폐기물관리법 개정･시행(’16.7.)으로 폐기물의 재활용방식이 포지티브(허용행위 열거방식)에서 네거티브(제한행위 열거방식)로 전환됨에 따라 재활용대상 폐기물의 재활용 가능여부를 판단하기 위해 재활용환경성평가 제도를 도입하였다. 위 제도의 도입에 따라 폐기물의 재활용으로 인한 인체･환경영향을 사전에 파악하기 위해 지정폐기물에 함유된 유해물질의 용출･함량관리 이외에 유해특성 항목의 확대 및 상향류 투수방식의 유출시험 도입 등 평가항목 및 평가방법을 확대하였으며, 비매체접촉형 및 매체접촉형 재활용유형으로 분리하여 폐기물의 재활용으로 인한 토양, 지하수, 수질 등 환경매체의 영향까지 고려하도록 하였다. 본 연구에서는 재활용 제품에 대한 장기영향평가를 위하여 도입된 상향류 투수방식의 유출시험을 수행하여, 폐기물의 재활용으로 인한 지표수 및 지하수 등에 대한 영향여부를 평가하고자 하였다. 페로니켈슬래그를 시료로 하여 상향류 투수방식의 유출시험 분석결과 알루미늄을 제외한 모든 항목이 먹는 물 수질기준 미만 또는 정량한계 미만으로 나타났으며, 페로니켈 슬래그의 매체접촉형 재활용 시 중금속의 용출로 인한 환경의 영향은 미비할 것으로 판단된다. 또한, 고액비(L/S ratio)에 따른 용출경향 파악을 위하여 폐기물 용출시험(L/S=10) 결과와 상향류 투수방식의 유출시험(L/S=2) 결과를 비교･검토하였으며, 검출경향은 상향류 투수방식의 유출시험에서 더 높게 검출되는 경향이 나타나, 폐기물의 재활용에 대한 장기 용출영향 평가 방법으로 적합하다고 판단하였다.

폐기물관리법 개정(시행 ’16.7.21)으로 폐기물의 재활용방식이 포지티브(허용행위 열거방식)에서 네거티브(제한행위 열거방식)로 전환됨에 따라 재활용대상 폐기물의 재활용 가능여부를 판단하기 위해 재활용환경성평가 제도를 도입하였다. 이에따라, 2018년 1월 1일부터 재활용환경성평가 제도 중 매체접촉형으로 사용되는 폐기물은 새로운 재활용 유형인 경우이거나 기존 재활용유형 12만 톤 이상 또는 3만 제곱미터 이상의 규모의 경우 유해특성항목의 생태독성항목을 적용하도록 되어있다. 생태독성시험의 시행은 화학시험의 평가와는 달리 환경영향에 대한 부분을 종합적으로 평가할 수 있을 것이다. 현재 재활용환경성평가에서의 물벼룩을 이용한 급성독성(생태독성) 기준은 ｢폐기물 유해특성의 성질 및 해당 기준｣에 TU 2.0을 초과하지 않도록 설정되어 있다. 그러나, 현재 재활용환경성평가의 생태독성의 경우 상향류 투수방식의 유출시험(컬럼시험)을 통하여, 고상시료를 액상시료로 변환시키는 시험방법을 사용하고 있다. 폐기물의 종류에 따라 생태독성시험 적용을 위해 pH 조정이 필요한 경우가 발생하여, 전처리 과정을 통하여 중화시킨 후 독성 분석을 실시하였다. 이에 본 연구는 매체접촉형 재활용에 이용되었던 석탄재, 폐석재, 폐토사 등을 대상으로 컬럼시험을 통해 얻은 유출액을 생태독성시험에 적용하여 재활용환경성평가의 생태독성항목에 대한 시험방법을 마련하고, 독성기준의 만족여부를 조사하였다.

The purpose of this study was to determine the feasibility of using waste stone and waste stone sludge, generated by stone grinding operations, as substitutes for natural resources. In addition, the possibility of expanding the scope of safe recycling was confirmed via an environmental assessment. This assessment was carried out by measuring particle size distributions and physical and chemical characteristics, as well as via dissolution and content tests. Waste stones and powdered waste stone sludge generated from the I-, K-, and R-quarries located in the Geochang area were selected and sampled. The pH was weakly alkaline (7.74 - 9.7), and the water content ranged from 21.29% to 32.57%. Only the Iquarry sample exceeded the 30% water content limit. The Waste Control Act regulates the use of filler materials such as bottom restoration and lowland materials in the quarry to less than 30%. Leaching tests conducted using I-, K-, and R-quarry samples were analyzed. The samples did not exceed the controlled waste criteria for hazardous substances defined by the Waste Management Act. The limits for Pb, Cr, As, Hg, Cd, and Cr6+ are 3 mg/L, 3 mg/L, 1.5 mg/L, 0.005 mg/L, 0.3 mg/L, and 1.5 mg/L, respectively. Based on the results of content tests, only Cu (252 mg/Kg) exceeded the 1 area standard (150 mg/kg) for troublesome soil contamination defined in the Enforcement Regulations of the Soil Environment Conservation Act. Based on this environmental assessment, current policies allow expansion of recycling.

