Since climate change increases the risk of extreme rainfall events, concerns on flood management have also increased. In order to rapidly recover from flood damages and prevent secondary damages, fast collection and treatment of flood debris are necessary. Therefore, a quick and precise estimation of flood debris generation is a crucial procedure in disaster management. Despite the importance of debris estimation, methodologies have not been well established. Given the intrinsic heterogeneity of flood debris from local conditions, a regional-scale model can increase the accuracy of the estimation. The objectives of this study are 1) to identify significant damage variables to predict the flood debris generation, 2) to ascertain the difference in the coefficients, and 3) to evaluate the accuracy of the debris estimation model. The scope of this work is flood events in Ulsan city region during 2008-2016. According to the correlation test and multicollinearity test, the number of damaged buildings, area of damaged cropland, and length of damaged roads were derived as significant parameters. Key parameters seems to be strongly dependent on regional conditions and not only selected parameters but also coefficients in this study were different from those in previous studies. The debris estimation in this study has better accuracy than previous models in nationwide scale. It can be said that the development of a regional-scale flood debris estimation model will enhance the accuracy of the prediction.

암모니아성 질소는 생활하수, 축산폐수, 산업폐수 등의 점오염원과 화학적 비료 남용에 의한 유출 등의 비점오염원으로부터 수계로 방류되어 부영양화 등의 수질 오염을 유발할 수 있다. 생활하수 등에서 암모니아성 질소를 제거하기 위해 생물학적 처리공정이 주로 적용되고 있으나 운영상의 어려움, 비점오염원 저감의 어려움으로 인하여 대체방안이 요구된다. 바이오차를 흡착제로 활용하는 방안은 적용이 간단하며 효율적으로 수중 암모니아를 제거하는 방안으로 주목받고 있다. 선행 연구에서는 대부분 암모니아성 질소 흡착을 NH4+ 양이온 흡착으로 설명하고 있으나 수중의 암모니아성 질소는 pH에 따라 NH4+와 NH3(aq)로 분배될 수 있어 적용 조건에 따라 두 화학종이 모두 흡착에 참여할 가능성이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 화학종 분배를 함께 고려하는 것의 필요성을 검증하고자 하였다. 바이오차는 발생량이 많은 농업부산물인 볏짚을 300, 400, 500, 600℃ 네 가지 최고온도로 열분해하여 얻었다. 암모니아성 질소 용액은 NH4Cl을 이용하여 준비하였다. 이후 20℃에서 바이오차 투여량 5 g/L 조건으로 초기농도 10 ~ 500 mg/L 용액에 대하여 등온흡착실험을 진행하였다. 흡착반응속도실험은 20℃에서 투여량 5 g/L 조건으로 초기농도 50 mg/L에서 진행하였다. 바이오차 투여 이후 pH는 NH4+의 pKa인 9.25 부근까지 증가하여 NH3(aq)가 액상에 존재할 수 있음을 확인하였다. 등온흡착곡선은 BET 모형에 의해 설명되었기에 응축에 의한 다층 흡착이 진행되는 것을 확인하였다. NH4+만이 흡착에 참여할 경우 쿨롱 반발력에 의해 응축이 일어날 수 없다. NH3(aq)가 흡착에 참여한다면 극성 분자의 쌍극자모멘트 또는 약한 수소결합으로 부터 응축에 의한 다층 흡착을 설명할 수 있다. 반응속도 실험결과 300℃에서 제조한 바이오차에 의한 암모니아성 질소 흡착은 유사 1차 반응속도 모형으로부터 설명할 수 있어 NH4+ 흡착이 주요한 것으로 생각된다. 300℃보다 높은 온도에서 제조한 바이오차의 경우 Elovich’s Equation이 암모니아성 질소의 흡착반응속도를 더 잘 설명하여 흡착 메커니즘을 NH4+ 흡착으로 설명할 수 없었다. Elovich’s Equation은 분자 상 물질의 화학적 흡착을 설명하는 모형이므로 NH3(aq)이 흡착에 참여하는 것으로 해석할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 바이오차에 의한 암모니아성 질소 흡착은 NH4+ 이온의 흡착뿐만 아니라 NH3(aq)의 흡착도 함께 고려해야 함을 확인하였다.

De-icing salts applied to roads during winter enable safe driving conditions. However, these salts are eventually displaced to roadside areas at which they can negatively impact soil, vegetation, and water resources. This purpose of this study is to determine the relationship between foliar damage ratio (NY = 0-25%, SY = 26-50%, CY = 51-75%) on roadside trees (Ginko biloba) and seasonal impact of de-icing salts on soil and vegetation. Thirty roadside trees were selected at 8 m intervals between the Konkuk and Judeok intersections in Chung-ju city. The results reveal that seasonal soil acidity is relatively alkaline for foliar damage ratio of Ginko biloba was CY compared to NY. Also, electronic conductivity of each seasonal sampling was recorded as high in winter and spring, whereas the opposite trend is observed in summer. Various plants species were identified in abundance under roadside trees within NY roadside sections. These same species were observed in reduced numbers within CY sections. Strong negative correlations were identified between foliar damage ratio on roadside trees and vegetation. This relationship may be a method to use in predicting the accumulation of de-icing salt and visible injuries on roadside trees.

