[논문]발열반응 촉매제와 열처리를 이용한 석면함유 슬레이트의 무해화 연구

윤성준; 정현이; 박병노; 김용운; 김혜수; 박재봉; 노열

doi:10.9719/eeg.2019.52.6.627

발열반응 촉매제와 열처리를 이용한 석면함유 슬레이트의 무해화 연구
Transformation of Asbestos-Containing Slate Using Exothermic Reaction Catalysts and Heat Treatment 원문보기

자원환경지질 = Economic and environmental geology, v.52 no.6, 2019년, pp.627 - 635

윤성준 (전남대학교 석면환경센터) , 정현이 (전남대학교 석면환경센터) , 박병노 (전남대학교 석면환경센터) , 김용운 (전남대학교 석면환경센터) , 김혜수 (전남대학교 석면환경센터) , 박재봉 (전남대학교 지질환경과학과) , 노열 (전남대학교 지질환경과학과)

초록
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슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 이 연구에서는 발열반응 촉매제와 열처리를 이용하여 슬레이트에 함유된 석면 무해화 가능성을 확인하고자 하였다. 실험은 석면해체·제거 사업장에서 발생한 석면함유 슬레이트를 이용하였고 발열반응 촉매제는 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na₂SiO₃), 카올린[Al₂Si₂O₅(OH)₄)], 활석[Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂]을 이용하여 총 6가지의 촉매제를 제조하였다. 6가지의 촉매제를 슬레이트에 각각 도포한 후 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하여 분석결과를 토대로 슬레이트 무해화를 위한 열처리 온도를 750℃로 결정하였다. 슬레이트에 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 열처리하여 X-선 회절 분석(XRD), 주사전자현미경 분석(SEM-EDS), 투과전자현미경 분석(TEM-EDS)을 한 결과 슬레이트 내 백석면[chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH₅)]이 주상의 고토감람석(forsterite, Mg₂SiO₄)으로 상전이 됨을 확인하였다. 또한, 슬레이트 원시료와 발열반응 촉매제 도포 후 열처리한 시료에 물리적인 힘을 가하여 광물의 형상 변화를 비교 관찰한 결과, 슬레이트 내 백석면은 섬유형을 유지하였으나 촉매제 도포 및 열처리를 한 시료는 무정형 형태로 깨지는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 발열반응 촉매제와 열처리를 통하여 낮은 온도에서 경제적으로 석면함유 슬레이트를 안전하게 처리할 수 있는 하나의 방안을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Cement-asbestos slate is the main asbestos containing material. It is a product made by combining 10~20% of asbestos and cement components. Man- and weathering-induced degradation of the cement-asbestos slates makes them a source of dispersion of asbestos fibres and represents a priority cause of concern. When the asbestos enters the human body, it causes cellular damage or deformation, and is not discharged well in vitro, and has been proven to cause diseases such as lung cancer, asbestos, malignant mesothelioma and pleural thickening. The International Agency for Research on Cancer (IARC) has designated asbestos as a group 1 carcinogen. Currently, most of these slats are disposed in a designated landfill, but the landfill capacity is approaching its limit, and there is a potential risk of exposure to the external environment even if it is land-filled. Therefore, this study aimed to exam the possibility of detoxification of asbestos-containing slate by using exothermic reaction and heat treatment. Cement-asbestos slate from the asbestos removal site was used for this experiment. Exothermic catalysts such as calcium chloride(CaCl2), magnesium chloride(MgCl2), sodium hydroxide(NaOH), sodium silicate(Na2SiO3), kaolin[Al2Si2O5(OH)4)], and talc[Mg3Si4O10(OH)2] were used. Six catalysts were applied to the cement-asbestos slate, respectively and then analyzed using TG-DTA. Based on the TG-DTA results, the heat treatment temperature for cement-asbestos slate transformation was determined at 750℃. XRD, SEM-EDS and TEM-EDS analyses were performed on the samples after the six catalysts applied to the slate and heat-treated at 750℃ for 2 hours. It was confirmed that chrysotile[Mg3Si2O5(OH5)] in the cement-asbestos slate was transformed into forsterite (Mg2SiO4) by catalysts and heat treatment. In addition, the change in the shape of minerals was observed by applying a physical force to the slate and the heat treated slate after coating catalysts. As a result, the chrysotile in the cement-asbestos slate maintained fibrous form, but the cement-asbestos slate after heat treatment of applying catalyst was broken into non-fibrous form. Therefore, this study shows the possibility to safely verify the complete transformation of asbestos minerals in this catalyst- and temperature-induced process.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. XRD analysis of the asbestos-containing slate.
그림 Fig. 2. PLM images of crossed polar (A, B) and central-stop dispersion staining objective images (C, D) of fibrous chrysotile in asbestos-containing slate.
그림 Fig. 3. TG-DTA curves of the asbestos-containing slate.
그림 Fig. 4. TG-DTA curves of the asbestos-containing slate applying various catalysts such as CaCl₂ (A), MgCl₂ (B), NaOH (C), Na₂SiO₃ (D), Al₂Si₂O₅(OH)₄ (E) and Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (F).
표 Table 1. Endothermic and exothermic temperature of the asbestos-containing slate by applying various catalyst
그림 Fig. 5. XRD analysis of the asbestos-containing slate and heat-treated asbestos-containing slate after applying catalysts such as CaCl₂ (A), MgCl₂ (A), NaOH (A), Na₂SiO₃ (A) and Al₂Si₂O₅(OH)₄ (B) and Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (B).
그림 Fig. 6. SEM-EDS analyses of the asbestos-containing slate (A) and heat-treated asbestos-containing slate after applying catalysts such as CaCl₂ (B), MgCl₂ (C), NaOH (D), Na₂SiO₃ (E), Al₂Si₂O₅(OH)₄ (F) and Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (G).
그림 Fig. 7. TEM-EDS analyses of the asbestos-containing slate (A) and heat-treated asbestos-containing slate after applying catalysts such as CaCl₂ (B), MgCl₂ (C), NaOH (D), Na₂SiO₃ (E), Al₂Si₂O₅(OH)₄ (F) and Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂ (G).
그림 Fig. 8. TEM-EDS analyses of the pulverized asbestoscontaining slate (A) and heat-treated asbestos-containing slate after applying catalysts such as CaCl₂ (B), MgCl₂ (C), NaOH (D) and Na₂SiO₃ (E).

