전 세계적으로 환경문제 및 화석연료의 고갈 문제로 인한 새로운 바이오 계 그린 제품의 개발을 유도하고 있다. 농업 천연 섬유 및 생물의 사용은 지난 몇 년 동안 저탄소 사회를 위하여 활발히 연구되어 왔다. 그중에서도 합성 석유계 물질인 고분자(polymer) 재료를 대체 할 목적 및 환경오염의 개선을 위하여 바이오매스인 천연섬유를 적용한 복합체 연구와 복합체의 사용이 점차 증가되고 있다. 천연섬유강화(FRP) 복합체는 경량, 저비용, 적당한 강도와 경도를 얻는 장점이 있으나, 친수성을 가지고 있기에 소수성을 가진 폴리머 재료와의 낮은 호환성은 제작된 복합체의 물리적 특성을 저하시킬 수 있다. 본 연구는 천연 농업 폐기물인 밀짚을 이용하여 제작한 바이오 복합 재료의 열 안정성과 기계적 특성을 강화하고, 생분해성 고분자(PLLA)와 밀짚 섬유(Wheat straw fibers : WSF) 사이의 계면 접착력을 향상시키는 데 주력하고 있다. 이 목적을 달성하기 위해, 밀짚과 고분자 매트릭스의 호환성 개선을 위한 새로운 전처리 방법으로 과열 수증기(Super heated steam : SHS) 방법을 제안 하였다. 과열 수증기(SHS)를 이용한 전처리 방법은 기계적 특성의 향상을 목적으로(예컨대 밀짚과 같은 농업 잔류물) PLLA와 첨연섬유 사이의 계면 접착을 향상시키기 위한 하나의 방법으로서 조사 되었다. WSF를 바이오 복합체의 강화섬유로서 그 특성을 수정하기 위해서 과열 수증기(SHS)으로 처리하였다. 처리 온도 200, 230 ℃의 온도조건에서 각각 1시간씩 처리하였다. 이후, 분쇄 및 각각의 크기별로 분류하였다. 분류된 WSF는 미처리된 WSF와 SHS 처리 조건 200℃, 230℃에서 처리된 섬유와 비교하여 섬유의 특성 변화를 측정하였다. SHS 처리된 밀짚 섬유는 화학 조성 및 열 안정성과 형태 그리고 셀룰로오스 성분비를 평가하였다. SHS 처리된 섬유는 열 중량 분석을 이용하여 섬유의 열 안정성과 분해 온도가 과열수증기 처리 후에 증가된 것을 확인하였다. 또한 SHS 처리 후에 헤미셀룰로오스 성분의 비율을 감소된 것이 확인되어 섬유와 매트릭스(polymer) 사이의 좋은 계면 접착을 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

Recently, the explosion of powder fire extinguisher led to the replacement of old extinguishers with new ones in Korea. As a result, the amount of waste fire extinguishing agents from discarded fire extinguishers has been increasing. In this study, to determine the recyclability of the fire extinguishing agents, content and leaching test were conducted to identify their health hazards in accordance with the Korean standard method for waste and soil. To this end, nine powders in four new products and five discarded products were sampled from five companies. Analysis of discarded powder of fire extinguishers showed that levels of heavy metals (Pb, Cd, Cr6+,Cr, Hg, Cu, Ni, As, Zn), organic phosphorus, oil, TCE, and PCE were within the levels set out in the Wastes Control Act, the Fertilizer Control Act and the Soil Environment Conservation Act. Only arsenic level in some new and discarded powder of fire extinguisher samples exceeded the acceptable levels as set forth in the Wastes Control Act (1.5 mg/L) and the Soil Environment Conservation Act (25 mg/kg) but within the acceptable arsenic level of 45 mg/kg as set forth in the Fertilizer Control Act. Concentrations of arsenic in the samples ranged from 0.039 to 2.578 mg/L, 6.72 to 38.36 mg/kg. The most commonly used chemical for ABC dry chemical extinguisher is mono-ammonium phosphate, which generally contains up to 0.005% of arsenic and be used as fertilizer. The result confirmed that powder of fire extinguishers could be recycled as fire extinguisher powder or fertilizer as practiced in Japan, USA and UK. But it is necessary to pretreat and meet the regulation of fireextinguisher and fertilizer.

