[논문]유해폐기물 생애 전주기 흐름 기반 정보 관리 전략

이상훈; 김정은

doi:10.7464/ksct.2020.26.3.228

[국내논문] 유해폐기물 생애 전주기 흐름 기반 정보 관리 전략
An Information Management Strategy Over Entire Life Cycles of Hazardous Waste Streams 원문보기

청정기술 = Clean technology, v.26 no.3, 2020년, pp.228 - 236

초록
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우리나라는 제조업 중심의 경제구조상 각종 유해폐기물이 발생하고 있으나 매립후보지가 적고 소각처리의 경우 미세먼지의 발생에 대한 우려가 커서 전통적인 폐기물 처리가 쉽지 않다. 더구나 최근에는 개발도상국의 유해폐기물 수입규제, 배달문화의 보편화와 보건위기사태까지 겹쳐 폐기물 수거 및 적체 문제가 심화되고 있다. 본 연구에서는 특히 최근 폐기물 국제 규제 관련 추세에 맞춘 국내 폐기물 정보관리 전략을 제시하려 하였다. 그 내용은 (1) 국내 유해폐기물 분류 코드와 바젤협약 등 국제적 코드와의 정합성을 제고하려는 노력을 지속해야 하며 (2) 폐전자제품내 희토류 등 저함량 성분의 혼합 유해성을 고려해야 하고 (3) 유해폐기물 전주기 위해성을 기반으로 하는 관리가 수행되어야 한다. 또한 (4) 올바로시스템, 화학물질배출·이동량 정보공개시스템 및 폐기물 수출입 자료 등을 서로 연동하여 폐기물 상세 흐름 정보를 구축하고 (5) 센서와 지리정보 시스템 등을 활용하여 폐기물 흐름의 감시와 불법오염지역의 예측이 필요하다. 마지막으로 (6) 청정기술과 전과정평가 등으로 처리/재활용의 최적대안을 선정/수행하는 것이 바람직하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Korea has an economy based on manufacturing industrial fields, which produce high amounts of hazardous wastes, in spite of few landfill candidates, and a significant concern for fine airborne particulates; therefore, traditional waste management is difficult to apply in this country. Moreover, waste collection and accumulation have recently been intensified by the waste import prohibitions or regulations in developing nations, the universalization of delivery services in Korea, and the global COVID-19 crisis. This study thus presents a domestic waste management strategy that aims to address the recent issues on waste. The contents of the strategy as the main results of the study include the (1) improvement of the compatibility of the classification codes between the domestic hazardous waste and the international ones such as those of the Basel Convention; (2) consideration of the mixed hazard indices to represent toxicity from low-content components such as rare earth metals often contained in electrical and electronic equipment waste; (3) management application based on risks throughout the life cycles of waste; (4) establishment of detailed material flow information of waste by integrating the Albaro system, Pollutant Release and Transfer Register (PRTR) system, and online trade databases; (5) real-time monitoring and prediction of the waste movement or discharge using positional sensors and geographic information systems, among others; and (6) selection and implementation of optimal treatment or recycling practices through Life Cycle Assessment (LCA) and clean technologies.

주제어

표/그림 (3)

그림 Figure 1. Demonstrated waste streams.
표 Table 1. Waste generation in Korea
표 Table 2. Useful websites on domestic and international waste management

AI 본문요약
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문제 정의

기존 국내 폐기물 관리 전략 도출은 많은 경우 부분적인 개선을 주제로 수행되었으나, 정보화를 포함한 보다 다양한 측면을 고려한 통합적인 대응전략을 다룬 연구는 아직 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 특히 폐기물의 수출입 관련 최근 여건 변화에 따른, 정보화 위주의 국내 폐기물 관리 전략을 제시하려 한다.
일반적으로 위해성 평가는 유해성 평가 이후에 독성/유해성의 용량 및 시험 동물체(수용체)내로의 노출량 변화에 따른 악영향 여부를 관측하는 용량-반응 평가를 수행한다. 여기서, 노출용량이 어느 정도로 감소할 때 악영향이 발생하지 않는지(비발암성의 경우 악영향무관찰량) 혹은 기준치 이하로 발생(발암성의 경우 발암 가능성 10^-6 이하)하는지를 규명한다. 이 후 노출평가를 통해 수용체가 유해 물질로부터 노출된 강도나 빈도 및 기간 등을 산정하여 정량화 한다.
상기 폐기물 흐름자료의 실시간 감시추척과 예측은 GPS/GIS/RS와 같은 지리기반 IT (information technology) 시스템을 통해 가능하다[32,33]. 이러한 IT 기반 추적 시스템은 전술한 폐기물 흐름 관련 통계 결과의 약점을 보강해 준다. 대체로 폐기물 흐름 관련 통계치는 실시간이 아닌 짧아도 2-3달 길면 2-3년의 시차를 두고 공개된다.