AI 본문요약
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문제 정의

또한, 매립처리 방법에 비교하여 경제성 측면에서 고비용의 처리비용으로 인하여 실용화되지 못하고 있어 경제적 효율성을 고려한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 석면함유 건축자재 중 슬레이트를 대상으로 발열반응 촉매제를 이용하여 무해화 처리공정 시 발생할 수 있는 석면 비산 방지와 더불어 열처리 시 발열반응을 통하여 좀 더 낮은 온도에서 석면을 무해화 시킬 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
연구는 백석면과 시멘트 성분이 함께 섞여 만들어진 대표적인 석면함유 건축자재인 슬레이트를 대상으로 발열반응을 일으키는 촉매제와 열처리를 통하여 슬레이트의 무해화 가능성을 확인하기 위하여 수행되었다. 그 결과 기존 연구(Ball and Taylor, 1963; Martin, 1977)에서 백석면의 상전이 온도인 800℃~850℃ 보다 낮은 약 770℃에서 슬레이트의 광물 상전이가 일어나는 것으로 사료 되며 이는 슬레이트를 구성하고 있는 탄산칼슘이 백석면의 광물상전이 온도를 감소시키는데 영향을 미친 것으로 사료된다.

제안 방법

제조된 각각의 발열반응 촉매제에 슬레이트 조각(5 cm × 5 cm)을 1일 동안 담궈 놓아 슬레이트에 발열반응 촉매제가 도포되도록 하였다. 6가지의 촉매제를 도포한 슬레이트의 온도변화에 따른 상태변화를 통하여 열처리 효율 증진 가능성 확인 및 열처리 온도를 결정하기 위해 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하였다. 열분석 결과를 토대로 750℃에서 2시간 열처리하여 슬레이트 내 석면의 광물학적 특성 변화를 분석하였다.
가속전압은 40 kV, 전류는 30 mA, scan speed는 1°~ 2°2θ/분, 2θ = 5°~ 70°의 조건에서 실시하였다. SEM-EDS 분석은 파우더 시료를 스터브(stub)에 탄소로 된 테이프를 이용하여 고정시키고 백금(Pt) 코팅을 한 후 FE-SEM(Field emission-scanning electron microscope), Hitachi 사제 S-4700으로 가속전압 15 kV 조건에서 관찰하였다. TEM-EDS 분석은 1 mg의 분말 시료를 에탄올 5 mL와 혼합하여 분산을 시킨 후 탄소막의 Cu-grid에 올려 Multi TEM, Phillips 사제 Tecnai F20으로 가속전압 200 kV 조건에서 관찰하였다.
SEM-EDS 분석은 파우더 시료를 스터브(stub)에 탄소로 된 테이프를 이용하여 고정시키고 백금(Pt) 코팅을 한 후 FE-SEM(Field emission-scanning electron microscope), Hitachi 사제 S-4700으로 가속전압 15 kV 조건에서 관찰하였다. TEM-EDS 분석은 1 mg의 분말 시료를 에탄올 5 mL와 혼합하여 분산을 시킨 후 탄소막의 Cu-grid에 올려 Multi TEM, Phillips 사제 Tecnai F20으로 가속전압 200 kV 조건에서 관찰하였다.