국내 폐기물공정시험기준의 용출시험방법(KLP)과 독일의 용출시험방법(DIN 19529) 비교하기 위해 본 연구에서는 독일의 용출시험방법(DIN 19529)과 국내 용출시험방법을 비교하여 신뢰성 있고 효과적인 시험방법을 제시하고자 하였다. 독일의 용출시험(DIN 19529)절차는 물과 시료를 2:1로 혼합한 시료를 회전 속도 5~10 U･min-1의 진탕기로 24시간 진탕하여 0.45 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 시료 용액으로 한다. 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)방법은 물과 시료를 10:1로 혼합한 시료를 진탕 횟수가 200 회･min-1, 진폭이 4~5 cm인 진탕기를 사용하여 6시간 동안 연속 진탕한 다음 1 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 시료 용액으로 한다. 시료는 총 5개의 시료를 분석하였으며 분석항목으로는 Al, As, B, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, V, Zn로 총 17개 항목이었다. 분석한 결과, Al은 독일 시험방법의 경우 N.D~430.87 mg/L, 국내 시험방법의 경우 1.98~247.93 mg/L의 범위로 나타났다. B은 독일 시험방법의 경우 N.D~0.746 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.182 mg/L의 범위로, Ba은 독일 시험방법의 경우 N.D~3.409 mg/L, 국내 시험방법의 경우 0.309~2.817 mg/L의 범위로, Cr은 독일 시험방법의 경우 N.D~0.345 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.078 mg/L의 범위로, Cu은 독일 시험방법의 경우 N.D~19.436 mg/L, 국내 시험방법의 경우 불검출로 나타났다. Fe은 독일 시험방법의 경우 모두 불검출, 국내 시험방법의 경우 N.D~0.257 mg/L의 범위로 나타났다. Mn은 독일 시험방법의 경우 N.D~1.108 mg/L, 국내 시험방법의 경우 모두 불검출로 나타났다. Sr은 독일 시험방법의 경우 N.D~1.384 mg/L, 국내 시험방법의 경우 모두 불검출로 나타났다. V은 독일 시험방법의 경우 N.D~8.080 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~1.885 mg/L의 범위로, Zn은 독일 시험방법의 경우 0.514~0.926 mg/L, 국내 시험방법의 경우 N.D~1.573 mg/L의 범위로 나타났다. 나머지 항목인 As, Be, Cd, Ni, Pb, Sb, Se은 모두 불검출로 나타났다.

｢폐기물관리법｣이 개정(법률 제13411호, 2015.7.20. 공포, 2016.7.21. 시행)됨에 따라 폐기물 재활용 기준을 설정하고 이를 충족할 경우 재활용이 가능하도록 규제방식을 원칙허용･예외금지 방식으로 변경하고, 일정규모 이상의 폐기물을 토양･지표수 등에 직접 접촉시키는 등의 방법으로 재활용하는 경우에는 재활용환경성평가를 거쳐 승인을 받도록 하는 등의 내용으로 개정되었다. 개정된 폐기물관리법의 재활용환경성평가 절차 및 방법 중 매체접촉형 재활용 유형은 상향류 투수방식의 유출시험을 통한 평가절차가 신설되었다. 본 연구에서는 재활용환경성평가 절차 중 상향류 투수방식의 유출시험과 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)을 비교하여 각각의 시험방법에 따른 무기물질류의 용출특성을 비교･고찰하고자 하였다. 상향류 투수방식의 유출시험은 유출액의 부피(l)와 유리관(column) 내의 시험대상 물질(kg)의 비를 2(L/S ratio)로 하여 일정 유속으로 유출액을 얻은 후 수질오염공정시험기준으로 분석하였고, 국내 폐기물공정시험기준의 용출시험(KLP)방법은 물과 시료를 10:1로 혼합한 시료를 진탕 횟수가 200 회･min-1, 진폭이 4~5 cm인 진탕기를 사용하여 6시간 동안 연속 진탕한 다음 1 ㎛의 여과지로 여과한 용액을 분석하였다. 시료는 폐기물 5종을 대상으로 총 18개 항목(Al, As, B, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, V, Zn)을 분석하였다. 폐기물의 종류에 따른 유출시험 분석결과 모든 대상시료에서 Al 항목이 0.02 mg/L ~ 84.17 mg/L으로 나타났다. 소각재 시료는 Cr, Cu, Zn 항목이 각각 0.46, 2.20, 0.92로 나타났으며 석탄재 시료는 Ba, Sr 항목이 각각 0.20, 1.10으로 나타났다. 폐기물의 입경에 따른 유출시험은 석탄재 시료에 대하여 입자크기를 32 mm, 16 mm, 5 mm, 2 mm로 구분하여 각각 유출시험을 수행한 결과로써 입자크기 32 mm의 경우 대부분의 항목이 검출한계 이하로 나타났으며, 입자크기 2 mm > 5 mm > 16 mm 순으로 일부 같은 항목에서 용출농도가 높게 나타났다.

Recycling technology research in the copper smelting industry is necessary because the recovery of valuable metals from generated waste can offset the cost of raw materials. The cost of imported raw materials, can exert a significant impact on profitability. In order to perform this research review of previous studies about the base characteristics of the target waste was needed. In this study, copper slag and copper alloy smelting slag generated in the process, along with slag, ash, and sludge, were analyzed for particle size, distribution of the waste, physical characteristics, chemical composition, and inclusion of heavy metals. Copper slag and copper alloy particle separation results were able to remove most of the metal pieces that were at least 1 mm in size. In this waste, zinc, copper-containing metal were less than 80%. toxic substances, such as cadmium, arsenic and mercury, were removed by utilizing a hydrometallurgical process. The data suggests that this industry should be able to take advantage of new technologies the recover valuable metals from copper smelting waste.