디스포저는 음식물쓰레기 처리 과정의 불편을 해소하기 위해 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 배출하는 기기이다. 우리나라는 1985년에 디스포저가 도입되었지만 배관폐색, 하수처리장의 유기물 부하량 증가 등의 문제가 예상되어 1995년에 디스포저의 사용을 금지하였다. 하지만 2007년 이후 서울․경기 지역에서 실시한 디스포저 시범사업 결과들을 바탕으로, 사용자 임의로 배출량을 조작할 수 없는 일체형 제품이고, 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준으로 80% (by dry wt.) 이상 회수될 경우에 한해 디스포저 사용이 가능하다. 이 때문에 고형물 회수율 조건을 만족시키는 동시에 더 많은 고형물을 자원화하기 위해서는 디스포저 분쇄오수의 고형물 회수율을 향상시켜야 하고, 그중 한 가지 방법이 분쇄오수를 응집시키는 것이다. 고형물 회수율을 높이기 위해 응집제를 사용할 경우 분쇄오수로부터 추가적인 고형물을 회수할 수 있지만, 사용된 응집제가 회수된 고형물의 자원화 과정에 어떤 영향을 주는지에 대해서는 조사된 바가 없다. 이전 연구에서 응집 및 재순환으로 고형물 회수율이 높아지는 것을 확인하였기 때문에, 사용된 응집제(Chitosan, PAC)가 혐기소화 과정에서 메탄 생성량 및 생분해도 등에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 본 연구에서는 Biochemical Methane Potential(BMP) test를 통해 응집제가 혐기소화에 미치는 영향을 살펴보았다. 환경부 고시 2012-203에 제시된 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고, 디스포저 (Thinkmom, Energy1, Korea) 를 이용하여 분쇄오수를 제조하였다. 제조한 분쇄오수를 체 1.0 mm, 원심분리기(HANIL, New Supra 22K) 1,213 rpm, 30 min 의 조건에서 고액분리하였고, 배출된 여액은 이전 연구에서 수행된 최적 응집조건에 따라 pH 6.5 ± 0.2에서 Chitosan과 PAC 응집제를 각각 20ppm, 50ppm의 양을 주입하여 응집하였다. 이후 250 ml serum bottle에 기질 (5g-VS/L), 영양 배지 (90 ml), 혐기성 미생물 식종슬러지 (10 ml)를 주입하여 35℃에서 Triplicate로 수행되었다. 영양 배지는 Shelton & Tjedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였고, 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출한 소화슬러지를 사용하였으며 Control assay는 기질 주입 없이 수행되었다. 55일 동안의 실험 결과, 응집제 미사용, Chitosan 응집제 사용, PAC 응집제 사용 등 3가지에서 각각 단위 g-VS 당 누적메탄발생량이 247.6 ± 10.9, 256.6 ± 14.3, 243.6 ± 16.8 ml/g-VS 로 나타났고, 메탄전환율은 각각 51.1 ± 2.3 % , 53.0 ± 1.8%, 50.3 ± 1.9%로 나타났다. T-test 결과 3가지 시료에 대해 메탄발생량과 메탄전환율에서 유의미한 차이가 없는 것으로 판단되었으며, 이것은 회분식 실험에서 응집제의 사용이 메탄발생에 유효한 차이를 발생시키지 않은 것을 의미한다. 본 연구는 이후 응집제 사용이 혐기소화에 미치는 영향에 대해 추가적으로 분석하기 위한 연속식 반응조(CSTR) 실험의 기초자료로 활용될 수 있다.

폐기물 매립지에서는 폐기물의 혐기성 소화에 의해 매립가스가 발생하며 CH4가 그 중 40-60%의 부피를 차지하는 것으로 알려져 있다. Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC)는 5th Assessment Report(AR5)에서 폐기물 부문이 전체 온실가스 배출량 중 3%에 달하며 그 중 매립지에 의한 배출량을 43%라고 보고하였다. CH4는 지구온난화지수가 이산화탄소의 21배에 달하는 온실가스지만(UNEP, 2002), 회수하면 화석연료를 대체할 에너지로 활용할 수 있다. 온실가스 저감과 CH4를 청정 에너지원으로 활용하려면 매립가스 발생량 예측의 불확도를 낮춰야 하고 이를 위해서는 매립가스 발생 특성에 대한 이해가 선행되어야 한다. 규모가 큰 매립지는 매립장이 여러 구역으로 나뉘어 있고 구역 별로 매립량, 매립 폐기물 조성, 매립 공사시기 등이 달라 매립 구역 별로 매립가스 발생 특성이 다를 수 있다. 그러나 매립구역 별 매립가스 발생 특성에 대해서는 국내뿐만 아니라 국외에서도 연구가 수행된 사례가 없다. 본 연구에서는 수도권매립지 제2매립장 포집정 모니터링 자료를 이용해 매립가스 포집량을 계산하고, 매립구역 별로 매립가스 발생 특성을 평가하였다. 수도권 매립지 제2매립장에서는 246일에 걸쳐 699개 포집정에 대해 매립가스 유량, 온도, 성상, 포집압력 등을 모니터링하였다. 포집정 별로 이상기체 상태방정식을 적용하여 각 날짜별 CH4 포집량을 파악하였고, 각 매립구역에 위치한 포집정들의 포집량의 합을 매립구역에서 발생량으로 보아 매립구역별 발생량을 계산하였다. 계산된 매립구역 별 발생량을 날짜에 대해 적분해 연간 발생량을 ArcGIS를 이용하여 시각화하였고, 매립구역 별로 다른 양의 매립가스를 배출하는 것을 확인하였다. 25개 매립구역에 대해 246일 간 발생량 데이터를 바탕으로 일원분산분석을 수행하였고, 검정통계량 F=819.04, 유의확률은 P(F≥819.04)≒0이었다. 이로부터 매립구역에 따라 매립가스 발생 특성에 유의한 차이가 있다는 결론을 유의수준 5%에서 내릴 수 있다. 최종매립연도와 CH4 발생량을 회귀분석하였으나 상관계수가 극히 낮아 매립 경과만으로 구역별 발생 양상을 설명할 수 없음을 확인하였다. 이에 매립구역 별 매립가스 발생 양상이 다르게 나타나는 원인에 대한 추가 연구가 필요할 것으로 사료된다. 또한 이를 토대로 매립가스 발생량 모델의 배출계수를 매립구역별로 산정하면 매립가스 발생량 예측이 더 정확해질 것으로 기대된다.