TG-DTA 분석에 사용된 기기는 SDT Q600 V20.9 Build 20이며 질소가스 하에서 10℃/min의 온도 상승 속도를 유지하여 30℃~1,200℃ 또는 30℃~1,000℃ 구간에서 열분석을 실시하였다. XRD 분석에 사용된 기기는 X’Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer이고 Cu-Kα선과 Ni-filter를 이용하였으며, 부정방위시료(random oriented mount)로 준비하여 분석하였다.
또한, 발열반응 물질을 사용함으로써 슬레이트 원시료보다 상대적으로 더 낮은 710℃ 내지 750℃의 온도범위에서 빠르게 발열 반응하면서 광물의 상전이가 일어나는 것으로 사료된다. 따라서 석면무해화를 위한 열처리 조건을 750℃, 2시간으로 설정하여 실험을 진행하였다.
슬레이트 원시료와 6가지 촉매제 도포 후 열처리에 의해 형성된 최종시료에 대하여 X-선회절(XRD) 분석을 통하여 구성광물 비교를 통한 광물 상전이를 확인하였다. 또한, 주사전자현미경(SEM-EDS) 분석을 통해 광물의 형태변화를 관찰하고 투과전자현미경(TEM-EDS) 분석을 통해 결정구조의 변화와 형태변화를 확인하였다.
발열반응 물질을 이용한 촉매제를 만들기 위하여 증류수 500 ml와 0.5 M 농도에 해당하는 각각의 발열반응 촉진 물질량을 계산하여 섞어 6가지 촉매제를 제조하였다. 제조된 각각의 발열반응 촉매제에 슬레이트 조각(5 cm × 5 cm)을 1일 동안 담궈 놓아 슬레이트에 발열반응 촉매제가 도포되도록 하였다.
분석은 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 통해 슬레이트와 6가지 촉매제를 도포한 슬레이트의 온도변화에 따른 열분해 과정에서 발생하는 현상과 반응 온도 확인을 통하여 각각의 광물 상전이 온도를 유추하여 석면의 무해화 가능 온도를 확인하였다. 슬레이트 원시료와 6가지 촉매제 도포 후 열처리에 의해 형성된 최종시료에 대하여 X-선회절(XRD) 분석을 통하여 구성광물 비교를 통한 광물 상전이를 확인하였다.
분석은 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 통해 슬레이트와 6가지 촉매제를 도포한 슬레이트의 온도변화에 따른 열분해 과정에서 발생하는 현상과 반응 온도 확인을 통하여 각각의 광물 상전이 온도를 유추하여 석면의 무해화 가능 온도를 확인하였다. 슬레이트 원시료와 6가지 촉매제 도포 후 열처리에 의해 형성된 최종시료에 대하여 X-선회절(XRD) 분석을 통하여 구성광물 비교를 통한 광물 상전이를 확인하였다. 또한, 주사전자현미경(SEM-EDS) 분석을 통해 광물의 형태변화를 관찰하고 투과전자현미경(TEM-EDS) 분석을 통해 결정구조의 변화와 형태변화를 확인하였다.
6가지의 촉매제를 도포한 슬레이트의 온도변화에 따른 상태변화를 통하여 열처리 효율 증진 가능성 확인 및 열처리 온도를 결정하기 위해 열중량-시차열분석(TG-DTA)을 실시하였다. 열분석 결과를 토대로 750℃에서 2시간 열처리하여 슬레이트 내 석면의 광물학적 특성 변화를 분석하였다.
이러한 이유로 석면의 위험성은 형태와 밀접한 관계가 있다. 이에 촉매제 도포 후 열처리한 슬레이트 내 형성된 광물에 물리적 힘을 가한 후의 광물 형태 변화를 확인함으로써 석면의 무해화를 재검증하였다. 슬레이트 원시료의 경우, 물리적인 힘을 이용하여 파쇄하여도 가늘고 긴 섬유상의 가운데가 비어있는 빈공관(hollow tube) 구조를 유지하고 있었다(Fig.
제조된 각각의 발열반응 촉매제에 슬레이트 조각(5 cm × 5 cm)을 1일 동안 담궈 놓아 슬레이트에 발열반응 촉매제가 도포되도록 하였다.

