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문제 정의
- 본 연구는 금속과 플라스틱 제조공정과 폐기물처리 시설·공공폐수처리시설·공공급수시설에서 발생되는 폐기물을 배출하는 국내 22 개 업체를 선정하여 현지 조사하고, 오니류, 소각재, 폐유 등 폐기물 시료의 채취 및 PCDD/PCDFs(17), PAHs(7) 및 PCBs(7) 항목의 분석을 통해 배출 특성을 파악하여, 유기오염물질의 관리방향을 제시하고자 하였다.
- 본 연구에서는 현행 폐기물관리법으로는 관리되고 있지 않으나 잔류성유기오염물질관리법과 해양환경관 리법에서 관리되고 있는 미규제 유기물질류(PCDD/PCDFs, PAHs, PCBs)의 분석결과를 국립환경과학원에서 수행한 「지정폐기물중 유해물질 규제항목 확대에 관한 연구(I), (II)」13-14의 제안 기준과 비교·검토하였다.
제안 방법
- Fig. 4는 EWC 12공정 중금속과 플라스틱의 형태·물리·기계적 표면처리 시 발생하는 기계유와 에멀전, 그리스제거 처리 시 발생하는 수용성 세척액과 EWC 19 공정 중 폐기물의 물리화학적 처리 시 발생하는 폐유와 농축액, 폐수처리시설 중 오일과 물의 분리과정에서 발생하는 그리스에서 발생하는 폐기물인 폐유(4건), 기계유·작동유(6 건) 등 총 10 건을 분석대상으로 하여 PCBs의 배출특성을 파악하였다.
- 를 준용하여 수행하였다. PCBs는 GC/ECD로 분석하였으며 PAHs와 PCDD/PCDFs는 GC/MSD 및 HRGC/HRMS에 의한 선택이온검출법(SIM)으로 검출하여 분석하였다. Fig.
- 금속과 플라스틱 제조공정과 폐기물처리시설·공공폐수처리시설·공공급수시설에서 발생되는 폐기물을 배출하는 국내 22 개 업체를 선정하여 현지조사하고, 오니류, 소각재, 폐유 등 폐기물 시료의 채취 및 PCDD/PCDFs(17), PAHs(7) 및 PCBs(7) 항목의 분석을 통해 배출 특성을 파악하였다.
- 본 연구에서 검출된 PAHs의 농도수준을 기존 외국 자료와 비교하여 나타내었다(Table 5). 공정오니의 PAHs 농도(0.
- Table 1과 같이 EWC 공정별로 시료채취 현황을 나타내었다. 분석대상 시료에서 유해 유기물질류 함유 가능성을 검토하여 PCDD/PCDFs 11 건, PAHs 16 건, PCBs 10 건을 분석하였다. Table 2는 폐기물 시료의 분석현황을 나타내었다.
- 올바로 시스템에 등록된 사업장의 폐기물 자료, 화학물질 배출량자료 및 유럽 연합의 폐기물 배출 목록(European Waste Catalogue, EWC)을 토대로 금속과 플라스틱의 형태·물리·기계적 표면처리 시 발생하는 폐기물(EWC 12)과 폐기물처리시설·공공폐수처리시설·공공급수시설에서 발생되는 폐기물(EWC 19)을 배출하는 사업장을 선정하여 현지조사 하였다. 선정된 22 개 업체를 방문하여 오니류, 소각재, 폐유 등 37건의 폐기물 시료를 채취하고 폐기물 발생량, 처리현황 및 폐기물 분석자료 등을 조사하였다. Table 1과 같이 EWC 공정별로 시료채취 현황을 나타내었다.
- 올바로 시스템에 등록된 사업장의 폐기물 자료, 화학물질 배출량자료 및 유럽 연합의 폐기물 배출 목록(European Waste Catalogue, EWC)을 토대로 금속과 플라스틱의 형태·물리·기계적 표면처리 시 발생하는 폐기물(EWC 12)과 폐기물처리시설·공공폐수처리시설·공공급수시설에서 발생되는 폐기물(EWC 19)을 배출하는 사업장을 선정하여 현지조사 하였다.