국내 온실가스 배출 부문별 배출량을 정리한 국가온실가스 인벤토리 보고서(National greenhouse gas Inventory Report of Korea, NIR)은 2010년 이래로 매년 환경부에 의해 발간되고 있다. 현재 폐기물 부문의 표준 배출량 산정은 2006 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Guideline을 통해 이루어지고 있으나, 폐기물의 조성, 성상과 같은 국내 폐기물의 고유 특성을 반영하지 못하는 한계가 있다. 또한 이를 극복하기 위한 국가고유배출계수의 개발과 그 산정방식에 관한 연구는 미진하다. 따라서 본 연구는 폐기물 매립분야 국가 고유배출계수 중 하나인 생물학적으로 분해 가능한 유기탄소의 양을 나타내는 계수(Degradable Organic Carbon (DOC) × Fraction of Degradable Organic Carbon (DOCf))를 산정하기 위해 수행되었다. 매립된 폐기물을 통해 발생 가능한 메탄의 양을 계산하는 과정에서 두 값은 곱의 형태로 사용된다. DOC의 산정에는 삼성분 분석, TOC 측정 등의 방법이 있고, DOCf의 산정에는 물질수지에 기초한 양론식, Lysimeter test, Biochemical Methane Potential (BMP) test 등의 방법이 가능하다. 이 연구에서 DOC는 Total Organic Carbon (TOC)로, DOCf는 BMP test를 통해 구한 생분해도로 산정하였다. BMP test는 250 mL serum bottle에 기질, 영양배지 (90 mL), 혐기성 미생물 식종 슬러지 (10 mL)를 주입하여 35℃에서 Duplicate로 수행되었다. 기질로서 음식물류 폐기물은 환경부 고시 제 2012-203호에 제시된 음식물 찌꺼기 표준시료(쌀밥, 배추, 감자, 양파, 무, 사과, 귤, 돼지고기, 고등어)를 선정하였다. 목재류 폐기물로는 매립 목재의 99%를 차지하는 생활폐기물 내 소형폐목재로 한정하여 나무젓가락, 이쑤시개, 낙엽을 사용하였다. 접종물은 서울 D-환경자원센터에서 반출한 혐기소화조 슬러지를 사용하였고, 영양배지는 Shelton & Tiedje (1984)에 의해 제시된 조성에 따라 제조하였다. DOC는 폐기물의 유기탄소량을 의미하므로, TOC 분석결과를 사용하였다. 발생한 가스와 이론적으로 발생 가능한 가스의 비율을 통해 생분해도를 계산할 수 있으며 이를 DOCf 값으로 사용하였다. TOC 분석결과와 생분해도를 곱하여 DOC × DOCf를 나타내었고, 이를 IPCC 기본값과 비교하였다.그 결과, 음식물류 폐기물에서 쌀밥 0.38 ± 0.06, 배추 0.23 ± 0.03, 감자 0.30 ± 0.03, 양파 0.28 ± 0.04, 무 0.25 ± 0.13, 사과 0.30 ± 0.14, 귤 0.23 ± 0.11, 돼지고기 0.40 ± 0.07, 고등어 0.43 ± 0.11의 DOC × DOCf 값을 확인하였다. 목재류 폐기물에서는 나무젓가락 0.28 ± 0.00, 이쑤시개 0.25 ± 0.02, 낙엽 0.23 ± 0.07의 값을 구하였다. IPCC 기본 값으로 제시된 음식물류와 목재류의 DOC × DOCf의 값은 각각 0.19, 0.25로 음식물류 폐기물의 경우 표준배출계수를 상회하는 값을, 목재류 폐기물은 기본 값과 근접한 결과를 나타내었다. 이는 국내폐기물의 성상, 조성을 반영할 경우 IPCC 배출계수로 제시된 DOC × DOCf 값이 달라짐을 의미한다. 따라서 각 부문별 국내 특성을 반영한 온실가스 국가고유배출계수의 확립을 통해 온실가스 배출의 올바른 산정이 수행되어야 할 것이다.

