초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
수환경 유출사고 종료 후 수생태계 퇴적토 잔류 유해화학물질 제거기술 개발

○ 전체 내용
화학사고 후 수환경 잔류 유해화학물질의 모니터링, 준설 및 피복, 처리 기술의 연계 방안을 연구하고, 준설토 내 잔류 유해화학물질의 물리화학적 제거기술을 개발하였다. 또한 준설토 내 잔류 유해화학물질 제거기술의 현장 적용성을 검증하고 그에 따른 성능평가를 실시 하였으며, 사고 종료 후 잔류 유해화학물질 제거기술에 대한 통합 가이드라인을 개발하였다.

○ 1차년도

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
수환경 유출사고 종료 후 수생태계 퇴적토 잔류 유해화학물질 제거기술 개발

○ 전체 내용
화학사고 후 수환경 잔류 유해화학물질의 모니터링, 준설 및 피복, 처리 기술의 연계 방안을 연구하고, 준설토 내 잔류 유해화학물질의 물리화학적 제거기술을 개발하였다. 또한 준설토 내 잔류 유해화학물질 제거기술의 현장 적용성을 검증하고 그에 따른 성능평가를 실시 하였으며, 사고 종료 후 잔류 유해화학물질 제거기술에 대한 통합 가이드라인을 개발하였다.

○ 1차년도
□ 목표
준설토 내 잔류 유해화학물질의 물리화학적 특성에 따른 실험실 규모 제거공정 개발

□ 내용
준설토 내에 잔류하고 있는 유해화학물질의 물리화학적 특성에 따라 실험실 규모의 제거 공정을 개발을 하고자 하였다. 처리 대상 잔류 유해화학물질의 물리화학적 특성과 수중 거동 및 퇴적물 내에서의 거동을 조사하여 수계유출시 자연저감 가능성을 평가하고 퇴적 및 잔류 특성을 예측하고자 하였으며, 유해화학물질별 문헌조사를 통하여 퇴적토 내 존재 가능성 및 퇴적토 처리 연구의 타당성을 평가하여 연구물질을 선별하였다. 준설토 내 잔류 유해화학물질별 추출방법과 정성·정량분석법을 조사 및 확립하여 잔류 유해화학물질별 분석기법을 확립하였고, 유해화학물질을 그룹화하여 실험실 규모의 물리화학적 탈착 및 무해화 기술을 개발하였다. 또한 국내 유해화학물질의 유통량과 화학사고 이력을 조사하여 화학사고 후 유해화학물질의 잔류 예상지역 후보군을 선정하고, 이를 바탕으로 test-bed를 선정해 수환경 및 퇴적토 특성의 조사하여 test-bed를 특성화하였다.

○ 2차년도
□ 목표
잔류 유해화학물질 제거기술 최적화 및 현장제거장치 설계

□ 내용
본 연구에서는 잔류 유해화학물질 제거기술 최적화 및 현장 제거장치 설계를 진행하고자 하였다. 국·내외 퇴적토 및 토양 처리 사례와 유해화학물질 현장 제거 장치를 조사하여 유해화학물질 현장 제거 공정을 구성하고자 하였고, 유해화학물질별 잔류성 평가를 통해 퇴적토 내 존재 가능성 및 퇴적토 처리 연구의 타당성을 평가하여 연구물질을 선별하고자 하였다. 오염 퇴적토를 모사한 실험조건에서 유해화학물질 제거공정의 무해화 효율을 개선하여 실험실 규모잔류 유해화학물질 제거기술을 최적화하고, 준 파일럿 규모 반응기의 운전조건 최적화를 통해 단위공정 파일럿 플랜트의 설계인자를 도출하고자 하였다. 현장 처리 시 한계 인자를 극복하는 방안을 연구하여 현장 제거장치의 단위공정 설계 및 제작을 하고자 하였으며, 현장실험을 위한 대상부지 기반을 구축하고자 하였다.

○ 3차년도(당해연도)
□ 목표
잔류 유해화학물질 제거기술의 현장적용 및 공정 최적화

□ 내용
각 공정별 실험실 규모의 단위 무해화 공정기술의 완성도를 평가하고자 하였다. 이 결과를 바탕으로 실험실 규모의 복합 무해화공정의 적용성을 평가하여 차후 현장적용성 평가 시 조건을 도출하고자하였다. 실험실 규모 실험의 결과를 바탕으로 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 제거장치를 제작하여 현장적용성 검증 수행에 요구되는 장비를 설계 및 제작하고자 하였으며, 이 현장제거 장치를 통해 현장 검증을 수행하여 최적 운전조건을 도출하고자 하였다. 또한 각 대상유해화학물질 별 무해화 공정의 운전조건을 제안하고, 그 결과를 바탕으로 기술의 운영방안, 연계방안을 고려한 통합가이드 라인을 개발하고자 하였다.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
1) 기술적 측면
본 과제의 잔류 유해화학물질 제거기술 개발은 소형화 된 공정으로 인해 이동성이 향상되었기에 화학사고 발생 시 현장에서 사고 물질을 신속하게 처리할 수 있으며, 복합적인 산화 공정을 적용하여 유해화학물질의 완전 무해화 및 무기화의 달성이 가능하다. 또한 사고 유형에 따라 1차/2차 산화조의 선택적 적용 및 후단 공정의 유기적인 변동이 가능하기에 다양한 현장에 적용이 가능한 현장 처리장치이다. 이러한 기술을 바탕으로 현장적용성 검증을 통해 유출사고 종료 후 퇴적토내 잔류 유해화학물질의 고효율 친환경 복원기술을 국내 특허 출원 또는 등록하여 공정 및 기술을 확보하였다. 따라서 본 연구는 과황산, 과산화수소를 이용하는 것과 같은 고도산화처리기술을 이용하여 오염된 퇴적토를 현장에서 즉시 처리할 수 있다는 점과 이러한 방식을 통해 고도산화 기반 잔류 유해화학물질 무해화 처리기술 공법을 기술화하였다는 점을 들 수 있다.

