Since the Framework Act on Resource Circulation was enacted in 2018, the government should establish a National Resource Circulation Master Plan every 10 years, which defines mid- to long-term policy goals and directions on the efficient use of resources, prevention of waste generation and recycling of waste. In addition, we must set mid- to longterm and stepwise targets for the final disposal rate, recycling rate (based on sorted recyclable materials and recycled products), and energy recovery rate of wastes, and relevant measures should be taken to achieve these targets. However, the current industrial waste (IW) statistics have limitations in setting these targets because the final disposal rate and recycling rate are calculated as the ratio of the recycling facility input to the IW generation. In this study, the material flow from the collection stage to the final disposal of industrial waste was analyzed based on the generation of 2016, and the actual recycling amount, actual incineration amount, final disposal amount and their rates were calculated. The effect on the recycling, incineration and final disposal rates was examined by changing the treatment method of nonhazardous wastes from the factory and construction and demolition wastes, which were put in landfills in 2016. In addition, the variation of the waste treatment charge was investigated according to the change of treatment methods. The results of this study are expected to be effectively used to establish the National Resource Circulation Master Plan and industrial waste management policy in the future in South Korea.

In this study, we analyzed all of the waste streams associated with household waste to provide a basis for incorporating the individual characteristics of municipalities in setting targets for waste-to-resource circulation. Toward this end, we examined how household waste is treated based on the disposal method (mixed waste disposed of in standard volumerate garbage bags, separation recyclable waste, and food waste) and the amount of residuals generated at their respective treatment facilities. The actual recycling rate or actual waste-to-energy conversion rate was calculated as the ratio of the actual amount of waste that is recycled or converted to energy against the amount of waste intake at waste treatment facilities. The conversion factor of actual recycling rates at 17 municipalities showed an average of 63.9% for public material recovery facilities (MRFs) with those for individual municipalities ranging from 50.4% to 93.2%, and an average of 93.8% for private and public food waste treatment facilities with slightly higher rates found for public facilities (70.4 ~ 100%) than private facilities (63.3 ~ 100%). The actual waste-to-energy conversion factor was 59.3% on average for combustible waste-to-energy facilities (17.2 ~ 72.3%) and 92.0% on average for biological waste-to-energy facilities (77.1 ~ 99.5%). To achieve the national target for the actual recycling rate, additional strategies for recycling or converting the residuals generated at recycling or combustible waste-to-energy facilities into resources are needed. The actual recycling and waste-to-energy conversion rates provided in this study based on a full examination of household waste streams hold valuable insights for incorporating the individual situations of municipalities in setting their targets for wasteto- resource circulation indicators and creating new strategies for improving the actual recycling rate.

수은은 실생활에서 형광등, 전지, 치과용 아말감이나 시약 및 의약품 등에 많이 사용되고 산업적으로도 전기스위치 등에 중요하게 사용된다. 수은은 증기형태로 흡입할 경우, 폐렴을 일으키고 중추신경계 및 신장에 매우 유해하여 전 세계적으로 수은 및 수은 화합물의 사용이 금지되거나 제한을 받고 있으며 대체물질과 대체 공정에 대한 개발이 이루어지고 있다. 최근 몇 년 사이에 병원이나 학교에서의 혈압계나 온도계의 수은 누출사고와 형광등 생산시설의 해체 및 철거 중 근로자의 수은 중독 및 환경오염 사고와 비철금속업체의 수은 폐기물 처리문제에 대한 논쟁이 불거지게 되었다. 전국 병원 2,500개소 설문조사 결과, 143개 병원에서 혈압 및 체온계의 약 4천여개 (약 140 kg-Hg)가 회수와 폐기가 필요한 것으로 조사되었다. 또한 미나마타협약에서 요구되는 수은 수출･입, 공급원 파악, 임시보관 및 유통･보관, 회수, 처리 등 단계별 수은의 회수, 유통, 관리에 대한 체계 구축이 미흡하다. 수은 폐기물은 미나마타협약에 의하여 ‘수은 구성 폐기물’, ‘수은 함유 폐기물’, ‘수은 오염 폐기물’로 나눠지고 본 연구에서는 ‘수은 및 수은화합물’을 포함하여 수은 제품 및 폐기물에 대하여 수출입, 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 경계설정, 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. 수은의 정적물질흐름분석 결과, 2015년 기준 국내 유입량은 약 3톤(제조량: 0 ton, 수입량: 2.2 ton)으로 집계되고 수입된 수은은 대부분 형광램프 제조, 시약 및 촉매 제조 등의 용도로 사용된 것으로 나타났다. 수은의 국내 회수 가능량은 대략 0.6 ton/yr으로 보인다. 수은의 동적 물질흐름분석 결과, 국내 형광등은 2013년 기점으로 감소하고 향후 LED 램프로 교체될 것으로 예상된다. 수은 배출량 역시 2020년 약 758 kg-Hg으로 예상되었고 2030년에는 약 22 kg-Hg에 불과할 것으로 예상된다.