수해폐기물은 태풍, 집중호우, 해일 등 풍수해로 인해 침수 지역에서 발생한 폐기물을 말한다. 이러한 수해폐기물은 단시간에 대량으로 발생하여 피해 지역으로의 출입을 방해하고 복구 작업을 지연시킨다. 수해폐기물의 신속한 처리와 복구에 필요한 자원의 효율적인 배치를 위해서는 수해폐기물의 발생량을 예측하는 연구가 필요하다. 환경부에서는 재난폐기물의 발생량을 예측하는 방법에 대해 구체적으로 제시하지 않았고, 국내 연구에서도 발생량 예측 연구를 위한 기초 자료가 극히 제한적이다. 본 연구에서는 동두천시를 대상으로 2011년 집중호우로 인한 피해정보와 침수흔적도를 이용하여 수해폐기물 발생량에 영향을 주는 주요 인자를 확인하고 수해 폐기물 발생량을 예측하는 방법을 제안하고자 한다. 2011년 7월 26일에서 29일까지 집중호우로 인한 동두천시의 피해 정보와 침수흔적도(대한지적공사, 2011)를 수집하였다. 침수흔적도로부터 동 단위별 침수 깊이, 침수 면적, 용도별 침수건물 수를 산정하였다. 다양한 피해 정보를 이용하여 요인분석을 실시하였고, 건설폐기물, 목재폐기물, 생활폐기물로 나타날 수 있는 주요 인자를 확인하였다. 일본에서 제시한 수해폐기물 발생량 원단위와 다중회귀분석을 이용한 발생량 예측 모델을 비교하여 표준오차가 가장 작게 나타난 방법을 제안하였다. 요인분석 결과, 건설폐기물로 나타날 수 있는 예측변수로는 침수건물 수, 피해 도로 개소, 피해 공공시설 수, 피해 사유시설 수가 포함되었고, 목재폐기물로 발생할 수 있는 예측변수에는 피해 농경지 면적, 피해 녹지 면적이 포함되었다. 생활폐기물로 나타날 수 있는 예측변수로는 피해 이재민 수, 피해 하천 및 소하천 개소 수가 해당되었다. 일본에서 제시한 발생량 원단위(4.6 ton/피해건물 수)를 이용했을 경우 표준오차가 2,000 ton이었고, 이러한 결과는 건설폐기물 외에 다른 목재폐기물이나 생활폐기물을 고려하지 않았기 때문으로 판단된다. 침수건물 수, 피해 녹지 면적, 피해 이재민 수와 수해폐기물 발생량을 이용하여 다중회귀분석을 실시한 결과, 결정상수 값(R2)은 0.722, 표준오차가 1,700 ton이었다. 따라서 수해폐기물 발생량을 예측하기 위해서는 침수건물 수, 피해 녹지 면적과 피해 이재민 수를 이용하여 다중회귀분석을 실시하는 것이 적합하다고 판단된다. 수해폐기물 발생량을 보다 정확하게 예측하기 위해서는 풍수해로 인한 침수 현상과 수해폐기물 발생량에 대한 인과 관계를 설명하는 것이 필요하다.

This study was carried out to elucidate the distribution of vascular plants and their usefulness of Mt. Janggunbong (1,136 m) in Bonghwa-gun, Gyeoungsangbuk-do. The vascular plants, collected 15 times from 2006 to 2015, consisted a total of 462 taxa; 82 families, 279 genera, 397 species, 2 subspecies, 55 varieties, 8 forms. 10 taxa of the Korean endemic plants were recorded and 1 taxon of Critically Endangered Species (CR), 5 taxa of Vulnerable Species (VU) and 7 taxa of Least Concerned Species (LC), categorized by the Korean Forest Service as rare plants, were investigated in this region. Furthermore, Ⅳ, Ⅲ degrees of floristic regional indicator plants, designated by the Korean Ministry of Environment, were included 8 taxa and 14 taxa, respectively. Based on the usefulness, edible, pasturing, medicinal, ornamental, timber, stain, industrial, fiber and unknown usefulness plants included 352 taxa, 107 taxa, 71 taxa, 18 taxa, 8 taxa, 5 taxa, 3 taxa, 2 taxa and 111 taxa, respectively. In addition, 28 taxa of naturalized plants were observed.

화장품 소재로서 천연고분자 물질인 Biocellulose (BC)를 형성하는 균주를 선발하여 초산생성 균주를 선발하였다. SM 배지를 통하여 초산 생성 균주 1종을 선발하고 형태학적인 분석을 통하여 간균형태의 그람 음성균임을 확인하였다. 또한 균주의 동정을 위하여 16S rDNA 유전자 분석을 통하여 계통도를 분석한 결과 Gluconobacter uchimurae (G. uchimurae)와 높은 상동성을 나타내어 G. uchimurae GYS15 균주로 명명하 였다. 선발된 균주는 pH 5, 25 ℃ 조건의 환경적 요인에서 14일간 배양하였을 때 가장 높은 생육을 나타내었다. 또한 탄소원으로 glucose 이외에 이당류인 sucrose와 fructose를 첨가 하였을 때 가장 높은 생육활성을 보였고 최적의 염농도와 질소원은 0.5% NaCl과 malto extract로 확인하였다. 확인된 조건 하에서 G. uchimurae GYS15 균주를 배양하여 얻어진 BC의 물성을 확인하였다. 전자 주사현미경을 통하여 확인된 표면구조는 높은 표면적을 갖는 초미세망상구조로서 다공성 구조를 나타내었다. 이로 인해 수분의 경우 8.6 ± 0.38배, 유분의 경우 6.6 ± 0.51배까지 재흡수 되는 것으로 확인하였다. 따라서 BC의 이러한 구조적 특성을 이용하여 마스크 팩 등의 다양한 화장품 소재로 활용 가능성을 확인하였다.