농업 생산성을 높이기 위해 화학비료 소비량이 지속적으로 증가되어 왔고, 인산을 생산할 때 인광석 분쇄하여 황산으로 처리하는 습식 인산비료제조시설에서 폐인산석고가 다량 발생되었다. 이때 발생된 인산석고는 일부 재활용되고 있지만 재활용량이 많지 않아서 공장 인근 적치장에 장기간 적치되어 인산석고 적치장의 유지관리비용도 많이 소요되고 있다. 특히 폭우와 같은 기상재해로 인산석고가 환경 중으로 유출될 경우 환경 오염이 우려되며, 폐기물관리법 상 인산석고의 해안지역 성토재, 도로기층재, 복토재 등으로 재활용할 수 있으나 실제 재활용은 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인산석고의 재활용용도 확대를 위해 해안매립지역 염분 토양 개량제로서 인산석고의 일반 토양 복토높이 축소와 안전한 재활용을 위해 환경성 평가연구를 수행하였다. 폐인산석고는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 건조한 다음 맨 아래층에 해안준설토를 포설하고 그 위에 일반토양 충진컬럼(대조시료)과 일반토양과의 층별 혼합하여 충진한 컬럼(대상시료)실험을 수행하였다. 토양의 수분함량을 고려하여 증류수를 살포하고 2주정도 정치하여 안정화 기간을 거쳤다. 조사대상지역의 연평균강수량을 토대로 월간, 주간 평균 강수량과 Lysimeter 단면적을 기초로 산정하였고, 증류수(계산된 강수량)를 주 1회 살포하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 비소 등 유해물질), 이온물질(불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준, 토양오염공정시험기준을 참고하여 토양 깊이 별로 시료를 채취한 후 분석하였다. 연구 결과 대조시료에 비해 조사대상 시료 컬럼의 나트륨 농도는 인산석고층 상부로 올라갈수록 염분농도가 낮아졌으며 시간이 지남에 따라 나트륨 농도가 더 낮아질 것으로 판단된다. 비소, 납, 카드뮴, 구리 등 유해중금속 농도는 폐기물관리법 유해물질 기준이하로 나타났다. 최상층 일반토양복토 깊이는 토지이용 및 식재되는 식물 종에 따라 0.5 ~ 1.5m 이하, 또는 나무식재 주변에 한해서 적용하는 것이 적정하다고 판단된다.

폐인산석고는 화학비료로 사용하는 인산을 생산할 때 인광석 1톤을 분쇄하여 황산으로 처리하는 습식 제조과정에서 부산물로 약 5톤 정도 된다. 이때 발생된 인산석고는 일부 시멘트, 석고보드, 기능성 비료 등으로 재활용되지만 재활용되는 양은 많지 않아서 대부분 인근 적치장에 장기간 적치되고 있다. 적치장에 적치된 인산석고는 유지관리비용도 수십억이 소요되고, 특히 폭우 또는 강풍과 같은 기상재해가 일어난다면 인산석고가 환경 중으로 유출되어 주변 환경을 오염시킬 수 있다. 폐기물관리법 상 인산석고의 해안지역 성토재, 도로기층재, 복토재 등으로 재활용할 수 있으나 환경오염 또는 지가하락 우려 때문에 실제 해안지역에서의 재활용은 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 인산석고의 재활용을 확대하기 위해 토양과 혼합비에 따른 용출액의 특성을 파악하는 것이 중요하다고 판단되어 상향류 컬럼시험을 이용하여 중금속류, 이온성분, pH, 전기전도도 등의 용출특성을 조사하였다. 인산석고 시료는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 채취하였다. 채취한 시료는 실험실에서 풍건한 후토양과의 혼합비, 균질혼한 또는 층상혼합방식 차이에 따라 용출되는 액의 농도를 측정하였다. 상향류 컬럼시험은 CEN TS 14405와 ISO TS 21268-3에 준해서 수행하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(비소, 카드뮴, 납, 구리 등), 무기성분(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨 등), 이온물질(불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준, 토양오염공정시험기준을 참고하여 분획별로 용출액 시료를 채취하여 분석하였다. 연구 결과 pH는 대조시료 pH 보다 인산석고를 충진한 용출액이 낮았으며, 전기전도도는 인산석고를 충진한 시료가 높게 나타났다. 유해물질 기준항목은 검출한계이하 또는 지정폐기물의 유해물질기준 이하로 나타났다. 칼슘, 마그네슘, 칼륨의 농도는 균질혼합방식이 층상혼합방식보다 높게 나타나는 경향을 보였다. 특히, 칼슘농도는 시간에 따라 증가하고, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 농도는 감소하는 경향을 나타냈다. 불소이온의 농도는 층상혼합의 시료가 높았으나 질산이온, 염소이온, 황산염이온 농도는 균질혼합에서 높게 나타났다.

