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논문 상세정보

산업부산물을 이용한 단층형 매립지 복토시스템 개발을 위한 적용 타당성 평가

Evaluation on Feasibility of Industrial By-products for Development of Mono-Layer Landfill Cover System

초록

비위생 매립지의 단층형 복토시스템을 위한 산업부산물의 응용성과 적합성을 평가하기 위하여 건설폐기물, 석탄회, 폐석고(인산석고), 슬래그(고로, 제강)와 석분슬러지를 대상으로 연구하였다. 먼저 대상 산업부산물들의 다양한 물리화학적, 수리역학적 특성들이 조사되었다. 그리고 배치실험과 장기간 용출시험을 통하여 이들 산업부산물들의 환경안정성도 검토하였다. 뿐만 아니라, 대상 산업부산물들에 식물을 조성해 봄으로써 식생의 적응성도 평가해 보았다. 산업부산물들의 물리화학적 특성 분석결과, 연구대상인 산업부산물 대부분이 매립지 복토재로 적합한 것으로 나타났다. 특히 모든 연구대상 산업부산물들에서 폐기물관리법에서 규정한 유해한 무기원소 종들의 농도가 규제치를 초과하지 않은 것으로 조사되었다. 이와 더불어, 석분슬러지만 제외하고 그 외 모든 대상 물질들에서 토양환경보전법에서 규제하는 원소들의 농도가 기준치 이하로 검출되었다. 배치실험과 장기간 용출시험 결과로부터 석탄회와 건설폐기물이 고려한 산업부산물들 중에서 매립지 복토재로서 가장 적합한 것으로 선정되었다. 식물 육종실험 결과, 석탄회가 가장 빠른 발아와 가장 큰 생육지표를 보여서 매립지 복토재로 이용될 경우 식생 조성에서 가장 효과적일 것으로 평가되었다. 일반토사와 석탄회로 혼합된 최종복토시스템에서 최적의 축분퇴비 시비는 헥타르당 40$\sim$50톤인 것으로 조사되었다.

Abstract

In order to investigate the applicability and suitability of the industrial by-products to apply mono-layer cover system for non-sanitary landfill sites, 6 different industrial by-products, such as construction waste, bottom ash, gypsum, blast furnace and steel manufacture slags, and stone powder sludge, were evaluated. Various physicochemical and hydrodynamic properties of the industrial byproducts were investigated. The environmental safety was monitored using batch and long-term leaching tests as well. In addition, the flexibility of plants was observed by cultivating them in the industrial by-products. The results for physicochemical properties indicate that most of the materials considered appeared to be suitable for landfill cover. Particularly, the concentration levels of hazardous elements regulated by the Korean Law for Waste Management did not exceed the regulatory limits in all target materials. In addition, the concentrations of regulated elements for the Korean Soil Conservation Law were examined below the regulatory limits in most of materials considered, except for the stone powder sludge. The results of batch and long-term experiments showed bottom ash and construction waste were the most suitable materials for landfill cover among the industrial by-products considered. The results of plant studies indicate that the bottom ash among industrial by-products considered was most effective in developing vegetation on landfill site, showing fast germination and large growth index. At the final covering system made of mixture of soil and bottom ash, the optimum application rate of farmyard manure was observed to be 40-50 Mg/ha.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
쓰레기 매립장의 최종 복토층
쓰레기 매립장의 최종 복토층은 어떤 기능을 가지는가?
우수침투를 방지하고, 이와 더불어 폐기물 분해과정에서 발생되는 매립가스 포집시설의 부압확보를 위한 대기의 유입방지, 상부식재 및 매립완료 직후 시행되는 상부중간복토 기능 등 다양하고 종합적인 기능을 가진다.

쓰레기 매립장의 최종 복토층은 우수침투를 방지하고, 이와 더불어 폐기물 분해과정에서 발생되는 매립가스 포집시설의 부압확보를 위한 대기의 유입방지, 상부식재 및 매립완료 직후 시행되는 상부중간복토 기능 등 다양하고 종합적인 기능을 가진다. 우리나라의 경우 기존의 매립지 최종복토시스템은 최소한 3개(가스배제층을 제외하는 경우)의 층으로 구성되는 다층구조이다.

매립지 최종 복토방법
미국의 매립지 최종 복토방법은 어떻게 나누어 규정하고 있는가?
자원회수 및 보전법(Resource Recovery and Conservation Act)상에 크게 특정유해폐기물(Subtitle C), 생활쓰레기(Subtitle D)매립장으로 나누어 규정

미국에서 매립지 최종 복토방법은 자원회수 및 보전법(Resource Recovery and Conservation Act)상에 크게 특정유해폐기물(Subtitle C), 생활쓰레기(Subtitle D)매립장으로 나누어 규정하고 있으며, 우리나라 폐기물관리법상의 규정과 큰 차이가 없다. 그러나 이 법령의 내용이 너무 엄격하고, 그 규정에 맞게 시공하기 위해서는 많은 공사비가 소요되는 반면에 지역적인 특성을 반영하지 못하여 효과면에서는 많은 문제점들이 나타나고 있었다.

기존의 매립지 최종복토시스템
기존의 매립지 최종복토시스템의 문제점은 무엇인가?
지역적 특성(기후, 지형, 토질특성 등)을 반영하기가 어렵고 시공 또한 어려울 뿐만 아니라, 공사비가 비싸며, 점토의 균열에 의해 우수의 침투가능성이 높고, 습윤/건조와 동결/융해에 대한 내구성이 취약하며, 대형수목과 같은 식생조성이 어렵다.

우리나라의 경우 기존의 매립지 최종복토시스템은 최소한 3개(가스배제층을 제외하는 경우)의 층으로 구성되는 다층구조이다. 이러한 기존 최종 복토공법은 지역적 특성(기후, 지형, 토질특성 등)을 반영하기가 어렵고 시공 또한 어려울 뿐만 아니라, 공사비가 비싸며, 점토의 균열에 의해 우수의 침투가능성이 높고, 습윤/건조와 동결/융해에 대한 내구성이 취약하며, 대형수목과 같은 식생조성이 어렵다. 이러한 문제점들은 실제 현장에서 매립지의 기능 수행측면에서 많은 문제들을 야기하여 미국 등지에서는 그 대안으로서 최종복토시스템을 복토재료로서 일반 흙만을 사용하여 다층이 아닌 한개 층으로 구성하는 단층형 최종복토(mono-layer final cover)시스템을 개발하여 다층 복토(multi-layer cover) 방식의 단점을 상당부분 보완하고 있다.

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참고문헌 (23)

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  4. 환경부, "사용종료매립지 주민만족도 설문조사 결과 보고,"(2005) 
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  23. Hendershot, W. H. and Lalande, H., "Ion exchange and exchangeable cations," Soil sampling and methods of analysis, Carter, M. R(Ed.), Canadian Society of Soil Science, Boca Raton, Florida, pp. 167-175(1993) 

이 논문을 인용한 문헌 (1)

  1. 윤성욱, 강신일, 진혜근, 김필주, 김순오, 유찬 2010. "현장 실험을 통한 단층형 매립복토시스템의 복토재로서 석탄회의 효과 검토" 韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, 26(7): 81~91 

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