2013년 8월 진해만을 대상으로 표층 퇴적물을 채취하여 미량금속(As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)의 분포를 살펴보고, 오염도를 분석하였다. 미량금속의 평균농도는 As 11.1 mg/kg, Cd 0.52 mg/kg, Co 14.1 mg/kg, Cr 69.8 mg/kg, Cu 57.2 mg/kg, Fe 3.7 %, Hg 0.064 mg/kg, Mn 600 mg/kg, Pb 40.1 mg/kg, Zn 167.2 mg/kg 의 범위로 조사되었다. 미량금속 중 As, Co, Cr, Fe의 농도는 만 전반적으로 균일한 분포를 보였다. 반면, Cd, Hg, Pb, Zn는 마산만을 포함한 진해만의 북쪽 해역, Cu는 진해만 남동쪽의 고현만, Mn은 거제도 북쪽과 마산만 남쪽을 잇는 만 동쪽방면의 외해로 열린 해역에서 국지적으로 높은 농도를 나타냈다. 각 미량금속의 공간적 분포, 퇴적물 입도 및 미량금속 간의 상관관계와 요인분석 결과 등을 종합적으로 검토해봤을 때, Co, Cr, Fe는 퇴적물의 입도, Mn은 퇴적물의 산화환원 상태, 그리고 As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn은 만 주변의 오염활동으로 인한 미량금속 공급에 따라 분포가 지배되는 것으로 파악되었다. 미량금속 중 As, Cd, Cr, Hg, Pb의 농도를 국내 해양 퇴적물 환경기준인 주의기준(TEL), 관리기준(PEL)과 비교 시, Cd, Hg, Pb의 농도가 만의 북쪽인 마산만 주변에서 주의기준을 초과하였다. 각 미량금속의 농축계수 및 농집지수를 계산한 결과, As, Cd, Cu, Hg, Mn, Pb, Zn가 일부 해역에서 인위적 오염을 보였다. 이 중 As, Mn, Zn은 우려할만한 수준의 오염을 보이진 않았으나, 마산만을 포함한 만 북쪽에서는 Cd, Hg, Pb, 만 남동쪽 가장 안쪽의 고현만에서는 Cu로 인한 오염 수준이 비교적 높게 나타나 해당 원소의 농축에 대해 주의가 필요할 것으로 판단된다.

연안환경의 영양염 순환에서 저층에서의 영양염 재생산(regeneration)은 주요한 영양염 공급원 중 하나이다. 진해만 저층 영양염의 거동을 살펴보기 위해 2004년부터 2012년까지 9년간 진해만 내 14개 정점의 수질자료를 분석하였다. 저층의 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소는 계절적 변동성을 나타내었고, 하계에 가장 높은 농도를 보였다. 특히, 빈산소 수괴(hypoxia) 형성 시기의 평균 영양염 농도는 정상산소상태(normoxia) 시기에 비해 약 2배 더 높게 나타났다. 하계 진해만의 저층 용존무기질소, 인산염인, 규산염규소의 농도는 재생산에 의해 모두 높은 경향을 보였으나, 공간적 농도 분포는 차이를 나타내었다. 용존무기질소와 인산염인은 마산만에서 가장 높은 농도를 보이는 반면 규산염규소는 마산만 뿐만 아니라 진해만 중심부에서도 높은 농도를 나타내었다. 또한 다른 영양염에 비해 규산염규소는 전 계절 동안 저층에서의 재생산이 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 시계열 분석 결과 9년간 용존무기질소의 농도는 약 14 μM에서 6 μM로 뚜렷한 감소를 나타내었다. 용존무기질소의 감소로 인해 진해만 저층의 Si/N 비는 약 1에서 3으로 증가된 것으로 나타났다.

본 연구는 배수성 아스팔트 포장의 표면을 아크릴 수지로 코팅 처리할 경우 내구성 측면 및 기능적 측면에서 어떠한 효과가 있는가를 실내시험을 통해 평가하는 기초적인 연구이다. 포장의 내구성 측면에서는 칸타브로 및 휠트래킹, 수분손상 간접 인장 피로 시험 등을 실시하였다. 시험결과 시편을 수지로 코팅을 한 경우 칸타브로 손실률이 3배 정도 감소되었고 균열에 대한 저항성도 대폭 향상되었으나 수분손상 및 소성변형의 저항성은 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 기능적인 측면에서는 코팅 전 후의 투수계수 및 공극률 BPT(British Pendulum Tester)를 사용한 미끄럼 저항성의 변화를 측정하였다. 시험결과 공극률 및 투수계수는 약간 저하되나 기능상의 문제는 없을 것으로 판단되며, 미끄럼 저항성은 규사를 살포하지 않을 경우 미끄럼 저항성이 감소되나 규사를 살포할 경우 코팅 전 수준 이상의 미끄럼 저항성을 확보하는 것으로 나타났다.