대상 데이터

본 연구에 사용된 슬레이트는 석면 해체·제거 사업장에서 발생한 폐슬레이트를 수집하여 처리하는 중간 처분업체로부터 제공 받았다.
열처리를 통한 석면함유폐기물인 슬레이트의 무해화 촉진을 위하여 발열반응 물질로 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 수산화나트륨(NaOH), 규산소듐(Na₂SiO₃), 카올린[Al₂Si₂O₅(OH)₄)], 활석[Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂]을 선정하였다.

데이터처리

XRD 분석에 사용된 기기는 X’Pert PRO Multi Purpose X-Ray Diffractometer이고 Cu-Kα선과 Ni-filter를 이용하였으며, 부정방위시료(random oriented mount)로 준비하여 분석하였다.

이론/모형

본 연구에 사용된 슬레이트는 석면 해체·제거 사업장에서 발생한 폐슬레이트를 수집하여 처리하는 중간 처분업체로부터 제공 받았다. 슬레이트 내 석면 함유 여부를 확인하기 위하여 폐기물공정시험기준의 석면X-선 회절기법(ES 06305.2)과 석면-편광현미경법(ES06305.1) 에 따라 분석을 실시하였다. X-선 회절 분석 결과, 2θ=12.

성능/효과

기존 연구의 백석면 탈수화 반응에 의한 광물 상전이 온도와 비교하여 슬레이트의 광물 상전이 온도가 약 30℃ 감소하였으며 이는 백석면과 함께 구성되어 있는 탄산칼슘의 영향인 것으로 사료된다. 6가지 발열반응 물질을 첨가해 제조한 촉매제를 도포한 슬레이트 시료들은 모두 400℃까지 발열 반응이 일어나며 시료별로 약 710℃ 내지 740℃의 온도범위에서 흡열 반응과 함께 결정수가 탈수되고, 710℃ 내지 750℃의 온도범위에서 빠르게 발열 반응이 일어나는 것을 확인할 수 있었다(Fig. 4, Table 1). 촉매제를 도포한 슬레이트 시료들이 400℃까지 발열 반응을 나타내는 것은 슬레이트에 도포된 발열반응 물질의 흡착 작용에 기인한 것으로 판단된다.
SEM-EDS 분석을 통해 슬레이트 내 백석면과 촉매제 도포 후 열처리에 따른 광물의 형태 변화를 확인한 결과, 슬레이트 원시료에는 종횡비 100:1 이상의 길이 약 20 μm의 매끈한 표면을 가진 가늘고 구부러진 형태의 섬유상 백석면이 다량 함유되어 있는 것을 확인하였다(Fig. 6A).
X-선 회절 분석 결과, 2θ=12.1°와 24.5°에서 7.32, 3.64Å 면간거리(d-spacing)를 가지고 있는 사문석(serpentine)을 포함하고 있는 것으로 확인되었다(Fig. 1).
연구는 백석면과 시멘트 성분이 함께 섞여 만들어진 대표적인 석면함유 건축자재인 슬레이트를 대상으로 발열반응을 일으키는 촉매제와 열처리를 통하여 슬레이트의 무해화 가능성을 확인하기 위하여 수행되었다. 그 결과 기존 연구(Ball and Taylor, 1963; Martin, 1977)에서 백석면의 상전이 온도인 800℃~850℃ 보다 낮은 약 770℃에서 슬레이트의 광물 상전이가 일어나는 것으로 사료 되며 이는 슬레이트를 구성하고 있는 탄산칼슘이 백석면의 광물상전이 온도를 감소시키는데 영향을 미친 것으로 사료된다. 또한, 촉매제에 의해 슬레이트의 광물 상전이를 촉진시켜 약 710℃~750℃에서 광물의 상전이가 일어나는 것으로 판단된다.
)은 화학 구성성분이 똑같아 EDS 분석만으로는 광물 상전이 여부 확인이 불가능하다. 그러나, XRD분석을 통한 구성광물 동정과 SEM, TEM을 통하여 슬레이트 원시료 내 백석면과 촉매제 도포후 열처리한 시료에 대한 외부형태 및 내부 구조, 물리적 힘에 의한 형태 유지 유무의 비교 분석을 통해 슬레이트 내 백석면이 촉매제와 열처리에 의해 고토감람석으로 상전이 됨으로써 무해화 됨을 확인하였다.