In a mercury leaching test for waste using the Korean Standard Method (ES 06404.1), the pre-treatment process of an eluate is very complicated with a high possibility of contamination and low mercury recovery rate. It is also difficult to analyze multiple samples in a short time and the process generates experimental wastes. Accordingly, a direct mercury analyzer (DMA) applying thermal decomposition gold-amalgamation analysis has been recently used. The method shows a relatively high recovery rate for solid samples without complicated pre-treatment and it can be applied to both liquid and solid samples as the EPA method 7473 does. In order to use the auto-sampler in DMA for analyzing many elution samples from waste, this study checked recovery rates depending on acid solutions and additives during continuous analysis. The result showed a significant drop in recovery and precision except for an L-cysteine added sample. Considering commonly used acid-treatment of wastes, three types of acid solutions (nitrate, hydrochloric acid and sulfate) were chosen for analysis, and precision and accuracy were relatively high in nitric acid solution. It has been determined that accuracy and precision improved when 0.01% L-cysteine was added as an additive and this reduced the impact of continuous measurement. Therefore, during analysis of liquid samples or eluted samples using DMA continuously, introducing suitable additives is necessary depending on pre-treatment method in order to improve accuracy and precision in the analysis of mercury.

우리나라는 천연자원의 많은 양을 수입에 의존하고 있고 산업공정을 통하여 배출된 무기성 형태의 광물은 유기성 자원과는 달리 사용 후에도 여러 형태로 많은 양의 잔재물로 남아 그 잔재물을 처리해야 하는 숙제를 안고 있다. 이에 따라 배출자는 단순 매립하여 처리하는 것보다는 여러 가지 용도로 재활용하고자 노력하고 있다. 그러나 재활용하는 양보다 배출량이 많거나 적당한 재활용 수요를 찾지 못하는 경우 폐기물 처리 또는 보관 등의 관리에 많은 비용을 소요하게 된다. 이 중 폐석회는 다양한 산업공정에서 발생되고 있으며, 대규모 토목공사 현장이나 매립지 조성 시 턱없이 부족한 성토 매립재로 재활용 할 경우 높은 부가가치를 창출할 수 있음에도 불구하고 사용실적이 적고 환경오염에 대한 우려와 지방자치단체의 이해부족 등으로 인하여 재활용이 거의 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구는 국내 폐기물 종합관리시스템인 올바로시스템을 이용하여 대표적인 폐석회 발생 사업장을 선정하고 배출되는 폐석회를 채취하였다. 채취된 시료는 폐기물공정시험기준에 따른 용출시험과 토양오염공정시험기준에 따른 함량시험을 통하여 유해물질에 대한 특성을 평가하고 재활용 방안에 대해 모색하였다. 그 결과 폐석회의 pH는 8.43 ~ 12.73으로 나타났으며, 폐기물관리법의 유해물질 관리기준을 초과하는 시료는 없었다. 함량시험 결과의 경우 토양오염우려기준과 비교한 결과 3지역 내에서 재활용이 가능 할 것으로 평가되었다. 폐석회의 활용으로는 도로기층재, 매립지 복토재, 해안 매립지의 성토재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

자외선/가시선 분광법에서는 수은을 황산 산성에서 디티존사염화탄소로 추출하고 브롬화칼륨 존재 하에 황산 산성에서 역추출하여 방해성분과 분리한 다음 알칼리성에서 디티존사염화탄소로 수은을 추출하는 복잡한 과정을 거쳐 490nm파장에서 측정한다. 반면에 고상･액상 시료를 직접 주입하여 분석하는 열분해 금-아말감 수은분석기는 분석시간과 전처리 과정에서의 오염 가능성을 줄일 수 있어 전세계적으로 전처리가 까다로운 퇴적물, 토양과 같은 고형시료에 널리 이용되고 있으며, 최근 국내 토양공정시험기준과 수질(퇴적물)공정시험기준에도 추가되었다. 그러나 이 시험법을 액상시료에 대하여 적용할 경우, 최대용량(200ul)을 주입하더라도 오토샘플러(Autosampler)내에서 증발 현상이 일어날 수 있어 회수율 및 재현성을 검토해 볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 폐기물 용출시료를 가정한 액상시료를 대상으로 오토샘플러 거치시간과 샘플위치에 따른 수은 손실을 검토해 보았다. 각 매질별(3% HNO3, HCl, H2SO4) 10개의 시료를 오토샘플러에 동시에 거치하고 순차적으로 분석하여 연속 측정에 따른 영향을 살펴 본 결과, 대기 시간이 길수록 최대 43%까지 회수율이 떨어지고 매질별 재현성이 상이한 것으로 나타났다. 또한 10셀×10층=100개로 구성되어 있는 오토샘플러에 연속 측정을 할 경우, 편차가 2.84로 매우 큰 반면 한셀씩 건너뛰어 측정할 경우 1.70, 층별로 하나씩 찍을 경우 1.08로 나타나 오토샘플러 위치에 따라서 영향이 있는 것으로 나타났다. 이는 히터에서 분석완료된 시료보트의 열이 분석 전 대기 중인 시료에 영향을 미치쳐 수은이 손실되었기 때문인 것으로 판단된다.