The disposal of food waste has raised environmental concerns. The use of food waste disposers can be a convenient measure to manage household organic wastes. This device can be introduced to resolve the inconvenience of separating food wastes and implement the policy for converting food wastes into resources. However, the use of disposer has been prohibited in Korea unless the total solid recovery rate is greater than 80% (by dry wt.). Therefore, it is important to separate solid portions from disposer wastewater as much as possible to meet the standard. The objective of this study is to examine the control factors such as sieve size of screen, coagulation, RPM of centrifuge on solid-liquid separation. The result revealed that the use of sieve less than or equal to 0.3 mm could meet the total solid recovery rate of 80% (by dry wt.). Also, the coagulation filtrate recirculation using a coagulant, PAC, improved the solid recovery rate of 11.0% (by dry wt.) in using the sieve of 0.6 mm. This led to the total solid recovery rate of 79.3% (by dry wt.). Although RPM variation of centrifuge hardly influences the total solid recovery rate, when the separated solid residue is processed to compost or feedstock it is good because of low moisture content.

국내에서 음식물쓰레기 종량제 제도가 전국으로 확산(‘12년)되고 음식물류 폐기물의 해양배출이 금지(‘13년)됨에 따라 음식물쓰레기 저감 및 에너지화 관련 기술의 수요가 증가되고 있고, 정부는 음식물류 폐기물의 처리 및 자원화 정책을 추진하고 있다. 기존 음식물쓰레기 분리수거의 불편함을 해소하기 위해 가정용 음식물감량건조기가 등장하였는데, 사용 시 전기소모량이 크고 악취가 발생하는 등의 문제가 대두되었다. 그 후, 새로운 음식물쓰레기 분리수거 자원화 시스템의 개발이 필요하게 됨에 따라 가정용 디스포저 사용에 대한 연구가 진행되고 있다. 디스포저는 주방 음식물쓰레기를 갈아서 배수설비를 통해 오수와 함께 공공하수도로 배출하는 기기를 의미하는데, 환경부고시에 의거 고형물 회수율이 80% (by wet wt.) 이상이 되지 않으면 디스포저의 판매 및 사용이 금지된다. 현재 고형물 회수율 수준은 60% (by wet wt.) 이하에 그치는 상황이기 때문에 회수율에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 연구하여 고형물 회수율을 높일 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 분쇄입경, 분쇄시간, 급수량을 회수율에 영향을 미치는 인자로 선정하였고, 영향 인자별 고형물 회수율을 분석해서 최적 조건을 찾아 디스포저 설계인자에 반영하고자 한다. 실험에서는 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 제조하고, 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 각 분쇄시간(15, 30, 60, 90 s)과 급수량(2 , 4, 6, 8 L/min) 조건하에 디스포저 오수를 제조한다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 5.60, 4.00, 2.00, 1.00, 그리고 0.60 mm 6가지 크기의 체를 연속으로 설치하여 분리하고, 분리된 오수는 원심분리기(HANIL, New Supra 22K)를 이용하여 900 rpm 으로 고형물과 여액을 분리한다. 그리고 국내 폐기물공정시험법에 따라 삼성분 분석을 진행하고, 초기 음식물쓰레기 대비 회수된 고형물의 질량비를 통해 고형물 회수율을 결정한다. 추가적으로 각 영향인자에 대한 결과의 비교․분석을 통해 고형물 회수율에 대한 최적 조건을 선정하여 디스포저 설계 인자에 반영할 수 있을 것으로 사료된다.

전 세계적으로 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지면서 혐기성소화에 대한 관심이 더욱 늘어나고 있다. 혐기성소화를 고온에서 운전할 경우 체류시간의 감소, 병원성 미생물의 감소, 바이오가스 생산량의 증가 등의 이점이 있는 것으로 알려져 있으나 아직까지 이에 대한 연구는 부족한 현황이다. 따라서 본 연구에서는 수거된 실제 음식물쓰레기를 중온과 고온에서 혐기소화하여 각 온도에서의 혐기성소화 효율성과 생물학적 안전성을 비교하고 운전 가능성을 검토하였다. 혐기성소화의 시료로 사용된 음식물쓰레기는 서울 G-구에서 발생하는 실제 음식물쓰레기를 수거하여 사용하였다. 사용된 음식물쓰레기가 대표성을 가질 수 있도록 총 4회 채취하였고, 수거된 음식물쓰레기의 불순물을 제거하는 작업 후에 모두 균질하게 갈아서 냉동 보관한 후 사용하였다. 음식물 시료의 수분, 가연분, 회분 함량은 각각 79.58, 18.55, 1.87% (by wet wt.)으로 측정되었다. 식종슬러지는 서울 D-환경자원센터에서 반출하여 사용하였으며, 추가적인 완충제나 알칼리도는 주입되지 않았다. 반응조는 항온 수조내에 위치시켜 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 제작되었으며, 중온 혐기성소화는 35℃, 고온 혐기성소화는 50℃에서 운전되었다. 중온과 고온에서 운전된 반응조는 각각 시료주입 45일, 105일차부터 안정적인 운전이 이루어졌다. 정상상태의 중온과 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량은 각각 207.23, 228.89 mL/g-VS/d 로 측정되었으며, 고온에서 운전된 반응조의 메탄발생량이 중온에서보다 약 10% (by wet volume) 높은 효율을 보였다. 그러나 고온 혐기성소화는 가속된 산생성단계와 메탄생성단계의 불균형으로 인한 지속적인 pH 및 알칼리도의 감소로 반응조 운전 124일차부터 급격한 메탄발생량의 감소가 확인되었다. 고온 혐기성소화의 pH 는 메탄생성균의 활동에 적합한 것으로 알려진 중성 범위 이하로 떨어지면서 휘발성 지방산(VFA)의 축적과 알칼리도의 소모가 확인되었으며, 이로 인한 pH 의 감소 및 FOS/TAC(Flüchtige Organische Säuren/Total Anorganic Carbonate)비의 급증이 반응조 운전 실패의 원인으로 판단된다. 본 연구를 통해 고온 혐기성소화의 메탄가스 발생 측면에서의 높은 효율은 확인 되었으나 가속된 유기물의 분해와 생물학적 안정성의 감소로 인해 반응조 운전은 실패하였다. 이에 음식물쓰레기의 효과적인 고온 혐기성소화의 운전을 위해서는 유기물 부하율(OLR)의 감소, 추가적인 완충제 및 알칼리도의 주입 등의 운전조건에 대한 수정과 보완이 필요할 것으로 사료된다.