사용 후 폐기되는 폐가전제품은 전 세계적으로 연간 약 5,000 만톤이 발생하고 있으나, 재활용되는 비율은 약 15.0 % 미만으로 폐가전제품의 처리 및 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. EU의 WEEE 지침뿐만 아니라 국내의 EPR 제도 확대시행 및 2018년 1인당 6.0 kg의 WEEE 재활용 목표 관리제 등의 규제가 강화되고 있는 실정이다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 다양한 종류의 재료 및 부품이 사용되고 있으며, 철금속류, 구리 및 알루미늄 등의 비철금속류, PCBs 및 플라스틱 등 재활용이 가능한 유용자원을 다량으로 함유하고 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 대형가전에 비해 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 다양한 재질의 플라스틱을 사용하고 있다. 플라스틱의 재질선별에 가장 널리 사용되고 있는 근적외선분광법(NIR 선별)의 경우 흑색 플라스틱의 재질을 인식하지 못하는 한계점 등으로 인하여 흑색 플라스틱의 재질선별 및 재활용 공정에 적용을 하지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 레이저 기술을 기반으로 흑색 플라스틱 자동선별 시스템을 개발하였으며, 자동선별 시스템은 흑색 플라스틱 시료의 위치 자동인식 장치, 실시간으로 흑색 플라스틱의 재질을 인식하는 레이저유도기반분광 분석(LIBS) 장치, LIBS로부터 획득한 플라스틱의 재질별 특성 데이터의 분류를 위한 인공지능형 알고리즘 S/W, 재질별 선별/회수를 위한 선별분리장치 및 선별시스템 각각의 장치를 제어하기 위한 Control unit 등으로 구성되어 있다. 레이저 기술을 기반으로 흑색 플라스틱의 재질별 특성을 분석하였으며, 획득한 흑색 플라스틱 재질별 특성 데이터를 주성분 분석법(PCA)과 인공지능형 알고리즘 기법의 분류기를 적용하였다.

A great variety of plastics are used in IT products, which differ not only by plastic type but also by color and presence of additives such as brominated flame retardants (BFRs). In this study, to identify the plastics containing BFRs and heavy metals (i.e., Pb, Hg, Cd, Cr6+), laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) was used. Polypropylene (PP)-type black plastic samples that were obtained from three different types of used electric cookers were analyzed. The spectrum peaks observed in the LIBS system confirmed the presence of BFRs and heavy metals. The number of Br peaks were identified and the data were compared with the previous atomic spectra database. In the near future, the recycling of plastics from e-waste may become more important not only to reduce the amount of waste requiring treatment but also to eliminate the plastics containing hazardous components and compounds.

국제 원자재 가격 상승 및 환경규제 강화 등으로 인해 폐자원의 재활용에 대한 관심이 높아지고 경제적 가치가 부각되고 있다. 그 중 일상적인 전자제품들은 편의성에 따라 널리 사용되며 폐기시 유해물질로 인한 각종 환경오염 문제를 일으킨다. 이에 정부는 폐전기・전자제품의 재활용 활성화를 위하여 EPR 제도를 도입하여 시행하고 있으며, 2014년 폐소형가전까지 확대 지정하여 EPR 대상품목에 포함하였다. 폐소형가전의 경우 해마다 새로운 제품들이 쏟아져 나오며 재활용 대상 폐가전제품의 발생량도 크게 증가할 것으로 예상된다. 가볍고, 성형이 쉬운 플라스틱을 가전제품에 사용할 경우에는 화재에 취약하다는 단점을 가지고 있다. 특히, 소형가전제품에는 화재예방을 위한 난연제, 제품의 상품성을 높이기 위한 착색제, 제품을 보호하기 위한 코팅제 및 대전방지제 등 각종 첨가제들을 여러 종류 사용하고 있다. 난연제의 경우 우수한 난연 성능 및 저렴한 가격으로 인하여 브롬화난연제(Brominated Flame Retardants, BFRs)를 가장 널리 사용하고 있으며, 대표적인 브롬화난연제는 PBDE(polybrominated diphenyl ether), TBBPA(Tetrabromobisphenol A), HBCD(Hexabromocyclododecane) 등이 있다. 가전제품으로부터 회수한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위해서는 브롬화난연제가 함유된 플라스틱의 사전제거가 중요하다. 브롬화난연제를 함유한 플라스틱을 인식/식별하는 기술은 개발되었으나, 선별기술의 상용화사례는 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 레이저 기반 기술을 이용하여 폐소형가전에서 회수한 플라스틱 중 브롬화난연제를 함유한 플라스틱의 특성을 파악하였다. 향후 폐소형가전으로부터 발생한 플라스틱의 효율적인 재활용을 위한 선별기술 개발 자료로 활용하고자 한다.