Phospho-gypsum (PG) is a by-product generated from wet process of phosphoric acid production. The recycling rateof PG is only fifteen percents for the recycling uses, such as cement retardant, gypsum board, plaster, functional fertilizer.In the result of pH analysis, PG, neutralizing gypsum, soil, and dredged soil were 3.5, 7.4, 8 to 8.8, and 7.8, respectively.In case of the electric conductivity (EC), PG, neutralizing gypsum, and soil were 2,990µS/cm, 2,230µS/cm, and84~99µS/cm, respectively. In heavy metal contents of PG, As and Cd could be measured under environmentalstandards in Korean Soil Environment Conservation Act. In inorganic elements of leaching PG, Ca and Na were 629mg/L and 13 mg/L, respectively, but As, Cd, and other elements were detected under the regulated levels in Korean WasteManagement Act. Also, among inorganic elements in PG, the leaching ratio of Mg and Cd were 7.3%, 1.3% respectively.In neutralized PG, leaching ratio of Mg and Cu were 1.9%, 1.4% respectively compared with other elements. Insequential batch leaching test, the leaching concentrations of As and Cd were rapidly decreased after 2 days. F− andCa were steadily decreased until 2 days and 8 days, respectively, and no more change since then. In case of SO42−, itfell at constant rate to 1,600~1,800mg/L. As seen in Ca leaching curve relating to pH value, the leaching decreasedwith increasing pH.

This study evaluated the applications of ecotoxicity for management plan on industrial waste, and suggested the strategy for assessment of the ecotoxicological characteristic. From the results of ecotoxicity for waste synthetic resin, sludge, slag, waste dust, etc. 20 industrial wastes, 15 waste samples were analyzed in ecotoxic. In particular, 8 waste samples (about 62%) among the 13 non-hazardous wastes were confirmed ecotoxic. Therefore, the additional studies are necessary by increasing the number of samples and confirming the various types of waste. The correlation coefficient of arsenic and vanadium was highly estimated that 0.68, 0.44, respectively. The ecotoxicity for wastes should be managed as a comprehensive toxic in the future. Because the wastes has the high potential ecotoxic by the possibility of containing hazardous materials with discharge process and the interaction of heavy metals, ions, salt, and pH and so on. The hazardous characteristic of waste for ecotoxicity should be evaluated through the ecotoxic analysis in 3 steps by the proposed procedure for assessment of ecotoxicological characteristic.

현재 우리나라 인산제조시설에서 인산부산석고는 매년 150만 톤 정도 발생하는 것으로 추정되며, 발생량의 약 15% 정도는 시멘트 응결지연제, 석고보드, 기능성 비료 등 제한적으로 재활용되어 왔다. 그러나 대부분의 인산석고는 인산제조시설 인근에 있는 인산석고적치장에 장기 적치되어 시설관리비용만 연간 수십억 원이 들어가고 있으며, 강풍, 강우 등 자연재해가 발생할 경우 적치된 인산석고가 주변 토양, 바다, 지하수, 하천 등으로 유출될 수 있다. 또한 인산석고 적치장에서 근무하는 작업자의 건강에도 영향을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test)을 이용하여 환경성 평가방법을 정립하고, 토양혼합비를 50%까지 증가했을 때 용출농도에 따른 환경영향 및 현장시공 시 문제점을 검토하고자 하였다. 폐인산석고는 인산석고 적치장에서 충분히 혼합하여 건조한 다음 컬럼에 토양과 폐인산석고를 50:50으로 혼합한 후, 일반토양 충진컬럼(대조시료)과 일반토양과의 층상혼합(50:50(w/w))과 균질혼합(50:50(w/w))하여 충진한 컬럼(대상시료)실험 2가지를 수행하였다. 증류수를 60 mL/h, 선속도 15±2 cm/d, 고액비 0.1~10 L/kg로 흘려 10 Cycles을 받아 시험액으로 조제하여 분석하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도, 중금속류(칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 비소 등 유해물질), 이온물질 (불소이온, 질산성질소이온, 염소이온, 황산염이온 등)을 폐기물공정시험기준을 참고하여 토양 깊이별로 시료를 채취한 후 분석하였다. 폐인산석고 혼합비와 매립방식 관련 상향류 컬럼통수시험(Up-flow percolation test) 결과, 시간에 따라 pH는 약간 증가하고, 전기전도도는 감소하는 특성을 보였고, 중금속 용출농도는 시간에 따라 칼슘농도는 완전혼합방식이 층상혼합방식보다 농도증가가 더 높게 나타나는 경향을 보이며, 대부분 유해중금속 농도는 미량으로 검출되었다. 불소이온은 시간에 따라 증가하고 혼합방식에 따라 농도차이가 나타났으나 황산염이온은 감소하는 경향을 보이며 혼합방식에 따른 차이는 크지 않았다.