급격한 경제적･사회적 변화에 따라 제조업에서 발생하는 폐기물의 종류와 발생량 역시 다양하고 복잡하게 변화하고 있다. 사업장폐기물은 위해성에 따라 사업장일반폐기물과 지정폐기물로 분류되며, 지정폐기물은 사업장폐기물 중 주변 환경을 오염시킬 수 있거나 오염성 폐기물 등 인체에 위해를 줄 수 있는 유해성분을 지니고 있는 폐기물로써, 적정한 처리를 위해 관리 및 감시 등의 조치가 필요하다. 이러한 이유로 폐기물관리법에서는 올바로시스템을 통하여 지정폐기물의 발생량과 처리량 통계조사를 1년마다 실시토록 하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지정폐기물 통계조사를 효과적으로 활용하기 위하여 물질의 흐름을 분석하여 정량적이고 체계적으로 평가하였다. 올바로시스템를 통하여 통계자료를 수집하였으며 2007년에서 2012년 사이의 자료는 통계방식이 다소 상이함으로 2005년과 2015년에 대하여 발생량과 처리량을 비교 분석하였다. 이에 본 연구에서는 국내 제조업에서 발생하는 지정폐기물에 대한 업종별 물질흐름분석을 통해 주요 발생물질과 발생원을 파악하고 지정폐기물 관리 및 정책 수립의 기초자료를 제공을 목적으로 한다.

본 연구에서는 지자체의 권역별‧지역별 특성을 고려한 자원순환 목표 설정을 도모하기 위해 가정생활폐기물을 대상으로 폐기물 처리 전과정 흐름분석을 실시하였다. 이를 위해 가정생활폐기물 배출형태(종량제봉투, 재활용품 및 남은 음식물류)에 따라 어떤 처리흐름에 따라 처리되는지를 살펴보고, 그 과정에서 잔재물로 배출되는 양 또는 재활용시설 등을 거쳐 추가적으로 최종 처분되는 양 등을 파악하였다. 여기서 폐기물 실질 재활용률 또는 실질 폐기물에너지화율은 폐기물 처리시설 반입량 대비 실질 재활용량 또는 실질 폐기물에너지화된 양(반입량-잔재물 발생량)을 의미한다. 17개 지자체의 실질 재활용률은 재활용품 선별시설의 경우 평균 72.2%로 50.4-93.2%의 범위를 나타내고 있으며, 음식물류폐기물 자원화시설의 경우 공공시설 평균은 90.9%, 범위는 72.2-100%이며, 민간시설 평균은 94.0%, 63.3-100%의 범위를 나타내고 있다. 실질 에너지화율은 가연성폐기물 연료화시설의 경우 평균 41.5%로 17.2-72.3%의 범위를 나타내고 있으며, 유기성폐기물 에너지화시설의 경우 평균 91.5%로 77.1-99.5%의 범위를 나타내고 있다. 이를 기초로 17개 지자체의 순환이용률을 산정한 결과, 평균 41.5%, 28.4-59.6%의 범위를 나타내고 있다. 국가의 자원순환 목표인 순환이용률 달성을 위해서는 재활용품 선별시설 및 가연성 에너지화시설 잔재물의 2차 재활용 또는 에너지화 방안을 추가적으로 강구할 필요가 있다. 본 흐름분석을 통해 산출된 실질 재활용률 및 실질 폐기물에너지화율을 기반으로 지자체의 현실을 반영한 자원순환 목표지표 설정이 가능할 것이며, 순환이용률 향상 방안 마련을 위한 기초자료로 활용될 것이다.

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.

In this study, the recycling processes of construction and demolition waste (C&D waste) were analyzed, and its national recycling rate was determined using material flow analysis (MFA). Available statistical data provided by Ministry of Environment and Korea Environment Corporation were used for the MFA study. The collected data were carefully examined and validated by field investigations. System boundary for MFA covered from waste generation from construction sites to final disposal in 2013. The field investigation showed that recycled aggregate is produced through mechanical shredding, separation, and screening processes of C&D waste. The production efficiency (or process yield) was estimated to be approximately 81.2% on average. The foreign materials in the waste accounted for 18.8% by weight. The separated impurities were sent to recycling facilities, incineration facilities, or landfill sites, depending on the physicochemical characteristics. Efficiency of recycling facilities and the statistical data were integrated to estimate the national actual recycling rate, which turned out to be 87.7% in 2013. Approximately 49.1% of the construction-related waste was recycled as recycled aggregate for concrete production and road base layer for asphalt pavement. Based on the result of MFA, there is 9.8% difference between the actual recycling rate in this study and reported recycling rate by national statistics. In the future, more various C&D waste treatment and disposal facilities, along with aggregate recycling facility, should be investigated to verify the actual recycling rate determined by this study. Statistical accuracy should be further refined through additional field investigations. Our findings can be applicable to development of recycling policies and best management practices for C&D waste streams.

