전 세계적으로 매년 증가하는 발전회의 매립을 위한 부지는 현저히 부족한 실정이며, 이를 재활용 하는 방안에 관한 연구는 지금까지 활발히 진행 중이다. 또한, 휴 폐광산의 갱구, 폐석 더미, 지하공동에서 발생하는 다양한 광해는 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요할 것이다.
전 세계적으로 매년 증가하는 발전회의 매립을 위한 부지는 현저히 부족한 실정이며, 이를 재활용 하는 방안에 관한 연구는 지금까지 활발히 진행 중이다. 또한, 휴 폐광산의 갱구, 폐석 더미, 지하공동에서 발생하는 다양한 광해는 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요할 것이다.
Globally, there has been a lot of research related to recycling coal ash from power plant stations. This research is happening because there is a considerable shortage of sites for reclamation of increased coal ash every year. In addition, a variety of environmental pollutants have appeared because ...
Globally, there has been a lot of research related to recycling coal ash from power plant stations. This research is happening because there is a considerable shortage of sites for reclamation of increased coal ash every year. In addition, a variety of environmental pollutants have appeared because of mining activity. Abandoned coal mine, pits, and mine tailing piles caused pollutants to come to the surface resulting in serious damage for humans and the environment. Therefore in this study, we investigated whether or not coal ashes have the ability to prevent several environmental problems by mining in Korea and a manageable form recycling coal ashes. In overseas countries, there is a sufficient field of applicable cases where coal ash is used for neutralizing AMD (Acid Mine Drainage), covering of the waste materials, grouting, and soil amendments. However in Korea, since the coal ash is classified as a 'waste', there is an insufficient field applicable cases so far. Therefore it is necessary to establish a specific standard and management system for the utilization of coal ash based on the relevant precedent cases applied abroad in order to prevent environmental pollution caused by mining activity in Korea.
Globally, there has been a lot of research related to recycling coal ash from power plant stations. This research is happening because there is a considerable shortage of sites for reclamation of increased coal ash every year. In addition, a variety of environmental pollutants have appeared because of mining activity. Abandoned coal mine, pits, and mine tailing piles caused pollutants to come to the surface resulting in serious damage for humans and the environment. Therefore in this study, we investigated whether or not coal ashes have the ability to prevent several environmental problems by mining in Korea and a manageable form recycling coal ashes. In overseas countries, there is a sufficient field of applicable cases where coal ash is used for neutralizing AMD (Acid Mine Drainage), covering of the waste materials, grouting, and soil amendments. However in Korea, since the coal ash is classified as a 'waste', there is an insufficient field applicable cases so far. Therefore it is necessary to establish a specific standard and management system for the utilization of coal ash based on the relevant precedent cases applied abroad in order to prevent environmental pollution caused by mining activity in Korea.
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문제 정의
2014년 4월부터 16개월 동안 ‘한국남부발전’에서는 강원도 삼척시 ‘삼척그린파워’에서 발생하는 연간 70만톤의 발전회를 이용하여, 국내 석회석 채굴공동의 발전회 충전 가능여부에 관한 연구를 수행하였다.
따라서, 본 연구에서는 국내의 광산부지에서 발생하는 지반침하 혹은 AMD 발생문제를 해결함에 있어 발전회의 사용을 위하여, 현재까지 개발된 해외 선진기술의 연구 및 적용사례와 비교하여 국내에서 보유하고 있는 기술의 개선사항에 대하여 파악하고자 한다. 또한, 이러한 연구결과를 바탕으로 국내 광산지역의 토양 및 수질 개선, 지반침하 방지 등 환경복원에 발전회의 효과적인 적용방안을 제시하고자 한다.
따라서, 본 연구에서는 국내의 광산부지에서 발생하는 지반침하 혹은 AMD 발생문제를 해결함에 있어 발전회의 사용을 위하여, 현재까지 개발된 해외 선진기술의 연구 및 적용사례와 비교하여 국내에서 보유하고 있는 기술의 개선사항에 대하여 파악하고자 한다. 또한, 이러한 연구결과를 바탕으로 국내 광산지역의 토양 및 수질 개선, 지반침하 방지 등 환경복원에 발전회의 효과적인 적용방안을 제시하고자 한다.
2014년 4월부터 16개월 동안 ‘한국남부발전’에서는 강원도 삼척시 ‘삼척그린파워’에서 발생하는 연간 70만톤의 발전회를 이용하여, 국내 석회석 채굴공동의 발전회 충전 가능여부에 관한 연구를 수행하였다. 삼척그린파워 인근에 위치한 석회석 광산의 채굴공동은 지반침하를 야기함과 동시에 침출수로 인한 주변환경의 오염 가능성이 있으며, 경제적, 환경적 사용가치가 높은 미활용 발전회를 이용한 석회석광산충전을 목적으로 하였다. 광산 채굴공동 충전으로 발전회의 사용은 지반의 안정화를 증대하며, 폐기물 재활용에 따른 친환경적 사업, 시멘트, 콘크리트, 골재 등의 충전재를 제작하는데 소모되는 비용절감 등의 강점이 있다.
제안 방법
연구를 수행하기에 앞서, 국내 주요 화력발전소의 연도별 발전회 발생 및 재활용 현황을 조사하여, 발전회 재활용 관련 국내·외 관련규정에 대한 조사를 우선적으로 실시하였다.