우리나라에서는 5개 발전사의 10개 화력발전소에서 2013년 기준으로 약 891만 톤의 석탄재가 발생하고 있다. 석탄재는 약 82%가 비산재, 18%는 바닥재로 구성되어있으며, 이 중 비산재는 대부분 레미콘혼화제 및 시멘트 대체원료 등으로 재활용되고 있으나 바닥재는 발전소 내의 매립시설에 보관되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 바닥재의 토양으로 재활용 가능성을 평가하고자 하였으며, 석탄재가 함유하고 있는 유해물질을 중심으로 석탄재의 환경영향 가능성 평가를 위해 SP 및 HD석탄재를 각각 단독 또는 토양과 혼합하여 컬럼시험(Percolation test)을 진행하였고, 대조군시험을 위해 비오염토양을 확보하여 동일하게 분석을 수행하였다. 컬럼시험에 사용한 유입수는 해수, 산성강우(pH 4.5), 증류수이며, 유입 유속을 1 mL/min으로 유지하여 운전하였다. 각 컬럼에서 2L씩 최대 15 Fraction의 용출액을 채취하였으며, 채취한 즉시 pH, 온도 및 전기전도도를 측정하였고, 이 외에 생태독성, 중금속 및 이온물질을 분석하여 유해물질 용출 패턴을 확인하였다. 컬럼 용출액 중 pH를 모니터한 결과, SP 석탄재는 8.20~8.78, HD 석탄재는 7.63~8.03 범위를 보였다. 석탄재에 함유되어 있는 다양한 중금속의 용출패턴을 확인한 결과, 전반적으로 유출량에 따른 뚜렷한 감소특성을 보이지 않았다. 철(Fe)은 초기 용출액에서 낮은 농도가 검출되다가 6 Fr 이후부터 높은 농도가 유출되었고, 다시 12 Fr 이후부터 감소하였다. 석탄재를 단독으로 사용한 컬럼에 비해 토양과 혼합한 컬럼의 용출액 중 보론(B) 농도가 낮은 것으로 나타났다. Al, Mn, Ni, Sb, Se 등은 특별한 경향을 보이지 않았으며, 이 외에 분석한 중금속 항목 중에 Cd, Cu, Pb, Zn, Hg, 6가크롬은 용출액에서 모두 불검출 되었다. 용출액을 가지고 물벼룩의 급성독성을 시험하여 유입수에 따라 독성 수준이 다른 것을 확인하였다. 즉, 석탄재 자체의 독성보다는 해수, 담수, 산성강우 등 유입수의 영향을 받는 것으로 보인다. 증류수를 유입한 컬럼 중 SP석탄재는 모두 불검출 되었고, HD석탄재에서는 첫 번째 유출액에서만 1 TU이상의 값이 나오다가 이후 감소되었다. 해수를 흘려준 컬럼에서는 염도의 영향으로 1~2 TU 이상이 5 Fr 까지 유지되었고, 산성강우를 흘려준 SP석탄재와, 토양과 혼합한 HD석탄재 컬럼에서는 10 Fr 까지 1 TU이상을 유지하였으며 최대 8.2 TU의 독성을 나타내었다. 국내에서는 생태독성을 산업폐수 배출허용기준으로 적용하고 있으며, 청정지역과 청정지역 외로 구분하여 각각 1 TU와 2 TU로 규제하고 있다. 미국 델라웨어주와 뉴욕주, 독일의 폐수종말처리장에서도 2 TU로 관리하고 있다. 석탄재중 용출시험 결과 2 Fr 이후부터는 2 TU 이하를 유지하는 것으로 나타났으나, 일부 컬럼의 초기 용출액에서 나타난 독성영향에 대해서는 추가적인 검토가 필요하다.

동 제련 산업의 경우 1960년대까지 소비하는 전량을 수입에 의존하였고, 이후 경제발전과 함께 수요가 대폭증가하면서 국내에서도 동 제련 생산업체가 설립되기 시작하였다. 이와 함께 자동차, 전기･전자, 철강, 건설 및 기계 산업에 주요 기초 소재를 공급하는 역할을 담당하게 되었다. 산업 특성상 수입에 의존하는 원자재의 가격이 수익성에 큰 영향을 미치기 때문에 제련 시 발생하는 폐기물을 이용한 재활용 기술연구가 필요한 실정이다. 국내 동 제련 산업은 원석인 황동광을 파･분쇄하여 제품을 생산하는 1차 동 제련 산업과 폐동스크랩, 폐동파이프 등을 원재료로 하여 동 빌레트, 동 괴, 황동봉을 생산하는 2차 동 제련산업으로 나눌 수 있다. 1차 동 제련산업의 경우 국내 유일업체에서만 생산하고 있으며, 자체 플랜트 사업을 통해 재활용 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 2차 동 및 동합금 제련공정의 경우 현재 연구실적이 많지 않다. 공정 에서 발생하는 폐기물에 함유되어있는 Cu, Zn, Pb, Fe 등의 유가금속을 재활용하기 위해서는 반드시 대상 폐기물의 물리･화학적 특성 및 환경성평가가 선행 연구되어야 한다. 본 연구에서는 동 및 동합금 제련공정에서 폐기물의 발생량, 생산제품 등 5개 사업장(C사, D사, S사, P사, H사)을 선정하여 광재, 분진, 오니 폐기물의 기본 특성을 확인하였다. 대상 폐기물의 입도특성, 광물학적 특성 및 화학적 조성을 확인하였고, 입도분포에 따라 광물학적 성상의 변화에 대해 확인하였으며, 대상 폐기물의 중금속 용출･함유량을 확인하였다. 입도특성 결과, C사와 S사 광재의 경우 육안으로 식별 가능하였으며, S,P,H의 광재는 비교적 입도별로 고루 분포되어 있음을 확인할 수 있었다. 입도의 크기가 1 mm 이상에서는 폐기물 내 금속편의 식별이 가능하여 분리가 간편하지만, 1 mm 이하 금속편의 경우 파･분쇄 후 스크리닝(Screening)을 통한 분리공정이 필요하다. 또한 0.1 mm 이하에서 11%의 중량비율을 차지하고 있는 P2시료의 경우 물리적 파･분쇄를 통해 금속편의 회수가 어렵기 때문에 자력선별, 부유선별 등의 습식제련방법을 활용하여 분리해야한다. 황동 원재료 및 황동 제품을 주로 생산하는 D사, H사, P2사의 경우 대부분이 Zn으로 이루어져 있으며, 90% 이상의 높은 함유량을 보이고 있다. 또한 동 빌레트, 동 버스바 및 동 특수합금을 제조하는 사업장의 경우 Cu, Fe. Zn의 함유량이 골고루 분포되어 있어 이를 회수하여 재활용 할 경우 유가금속의 확보와 더불어 대부분의 원자재를 수입에 의존하고 있는 국내 실정에 따라 자체생산에 의한 경제성이 확보될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 환경성평가를 통해 높은 용출특성 및 함유량을 지닌 Cd, Hg, As 등의 유해물질이 제거된 폐기물은 공업용 충전제, 절연재, 채움재, 세라믹스 원료 등으로 재활용 확대방안에 기여 할 것으로 판단된다. 본 연구의 동 및 동합금 제련공정 발생폐기물의 입도특성, 광물학적 특성 및 화학적 조성, 유해물질 함유 특성 조사결과를 바탕으로 재활용 및 유가금속의 회수를 위한 기초데이터로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