C, D, E, F, G). 또한, TEM-EDS를 통해 결정구조 변화 및 형태 변화를 관찰한 결과, 슬레이트 원시료 내 가운데가 비어있는 빈공관(hollow tube) 구조를 갖는 전형적인 백석면을 확인하였다(Fig. 7A). 이와 달리 촉매제을 도포한 후 열처리한 6가지의 슬레이트 내에는 빈공관(hollow tube) 구조를 지닌 광물은 확인되지 않았으며 속이 비어있지 않고 표면이 막대형태의 주상형 광물인 고토감람석(forsterite) 광물이 확인되었다(Fig.
6A). 반면 6가지 촉매제를 각각 도포한 후 750℃에서 2시간 동안 열처리를 실시한 시료들에서는 막대 형태의 주상형 광물로 변화되었음을 확인하였다(Fig. 6B. C, D, E, F, G). 또한, TEM-EDS를 통해 결정구조 변화 및 형태 변화를 관찰한 결과, 슬레이트 원시료 내 가운데가 비어있는 빈공관(hollow tube) 구조를 갖는 전형적인 백석면을 확인하였다(Fig.
8A). 반면, 발열반응 물질 도포 후 열처리를 통해 형성된 광물의 경우, 막대형태의 주상형을 유지하지 못하고 무정형의 형태로 깨지는 것을 확인하였다(Fig. 8B, C, D, E). 이를 통해, 슬레이트 내 백석면이 완전히 무해화 되었음을 재검증하였다.
64Å 면간거리(d-spacing)를 가지고 있는 사문석(serpentine) 피크를 확인하였으며 이외에도 탄산칼슘(calcite)을 포함하고 있는 것을 확인하였다. 반면, 발열반응 촉매제를 도포한 후 열처리한 슬레이트 6가지 시료들은 사문석(serpentine) 피크가 전혀 발견되지 않았으며, 2.45, 2.51, 3.88 Å 면간거리(dspacing)를 가지고 있는 고토감람석(forsterite)이 확인되었고 이외 산화칼슘(calcium oxide) 피크가 확인되었다(Fig. 5A, B). 이는 Kusiorowski et al.
백석면 이외 탄산칼슘이 함께 구성 광물로 형성된 슬레이트의 광물상전이 온도를 확인하기 위하여 TGDTA 분석을 실시한 결과, 721℃에서 흡열반응과 함께 5.8%의 중량 감소가 일어나고 771℃에서 발열반응이 일어난 것을 확인하였다. 이는 흡열반응이 일어나면서 구조수인 수산기(OH)가 제거되고 발열반응과 함께 광물의 상전이가 일어나는 것으로 사료된다(Fig.
슬레이트 원시료의 XRD 분석결과, 2θ=12.1°와 24.5°에서 7.32Å, 3.64Å 면간거리(d-spacing)를 가지고 있는 사문석(serpentine) 피크를 확인하였으며 이외에도 탄산칼슘(calcite)을 포함하고 있는 것을 확인하였다.
또한, 촉매제에 의해 슬레이트의 광물 상전이를 촉진시켜 약 710℃~750℃에서 광물의 상전이가 일어나는 것으로 판단된다. 이에 따라 6가지 촉매제를 선정하여 도포 후 750℃에서 2시간 동안 열처리를 실시하였으며 그 결과, 슬레이트가 무해화됨을 증명하였다. 이러한 연구 결과는 기존 연구(Ball and Taylor, 1963; Martin, 1977)에서 확인된 백석면의 광물상전이를 위한 열처리 시간인 24시간~168시간보다 단축 시켰으며 광물 상전이 온도도 감소시켜 좀 더 저비용으로 석면함유 건축자재의 무해화 시킬 수 있는 공법에 활용 가능할 것으로 판단된다.
7A). 이와 달리 촉매제을 도포한 후 열처리한 6가지의 슬레이트 내에는 빈공관(hollow tube) 구조를 지닌 광물은 확인되지 않았으며 속이 비어있지 않고 표면이 막대형태의 주상형 광물인 고토감람석(forsterite) 광물이 확인되었다(Fig. 7B. C, D, E, F, G).
편광현미경법을 이용하여 분석한 결과, 신장축이 북동-남서 방향으로 놓였을 때 파란색, 북서-남동 방향으로 놓였을 때 노란색인 양(+)의 신장부호를 보이고(Fig. 2A, B), 1.550HD 굴절시약으로 전처리한 시료에서 수평방향(∥)에서 자홍색(magenta), 수직방향(⊥)에서 파란색(blue)의 분산염색 색상이 관찰됨으로써 사문석 계열의 백석면이 확인되었으며(Fig. 2C, D) 정량분석 결과 슬레이트 내 백석면이 12% 함유되어 있었다.