식물정화공법(Phytoremediation)은 오염부지의 정화에 있어 생태계를 교란하지 않는 경제적인 정화 수단으로서 많은 관심을 받고 있다. 공법의 특성상 오염물질을 포함하는 부산물이 필연적으로 발생되며 이에 대한 적절한 처리방법이 반드시 수반되어야 한다. 일반적으로 식물체부산물은 식물 종에 따라 구성이 다양하지만 헤미셀룰로오스, 셀룰로오스, 리그닌 등의 식물섬유소와 회분으로 구성되어 있어 혐기성 조건에서 소화시킬 경우 바이오가스 형태의 에너지를 회수할 수 있을 뿐만 아니라 처분을 필요로 하는 부산물의 양을 감소시킬 수 있다. 그러나 혐기소화 시 중금속의 존재는 혐기성 미생물의 대사와 활동에 영향을 줄 수 있어 중금속을 함유하는 식물체부산물의 처리에는 주의가 필요하다. 본 연구에서는 중금속 오염부지에서 수확된 해바라기 부산물의 적절한 처리방법으로서 혐기소화를 제안하고, 실험실 규모의 연속식 반응조 운전을 통해 중금속을 함유하는 식물체부산물의 혐기소화에 따른 중금속의 영향과 적용 가능성을 평가하였다. 실험에는 단상 혐기성 반응조(총 부피/유효부피 = 8/5 L)를 사용하였으며, 반응조는 약 500일간 35±1℃로 유지되는 암조건의 항온실에서 운전되었다. 기질은 1일 1회 주사기를 이용하여 회분식으로 주입하였으며, 반응조 내 유효부피를 일정하게 유지하기 위하여 주입되는 기질의 부피와 동일한 양의 슬러지를 채취하여 분석을 실시하였다. 식물체부산물 내에 포함된 중금속이 혐기소화에 미치는 영향을 확인하기 위한 평가 지표는 반응조 액상 내 중금속 농도의 변화와 바이오가스 발생량 및 바이오가스 내 메탄함량을 관찰하였다. 반응조의 안정적인 운전 여부는 pH, COD, 암모니아, 알칼리도 그리고 지방산 농도의 변화를 통하여 확인하였다. 반응조 운전 기간에 걸쳐 반응조 액상 내 중금속 농도는 기존의 문헌에서 제시하고 있는 저해 수준 이하였으며, 바이오가스 발생량과 바이오가스 내 평균 메탄가스 함량은 각각 0.57±0.21 L/day (n=541), 50.64±3.72% (n=541)로 메탄가스 생산이 안정적으로 이루어 졌음을 보였다. 또한 반응조의 안정적인 운전 여부를 확인하기 위한 지표들이 운전기간 동안 문헌에서 제시하고 있는 안정적인 범위로 유지된 것을 관찰하였다. 연구결과 식물체부산물 내 중금속은 혐기성 미생물의 활동에 직간접적인 영향을 미치지 않은 것을 확인하였으며, 결국 중금속 오염부지의 식물정화공법 이후 발생된 해바라기 부산물은 혐기소화를 통한 처리와 바이오가스 생산이 가능할 것으로 판단된다.

매립지에서 발생하는 메탄은 6대 온실가스 중 하나로서 이산화탄소의 21배의 온실효과를 갖는다. 매립층에서 발생한 매립가스는 복토층을 통과할 때 Methanotrophs 박테리아에 의해 산화된다. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)는 10%의 산화율을 기본값으로 제시하고 있다. Chanton et al. (2009)는 40가지 이상의 측정 결과들을 종합하여 IPCC 가이드라인이 산화율을 과소 평가하고 있는 것으로 보고하였다. 또한 메탄의 산화는 기후, 복토재 등 현장 특이적 영향을 많이 받아 국가고유계수를 개발하여 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 가스배제공과 지표면에서 매립가스 성상을 비교하여 산화율을 산정하였다. 매립가스 분석은 다섯 곳의 매립지에서 수행되었다. 비분산적외선(Non-dispersive Infrared, NDIR) 검출기를 이용해 메탄과 이산화탄소의 농도를 측정하였다. 지표면 매립가스 발산은 플럭스 챔버를 이용해 측정하였다. 산화율 산정 시 산화된 메탄은 모두 이산화탄소로 변화되며, 이산화탄소 농도의 증가는 메탄 산화에 따른 것으로 가정하였다. OX의 산정은 측정값의 평균, 중간값, 공간분석 적용 결과 세 가지를 이용해 산정하였다. 평균을 이용해 산화율을 산정했을 때 –67 ~ 93%로 극대값에 의해 굉장히 큰 오류가 나타났다. 중간값을 사용한 경우 산화율은 87 ~ 99%로 나타나 산화율이 과대 산정되었다. 공간보간법을 적용했을 때 산화율은 42 ~ 88%로 나타났다. 공간보간법을 사용했을 때 한 곳을 제외한 세 곳의 매립지의 산화율은 42 ~ 48%의 산화율을 보여 Chanton et al. (2009)가 발표한 36%와 유사한 결과를 도출하여 공간보간법을 적용하여 산화율을 산정하는 것이 합리적임을 알 수 있다. 따라서 본 연구 결과를 통해 산화율 산정 시 공간보간법을 적용해야하며, IPCC 가이드라인 기본값이 산화율을 과소평가하고 있음을 확인할 수 있었다.