1992년 유해폐기물의 국가 간 이동을 규제하는 바젤협약(Basel Convention)이 발효됨에 따라 유해특성을 나타내는 폐기물에 대한 수출･입을 국제적으로 규제하고 있다. ｢유해폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리의 통제에 관한 바젤협약｣은 자국의 규제를 피하기 위해 유해특성 폐기물을 선진국에서 개도국으로 수출하여 처리하는 과정에서 부적정 처리, 처리 기술 미비 등으로 발생할 수 있는 환경오염을 예방하고, 국제적인 분쟁을 해결할 수 있는 제도이다. 그러나, 국가별 유해특성 기준이 상이하거나 명확하지 않아 세분화된 유해특성 분류 및 관리체계를 마련할 필요가 있다. 우리나라는 1994년 2월 바젤협약 가입, 1994년 5월부터 ｢폐기물의 국가 간 이동 및 그 처리에 관한 법률｣을 시행하여 수출･입 폐기물에 대한 14종의 유해특성을 관리하고 있지만, 국내 ｢폐기물관리법｣에서는 부식성, 감염성, 용출독성 3종에 대한 유해특성만 관리되고 있다. 이에 따라, 환경부와 국립환경과학원에서는 2010년부터 국제 기준에 부합하는 수출･입 폐기물의 관리를 위해 유해특성 18종(부식성, 산화성 액･고상, 인화성 액･고상, 폭발성, 금수성, 자연발화성, 유기과산화물, 생태독성, 발암성, 자극성, 감염성, 위해성, 생식독성, 독성, 변이원성, 민감성)에 대한 시험방법 및 판정기준을 마련하였고, 국내 유해특성 폐기물에 대한 적용성 평가 연구를 수행하고 있다. 본 연구에서는 유해특성 18종 중 유기과산화물과 생태독성 가능 폐기물을 조사하여 유해물질 함유 실태조사와 유해특성 시험방법에 대한 적용성 평가를 수행하였다. 또한, 유기과산화물과 생태독성의 국내 폐기물관리법도입에 따른 경제적 영향을 사전에 분석･평가하여 향후 폐기물 관리 정책 마련에 지원하고자 하였다. 연구 결과 폐기물에 대한 생태독성은 폐기물의 발생특성상 다양한 생태독성 원인 물질이 함유될 수 있기 때문에 통합적인 생태독성 평가가 이루어져야 하고, 대표성 있는 시료를 채취, 유해특성 도입 여부 등을 종합적으로 분석･검토해야 할 것으로 판단되었다.

비료생산을 위해 미국 플로리다, 인도, 중국 등 전 세계적으로 인산제조시설이 운영되어 왔고, 제한적으로 시멘트첨가제, 도로보조 기층재, 석고보드 등의 용도로 재활용되고 있으나 발생한 인산석고를 대부분 공장부지 인근에 장기적치하고 있어 적치장의 관리비용 증가와 자연재해로 인한 환경유출이 우려되고 있는 실정이다. 국내 폐기물관리법 상 폐인산석고의 재활용 방법은 공유수면(바다만 해당)의 매립면허를 받은 지역의 성토재 또는 바다에 접한 매립시설의 복토재, 시멘트첨가제 등으로 한정되어 있으며, 건축경기, 방사능우려, 탈황석고 사용, 비료사용량 감소, 사회적인 문제 등으로 재활용량이 감소되어 왔다. 그러나 국내에서 다양한 재활용 연구와 기술개발 등 재활용 확대를 위한 여러 가지 연구를 하고 있지만 재활용 용도에 맞는 대량 사용시설 및 재활용 장소를 찾지 못하고 있다. 또한 재활용에 따른 토양, 지하수, 하천수 등 환경에 미치는 부정적인 영향도 우려하고 있다. 본 연구에서는 연속회분식실험장치를 이용하여 pH에 따른 인산석고의 용출특성을 파악하고자 국내에서 발생한 인산석고를 대상으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 인산석고와 용매(pH 4, 6, 8, 10, control)를 무게비로 1:10이 되게 교반용기에 넣고, 교반기의 회전속도 200 rpm으로 약 60일 동안 용출실험을 진행하였다. 조사항목은 pH, 전기전도도를 측정하고, 나트륨, 카드뮴 등 중금속을 분석하여 용출량 특성을 비교하였다. 또한 인산석고 용출특성에 대한 선행연구결과 및 환경매체별 환경기준과도 비교･검토하였다.