후속연구

이외 석면 무해화에 관한 연구가 진행되고 있으나 대부분의 석면 무해화 관련 연구들은 석면 광물에 대한 무해화에 집중되어 있어 석면과 다른 물질이 섞여 만들어진 석면함유 건축자재의 경우 무해화 조건이 달라질 수 있기 때문에 석면함유 건축자재 종류에 따른 실질적인 무해화 처리방법 연구가 필요하다. 또한, 매립처리 방법에 비교하여 경제성 측면에서 고비용의 처리비용으로 인하여 실용화되지 못하고 있어 경제적 효율성을 고려한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 석면함유 건축자재 중 슬레이트를 대상으로 발열반응 촉매제를 이용하여 무해화 처리공정 시 발생할 수 있는 석면 비산 방지와 더불어 열처리 시 발열반응을 통하여 좀 더 낮은 온도에서 석면을 무해화 시킬 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
이에 따라 6가지 촉매제를 선정하여 도포 후 750℃에서 2시간 동안 열처리를 실시하였으며 그 결과, 슬레이트가 무해화됨을 증명하였다. 이러한 연구 결과는 기존 연구(Ball and Taylor, 1963; Martin, 1977)에서 확인된 백석면의 광물상전이를 위한 열처리 시간인 24시간~168시간보다 단축 시켰으며 광물 상전이 온도도 감소시켜 좀 더 저비용으로 석면함유 건축자재의 무해화 시킬 수 있는 공법에 활용 가능할 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	슬레이트란 무엇인가?	슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다.
	석면폐기물을 매립하는 방식의 한계는 무엇인가?	이로 인하여 석면폐기물은 연간 165천톤이 발생하고 있으나 거의 대부분을 지정폐기물 매립장에 매립처리하고 있으며 지속적인 석면해체제거 증가로 인하여 현재 매립 잔여용량이 986천톤에 불과하여 5년 이내에 매립용량이 한계에 이를 전망이다. 매립처리 방법은 시간이 경과하면 풍화작용이나 자연재해로 인한 유실 및 매립장의 재개발 등으로 인하여 외부환경으로 다시 유출될 수 있는 잠재적인 가능성이 있어 완전히 안전한 처리방법이라 볼 수 없다. 매립처리의 용량적 한계와 불안전한 처리적 한계에 따라 안전하게 석면을 무해화할 수 있는 물리적, 화학적, 생물학적 방법에 대한 연구가 진행되었다.
	석면이 1군 발암물질로 지정된 이유는 무엇인가?	슬레이트는 석면을 이용한 대표적인 건축자재 중 하나로써 백석면(10~20%)과 시멘트 성분을 결합하여 만든 제품이다. 슬레이트에 포함되어 있는 석면은 인체에 유입되면 세포 손상이나 변형을 일으키고 체외로 잘 배출되지 않아 폐암, 석면폐, 악성중피종 및 흉막비후 등과 같은 질병을 일으키는 원인이 되는 것으로 입증되어 1977년 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소(IARC)에서는 1군 발암물질로 지정하였다. 현재 이러한 슬레이트는 대부분 지정매립장에 매립하여 처리하고 있으나 매립용량이 한계에 다다르고 있고 매립한다고 하여도 추후 외부환경으로 노출될 수 있는 잠재적인 위험성이 있어 매립 처리방법 이외에 슬레이트에 포함된 석면을 무해화하여 안전하게 처리할 수 있는 방법이 필요하다.

참고문헌 (9)

Anastasiadou, K., Axiotis, D. and Gidarakos, E. (2010) Hydrothermal conversion of chrysotile asbestos using near supercritical conditions. Jour. Hazar Matrl., v.179, p.926-932.

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Ball, M.C. and Taylor, H.F.W. (1963) An X-ray study of some reactions of chrysotile. Journal of Applied Chemistry, v.13, p.145-150.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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