대상 데이터
- 금속과 플라스틱의 형태·물리·기계적 표면처리 시 발생하는 폐기물 중 분진(1 건), 폐기물의 소각, 열분해 시 발생하는 비산재(3 건), 소각재(5 건), 분진(2 건) 등의 폐기물 11 건에 대하여 조사하였다.
- 또한 분석결과 T-PCBs가 제안기준인 1 mg/kg을 초과하는 시료는 총 3 개 시료로, 폐유 1 개, 기계유·작동유 시료 2 개였다.
- 시료 16 건은 공정오니, 폐수처리오니에서 채취한 시료로 Table 4에서 보는 것과 같이 16 종 PAHs의 분석결과를 정리하였다. 공정오니의 평균 함량농도는 0.
이론/모형
- 폐기물 관리법에서 관리되고 있지 않은 유기물질류인 PCDD/PCDFs, PAHs, PCBs의 함량 분석방법은 국립환경과학원에서 수행된 「지정폐기물중 신규 유해물질의 항목 설정 및 시험방법 확립에 관한 연구」11-12를 준용하여 수행하였다. PCBs는 GC/ECD로 분석하였으며 PAHs와 PCDD/PCDFs는 GC/MSD 및 HRGC/HRMS에 의한 선택이온검출법(SIM)으로 검출하여 분석하였다.
성능/효과
- 1. 비산재의 다이옥신 농도는 7.37~432.20 ng-TEQ/kg, 소각재는 0.51~855.01 ng-TEQ/kg, 분진은 0.37~385.81 ng-TEQ/kg 범위로 나타났다. POPs에 제시된 규제기준 15,000 ng-TEQ/kg를 초과하지 않았다.
- 2. 공정오니의 PAHs 평균 함량농도는 0.0075~2.9225 mg/kg, 폐수처리오니는 0.0035~1.6716 mg/kg 범위로 나타나 국내 해양환경관리법의 규제기준을 모두 만족하는 것으로 나타났다. 벤젠고리가 적은 3개의 PAH는 acenaphthene > naphthalene > fluorene > phenanthrene > acenaphtylene > anthracene 순으로 나타났다.
- 3. 현 해양환경관리법에 규제기준이 적용되는 PCBs 7 종을 분석한 결과(제 1기준 0.15 mg/kg 비교) 검출 농도는 0.0~0.65 mg/kg으로 나타났으며, 일부 기계유 및 작동유에서 PCB-52, PCB-101, PCB-138, PCB-153 및 PCB-180 개별이성체가 초과되었다. PCB-138 개별 이성체에서 가장 높은 0.
- 65 mg/kg으로 나타났으며, 일부 기계유 및 작동유에서 PCB-52, PCB-101, PCB-138, PCB-153 및 PCB-180 개별이성체가 초과되었다. PCB-138 개별 이성체에서 가장 높은 0.65 mg/kg으로 조사되었고, 7종의 개별이성체를 합한 값으로는 제철 제조업의 기계유·작동유에서 가장 높게 검출되었다. 현재 해양환경관리법에서는 PCBs 개별이성체 7 종에 대해 제 1/제 2 기준을 설정하여 관리하고 있어 향후 국가차원에서 관리효율화가 필요한 것으로 판단된다.
- PCB-138 개별이성체에서 가장 높은 0.65 mg/kg으로 조사되었고, 7 종의 개별이성체를 합한 값으로는 제철 제조업의 기계유·작동유에서 2.247 mg/kg으로 가장 높게 검출되었다.
- PCDD/PCDFs의 함유특성을 살펴보면, 비산재, 소각재, 분진 등 검출된 2,3,4,7,8-PeCDF가 각 시료의 전체 TEQ값의 28~34%로 차지하는 비율이 제일 높은 것으로 나타났다. 또한, 다이옥신류보다는 퓨란류의 농도가 비교적 높게 검출되었으며 다이옥신 패턴에서 PeCDF의 높은 농도경향과 비슷하게 나타났다.
- 시료 16 건은 공정오니, 폐수처리오니에서 채취한 시료로 Table 4에서 보는 것과 같이 16 종 PAHs의 분석결과를 정리하였다. 공정오니의 평균 함량농도는 0.0075~2.9225 mg/kg, 폐수처리오니는 0.0035~1.6716 mg/kg 범위로 나타나 국내 해양 투기 제 1기준/2기준은 (Nap, Ant, B(a)F:4/0.8, Phen, B(a)A:5/1, Flt:10/2.5, B(a)P:4.5/0.9)이며, 본 연구에서 채취한 시료 중 16 종 PAHs 농도는 모두 기준 이내로 나타났다.