자원의 절약 및 환경보전을 위해서는 에너지와 천연자원의 문제를 해결하는 것이 국가 경제의 미래를 결정하는 주요변수로 작용될 수 있다. 특히, 천연자원의 무분별한 개발 증가로 가격 상승, CO2와 같은 온실가스 배출 증가, 에너지 소비 증가 등 자원 난개발은 경제자체 문제뿐만 아니라 환경오염 문제로 확대될 수 있어서 폐자원의 재활용은 순환형 사회 정착을 위해 더욱 부각되어야 한다. 따라서 재활용제품 사용에 따른 국민건강 위해우려수준을 낮추고 환경오염을 사전에 예방하는 폐자원의 안전성을 확보하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사대상 시료는 환경에 유해 가능성이 있을 것으로 예상되는 재활용제품 중 점토벽돌 15종, 고로슬래그 시멘트 11종, 성토재 11종을 선정하였으며, 비소, 카드뮴 등 중금속 8종에 대해 함량과 용출량을 분석하였다. 시멘트 공시체와 점토벽돌의 용출실험은 NSF/ANSI 61-2007a 시험방법, 성토재는 폐기물 공정시험방법으로 분석하였다. 물벼룩 독성시험은 재활용 제품을 증류수와 빗물로 용출한 액으로 실험하였다. 위해성 평가를 위해 용출실험한 결과, 재활용제품이 설치된 지역의 수질기준(수질 및 수생태계 하천기준, 지하수의 수질기준, 해양생태계 보호기준)과 비교하여 수질기준을 초과하는 경우 위해성평가를 실시하였다. 고로슬래그 시멘트공시체, 재활용 점토벽돌의 중금속 함량은 토양오염 우려기준 1지역 기준(비소 25, 카드뮴 4, 구리 150, 납 200, 수은 4 mg/kg 등)을 만족하였고, 슬래그 성토재 시료는 토양오염우려기준 2지역 기준(비소 50, 카드뮴 10, 구리 500, 납 400, 수은 10 mg/kg 등)이하로 나타났다. 증류수 용출실험에서 모든 시료의 중금속 용출량이 규제 항목에서 모두 검출한계 미만이었으며, 빗물 용출시험에서 고로슬래그 시멘트공시체와 재활용 점토벽돌, 슬래그 성토재 시료의 중금속 항목도 모두 검출한계 미만이었다.

해양오염이 지구적 환경문제로 인식되면서 폐기물의 해양배출에 의한 오염을 예방하는 차원에서 채택되었던 72런던협약 개정 ‘96런던협약의정서의 영향으로 기존에 해양처리되던 많은 유기성 폐기물이 육상처리로 전환되어야 하며, 체계적이고 효율적인 대책 마련이 필요하다. 반면 산업계에서는 비용이 보다 저렴한 해양배출이 금지됨에 따라 재정적 부담이 커지고 있으며, 보다 경제적인 유기성 폐기물의 처리 방법이 요구되는 실정이다. 따라서 본 연구는 유기성 폐기물의 처리 방법에 따른 경제성 특성을 평가하여, 경제적인 처리방법을 제시하고자 한다. 유기성폐기물의 처리방법별 경제적 비용을 파악하기 위하여, 올바로시스템 통계를 기준으로 유기성 폐기물 배출량이 많은 사업장 중 자료조사에 응한 80개의 사업장 폐기물의 처리비용을 토대로 경제성 분석을 수행하였다. 유기성 폐기물의 종류별 처리방법에 대한 원단위비용분석 및 환경비용을 고려하여 처리비용을 산정하였으며, 폐기물 소각 및 매립의 환경비용 산출은 온실가스를 고려하여 산정하였다. 조사 결과 폐수처리오니 중 톤당 비용이 가장 낮은 폐기물은 펄프종이 및 목재류로 5,180 원/톤으로 나타났다. 반면, 금속 및 기계 등의 폐수처리오니는 116,370 원/톤으로 처리비용이 높게 나타났다. 이는 매립, 소각, 해양투기의 처리량이 상대적으로 재활용 처리양에 비해 많으며, 재활용처리단가가 시멘트 부원료 및 퇴비화에 96,600 원/톤으로 다소 높은 처리비용이 원인인 것으로 분석되었다. 폐수처리업의 폐수처리오니는 건축자재, 시멘트 부원료, 퇴비화에 재활용이 가능하며, 톤당 처리비용을 고려할 때 건축자재로의 재활용이 가장 경제적인 것으로 분석되었다. 특히 시멘트 부원료의 재활용이 가장 많은 양을 차지하고 있었으나 톤당 처리비용이 137,000 원으로 매우 높아 건축자재의 재활용 방식으로 처리하는 것이 경제적인 것으로 나타났다. 또한 공정오니는 회수방안과 고형화에 의한 재활용이 경제성이 있는 것으로 분석되었다. 음식물의 경우 사료화 및 퇴비화의 톤당 비용 사료화 37,500 원/톤, 퇴비화 55,000 원/톤으로 사료화가 경제적인 것으로 분석되었다. 음식물폐기물의 퇴비화는 톤당 140,000원에 판매되고 있어 수익성이 우수한 것으로 나타났으며, 사료화에 의한 판매단가는 더욱 조사되어져야 할 것이다. 이러한 결과를 바탕으로 폐기물 특성에 맞게 처리비용이 적게 들고 효율적인 재활용 기술을 도입하는 것은 물론 경제성 있게 처리하며, 유기적인 광역 관리체계를 구축해야 할 것이다.

