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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 수질 및 토양 오염과 밀접한 관계가 있는 해체현장의 분진발생 특성 및 폐수와 토양 오염도 분석 결과를 제시하고 이를 토대로 환경기준 및 환경인식에 부응할 수 있는 저공해형 및 민원발생 저감형 해체기술을 개발하기 위한 발판을 마련하고자 한다.
- 본 연구에서는 국내에서 수행되는 해체현장에서 발생되는 환경위해요인(분진, 토양오염, 수질오염) 에 대한 기초적 연구를 수행한다. 연구는 기계식 해체현장 외에 분진∙수질∙토양오염이 짧은 시간에 집중적으로 발생하는 발파해체현장을 대상으로 하여, 현장의 분진 및 수질∙토양의 오염도를 측정하였다.
- 본 연구에서는 국내에서 수행되는 해체현장에서 발생되는 환경위해요인(분진, 토양오염, 수질오염) 에 대한 기초적 연구를 수행한다. 연구는 기계식 해체현장 외에 분진∙수질∙토양오염이 짧은 시간에 집중적으로 발생하는 발파해체현장을 대상으로 하여, 현장의 분진 및 수질∙토양의 오염도를 측정하였다. 분진의 경우 현장에서 풍향 및 풍속을 고려하여 분진측정기를 활용하여 측정하였고, 수질 및 토양은 해체 지점에서의 거리별로 시료를 채취하여 실험실에서 분석하였다.
- 이상과 같이 해체현장의 분진발생 특성 및 폐수와 토양의 오염도를 통하여 환경기준 및 환경인식에 부응할 수 있는 해체기술 개발을 위한 발판을 마련하고자 다음과 같은 결론을 도출하였다.
제안 방법
- 기계식 해체현장의 분진은 대기오염공정 시험법에 따라 1회 6시간 이상 연속 채취하였으며, 질량분석법에 의한 TSP, PM10 발생량을 측정하였다.
- 넷째, 대상건물의 특성에 따라 오염우려 항목을 사전에 선정하고, 살포수는 채집하여 pH중화, 중금속 전처리 등의 적절한 사전처리 후 방류한다.
- 5, PM1 등을 측정하였다. 발파 15~20분전부터 발파 후 20분까지 약 40분간 1초 간격으로 지속 측정하여 발파전후 시간대별 분진발생량 변화를 측정하였다.
- 발파해체 현장의 경우 각 현장별로 3~4지점에서 PM10의 분진발생 최대값을 측정하였고, 그 외 TSP, PM10, PM2.5, PM1 등을 측정하였다.
- 5 가량의 강알칼리성 콘크리트 절단 폐수를 따로 차집 하여 중화하는 방안도 연구되고 있다(여창현 2007). 본 연구에서는 해체현장에 존재하는 물에 포함되어있는 유해물질 분석을 위해 살포수를 채취하여 오염물질 배출허용 기준에 제시된 항목을 기준으로 분석하였다. 분석 결과는 수질환경보전법 시행규칙 제 8조에 의거 정상가동중인 하수종말처리장 시설에 배수설비를 연결하여 처리하고 있는 배출시설에 대한 배출허용기준 중 “나” 지역의 기준을 적용하였다.
- 분석 결과는 수질환경보전법 시행규칙 제 8조에 의거 정상가동중인 하수종말처리장 시설에 배수설비를 연결하여 처리하고 있는 배출시설에 대한 배출허용기준 중 “나” 지역의 기준을 적용하였다.
- 연구는 기계식 해체현장 외에 분진∙수질∙토양오염이 짧은 시간에 집중적으로 발생하는 발파해체현장을 대상으로 하여, 현장의 분진 및 수질∙토양의 오염도를 측정하였다. 분진의 경우 현장에서 풍향 및 풍속을 고려하여 분진측정기를 활용하여 측정하였고, 수질 및 토양은 해체 지점에서의 거리별로 시료를 채취하여 실험실에서 분석하였다. 이러한 분석 자료는 현재 국내에서 이루어지고 있는 건축물의 해체현장에서 발생하는 환경 위해요인의 현황을 파악하는 좋은 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.