- 벤젠고리가 적은 3개의 PAH는 acenaphthene > naphthalene > fluorene > phenanthrene > acenaphtylene > anthracene 순으로 나타났다. 또한 전체적으로 공정오니 및 폐수슬러지의 PAHs 농도는 외국의 경우와 비교하여 다소 낮은 것으로 판단되며, 현재 PAHs는 대기오염물질로 관리되고 있고, 스톡홀름 협약에서 일부 검토되고 있어 PAHs의 효율적인 환경 관리를 위해 국제적인 관리 차원에서 검토 될 필요성이 있는 것으로 판단되었다.
- PCDD/PCDFs의 함유특성을 살펴보면, 비산재, 소각재, 분진 등 검출된 2,3,4,7,8-PeCDF가 각 시료의 전체 TEQ값의 28~34%로 차지하는 비율이 제일 높은 것으로 나타났다. 또한, 다이옥신류보다는 퓨란류의 농도가 비교적 높게 검출되었으며 다이옥신 패턴에서 PeCDF의 높은 농도경향과 비슷하게 나타났다.15
- 비산재, 소각재, 분진 등 각각 다이옥신의 이성질체 검출패턴을 확인한 결과 모두 유사하게 나타났다(Fig. 2). 이러한 특성은 폐기물의 소각, 열분해하는 유사한 공정에서 발생하는 폐기물이므로, 비슷하게 나타나는 경향을 보이고 있는 것으로 판단된다.
- 비산재의 다이옥신 농도는 7.37~432.20(평균 229.63) ng-TEQ/kg, 소각재는 0.51~855.01 (평균 180.55) ng-TEQ/kg, 분진은 0.37~385.81 (평균 133.70) ng-TEQ/kg 범위로, 평균농도로 비교했을 때 비산재가 높은 것으 로 나타났다.
- POPs에 제시된 규제기준 15,000 ng-TEQ/kg를 초과하지 않았다. 특히, 폐분쇄틀 및 분쇄물에서 발생하는 폐기물 중 분진이 385.81 ng-TEQ/kg로 가장 높게 검출되었으며, 2,3,4,7,8-PeCDF가 각 시료의 전체 TEQ값의 28~34%로 차지하는 비율이 제일 높은 것으로 나타났다. 또한 외국자료와 비교 검토 시 다이옥신의 함량농도가 낮은 것으로 조사되었다.
- 현재 해양환경관리법에서 관리되고 있는 PCBs 7종(IUPAC No. 28, 52, 101, 108, 138, 153, 180)의 개별이성체를 분석한 결과, Fig. 4를 살펴보면, 제 1기준 0.15 mg/kg과 비교했을 때, 5건의 시료에서 초과한 개별이성체가 총 12개로 나타났으며, 이들 시료는 PCB-52(5 건), PCB-101(1 건), PCB-138(4 건), PCB-153(1건) 및 PCB-180(1 건)으로 조사되었다. 이 시료들 중 기계유·작동유 시료 3 개, 폐유 시료 2 개였다.
후속연구
- 최근 잔류성유기오염물질에 대한 규제 기준을 설정하여 관리하는 POPs 기술지침서가 국제협약에서 마련되었으며, 국내에서는 잔류성유기오염물질 관리법 시행규칙에 다이옥신 및 퓨란의 함유량 기준이 제시되어 있어 다이옥신 배출원 및 환경영향에 대한 모니터링을 통해 관리되고 있다. 또한 PCBs는 폐기물공정 시험방법에서 PCBs 전이성체를 관리하고 있으며, 함량으로 해양환경관리법에서는 PCBs 개별이성체 7 종에 대해 제 1/제 2 기준을 설정하여 관리하고 있어 향후 국가차원에서 관리효율화가 필요한 것으로 생각된다. PAHs의 경우에는 현재 대기오염물질로 관리되고 있고, 스톡홀름협약에서 일부 검토되고 있어 PAHs의 효율적인 환경관리를 위해 국제적인 관리 차원에서 검토 될 필요성이 있는 것으로 판단되었다.
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