2) 경제⋅사회적 측면
기존의 국내 화학사고 가이드라인은 퇴적토 내 잔류 유해화학물질에 대한 대응방안이 미비하다. 따라서 본 연구에서 화학사고 종료 후 잔류 유해화학물질 제거기술에 대한 통합 가이드라인을 개발함으로써 화학사고 발생 시 신속한 대응을 위한 대응책을 마련하였다. 가이드라인에는 오염물질의 퇴적예측, 준설 및 피복기술과 최종적으로 고도산화공정을 통한 잔류 유해화학물질 처리와 독성평가를 통한 성능평가를 연계함으로써 화학사고 발생 시 잔류 유해화학물질에 대한 통합 관리방안을 제시하였다.

3) 환경적 측면
화학사고 발생 시 사고 상황별 수체이동 및 퇴적토 침전지역 예측모델 구축 및 모니터링을 통해 2차 오염 문제를 사전에 예방할 수 있으며, 오염 지역에 대한 비확산형 친환경적 공법을 통해 화학사고 지점의 토양 및 수계에 대한 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대된다. 준설을 통해 오염된 퇴적토는 현장에 배치된 고도산화처리 기술을 활용하여 오염물질을 신속하게 처리할 수 있으며, 최종적으로 독성평가에 따른 각 유해화학물질별 무해화 기술을 적용함으로서 고효율 친환경 기술을 확보하였다.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• 표목차 ... 10
• 그림목차 ... 12
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 16
• 가. 연구개발 목표 ... 16
• 나. 핵심 연구내용 ... 17
• 1) 수환경 유출사고 종료 후 수생태계 퇴적토 잔류 유해화학물질 제거기술 개발 (총괄) ... 17
• 2) 사고 종료 후 잔류 유해화학물질 확산방지를 위한 피복/준설 기술 개발 (세부1) ... 18
• 3) 수환경 유출 유해화학물질 퇴적예측 및 제거현장 생태안전성 평가기술 개발 (세부2) ... 19
• 다. 총괄 과제 연구개발 목표 및 핵심 연구내용 ... 21
• 1) 연구개발 목표 ... 21
• 2) 핵심 연구내용 ... 22
• 라. 연구개발 대상의 국내·외 현황 ... 29
• 1) 국내 기술 수준 및 시장 현황 ... 29
• 2) 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 32
• 마. 기술개발의 차별성 ... 34
• 1) 선행연구 내용 및 결과 ... 34
• 2) 기존 기술의 차별성 및 혁신성 ... 37
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 41
• 가. 1차년도 연구개발 목표 및 수행내용 ... 41
• 1) 당해연도 개발 목표 ... 41
• 2) 처리 대상 잔류 유해화학물질의 물리화학적 특성 조사 및 분류 ... 41
• 3) 잔류 유해화학물질별 분석기법 확립 ... 46
• 4) 유해화학물질 그룹별 실험실 규모 물리화학적 탈착 및 무해화 기술 개발 ... 47
• 5) Test-bed 선정 및 특성화 ... 64
• 6) 유해화학물질 현장제거장치 구상 ... 74
• 나. 2차년도 연구개발 목표 및 수행내용 ... 78
• 1) 당해연도 개발목표 ... 78
• 2) 유해화학물질 현장제거공정 구성 연구 ... 78
• 3) 잔류성 평가를 통한 대상 유해화학물질 선별 ... 88
• 4) 실험실 규모 잔류 유해화학물질 제거기술 최적화 ... 92
• 5) 현장적용을 위한 준 파일럿 규모 공정설계 ... 116
• 6) 수환경 유출 후 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 제거 장치 설계 및 단위공정 제작 ... 121
• 7) 현장실험을 위한 대상부지 기반구축 ... 133
• 다. 3차년도 연구개발 목표 및 수행내용 ... 134
• 1) 당해연도 개발 목표 ... 134
• 2) 실험실 규모 현장 적용성 평가 ... 135
• 3) 현장제거장치 제작완료 및 시운전 ... 168
• 4) 수환경 유출 후 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 제거장치 현장적용성 검증 및 성능평가 ... 179
• 5) 수환경 유출 후 퇴적토 내 잔류 유해화학물질 제거장치 최적 운전조건 도출 ... 201
• 6) 각 기술의 운영방안, 기술간 연계방안을 고려한 유해화학물질 통합관리 가이드라인 개발 ... 202
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 203
• 가. 연구수행 결과 ... 203
• 1) 정성적 연구개발성과 ... 203
• 2) 정량적 연구개발성과 ... 204
• 3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 209
• 4) 계획하지 않은 성과 및 관련 분야 기여사항 ... 218
• 나. 목표 달성 수준 ... 219
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 219
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 220
• 가. 기술적 측면 ... 220
• 나. 경제⋅사회적 측면 ... 220
• 다. 환경적 측면 ... 220
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 221
• 가. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 221
• 나. 사업화계획 및 효과 ... 221
• 부록1. 유해화학물질 통합관리 가이드라인 ... 232
• 끝페이지 ... 313