This study was carried out to elucidate the distribution of vascular plants and their usefulness of Mt. Cheongnyangsan (870 m) in Gyeongsangbuk-do. The vascular plants that were collected 16 times 2006 and 2014 consisted a total of 614 taxa; 97 families, 330 genera, 541 species, 3 subspecies, 61 varieties and 9 forms. For the Korean endemic plants, 21 taxa were recorded and 8 taxa of Vulnerable Species (VU) and 5 taxa of Least Concerned species (LC) categorized by the Korean Forest Service as rare plants were investigated in this region. Furthermore, Ⅴ, Ⅳ, Ⅲ degrees of floristic regional indicator plants designated by the Korean Ministry of Environment included 2 taxa, 10 taxa and 18 taxa, respectively. Moreover, four species of distributional interesting plants, Aconitum austro-koreense Koidz., Allium spirale Willd., Dipsacus japonicus Miq. and Pinellia tripartita (Blume) Schott, in Mt. Cheongnyangsan were discovered by this study. Among them, edible, pasturing, medicinal, ornamental, timber, dye, fiber and unknown usefulness plants included 234 taxa, 213 taxa, 174 taxa, 62 taxa, 16 taxa, 12 taxa, 11 taxa and 167 taxa, respectively. In addition, 32 taxa of naturalized plants were observed.

Flood disaster generates large amounts of flood wastes and it is rarely well-treated due to the heavy amount of wastes.Therefore the prediction of flood waste generation and making a plan for appropriate treatment have been required.Targeting for Seoul city, we investigated the history of flood disasters and the number of flooded buildings, and conductedregression analysis between the number of flooded buildings and rainfall data. As a result, daily average rainfall andmaximum daily rainfall showed better correlations with the number of flooded buildings than total rainfall data. As aresult of verification on the official unit of flood waste generation, 1.35ton/flooded building, it was reliable data for totalSeoul city, but not for regional units (gu). Finally, using regression equation and the official unit of flood waste generation,we suggested the method to predict flood waste generation by rainfall. For more reliable prediction, it is necessary toaccumulate more regional data about the number of flooded buildings, building types, and topographic conditions dueto a wide regional deviation.

항산화 활성과 미백활성을 갖는 새로운 화장품 소재를 찾기 위하여 한방 소재로 사용되는 빈랑자[Areca semen (A. semen)]를 유기용매 추출을 통하여 활성분획을 분리하였다. 추출된 활성 분획을 이용하여 항산화 활성, 피부 상재균에 대한 항균 활성, 세포독성 및 세포 내 멜라닌 합성 저해능 및 멜라닌 합성에 관여하는 유전자의 저해 활성을 확인함으로써 미백 화장품 소재로서의 가능성을 확인하였다. 빈랑자는 에틸아세테이트 용매의 분획을 동결 건조하여 분말형태로 제조하였으며 이를 이후 실험에 사용하였다. 빈랑자 추출물에서 페놀성 물질은 301.35 ± 0.88 µg/mg으로 측정되었다. 항산화 효과는 DPPH assay와 FRAP assay를 이용하여 측정하였으며, 대조군으로 사용된 ascorbic acid와 비슷하게 측정되었다. 피부상재균에 대한 항균활성은 Staphylococcus aureus (S. aureus), Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis)에서 모두 80 µg/mL의 농도에서 항균활성을 갖는 것으로 나타났으며 Escherichia coli (E. coli)에서는 항균활성을 나타내지 않았다. 미백소재로서의 활성을 확인하여 B16/F1 mouse melanoma cell을 이용하였으며 최대 처리농도인 80 µg/mL 에서는 독성을 나타내지 않았다. 또한 세포 내 멜라닌 합성 저해능은 80 µg/mL에서 29.44 ± 0.71%로 측정되었다. 또한 멜라닌 합성에 관여하는 유전자의 발현량은 mRNA expression assay를 통하여 확인하였으며, 그 결과 tyrosinase와 MITF 유전자는 농도 의존적으로 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 이러한 결과를 통하여 빈랑자의 에틸아세테이트 분획은 항산화와 미백효과를 나타내는 것으로 확인되었으며 화장품 소재로서의 사용 가능성을 확인하였다.

Although the scope of Official Development Assistance(ODA) projects has been expanded to the energy and environmental sectors, many Green ODA projects have experienced difficulties in sustainable operation because of insufficient consideration on the real status of recipient countries. Selecting technology to apply is the first step on the ODA process, however, there has been lack of study on evaluation indicators, especially for waste-to-energy. Therefore, we have explored the evaluation indicators for waste-to-energy technologies selection based on the case of Phnom Penh capital city in Cambodia. The study was performed through literatures review, field trips, and interviewing local officials and experts. Finally, we have suggested following indicators: secure of raw materials (waste price, collection, waste quality), sustainable operation (construction and operation cost, land use, management ability), and market condition (prices of substitutes, demanders, required quality of products).