- 해체현장 내부와 인근의 물웅덩이에서 수차례 채취하여 3~5ℓ가 되도록 하였다. 수질오염분석은 오염물질 배출허용기준, 혹은 먹는물 수질기준에 준하여 해체현장에서 발생할 것으로 예상되는 수질오염 항목들을 선택하여 한국건설기술연구원의 건설품질인증센터에 의뢰하여 분석하였으며 각 항목별 시험방법과 분석기기는 다음과 같다.
- 여섯째, 특수 구조물, 산업시설 등의 해체시에는 건물의 이력, 사용용도 등을 감안하여 오염 예상항목들을 면밀히 검토하여 이에 대한 대책을 마련한 후 해체를 실시한다.
- 폐수는 각 지점의 성질을 대표할 수 있도록 지점을 선정하여 시료를 복수로 채취하였다. 오염물질의 성상이나 농도를 균일하게 하기 위하여 여러 장소에서 시료를 채취하여 혼합함으로써 대표성을 확보하였다. 해체현장 내부와 인근의 물웅덩이에서 수차례 채취하여 3~5ℓ가 되도록 하였다.
- 해체 공사 과정에서 발생하는 비석, 폐 콘크리트 분진 등의 오염 발생요소들은 주위 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 해체 공사에 의해 발생된 유기물과 각종 미세 중금속 등은 인근 토양에 침착되어 큰 영향을 끼친다. 이를 정량적으로 분석하기 위하여 해체공사 전후의 토양을 채취하여 농도변화를 비교하였다. <표 8>은 각 현장별 해체 전후의 토양오염 측정결과와 토양오염 우려기준(가지역)의 규제기준을 나타낸 것이다.
- 채취된 시료는 토양오염 우려기준에 제시된 항목을 위주로 서울대학교 토양오염분석연구단에 의뢰하여 분석하였으며 실험기기의 제원은 아래 표와 같다.
- 첫째, 해체시공 전후 충분한 살수를 통해 분진 발생량 최소화하고, 대상 건물의 높이, 규모 등을 파악하여 분진이 미칠 수 있는 범위를 예측하여 적절한 이격거리와 높이로 방진막을 설치한다.
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2.2 토양
토양시료는 대상지역을 대표할 수 있도록 5개의 지점을 선정하였으며, 대상 지역에 시설물 등이 있어 간격이 불충분할 경우 간격을 적절히 조정하였다
. 토양표면의 잡초나 유기물 등 이물질 층을 제거한 후 토양시료 채취기를 이용하여 약 500g의 시료를 채취하였다. - 해체현장에서 발생하는 소음/진동 특성에 관한 연구는 기존에 다루어진 적이 많으므로 본 연구에서는 각 해체현장에서의 분진 발생경향, 수질오염, 토양오염을 중심으로 계측을 실시하였다. 특히 분진이 집중적으로 발생하는 4개 발파해체 현장을 위주로 측정을 실시하였으며, 그 외 기계식 해체현장에서도 분진, 토양, 수질 오염도를 측정하였다. 각 현장의 개요는 다음과 같다.
- 폐수는 각 지점의 성질을 대표할 수 있도록 지점을 선정하여 시료를 복수로 채취하였다. 오염물질의 성상이나 농도를 균일하게 하기 위하여 여러 장소에서 시료를 채취하여 혼합함으로써 대표성을 확보하였다.
