물매립지에서 모델을 이용한 온실가스 배출량 산정 결과의 신뢰도를 향상시키기 위해서 해당 매립지 특성에 맞는 변수값을 산정할 수 있는 방법론이 우선적으로 개발되어야 한다. 이에 본 연구에서는 장기간 동안 S 폐기물매립지에서 발생하는 온실가스를 측정한 결과를 기초로 메탄 및 탄소 물질수지를 이용하여 1차 반응 모델의 주요 변수인 DOC(Degradable organic carbon), DOCf(Fraction of degradable organic carbon which decomposes), R(CH4 recovery efficiency), OX(Oxidation factor), k(CH4 generation rate constant), Lo(CH4 generation potential)를 산정하고 산정된 변수값을 검증하여 온실가스 모델변수 산정방법론을 개발하고자 하였다. 연구결과 BMP(Biochemical methane potential) 실험을 통해 산정된 메탄발생량값은 최적 조건에서 평가된 값이기 때문에 DOCf를 1.0로 가정하였을 경우 DOC를 산정할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서 메탄 및 탄소 물질수지를 이용하여 도출된 주요 변수값들을 모델에 적용하여 평가된 온실가스 발생량과 기존에 측정된 온실가스 발생량을 비교하였을 때 매우 유사하게 나타나 탄소물질 수지를 이용하여 1찬 반응모델의 변수들을 매우 정확하게 산정할 수 있는 것으로 나타났다. 이외에도 1g의 폐기물(습윤기준) 중 매립지에 저장되는 DOC는 0.07g으로 분석되었으며, 침출수로 유출되는 DOC 비율은 전체 DOC 중 1.3%로 계산되었다. 따라서 본 연구를 통해 제안된 탄소 물질수지를 이용한 모델 변수 산정 방법은 폐기물매립지 온실가스 모델 적용에서 모델 변수들 및 예측값의 정확성을 향상시킬 수 있게 되었다.

비성형 SRF 제조공정은 대상지역의 특성과 계절 등 변동요인에 따라 제품품질의 큰 영향을 끼친다. 본 연구에서는 2016년 9월, Y시에 설치되어 있는 15톤/일급 Pilot 비성형 SRF 제조공정에 대하여 총량, 폐기물조성, 수분량 별로 물질수지를 세우고 그 결과를 분석하여 실증시설 설계반영에 반영하고자 하였다. 연속 정상운전 상태에서 각 공정별 시료채취는 3회씩 겉보기밀도, 물리적조성, 조성별 수분 분석을 하였고, 총괄수분 분석을 위한 시료채취는 공정별 각 5회씩 수행하였다. 1차 자력선별물, 2차 자력선별물, 비철선별에 대해서는 시료채취를 1회 하였다. 30mm미만 시료는 조성별 분리가 어렵기 때문에 협잡물로 가정하고 회분을 측정하여 가연분을 추정하였다. 물리적 조성은 3회 측정한 것을 총괄적으로 환산하여 평균으로 사용하였고 총량은 시스템의 최종 배출지점의 폐기물의 전체량을 측정한 결과로 분석하였다. 물질수지 분석결과 1차 파쇄 후 기준으로 고형연료제품 수율 74.90%, 잔재물 비율 22.66%, 선별물 비율 2.45%을 보였다. 누출량을 포함하여 계산하면 누출물의 비율 11.36%, 고형연료제품 수율 66.39%, 잔재물 비율 20.08%, 선별물 비율 22.17%로 큰 차이가 없었다.

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.

수은은 온도계, 혈압계, 치과용 아말감, 전지, 형광등과 의약품 등 많이 사용되고 산업적으로도 전기 스위치, 촉매 등으로 중요하게 사용된다. 수은은 증기 흡입 시 폐렴을 유발하고 중추신경계와 신장에 영향을 줄 수 있을 정도로 매우 위험하여 수은과 수은 화합물의 사용이 금지되거나 제한을 받고 있으며, 대체물질과 대체 공정의 개발을 위한 노력이 행해지고 있다. 최근 연이은 병원, 학교 등의 혈압계, 온도계의 수은 누출사고와 형광등 생산시설인 (주)남영전구 광주공장의 해체 및 철거 중 수은 누출로 인한 근로자의 수은 중독 및 환경오염 사고와 비철금속업체의 수은 폐기물 처리문제가 대두되었다. 전국 병원 2,500개소 설문조사 결과, 143개 병원에서 혈압 및 체온계의 약 4천여개(수은량 : 약 140 kg)가 회수와 폐기가 필요한 것으로 조사되었다. 또한 미나마타 협약에서 요구되는 수은 수출･입, 공급원 파악, 임시보관 및 유통･보관, 회수, 처리 등 단계별 수은의 회수, 유통, 관리에 대한 체계 구축이 미흡하다. 수은폐기물은 미나마타협약에 의하여 ‘수은 구성 폐기물’, ‘수은 함유 폐기물’, ‘수은 오염 폐기물’로 나눠지고 본 연구에서는 ‘수은 함유 폐기물과 오염 폐기물’의 수입, 유통, 회수, 폐기 등 전과정 단계별 흐름 분석을 통하여 수은의 국내 흐름을 파악하고 관련 법 제도의 문제점을 분석하고자 함에 있다. 또한 수은 관련 유통량을 조사하고 폐기물의 처리 공정을 파악하여 대상 물질, 원료 사용량, 시스템 경계 설정, 데이터 수집 및 분석, 계산과 검증 등의 절차를 걸쳐 물질수지에 근거하여 ‘물질흐름도’를 작성하여 도출하였다. 물질흐름분석을 보다 쉽게 활용하고 적용할 수 있도록 ‘물질흐름분석 소프트웨어(STAN 2.5)를 활용하여 공정 내의 데이터 유입과 유출을 Shankey diagram 형태로 표현하였다. 연구 결과, 원자재 수은의 국내 유통량은 2014년 기준 국내 유입량은 약 3톤(제조량: 1 ton, 수입량: 2 ton)으로 집계되고 수입된 수은은 대부분 형광램프 제조(2.01 ton), 시약(0.76 ton), 촉매(0.12 ton) 등의 용도로 사용된 것으로 나타났다. 회수량은 문헌 조사 결과 수은 함유 부산물 및 폐기물 관리를 위해 도입되는 시나리오별 두 가지 기준을 적용하여 회수 가능량을 추정하였다. 시나리오에 따라 27.3 ton/yr, 25.4 ton/yr으로 예측하였다. 원자재 수은의 국내 재고량은 대략 0.5 ton/yr으로 보인다.