유해폐기물의 국가간 이동은 폐기물이 부적절하게 이동될 때 환경적으로 큰 문제를 야기 시킬 수 있어 이러한 수출･입 폐기물은 환경문제, 산업체 원료확보 문제 등 직접적으로 연관이 되므로 중요시 되어 왔다. 따라서 유해폐기물 수출･입국간에 협조체계를 구축하고, 폐기물의 국가간 이동에 대한 규제범위를 정하여 폐기물의 국가간 이동을 통제하는 것이 필요하다. 폐기물의 수출･입 통제는 선진국이 자국의 엄격한 규제를 피해 유해폐기물을 중남미, 아프리카 등 개도국에 수출하여 처리하거나 매각함으로써 유해폐기물의 부적정 처리로 국제적인 문제를 야기할 수 있기 때문에 개도국과 전지구의 환경 보호를 위한 국제협력의 필요성이 대두되었다. 바젤협약과 선진국에서 통용되고 있는 폐기물의 유해특성은 14종(H1 ~ H14)이나 우리나라는 부식성, 감염성, 용출독성, 인화성, 산화성 등으로 한정되어 있다. 최근, 비통제 대상폐기물에 대한 수입국의 규제강화, 수출입 폐기물로 인한 폐기물의 재활용 저해에 대한 우려 등 국내･외 여건변화에 대응하기 위하여 비통제 대상 폐기물에 대한 관리강화가 필요하다. 또한, 원자재 및 유가 상승으로 고형폐기물의 재자원화를 위한 국내외에 수출･입 되는 폐기물량이 변화되고 있어서, 국내에서도 이들 수출･입 되는 폐기물의 환경위험성에 대한 폐기물의 이동 관리강화가 필요하다. 따라서 수출입 폐기물의 안전한 관리와 국제 기준에 효율적으로 대응하기 위해 국내 유해 폐기물의 유해특성 분류를 세분화할 필요가 있다. 본 연구에서는 바젤의 유해특성 중 유해특성 기준이 마련되어 있지 않은 독성, 생태독성 등에 대한 국내･외시험방법과 판정기준을 비교･연구하여 국내 실정에 적합한 공정시험기준 및 판정기준(안)을 마련하는데 필요한 기초자료를 확보하고자 수행하였다

석탄재, 슬래그와 같은 부산물의 발생량이 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 재활용방법으로 육상, 해안, 간척지 등의 매립재로 활용하고 있다. 그러나 이러한 부산물을 매립하거나 도로 기층재로 활용할 경우 토양, 지하수, 하천수 등에 영향을 우려하고 있어 이에 대한 과학적인 접근방법이 필요하게 되었다. 분석방법은 한국폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법(JLT-46)으로 연속회분식 용출실험을 수행하였다. 일본토양용출시험방법은 우리나라의 폐기물공정시험기준과 비교해보면 시료(입경 2 mm 이하)를 정제수(pH 5.8 ~ 6.3)로 용출시키는 과정까지는 큰 차이는 없으나 마지막 단계에서 0.45 μm의 멤브레인필터로 여과하는 것으로 완성되고 따로 용출액의 산처리를 진행하지 않는다는 점이 다르다. 우리나라 폐기물공정시험기준은 시료의 용출과정을 거친 후, 용출액에 산을 첨가하여 가열･농축･냉각하는 산처리과정이 있다. 연속회분식용출실험을 수행하였다. 조사항목은 카드뮴, 크롬, 납, 비소, 나트륨, 칼륨과 pH, 전기전도도, 불소이온 농도 등 11종을 분석 비교하였다. 또한 시간에 따른 용출량 변화를 보기 위해 0, 1, 2, 4, 8, 16, 32일 동안 용출실험을 계속 진행하여 각각의 시료에 대한 용출농도 특성을 해석하였고, 입자의 크기에 따른 용출농도도 함께 실험하였다. 따라서 본 연구에서는 철강, 구리, 페로-니켈슬래그를 우리나라의 폐기물공정시험기준과 일본의 토양용출시험방법으로 시료를 용출한 결과를 비교‧분석하고, 분석항목별 용출특성을 파악하여 부산물의 재활용 지역에 대한 환경기준을 마련하는데 필요한 기초자료를 확보하고자 수행하였다.

Various foreign materials such as contaminated soil, woody waste, drums containing waste oil, waste transformer, and waste pressure vessel are generated during the collecting and sorting processes of steel scrap. Recently, environmental problems have occurred because of the use of steel scrap that contained contaminants and was not separated properly. And this has also affected the quality of iron products made of steel scrap. Particularly, contaminated soil is highly likely to contain various hazardous substances including heavy metals, which is why proper management standards for contaminated soil are necessary. In this study, concentrations of heavy metals, BTEX, TPH, PAHs, and hazardous materials in contaminated soil were analyzed. It was found that the concentrations of lead and zinc were higher than other heavy metals and iron also showed high concentration. The very high TPH concentration in contaminated soil implies that contaminated soil was polluted by diesel, fuel oil or lubricant. So the comprehensive management regulatory plan and management standard for the hazardous materials are necessary for environmentally-friendly recycling of steel and iron scrap.