탈황석고는 화석연료를 사용하는 화력발전소와 정유공장 등에서 연소시 배출되는 배기가스로부터 황산화물(SOx)을 화학반응으로 고정함으로써 얻어지는 부산석고이다. 발생하는 탈황석고는 품질이 우수하기 때문에 석고보드나 시멘트 등의 원료로 재활용 판매 처리되고 있다. 하지만 현재 재활용되는 탈황석고에 대한 적절한 관리체계가 미흡하고 이에 대한 품질 기준 및 관련 근거 법령이 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 국내에서 발생되는 탈황석고의 재활용 안정성과 유해물질 특성을 조사하고자 하였다. 시료는 탈황석고 배출량이 높은 순으로 선정하여 국내 화력발전소에서 채취하였으며 폐기물관리법상 규제 유해 중금속 6종(Cr, Cu, Cd, Pb, As, Hg) 및 시안화합물에 대한 용출특성에 관해 조사하였다. 그 결과, 유해 중금속 6종 중 비소(As)의 경우 0.006~0.015 mg/L로 검출 되었으나 폐기물관리법에 따른 유해물질의 기준(1.5mg/L)보다 낮은 수치를 나타내 유해성을 보이지 않았다. 비소를 제외한 5종 유해 중금속(구리, 크롬, 카드뮴, 납, 수은)은 정량한계 미만으로 검출되어 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 시안화합물의 경우 폐기물관리법에 따른 정량한계(0.01mg/L) 미만으로 모든 시료에서 불검출로 나타났다. 이와 같은 결과로 국내 화력발전소에서 배출되는 탈황석고의 유해 물질의 용출특성이 낮아 재활용함에 있어 안전한 것으로 판단되며 석고보드나 시멘트 등 재활용으로 적합하고 재활용 확대 가능성도 고려해 볼 수 있다.

고분자 재료의 역학적 특성 및 내열성을 향상시키기 위해 탄소섬유 및 유리섬유로 가열 혼합하여 섬유 강화 플라스틱(FRP)하는 방법이 알려져 있으며, 그 물성의 향상은 수지와 섬유의 밀착도가 크게 영향을 준다. 그러나 FRP는 재활용이 아니며, 유리 섬유는 소각로의 폐기물 처리가 곤란하고, 환경 부하가 크기 때문에 현재는 유리 섬유의 대안으로 천연 소재를 사용한 바이오 복합 연구가 많이 보고되고 있다. 식물계 천연 섬유는 비교적 저렴하고 적절한 처리를 겪는 것으로 적절한 강도와 강성을 얻을 수 있어, 식물 섬유를 이용한 섬유 강화 재료는 전자 기기의 케이스, 자동차 재료와 건축 자재의 사용이 주목 받고 있다. 하지만 아직 연구 단계이며, 바이오매스 자원의 유효 활용은 널리 보급되어 있지 않은 것이 현실이다. 본 연구는 수지의 물성의 향상을 도모한 환경 저 부하 섬유 복합재료의 개발을 목표로 비 가식성 식물 자원이며, 충분한 연구가 이루어지지 않은 Erianthus 와 고분자 재료의 복합화에 대해 검토했다. 본 연구는 범용성이 높은 Polypropylene (PP)을 모체로 Erianthus fibers(ETF)의 첨가에 의한 기계적 강도의 변화 및 섬유 길이의 차이에 의한 영향에 대해 검토 한 결과를 말한다. 그 결과 복합 재료의 기계적 특성을 인장 시험 및 굽힘 시험에서 수지와 충전제인 섬유의 계면 접착력을 상용화제인 Maleic anhydride-modified polypropylene을 첨가하여 개선한 결과, 무-첨가시에 비해 기계적 특성을 크게 향상시킬 수 있었다. 또한 분급한 섬유를 필러로 이용한 결과, 섬유 표면적의 차이가 기계적 특성, 그리고 열분해 성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. Erianthus 섬유의 크기를 제어하여 Erianthus 가 polypropylene섬유 강화 성분으로 기능하는 것은 충분히 기대할 수 있는 것으로 나타났다.