소형가전은 다양한 종류의 유용자원을 포함하며 대형가전에 비해 플라스틱의 함유량이 높다. 생활수준의 향상으로 인하여 편리하고 다양한 소형가전의 소비가 증가하고 있으며, 사용자의 기호에 따라 다양한 형태의 밥솥이 사용되고 있다. 압력 밥솥의 경우 일반 밥솥에 비해 흑색 플라스틱의 함유량이 높을 뿐만 아니라 흑색 플라스틱의 재질이 다양하다. 최근 압력 밥솥의 소비증가로 향후 흑색 플라스틱의 발생량은 증가할 것으로 예측된다. 그러나, 현재의 폐소형가전 재활용 공정에 적용된 선별 기술로는 흑색 플라스틱의 정확한 선별이 어려운 실정이다. 따라서, 폐소형가전 재활용률 향상을 위한 흑색 플라스틱의 선별기술이 요구된다. 본 연구에서는 폐소형가전의 대표적인 품목 중 하나인 전기밥솥의 종류별 해체/선별하여 물리적 특성을 분석하였으며, 향후 폐소형가전의 효율적인 선별 기술 개발의 자료로 활용하고자 한다.

전 세계적으로 폐전자제품의 연간 발생량은 약 5,000 만톤에 달하고 있으나, 재활용되는 비율은 약 15 %미만으로 폐전자제품의 처리에 대한 EU의 WEEE 지침 등이 지속적으로 강화되고 있다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 제품의 종류나 구성 물질이 매우 다양하며, 재질 중 흑색 플라스틱의 비율이 높을 뿐만 아니라 적정 선별기술이 없어 효율적인 재활용이 되지 못하고 있는 실정이다. 2014년부터 폐중･소형가전까지 EPR제도의 확대 시행으로 폐가전제품의 발생량은 지속적으로 증가할 것으로 예측된다. 폐소형가전 민간재활용업체에서는 특정 선별기술을 적용하지 못하고 인력에 의하여 일부 고가의 유용자원만을 선택적으로 선별/회수하여 재활용하고 있으며, 일부 경제성이 낮은 흑색 플라스틱의 경우에는 혼합물의 형태로 매각하고 있는 실정이다. 다량의 유용자원을 포함하고 있는 폐소형가전의 효율적인 재활용을 위해서는 해체/파쇄 기술뿐만 아니라 다양한 구성 물질 특히, 흑색 플라스틱의 재질을 자동으로 인식하고 선별할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질을 레이져 기반 기술을 이용하여 재질별 자동 인식하였으며, 획득한 흑색 플라스틱 재질별 데이터는 인공지능을 이용한 알고리즘으로 분류기를 설계하였다. 폐소형가전으로부터 발생하는 흑색 플라스틱의 재질별 선별을 위한 자동선별 시스템을 개발하였으며, 흑색 플라스틱의 재질별 인식율 및 선별효율 향상 등을 위하여 자동선별 시스템의 성능 개선 및 보완 등의 연구를 수행 중에 있다.

과거에는 생활폐기물을 처리하기 위한 방법으로 매립, 소각, 등의 방법이 주로 사용되었으며, 이와 같은 방법은 부산물 발생으로 2차 환경오염을 유발하여 지구온난화와 같은 기후변화에 영향을 주는 것으로 보고되고 있다. 기존의 소각 및 매립시설을 보완하기 위해 정책과 R&D 사업을 통해 다양한 방법을 비교분석하여 2007년부터 가정, 사업장 등에서 발생되는 폐기물에서 자원화 및 에너지화 가능한 물질을 최대한 회수하여 소각 및 매립량을 최소화 할 수 있는 생활폐기물 전처리시설이 도입되기 시작하였으며 현재는 전국에 약 20여기가 가동 및 건설 진행 중에 있다. 그러나, 현재 가동 중에 있는 전처리시설에서 자원화 및 에너지화 물질을 회수한 나머지인 저품위 혼합폐기물 약 40%이상이 고함수율(40%이상) 상태로 배출되고 있어 지역에 따라 소각 또는 매립처리되고 있다. 저품위 혼합폐기물의 배출상태는 대부분 입도 선별된 물질과 기계선별이 되지 않은 물질들로 구성되어 있어 입도가 작고, 유기물이 엉켜있어 수분이 높은 상태로 유지되고 있다. 이러한 저품위 혼합폐기물내에는 기계식 선별장치로 선별되지 못한 가연물이 다량으로 포함되어 있어 이를 에너지원으로 활용할 수 있다면, 기존 시설을 보완하여 소각 및 매립되는 폐기물 양을 현저히 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 소각 및 매립으로부터 발생되는 2차 환경오염을 저감할 수 있을 것으로 사료된다. 본 연구에서는 이러한 저품위 혼합폐기물을 대상으로 건조공정 이후 간단한 기계식 선별로 가연물을 회수한 다음 회수된 가연물로부터 에너지원 활용 가능성 여부를 알아보았다.