- 오염물질의 성상이나 농도를 균일하게 하기 위하여 여러 장소에서 시료를 채취하여 혼합함으로써 대표성을 확보하였다. 해체현장 내부와 인근의 물웅덩이에서 수차례 채취하여 3~5ℓ가 되도록 하였다. 수질오염분석은 오염물질 배출허용기준, 혹은 먹는물 수질기준에 준하여 해체현장에서 발생할 것으로 예상되는 수질오염 항목들을 선택하여 한국건설기술연구원의 건설품질인증센터에 의뢰하여 분석하였으며 각 항목별 시험방법과 분석기기는 다음과 같다.
- 해체현장에서 발생하는 소음/진동 특성에 관한 연구는 기존에 다루어진 적이 많으므로 본 연구에서는 각 해체현장에서의 분진 발생경향, 수질오염, 토양오염을 중심으로 계측을 실시하였다. 특히 분진이 집중적으로 발생하는 4개 발파해체 현장을 위주로 측정을 실시하였으며, 그 외 기계식 해체현장에서도 분진, 토양, 수질 오염도를 측정하였다.
- 해체현장에서 측정한 분진은 대기환경 기준에서 정하고 있는 미세분진(PM10)을 기준으로 측정하였으며, 계측결과는 아래 과 같다.
대상 데이터
- 토양시료는 대상지역을 대표할 수 있도록 5개의 지점을 선정하였으며, 대상 지역에 시설물 등이 있어 간격이 불충분할 경우 간격을 적절히 조정하였다. 토양표면의 잡초나 유기물 등 이물질 층을 제거한 후 토양시료 채취기를 이용하여 약 500g의 시료를 채취하였다. 또한 토양오염도 검사를 의뢰하기 위해 표토층 및 일정 깊이 이하의 토양시료를 채취하여 이물질을 제거한 후 체에 걸러 공정시험법에 의거 시험항목별로 적절한 용기에 보관하였다.
성능/효과
- 2. 해체현장의 살포수에는 pH, SS와 일부 중금속 항목이 배출허용기준을 초과하였다. 따라서 현장 내 철거잔재의 철저한 관리와 더불어 살수에 의한 분진저감 대책 수립 시에는 폐수에 대한 대책을 함께 검토하여 간접오염을 최소화하여야 한다.
- G현장의 경우 화력발전소로 사용되었던 건물이기 때문에 타 현장들과 비교하여 해체 공사 시 오염물질이 상대적으로 많이 배출됨을 알 수 있었다. 따라서 특수 구조물, 산업시설 등의 해체 시에는 건물의 이력, 사용용도 등을 감안하여 오염 예상항목들을 면밀히 검토하여 이에 대한 대책을 마련한 후 해체를 실시하는 것이 필요하다.
- 3배까지 증가한 것으로 나타났다. 기계식 해체를 실시한 D현장의 경우 발파 해체공법을 적용한 타 현장과 비교할 때 오염물질의 정량에 있어서는 유의할 수준의 차이가 없었으나, 해체전후의 양상을 비교한 결과 발파해체 공법적용시 오염물질이 보다 많이 증가함을 알 수 있었다. 하지만 기계식 해체의 경우 발파 해체보다 작업 기간이 길기 때문에 해체 기간 동안 발생하는 오염물질의 총량 기준을 고려하면 두 공법이 비슷한 수준의 오염물질을 배출할 것으로 판단된다.
- 대부분의 현장에서 해체전후 모두 토양이 강알칼리성인 것으로 나타났다. 일반적으로 콘크리트에는 내부의 철근 부식을 방지하는 기능을 하는 수산화칼슘(Ca(OH)2)이 함유되어 강알칼리성(pH 12~13 가량)을 나타내며, 발파 혹은 장비에 의해 콘크리트가 파쇄 되면서 분진의 형태로 비산하다가 살포수 등에 의해 해당지역의 pH를 높이는 것으로 사료된다.
- 둘째, 해당지역의 폐기물을 철저히 관리하고 철거잔재는 선별하여 반출함으로써 유류, 각종 폐기물, 내장재 등에 의한 오염물질 용출을 최소화한다.