2013년 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 미나마타 협약이 채택되어 수은의 전생애(Life-cycle) 관리를 요구하는 등, 수은(Mercury)은 장거리이동 및 생태계 축적 등으로 인해 인간의 건강 및 환경에 악영향을 끼칠 수 있기 때문에 국제적으로 우선순위 관리대상 물질로 관리되고 있다. 이러한 국제적인 움직임에 대응하기 위해 국내에서도 “국가 화학물질 기본계획”, “수은 폐기물의 환경 친화적 관리를 위한 기술 지침서” 및 “수은관리 종합대책” 등 다양한 제도 및 처리 방안을 준비하고 있다. 따라서 이러한 국내･외 수은 협약 및 정책에 대응하기 위해서는 국내 폐기물의 수은 배출실태 조사가 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 국내 수은 함유 폐기물의 배출시설 중 문헌조사와 국립환경과학원과 협의하여 수은 배출량이 많을 것으로 예상되는 산업폐기물 소각시설과 의료폐기물 소각시설을 선정하여 수은 물질흐름을 조사하였다. 본 연구에서는 2014년 대전광역시 소재의 산업폐기물소각시설(A시설)과 경상북도 경산시 소재의 의료폐기물소각시설(B시설)을 대상으로 수은의 물질흐름을 분석하고자 하였다. 본 연구에서는 산업폐기물 소각시설(A시설)과 의료폐기물 소각시설(B시설)의 공정도를 중심으로 연속3일 샘플링을 실시하였다. 따라서 물질흐름분석의 경계는 소각시설 공정도로 설정하여 연구를 진행하였다. 수집된 조사 데이터와 샘플링 데이터를 토대로 STAN 2.5 소프트웨어를 이용하여 물질흐름을 분석하였다. 본 연구 결과, 산업폐기물소각시설(A시설)의 수은처리량은 40.48±14.77 g/day으로 분석되었으며, 수은배출량 중 대기로 배출되는 양이 가장 많았으며 바닥재, 폐수처리슬러지로 많이 배출되는 것으로 분석되었다. 의료폐기물 소각시설(B시설)의 수은처리량은 DSI/FF/Scrubber기준(0.178)으로 54.16±8.59 g/day, DSI/Carbon Injection/FF(4.87)기준으로 124.54±37.46 g/day 으로 분석되었으며, 수은의 상당량이 내부에 축적되지 않고 대기 중 배출, 폐수 그리고 비산재로 많이 배출되는 것으로 분석되었다.

Food waste, a putrescible form of waste, comprised of 30% of the total municipal solid waste stream in Daejeon Metropolitan City (DMC) in 2012. Proper management of food waste is a challenging task for local government. This study was conducted to determine material flows when treated food waste in various recycling facilities. Material flows in the recycling processes were collected by site surveys, field trips and discussion with operators and governmental employees. Material flow analysis (MFA) was conducted to quantify the flow of food waste from generation to disposal for the year 2012. MFA along with its mass transfer coefficients were determined based on the inputs, outputs and waste fluxes. According to the mass transfer coefficient results, treatment efficiency for the dry and wet feed manufacturing facility was found to be higher than other treatment facilities. Water consumption was higher for the composting site, resulting in large volume of wastewater (mass transfer coefficient 1.539). While large amounts of screening materials such as plastic, chopsticks, aluminum foils, and bottle caps were generated at the composting site, mass transfer coefficients (0.312) at the dry and wet feed facility were relatively high, implying effective treatment of food waste occurring. The results of this study help to facilitate waste management policy decision-makers in developing effective food waste management techniques in DMC.