플라스틱은 가볍고 튼튼하여 다양한 산업에서 폭 넓게 사용되고 있으며, 특히 여러 가지 형태로 가공이 가능하여 전자산업에서 유용하게 사용되고 있다. 전자산업에 사용되는 플라스틱의 경우 우리의 삶을 편리하고 풍요롭게 만들어 주고 있으나, 사용 후 폐기단계에서 여러 가지 많은 문제를 일으키고 있다. 폐가전제품(e-waste)에는 철금속류, 알루미늄 및 구리 등의 비철금속류 등 유용자원 뿐만 아니라 다량의 플라스틱류가 포함되어 있다. 특히, 폐소형가전의 경우 대형가전에 비해 플라스틱의 함량이 높고, 검정색 플라스틱의 비율이 상대적으로 높은 실정이다. 폐소형가전의 경우 제품의 종류, 모델 및 제조사 등에 따라 구성하고 있는 물질과 플라스틱의 종류가 매우 다양하여 파쇄, 해체 및 선별 등의 재활용 공정에서 특정 선별기술의 적용이 매우 어려운 실정이다. 폐소형가전 재활용 현장에서는 선별기술을 적용하지 못하고 인력에 의하여 일부 고가의 유용자원만을 선택적으로 선별/회수하여 재활용하고 있으며, 일부 경제성이 낮은 검정색 플라스틱의 경우에는 혼합물의 형태로 매각하고 있는 실정이다. 다량의 유용자원을 포함하고 있는 폐소형가전의 효율적인 재활용을 위해서는 해체/파쇄 기술뿐만 아니라 다양한 구성 물질 특히, 검정색 플라스틱의 재질별 인식 및 선별할 수 있는 기술과 상용화기술의 개발이 필요하다. 본 연구에서는 폐소형가전으로부터 발생하는 검정색 플라스틱의 재질별 선별을 위하여 여러 가지 선별기술을 검토하였으며, 본 연구 결과를 기반으로 검정색 플라스틱의 재질별 자동 인식 및 선별 기술을 개발하여 현장적용을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

Background : Acanthopanax sessiliflorus (Rupr. et Maxim) Seem, belonging to the Araliaceae family, is widely distributed in Korea, China, and Japan. The plants belonging to Acanthopanax species are traditionally used in Korea as anti-rheumatoid arthritis, anti-inflammatory and anti-diabetic drugs and are recognized to have ginseng-like activities. A simple and sensitive high-performance liquid chromatographic (HPLC) method was developed and validated for independent analysis of major compounds and chlorogenic acid in A. sessiliflorus fruits. Chlorogenic acid was reported that prevent cancer and cardiovascular disease in vivo. Also, it has antioxidant effect in vitro test. In the previous experiment, chlorogenic acid were found in A. sessiliflorus fruits. This study was performed to identification of the major compounds and investigate the method validation for the determination of chlorogenic acid in A. sessiliflorus fruits. Methods and Results : Three major compounds were recorded on a Varian Unity Inova AS-400 FT-NMR spectrometer and analyzed by the new HPLC analysis method. HPLC analysis was carried out using an Waters e2695 and PDA detector. The new analyasis method was validated by the measurement of intra-day, inter-day precision, accuracy, limit of detection (LOD, S/N=3), and limit of quantification (LOQ, S/N=10) of chlorogenic acid. The results showed that the correlation coefficient (R2) for the calibration curves of chlorogenic acid was 0.997 in terms of linearity. The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were 0.565 ㎍/ml and 2.88 ㎍/ml, respectively. There was no interfering peak observed each other and HPLC system was suitable for analysis showing goodness of peak and high precision. Conclusion : This method is suitable to detect and quantify major compounds in A. sessiliflorus fruits. Furthermore, the result will be applied to establish chlorogenic acid as an standard compound for A. sessiliflorus fruits.