제안 방법

본 연구내용은 크게 세 항목(기존 폐기물 관리 전략, 기존 전략의 시사점/ 문제점 도출, 그리고 이를 해결하기 위한 향후 개선된 전략 제시)로 분류하였다. 시사점/문제점 도출과 전략도출을 위한 연구방법론은 문헌조사가 위주이며, 각 항목을 폐기물의 생애 전 주기(발생/수입 → 수거/이동 → 처리/재활용 → 폐기/ 수출)에 부합하여 나타내었다.
시사점/문제점 도출과 전략도출을 위한 연구방법론은 문헌조사가 위주이며, 각 항목을 폐기물의 생애 전 주기(발생/수입 → 수거/이동 → 처리/재활용 → 폐기/ 수출)에 부합하여 나타내었다.
여기서, 노출용량이 어느 정도로 감소할 때 악영향이 발생하지 않는지(비발암성의 경우 악영향무관찰량) 혹은 기준치 이하로 발생(발암성의 경우 발암 가능성 10^-6 이하)하는지를 규명한다. 이 후 노출평가를 통해 수용체가 유해 물질로부터 노출된 강도나 빈도 및 기간 등을 산정하여 정량화 한다. 그리고 마지막으로 위해도를 산정하는데 이 경우 폐기물의 유해성만 고려할 경우보다 수용체 입장에서 더 합리적인 피해 가능성을 예측할 수 있다[24].

대상 데이터

[3]는 GPS 추적센서를 폐기물에 폐전자제품에 부착시켜 추적조사를 실시하였다. 추적 대상 폐기물 개수는 폐CRT 모니터(76개 시료)와 폐LCD 모니터(72개) 및 폐프린터(57개)로 총 200여개였다. 결론적으로 이들이 추적된 이동 기간은 평균 72일이었으며 평균 추적거리는 무려 4220 km에 달하였다.

성능/효과

폐기물 감량을 위한 소비규제에 LCA가 적용된 사례는 많으며 대표적으로 UNEP에서는 일회용 비닐봉지와 유사대안제품(예를 들어 천연고분자화합물이나 종이 봉지) 중에 어느 것이 더 환경친화적이며 지속가능한 제품인지 객관적으로 평가하기 위해 다수의 LCA 연구결과를 검토하였다. 검토결과 다수의 LCA가 도출한 주요 결론은 일반적으로 인식되는 상식과 조금 차이가 있었는데 특히 생분해성 플라스틱이 일반 비닐봉지보다 전반적으로는 환경친화적이지만, 기후 영향, 산성화, 부영양화 및 독성 배출과 관련해서는 오히려 일반 비닐 봉지보다 안좋을 수 있으며 일반 비닐 봉지도 특유의 내구성으로 재사용이 가능하며 재사용 횟수가 증가할수록 환경친화성도 증가한다는 결론이 도출되었다[37]. 이러한 LCA를 통해 폐기물 관리를 위한 최적 대안 선택시 막연한 결정이 아닌 보다 합리적이고 투명한 의사결정을 도모할 수 있을 것이다.
추적 대상 폐기물 개수는 폐CRT 모니터(76개 시료)와 폐LCD 모니터(72개) 및 폐프린터(57개)로 총 200여개였다. 결론적으로 이들이 추적된 이동 기간은 평균 72일이었으며 평균 추적거리는 무려 4220 km에 달하였다. 그리고 대략 70개에 가까운 폐기물이 해외로 이동하였으며 목적지는 대부분 홍콩, 중국 및 대만과 같은 극동 아시아 국가들이었고, 이외에 파키스탄, 태국 등도 있었다.
따라서 상기 IT 기술을 통해 불법 폐기물 투기/매립 장소를 특징짓는 어떠한 기준을 설정할 수 있다. 일례로, 기존의 불법 투기/매립지와 인근 지리적 공간적 조건을 분석한 결과, 폐기물 불법 행위는 교통측면에서의 접근성과 적발이 쉽지 않은 낮은 인구밀도 등과 관련이 높은 것으로 나타났다. 그리고 Matsumoto and Takeuchi [34]이 수행한 또 다른 연구결과에 따르면 일본내 폐가전제품 불법투기 주기는 해당 지역의 실업률, 처리비용 및 법적 강제력과 상관관계가 있음을 발견하였다.