The brominated flame retardants (BFRs) have been used in many household products such as plastics of electronicequipment, furniture, textiles to increase their flame ignition resistance. Among the mixtures of BFRs, polybrominateddiphenyl ethers (PBDEs), tetrabromobisphenol A (TBBPA), hexabromocyclododecane (HBCD) have been widely usedas commercial additive during the last decade. This study has been performed to investigate the concentration of BFRsin waste electrical and electronic equipment which has potential threat on environment and human health. We analyzedPBDEs, TBBPA and HBCD in 18 products from 2 TV manufacturing companies, 19 parts from 3 refrigerators, shreddedplastic from recycling center, 3 other plastics from recovery process, and 43 small electronics using heating source. Theconcentration of PBDEs in TVs ranged from 306mg/kg (manufactured since the year of 2000) to 145,027mg/kg(manufactured in 1983~1997). The concentration range of PBDEs in rear housing is greater than those of front cover.The concentration of TBBPA were detected from 30 to 201mg/kg and HBCD was not detected (ND) in all samples ofTV. The PBDEs concentrations in plastics of refrigerator waste were detected from ND to 445mg/kg, the concentrationof PBDEs in upper housing cover is higher than those of other parts. The concentration of PBDEs in small electronicswas not detected in most products but HBCD and TBBPA were detected several hundred ppm in 1mixer and severaldozen of ppm in 1mixer, 1 coffee port and 2 electronic rice cookers, respectively. Based on the concentrationcharacteristics of BFRs in waste electrical and electronic equipment, we will be established the environmentally soundstrategies for the management policies of the waste containing BFRs.

In this study, PCBs and PAHs in waste oils and liquid fuel waste were analyzed. About 48 samples were collectedand analyed, for hazardous substances such as PCBs, PAHs by GC/ECD and GC/MSD. According to the analysis, seventypes of PCBs concentration was found in the range of 0.13~220.77mg/kg. The highest concentration level was foundin waste insulating and heat transmission oils (EWC 13 03 08), as 220.77mg/kg. Comparing the level of PCBs to othercountries, PCB concentration in this study was lower than that of China but higher than Japan. PAHs concentration wasin the range of ND~1,380.0mg/kg for Naphthalene, ND~1,570.0mg/kg for Phenanthrene, ND~321.2mg/kg forAnthracene, ND~44.1mg/kg for Benzo[a]pyrene, ND~80.8mg/kg for Fluoranthene, ND~14.3mg/kg for Benzo[a]anthracene and ND~8.7mg/kg for Benzo[b]fluoranthene. The concentration 7 PAH in the waste oil showed the orderof Automotive oil>Hydraulic oil>Cutting oil>Machine oil. The Benzo(a)pyrene which is known as high carcinogeniccompound was detected with low concentration. Compared to other waste from other countries, the concentration of thisstudy is higher than that of Japan and lower than that of China. The PAHs concentration was lower than Automotiveoil, Hydraulic oil, Cutting oil, Machine oil, in Spain.

폐기물의 국가간 이동은 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있으며, 특히 유해폐기물의 국가간 이동은 각국의 환경문제와 직접 연관되기 때문에 더욱 중요한 문제로 대두되어 왔다. 폐기물의 국가간 이동이 불법적으로 이루어진다면 환경적으로 큰 문제를 일으킬 수 있기 때문에 유해폐기물의 수출･입국 간에 협조체계를 구축하고, 폐기물의 국가간 이동에 대한 적정 규제범위를 정하여 국가간 이동을 통제하고 있다. 우리나라는 폐기물 수출･입을 허가제도와 신고제도로 이원화하여 관리하고 있으며, 폐기물 수출･입 허가대상 이외의 폐기물에 대해서도 수출･입 관리를 강화하여 적정처리를 유도하는 제도이다. 그러나 유해특성을 가진 폐기물의 경우 수입 시 허가를 받도록 규정하고 있으나 구체적인 유해특성 시험방법 및 판정기준이 마련되어있지 않아 허가대상 폐기물이 신고대상 폐기물로 수입될 가능성이 높다. 선진국과 국제기구에서는 폐기물의 유해특성 분류를 세분화하여 관리하고 있으나 우리나라는 유해특성을 부식성, 감염성 및 용출독성으로만 분류하고 있어 국제기준에 신속하게 대응하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 수출･입 폐기물을 체계적으로 관리하기 위해 국내･외적으로 사용되는 물리적 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법을 비교하였다. 아울러 유해특성 폐기물을 안전하고, 효율적으로 관리하기 위한 방안을 마련하기 위해 국내･외 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법과 판정기준을 비교･분석하고, 폐기물 시료를 채취하여 적용성 평가를 하였다.

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.

Waste dusts generated from various metallurgical processes were investigated for effective management of the designated waste in South Korea. Source of the study were selected based on the industries registered on the Allbarosystem. Raw material, products and manufacturing process were investigated on-site and leaching behavior of six heavy metals (Cr6+, Cd, Cu, Pb, Hg, As) along with CN was studied in 41 waste dust samples. We identified 14 samples exceeded the Korean regulation standard out of which 5 samples were designated waste. We suggest that regular monitoring is essential for the proper management.