성능/효과
실제로, 비산회의 적용은 해당 AMD의 pH 증가와 더불어 Fe, Al, SO42−, EC 및 중금속의 이동성 및 농도가 현저히 저감되는 효과를 보였다. 또한, 비산회와 시멘트 혹은 석회, 물의 혼합물을 시추공에 직접적으로 주입하여 석탄광산으로부터 AMD의 발생을 억제와 더불어 지하공동 및 지하충전의 방지를 효과를 얻을 수 있었다. 이 때, 비산회에 포함되어 있는 B39) , As, Se, Cr, V40) 등 미량의 중금속들의 침출 가능성에 대한 정기적으로 모니터링은 필수적이며, 이러한 유해 미량원소들의 안정화에 대한 고려가 반드시 포함되어야 한다고 강조하였다.
광산작업 후 별도의 정화처리 없이 방치된 광산부지의 토양 및 수계는 중금속 등의 오염물질에 의해 주변 환경 및 인근 거주민의 건강에 심각한 악영향을 초래할 수 있다. 앞서 AMD 복원사례에서도 확인했듯이, 발전회의 적용은 토양 및 수계의 pH을 증가시킴과 동시에 유해원소의 이동성을 저감시키는 효과가 있다는 것을 확인하였다. 국외에서 발전회는 광해방지뿐만 아니라 토양 개량의 용도로 사용되어져 왔다, 국외 토양 개량을 위한 발전회의 적용사례를 Table 2에 정리하였다.
후속연구
현재 미국(ASTM, EPA, DOE), 호주(CCSD), 일본(JCOAL), 캐나다(MEND) 등의 국가기관에서는 광해를 방지하기 위하여 발전회 및 광미를 활용한 갱내충전을 실시하여 AMD 및 지반침하의 문제해결과, 더 나아가서는 환경영향평가를 실시하여 적용 후 발생할 수 있는 환경유해요소들에 대한 안정성 평가를 통해 광해문제를 해결하고자 하는 노력이 활발히 진행 중이며, 실제 적용사례도 상당히 많은 수준이다. 국외의 적용사례를 바탕으로, 발전회는 친환경적 관리체계 하에 적용 후 주변 환경영향을 파악하는 사후 모니터링과 충분한 관리가 포함된다면, 광해방지와 더불어 토양 개량제로서 많은 이점이 있기 때문에 국내에서도 충분히 사용가능할 것으로 사료된다. 발전회의 활용은 기술적으로 기존에 사용해오던 석회, 모래, 골재 등의 충전재와 비교하여 지반의 안정화, 채움재 제조 및 운반에 소모되는 경제적 부담의 해소, 폐기물의 재활용에 따른 국가 이미지 개선, 오염물질의 안정화에 따른 환경영향 최소화 등의 기술적, 경제적, 환경적으로 활용 가능성이 기대된다.
또한 발전회를 휴·폐광산의 채움재로 사용할 경우, 광산부지 인근에서의 건설작업으로 인한 지반균열, 지하광산의 채굴로 인한 지하공동, 석회암 지반의 용해로 인한 지하공동, 지하수유출로 인한 지반침하 및 AMD 발생억제, 중금속 안정화제로서 토양개량효과 등 이점이 많지만, 발전회의 적용 후 중금속 등 오염물질들이 주변 토양 및 지하수로의 거동을 확인하는 지속적인 모니터링이 필요하다.
국외의 적용사례를 바탕으로, 발전회는 친환경적 관리체계 하에 적용 후 주변 환경영향을 파악하는 사후 모니터링과 충분한 관리가 포함된다면, 광해방지와 더불어 토양 개량제로서 많은 이점이 있기 때문에 국내에서도 충분히 사용가능할 것으로 사료된다. 발전회의 활용은 기술적으로 기존에 사용해오던 석회, 모래, 골재 등의 충전재와 비교하여 지반의 안정화, 채움재 제조 및 운반에 소모되는 경제적 부담의 해소, 폐기물의 재활용에 따른 국가 이미지 개선, 오염물질의 안정화에 따른 환경영향 최소화 등의 기술적, 경제적, 환경적으로 활용 가능성이 기대된다. 하지만 우리나라의 경우 관련 현행법상 광해방지를 위한 발전회의 직접적인 사용을 규제하기 때문에 관련 연구들 또한 부족한 실정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요한 이유는?
발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다. 따라서 국내에서도 국외의 관련 선행 적용사례들을 참고하여 광해방지사업에서 발전회의 활용을 위한 구체적인 기준 및 관리체계가 필요할 것이다.
폐광산의 지하공동에서 발생하는 무엇은 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으키는가?
전 세계적으로 매년 증가하는 발전회의 매립을 위한 부지는 현저히 부족한 실정이며, 이를 재활용 하는 방안에 관한 연구는 지금까지 활발히 진행 중이다. 또한, 휴 폐광산의 갱구, 폐석 더미, 지하공동에서 발생하는 다양한 광해는 심각한 인명피해 및 환경오염을 일으킨다. 따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다.
발전회는 어떻게 활용이 가능한가?
따라서 본 연구에서는 국내 석탄, 금속, 석회석 광산에서 발생하는 AMD (Acid Mine Drainage), 지반침하 등의 광해방지에서 발전회의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 발전회는 그 물리화학적인 특성에 따라 AMD 중화, 노천광산에서의 차폐재, 지하광산의 채움재 및 토양 개량제로써 활용할 수 있으며, 미국, 호주, 일본, 캐나다 등의 국외에서는 관련 지침을 마련하여 현장 적용사례가 충분히 확보된 상태이다. 하지만 국내의 경우 현장 적용을 위한 몇몇 연구들은 수행돼 왔지만, 현재 발전회를 사업장폐기물로 분류하고 있기 때문에 현장 적용사례가 미흡하며, 이와 관련된 연구도 부족한 실정이다.
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