후속연구

따라서 이러한 시스템을 통한 현황파악을 기반으로 발생 폐기물 중 우선적 처리/관리 혹은 자원화(회수/재활용/자원순환) 대상을 선정하는 것도 고려해 볼만하다. PRTR을 통한 스크리닝 후 주요 배출 업체를 직접 방문하여 사업장내 유해성 유가금속 함유 폐수 및 폐기물 배출 실태를 상세히 파악한 후 회수기술 적용여부를 타진해 볼 수 있을 것이다.
국내 유해폐기물 분류코드와 수출입폐기물 및 바젤협약이나 OECD 같은 주요 국제적 코드와의 정합성 분석을 지속해야 한다. 또한 최근 폐전자전기제품의 추세에 따라 유해성분의 목록도 더 확장하여 희토류 등 희소성분도 포함시켜야 한다.
위해성 평가의 대상 수용체는 일차적으로 인근 거주민이 될 것이고 부가적으로 동식물 등 환경생태요소를 고려할 수 있다. 그러나 후자의 경우 수용체의 종류나 특성이 너무 다양하여 올바른 위해성 평가에 장시간과 비용이 소모될 수도 있을 것이다. 따라서 신속한 예비위해성평가를 적극 활용하여 일차적으로 인체에 대한 영향을 고려하며 생태요소의 영향을 가늠할 경우에는 노출경로를 단순화하되 생물뿌리나 생태피라미드에 따른 생물농축에 유의해야 할 것이다[26,27].
그리고 이러한 가능성은 임의의 지점에서의 불법 폐기물 존재 가능성을 mapping 하는 식으로 가시화될 수 있다. 그리고 이러한 결과물은 RS나 GPS 추적 기술이나 현장방문 등으로 보완 및 검증할 수 있을 것이며, 더 나아가 불법행위 발생 예상 지역 인근 지역민의 적극적 불법투기 감시 및 고소/고발을 통해 실제 불법행위 발생을 사전에 예방할 수 있을 것이다.
이러한 수출입 정보가 올바로시스템내 데이터베이스에 연동되도록 하고 이 후 폐기물 관리용 올바로 시스템을 통해 국내로 폐기물 흐름 정보가 공유되도록 한다. 또한 본 연구에서 지적한 올바로시스템의 문제점, 예를 들면 정보흐름의 일관화와 인허가자료와 통계자료의 검증 및 감시/감독 강화가 개선되어야 하며, 향후 증가가 예상되는 폐기물(예로 폐전자전지제품이나 폐플라스틱 등)에 대한 상세 정보 공개가 수반되어야 할 것이다.
또한 유가금속의 경우 PRTR 자료와 국가통합자원관리시스템 상의 금속별 물질흐름 자료 등을 서로 연동하여 주요 금속의 Value chain별 물질흐름과 유해성 유가금속이 포함된 폐수/폐기물의 배출량 및 배출업체를 더 잘 파악할 수 있을 것이다[31]. 참고로 국가산업측면에서 유용한 금속은 한국광물자원공사나 한국 희소금속산업기술센터 주관 국가통합자원관리시스템에서 선정하는데, 보통 리튬, 코발트, 니켈, 희토류 등이 있다, 이 중 환경부 주관 PRTR 사이트의 조사 항목(환경적으로 유의미한 유해성분)에서 기선정된 유가금속들이 포함되어 있는지 확인하면 회수처리가 시급한 유해한 유가금속을 파악할 수 있다.
그리고 혼합 유해도 산정방식을 활용하여 다성분 저함량 물질의 유해성도 고려해야 한다. 또한 유해성외에도 폐기물 전주기 위해성을 기반으로 우선 관리대상 폐기물 및 유해성분을 선정하는 것이 바람직할 것이다. 또한 위해성평가가 노출평가 등 번거로운 작업을 포함하기 때문에 보다 단순화한 간이 위해성 평가기법을 개발 및 적용하는 것이 좋을 것으로 생각된다.
검토결과 다수의 LCA가 도출한 주요 결론은 일반적으로 인식되는 상식과 조금 차이가 있었는데 특히 생분해성 플라스틱이 일반 비닐봉지보다 전반적으로는 환경친화적이지만, 기후 영향, 산성화, 부영양화 및 독성 배출과 관련해서는 오히려 일반 비닐 봉지보다 안좋을 수 있으며 일반 비닐 봉지도 특유의 내구성으로 재사용이 가능하며 재사용 횟수가 증가할수록 환경친화성도 증가한다는 결론이 도출되었다[37]. 이러한 LCA를 통해 폐기물 관리를 위한 최적 대안 선택시 막연한 결정이 아닌 보다 합리적이고 투명한 의사결정을 도모할 수 있을 것이다.