최근 나노기술의 발달로 산업, 의료, 환경 등 다양한 분야에서 나노물질 사용량이 급증하고 있으며 이에 따른 소비재의 폐기, 재활용 시설, 하･폐수처리시설, 소각시설에서 나노물질 함유 폐기물이 새롭게 발생되고 있다. 특히 나노물질은 내부 또는 외부차원의 크기가 1-100 nm로 동일 성분을 가진 큰 입자와 다른 물리화학적 특성을 가지고 있다. 이러한 특성은 나노크기의 은 입자로 만든 항균섬유, 탄소나노튜브를 사용한 고성능 배터리, 도료, 나노 이산화티타늄을 첨가한 코팅제, 산화아연을 첨가한 자외선 차단제 등 다양한 제품이 제조되어 사용되지만 제품에 대한 자세한 물질정보는 거의 알려져 있지 않다. 2015년 기준 나노물질을 첨가하여 만든 제품수는 1,814개로 주로 건강과 피트니스 제품이 가장 많았고, 개인용품, 의류, 화장품이 순차적으로 조사되었다. 특히 자동차, 전자제품, 연료첨가제, 플라스틱 등에서도 사용되고 있다. 우리나라에서 사용되는 나노물질의 종류는 15종으로 이 중 사용량이 가장 많은 것은 OECD 안전성시험 제외물질인 카본블랙, 탄산칼슘, 그리고 15년도에 조사한 이산화규소이었다. 그리고 나노물질 함유 폐기물에 대한 국제적인 시험방법이 아직 마련되어 있지 않아서 선행 연구자료를 토대로 분석프로토콜을 작성하였다. 따라서 본 연구에서는 사용량과 나노물질의 물리화학적 특성과 배출형태 등을 고려하여 조사대상나노물질로 산화아연, 이산화티타늄, 탄소나노튜브, 은나노를 선정하였다. 조사대상 시료는 나노물질의 사용 후 폐기물, 하･폐수처리시설 슬러지, 소각시설 비산재, 바닥재, 분진 그리고 매립지 침출수와 슬러지 등 30건을 채취하였다. 채취한 시료의 용출농도는 폐기물공정시험방법, 함량농도는 토양오염공정시험방법 등을 이용하여 납, 카드뮴, 아연, 티타늄 등 16종을 조사하였다. 또한 나노물질의 물리적인 특성을 파악하기 위해 입도분석, TEM(투과 전자현미경), XRD와 XRF을 이용하여 시료를 측정하였다. 연구 결과 함량농도에서 크롬, 구리, 납, 바륨, 아연 등이 다른 항목에 비해 높게 검출되었다. 용출농도에서는 사용된 제조나노물질의 특성, 폐기물의 종류 및 성상 등에 따라 다양하게 나타났다.

In this study, the chemical flow of butadiene in the Korean chemical material industry was analyzed by chemical flow analysis. In addition, the atmospheric emissions estimation equation was calculated. The results of the product-specific material flow analysis showed that 1,450,076 tons of butadiene have been used in the domestic chemical material industry. Of that, 28.2% was used for SBR, 29% for BR, 21.2% for ABS, and 21.5% for the manufacture of other rubber products. In addition, butadiene has been used in the production of final products, such as automotive supplies and equipment, tires, shoes, and consumer electronics products. Among them, it was found that the major product at 39% in the production of tires. About 56.7 tons of butadiene found to have been emitted into the atmosphere by the calculated expression. The results of the regional analysis showed butadiene was treated in five cities and seven provinces, with the largest amount of butadiene used in Chungnam. The results of standard industrial classification showed that, among the 23 divisions of the standard industrial classification, butadiene flow in the manufacture of synthetic resins or other plastic materials was found to account for about 70% of the total.

The objective of this study was to determine the CH4 oxidation factor (%) and the CH4 oxidation rate (g m−2 d−1) in landfill cover soil. To quantify in-situ rates of CH4 oxidation, CH4 and CO2 fluxes were measured on a landfill site using the static chamber technique. The CH4 oxidation factor obtained in this study through the mass balance method ranged between 41% and 61%, which is much higher than the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) default value of 10%. The higher CH4 oxidation factor derived in this study can be explained by the CH4 bottom flux in addition to the soil texture. The CH4 oxidation factors were observed to increase with decreases in CH4 bottom flux. Therefore, when CH4 bottom fluxes are high in a landfill, using a gas collection system can enhance CH4 oxidation factor. The CH4 oxidation rates were estimated to range from 16.6 g m−2 d−1 to 20.8 g m−2 d−1. In addition, this study was conducted to evaluate the effects of vegetation on the CH4 oxidation factor. The results showed that the CH4 oxidation factors for bare soil, vegetated soil, and soil adjacent to a gas well were 57%, 70%, and 44%, respectively. The results indicate that vegetation on landfill covers can increase the CH4 oxidation factor because of increasing soil porosity.