- 화력발전소의 경우 장시간 누적된 탄진의 우려로 인해 G현장은 발파 수일 전부터 대상건물을 물로 청소하고, 발파 당일에도 충분한 살수를 통하여 탄진의 상당량을 제거한 반면, Y현장의 경우 인근에 보안건물이 없고, 주택가와 멀리 떨어져있어 분진에 대한 사전조치가 전혀 이루어지지 않았기 때문이다. 또한 측정기의 위치 방향으로 건물의 붕괴가 이루어졌을 뿐 아니라 발파직후 풍향이 측정기 위치 쪽으로 향하여 측정값이 매우 높게 나타났다. 마지막으로 Y현장은 수직으로 중력 낙하시키는 점진붕괴공법에 비해 부지앞쪽으로 대상건물이 그대로 전도되는 전도공법을 적용했기 때문이다.
- 토양표면의 잡초나 유기물 등 이물질 층을 제거한 후 토양시료 채취기를 이용하여 약 500g의 시료를 채취하였다. 또한 토양오염도 검사를 의뢰하기 위해 표토층 및 일정 깊이 이하의 토양시료를 채취하여 이물질을 제거한 후 체에 걸러 공정시험법에 의거 시험항목별로 적절한 용기에 보관하였다.
- 실제로 이처럼 발파해체 현장에서 각 거리별, 방향별 측점을 설치하고 분진 발생량을 측정한 결과, 분진의 최대 발생량에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 대상건물의 특성, 적용공법, 건물의 붕괴 방향 및 당시 풍향, 분진저감을 위한 사전조치 등인 것으로 나타났다.
후속연구
- 1. 해체전후 토양은 우려할만한 수준의 오염은 없었으나, 대상 건물에 따라 해체 후 Zn, Ni As 등의 중금속이 최고 10.3배까지 증가하여 이에 대해 사전에 건물 특성 및 이력을 파악하여 오염물질 발생을 최소화 하는 조치가 필요할 것으로 사료된다.
- 3. 해체현장의 토양, 폐수의 pH는 모두 (강)알칼리성을 나타내었으며, 이는 콘크리트 분진에 기인한 것으로 장기적인 대책이 필요할 것으로 판단된다.
- 4. 산업시설 등의 특수 구조물 해체 시에는 건물의 이력, 사용용도 등을 파악하여 사전에 우려되는 유해물질을 선정하여 각각에 대한 대책을 수립하는 것이 필요하다.
- 노후 된 건물의 해체 시에는 비록 규제기준 이하라 하더라도 콘크리트를 비롯한 건물의 내외장재에서 토양을 오염시키는 물질이 배출되고 있으며, 이는 강우 시 비점오염원에 대한 우려 이외에도 장기적으로 해당지역의 중금속 오염으로 인한 문제를 야기 시킬 수 있다. 따라서 건축물의 해체 시에는 장기적인 토양오염에 대해 사전에 면밀히 검토하고 오염물질 배출을 최소화 할 수 있는 시공기술을 선택하여야 할 것이다.
- 그리고 더 나아가 분진제어를 위한 살수과정 혹은 강우 등으로 인해 물과 함께 인근 토양계 및 수계로 유입될 가능성이 높다. 따라서 수질 및 토양오염에 대한 연구는 해체과정에서 발생할 수 있는 유해물질의 종류 및 범주를 결정하고 발생 특성을 분석하는 것에서 출발하여야 할 것이다. 해체현장에서 발생할 수 있는 유해화합물의 발생 특성은 다음의 <표 2>와 같다.
- 분진의 경우 현장에서 풍향 및 풍속을 고려하여 분진측정기를 활용하여 측정하였고, 수질 및 토양은 해체 지점에서의 거리별로 시료를 채취하여 실험실에서 분석하였다. 이러한 분석 자료는 현재 국내에서 이루어지고 있는 건축물의 해체현장에서 발생하는 환경 위해요인의 현황을 파악하는 좋은 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.
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