EU의 수출입자료(Eurostat)도 미국 US trade online 수출입자료와 전반적으로 유사하나, 코드가 더 다양하고 EU 회원국이 많은 관계로 한번 검색에 EU 회원국 여러 나라의 수출입 현황을 볼 수 있는 장점이 있다[30]. 이러한 수출입 자료를 독자개발 혹은 국제협력으로 Web scraping 및 Big data processing 프로그램을 통해 한 번에 다수의 조건 검색(예를 들어 EU에서 우리나라로 수출되는 유해 폐기물의 총량 등)을 실시하고 그에 따른 물질흐름정보를 신속히 편리하게 얻을 수 있도록 데이터 베이스 시스템을 연동/구축한다면 해당 국가에서 우리나라로 수입되거나 반대로 해당국가로 수출되는 폐기물 현황을 어느 정도 파악할 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	폐기물 국제 규제 관련 추세에 맞춘 국내 폐기물 정보관리 전략을 제시하는데, 그 내용은 무엇인가?	본 연구에서는 특히 최근 폐기물 국제 규제 관련 추세에 맞춘 국내 폐기물 정보관리 전략을 제시하려 하였다. 그 내용은 (1) 국내 유해폐기물 분류 코드와 바젤협약 등 국제적 코드와의 정합성을 제고하려는 노력을 지속해야 하며 (2) 폐전자제품내 희토류 등 저함량 성분의 혼합 유해성을 고려해야 하고 (3) 유해폐기물 전주기 위해성을 기반으로 하는 관리가 수행되어야 한다. 또한 (4) 올바로시스템, 화학물질배출·이동량 정보공개시스템 및 폐기물 수출입 자료 등을 서로 연동하여 폐기물 상세 흐름 정보를 구축하고 (5) 센서와 지리정보 시스템 등을 활용하여 폐기물 흐름의 감시와 불법오염지역의 예측이 필요하다. 마지막으로 (6) 청정기술과 전과정평가 등으로 처리/재활용의 최적대안을 선정/수행하는 것이 바람직하다.
	다양한 성상의 사업장 유해폐기물이 많이 배출되는 원인이 되는 우리나라의 특징은?	특히 우리나라는 국토가 좁고 인구밀도가 높아 매립후보지가 적고, 미세먼지나 황사 등 대기오염에 대한 우려로 전통적인 폐기물 처리방안인 폐기물 매립이나 소각처리를 지속적으로 적용하기가 쉽지 않다. 그럼에도 제조업 중심의 우리나라 경제구조의 특징으로 인하여 다양한 성상의 사업장 유해폐기물(지정폐기물)이 많이 배출되고 있는 실정이다. 더구나 최근에는 중국 등 개발도상국의 폐기물 수입금지조치, 배달문화의 보편화 및 COVID-19 보건위기사태로 일회용 폐플라스틱 및 감염성 의료 폐기물 발생량까지 늘어 폐기물 수거 및 적치문제가 대두되고 있다[1-4].
	우리나라에서 전통적인 폐기물 처리방안을 지속적으로 적용하기 쉽지 않은 이유는?	올바른 폐기물 관리는 자원순환이나 환경보호 및 국민보건 측면에서 매우 중요하다. 특히 우리나라는 국토가 좁고 인구밀도가 높아 매립후보지가 적고, 미세먼지나 황사 등 대기오염에 대한 우려로 전통적인 폐기물 처리방안인 폐기물 매립이나 소각처리를 지속적으로 적용하기가 쉽지 않다. 그럼에도 제조업 중심의 우리나라 경제구조의 특징으로 인하여 다양한 성상의 사업장 유해폐기물(지정폐기물)이 많이 배출되고 있는 실정이다.

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저자의 다른 논문 :

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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