국내 음식물류폐기물은 생활폐기물 발생량의 약 30%의 비율로 매우 많은 양 발생되고 있으며, 이러한 음식물류폐기물은 우리나라의 음식문화 특성으로 인한 높은 염분농도와 수분함량으로 침출수 및 악취문제 등 여러가지 환경문제를 야기해왔다. 이에 따라 2005년 이후 직매립을 금지시킴으로써 음식물류폐기물의 재활용 정책이 도입되고 자원화 시설이 설치되었다. 현재 국내에서는 습식 및 건식 사료화, 퇴비화, 탄화, 기계적 감량화 등 다양한 방법을 통하여 음식물류폐기물을 자원화 하고 있으며 그 중 사료화와 퇴비화 시설이 가장 보편적으로 운영되고 있다. 이와 같은 음식물류폐기물 재활용 정책의 적극적인 도입과 시설 증축으로 국내에서는 95%이상의 음식물류폐기물 재활용률을 달성 하였지만 실제 처리시설에서의 낮은 공정수율, 대량의 음폐수 발생, 악취, 운송과정에서의 부패 등 여러 가지 환경 문제점이 여전히 나타나고 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 처리공정의 효율, 공정의 특징, 문제점 등을 파악하고자 하였으며, 이를 위하여 대전광역시 음식물류폐기물 처리시설 4곳(퇴비화 1곳, 사료화 3곳)을 중심으로 시설별 일반적 사항을 비롯한 투입 및 배출 물질의 종류와 양, 시설별 공정 주요 특징과 문제점 등을 조사하였다. 또한 조사 결과를 바탕으로 처리시설별 물질흐름분석을 통하여 물질수지를 마련함으로써 대전광역시 음식물류폐기물 처리시설의 운영 실태를 파악하고 문제점의 개선방안을 마련하였다. 본 연구에서는 대전광역시에서 발생하는 음식물류폐기물을 처리하는 시설을 바탕으로 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 투입 및 배출 물질에 대한 데이터를 바탕으로 시설별 물질흐름분석을 수행하고 물질전환계수를 산정하였다. 아울러 Stan 2.5 Software를 활용하여 분석을 실시하였다. 연구결과, 대전광역시 음식물류폐기물 처리 시설 중 반입 음식물류폐기물 대비 재활용 제품의 양의 비율은 건식 및 습식사료화 시설에서 가장 높은 것으로 나타났으며, 퇴비화 시설에서 가장 낮은 것으로 나타났다. 음폐수의 경우 퇴비화시설에서 반입되는 음식물류폐기물의 1.5배를 초과하는 대량의 음폐수가 발생되는 것으로 나타났으며, 이는 처리 공정 중 물질의 이동을 위하여 대량의 공정수가 불가피하게 투입되기 때문인 것으로 분석되었다. 이러한 낮은 공정수율, 대량의 음폐수 발생 등과 같은 문제점은 대부분 처리공정의 개선을 통하여 보완 가능한 사항들이기 때문에 보다 효율적이고 친환경적 관리를 위해서 스크류, 탈수기, 선별기 등의 시설개선이 반드시 필요할 것으로 분석되었다. 또한 적정 관리 방안 마련을 위해서는 보다 정밀한 관리시스템의 분석과 다양한 측면에서의 환경평가가 필요할 것으로 판단된다.

수은은 인체의 신경계뿐만 아니라 인체 내 다른 여러 부정적인 영향을 준다. 수은의 위해성이 알려짐에 따라 최근에는 국제적인 움직임으로 UNEP(United Nations Environment Programme)에서 수은협약(Minamata Convention on Mercury)이 채택되었다. 이 협약의 목적은 수은 및 수은화합물의 인위적 배출로부터 공중보건 및 환경을 보호하는 것이다. 주요 협약 내용을 살펴보면 수은 및 수은화합물의 생산부터 폐기까지의 전과정을 관리하고, 수은제품을 단계적 금지, 배출원 파악 및 배출량 저감 등 다양한 내용을 담고 있다. 국내에서는 국제 사회의 요구에 따라 환경부와 국립환경과학원을 중심으로 하여 수은 유통 기초조사 및 수은 함유 폐기물 배출 실태조사 등이 이루어지고 있다. 다만 아직까지 폐기물처리시설 내에서 수은의 거동특성에 대해 연구자료는 해외에 비해 다소 부족한 실정으로, 이에 대해 좀 더 자세히 살펴볼 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 수은함유 폐기물 처리시설 내 수은의 물질흐름분석을 통해 시설 내 수은의 거동특성을 자세히 살펴보고자 한다. 본 연구에서는 문헌조사를 통해 수은 배출이 많을 것으로 판단되는 시설을 선정하여 현장조사를 실시하였다. 현장조사를 통해 확보된 데이터와 시설 내 수은의 샘플링을 통해 수은의 물질흐름 데이터를 분석하였다. 물질흐름분석은 Stan 2.5 Software를 통해 실시하였다. 연구결과, 하/폐수처리시설에서는 수은의 상당량이 슬러지형태로 배출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 소각시설에서는 수은의 상당량이 비산재 형태로 배출되어 시설의 후단집진설비에 의해 폐기물로 배출되었다.