나노물질의 사용은 계속 증가하는 추세이며, 이로 인해 나노물질이 환경 내에서 미치는 영향에 대한 관심이 많아지고 있다. 다양한 나노물질들 중 탄소나노튜브(Carbon nanotubes, CNTs)는 반도체, 배터리, 스포츠용품 등 다양하게 활용되고 있는 대표적인 탄소계 나노물질로, 현재로서는 특별한 배출 기준이 없는 실정이다. 탄소나노튜브는 분산되어 자연계로 유출될 수 있으며, 특히 대부분이 매립으로 최종 처분될 가능성이 높아 매립지내 유출가능성에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 주상실험(Column test)을 통해 매립지 점토차수층에서의 유출을 모사하여 탄소나노튜브의 거동을 연구하였다. 점토차수층은 수도권매립지에서 사용하고 있는 원지반토를 이용하였다. 다짐시험을 통해 원지반토의 최적함 수율을 구한 후, 이를 컬럼 내부에 3 cm 깊이로 다짐하여 점토차수층을 모사하였다. 탄소나노튜브를 이용하여 주상실험을 진행하기 이전에 증류수를 이용해 컬럼을 안정화하였으며, 안정화된 후의 투수계수는 7.95×10-7 cm/sec로 매립지 점토차수층 기준인 10-7 cm/sec이하보다는 다소 높은 값이었다. 탄소나노튜브는 2.5-3 mg/L의 농도로 제조된 분산액을 이용하였으며, 탄소나노튜브의 농도 측정에는 UV-vis (Optizen 2120UV, Mecasys)를 이용하였다. 추가적으로 pH의 변화에 따른 탄소나노튜브의 유출영향을 분석하기 위해 분산액의 pH를 5-8의 중성범위로 조절하여 약 10 PV (pore volume)의 분산액을 통과시키면서 유출되는 탄소나노튜브의 농도를 측정하였다. 8일(10 pore volume에 해당)동안 진행된 실험에서 점토차수층을 통해 파과(breakthrough)된 다중벽 탄소나노튜브는 관찰되지 않았으며, 본 실험의 pH 조절 범위 내에서는 다중벽 탄소나노튜브의 파과가 관찰되지 않았다. 실험이 종료된 후 컬럼을 해체하여 점토차수층 시료를 관찰한 결과, 탄소나노튜브가 차수층 상부에 누적되어 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 탄소나노튜브가 점토차수층을 통과하지 못하였으나, 점토차수층에서의 나노물질 차단을 정확히 검증하기 위해서는 유기물의 존재, 나노물질의 형태 등에 따른 유출 여부 연구가 추가적으로 필요할 것으로 생각된다.

국내에서 발생하는 음식물쓰레기는 퇴비화･액비화, 사료화, 바이오가스화 등의 방법으로 처리되고 있으나 사료화 및 퇴비화 시 과다한 에너지 소비로 인한 비효율성이 대두되면서 음식물쓰레기의 에너지 가치 및 바이오에너지화에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 또한, 가정용 음식물쓰레기 분쇄기(디스포저)를 이용할 경우 음식물쓰레기 보관, 배출, 수거, 운반 등으로 인한 환경적 문제를 해소하고 분쇄물의 메탄화로 에너지 생산이 가능하다. 현재 판매가 허용된 디스포저 제품은 본체와 2차 처리기(거름망, 회수기)가 함께 있는 일체형으로, 그 규격을 음식물쓰레기가 고형물 무게 기준 80% 이상 회수되거나 하수관으로의 배출량이 20% 미만인 제품으로 규정하고 있다. 그러나 현재 개발되어 있는 디스포저를 이용한 음식물쓰레기 처리 시 투입되는 수돗물로 인해 가용 성분이 씻겨나가는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표준음식물쓰레기를 디스포저로 처리 후 배출되는 오수를 체거름하여 각 시료의 3성분을 분석하고 가연분 함량에 따른 가스발생량 및 바이오에너지화 가능성을 확인하고자 한다. 한국환경산업기술원에서 제시하고 있는 방법에 따라 표준음식물쓰레기를 만들고 회분식 디스포저(KD 132, National社, Japan)를 이용하여 디스포저 오수를 제조하였다. 제조한 디스포저 오수는 6.70, 4.00, 0.71, 그리고 0.25 mm 크기의 체를 연속으로 설치하여 고형물을 분리하였으며 각 크기의 체로 인해 걸러진 고형물과 0.25 mm 이하의 부유물이 포함된 액상의 3성분을 분석하였다. 시료의 3성분 분석은 국내 폐기물공정시험법에 따라 수행되었으며, 이를 바탕으로 수분함량, 회분함량 및 가연분 함량을 구하였다. 분석 결과, 회수된 총 휘발성 고형물(VS)은 6.70 mm 이상이 전체 발생된 음식물쓰레기 중 휘발성 고형물 무게의 30.3%, 6.70 mm 에서 4.00 mm 사이가 25.0%, 4.00 mm 에서 0.71 mm 까지 20.3%, 0.71 mm 에서 0.25 mm 까지 21.0% 이었으며, 0.25 mm 이하의 액상에서 3.3%가 회수되었다. 체거름 후 회수된 액상에도 0.25 mm 이하의 부유물로 인한 휘발성 고형물이 포함되어 있는 것으로 확인되었으며, 이로 인한 가스발생 및 회수가능성이 있을 것으로 판단된다. 이에 Biochemical Methane Potential(BMP) test 등 추가 연구를 통해 음식물쓰레기 분쇄기 오수의 메탄발생량 및 바이오에너지화 가능성의 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 사료된다.