지구의 오존층을 보호하기 위한 몬트리올 의정서가 1987년 채택된 이후 오존층 파괴물질의 사용이 점차 감소되고 있다. 선진국의 경우 1995년 말부터 CFC냉매의 생산을 전폐하였고, HCFC냉매의 경우는 2020년 전폐를 목표로 대체냉매를 이용한 응용 기술개발 및 제품 생산이 진행되고 있다. 가정용 냉장고 및 차량용 에어컨에는 R-12의 대체냉매로 R-134a가 도입되었으며, 유럽을 중심으로 냉장고에는 HC계 냉매인 R-600a도 대체냉매로 사용되고 있다. 가정용 에어컨에는 혼합냉매인 R-407c 와 R-410a가 R-22 냉매를 대체하여 적용되고 있다. 그러나 현재, CFC및 HCFC 대체 냉매로 많이 사용되고 있는 HFC계 냉매도 지구 온난화 지수가 대단히 큰 문제를 가지고 있다. 1997년 채택된 교토의 정서에는 HFC계 냉매가 온실효과가 가스 배출규제물질에 포함되어 있다. 이에 따라서 오존층의 파괴지수가 영이고 지구온난화지수도 거의 없는 자연냉매가 주목을 받게 되었으며, 자연 냉매의 하나인 이산화탄소 ($CO_2$R744) 냉매의 응용기술 및 제품개발 연구가 선진국을 중심으로 폭넓게 진행되고 잇다. 본고에서는 $CO_2$냉매의 일반적인 특성을 간단히 소개하고 일본에서 진행되고 있는 $CO_2$냉매를 적용한 급탕시스템의 제품개발 및 시장현황에 대해서 기술하기로 한다.
산림청 임업연구원(원장 서승진)은 몬트리올의정서에서 오존층 파괴물질로 지정되어 2005년부터 세계적으로 사용이 금지되게 되는 훈증농약인 메틸브로마이드(Methyl Bromide : MB)를 대체할 수 있는 훈증활성물질 이소치오시아네트(Isothiocyanate)를 양고추냉이(겨자무)로부터 추출하는데 성공하였다. 메틸브로마이드는 세계적으로 토양소득, 검역, 시설물 훈증에 약 7만톤이 사용되는 유독성 물질로서 대체물질 개발을 위해 여러나라에서 연구 중에 있으며 우리나라도 OECD 가입국으로서 환경친화적 무공해 농약의 개발이 시급한 실정이었다. 이소치오시아네이트는 쌀, 옥수수, 콩 등 각종 곡물에 피해를 주는 쌀바구미, 팥바구미, 화랑곡나방, 권연벌레 등 저장곡물해충에 메틸보로마이드와 대등한 살충효과가 있는 무공해 천연물로서 메틸브로마이드를 대체할 수 있을 것으로 전망하고 있다. 앞으로 제형개발 등 상품화가 되면 수입에 의존하고 있는 저장곡물 방충농약을 대체할 수 있어 연간 300만 달러의 외화 절감은 물론 지구환경파괴를 막을 수 있는 획기적 계기를 마련하였다.
자동차 운행의 급증과 유류 및 유기 용제의 사용 확대로 인해 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds : VOC)의 배출은 증가추세에 있다. VOC는 오존 등 광화학스모그 원인 물질일 뿐만 아니라 발암성 등의 유해 물질, 지구온난화와 성층권 오존층 파괴의 원인물질, 대기 중 악취물질로서 환경 및 건강에 영향을 초래하여 VOC 대한 규제관리 및 감축에 대한 연구가 필요한 실정이다. 상용화된 VOC 저감기술로는 고온산화, 촉매산화, 흡착 등의 방법이 있으며 이 기술들은 농도, 에너지 requirement, 비용 및 부산물 처리 등의 문제가 있다. (중략)
1974년 6월 Rowland와 Molina가 CFCs등의 화학물질이 성층권의 오존층을 파괴시킨다는 가설의 발표는 많은 환경론자들의 관심과 함께 논쟁의 대상이 되었다. 이 가설은 1985년 10월 Farman 등의 영국 남극조사팀에 의해 남극상공의 성층권 오존이 1970년대에 비해 약 40% 정도 감소된 것이 확인되면서 지구전체의 심각한 환경문제로 대두되었다.
산업화가 급속히 진행됨에 따라 삶의 질은 향상된 반면, 대기오염으로 인한 피해는 증가하고 있다. 대기 중 존재하는 휘발성 유기화합물 (VOCs)은 인체에 독성을 가지며 암을 유발하고, 오존의 전구물질(precursor), 광화학 스모그의 원인물질, 성층권의 오존층 파괴 및 지구온난화에도 영향을 미칠 뿐 아니라 (Derwent et al., 1996) 악취를 유발하기도 한다. 악취는 황화수소(hydrogen sulfide), 메르캅탄류(mercaptans), 아민류(amines) 등 기타 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새로 정의되며, 주로 인체의 위해성보다는 정신적ㆍ심리적인 피해를 일으키는 감각공해라고 할 수 있다 (환경부, 2002). (중략)
일반 대기환경중 미량으로 존재하는 휘발성유기화합물 (VOC)은 환경학적 측면에서 다양한 문제점을 야기한다. 즉, 인체 독성 및 발암성 물질, 오존의 전구물질, 성층권의 오존층 파괴 및 지구온난화 물질로서 영향을 주며, 한편, 대기환경 중 장기 체류하기도 한다. 최근 이들 화합물의 농도는 차량 증가 등 여러 요인들에 의해 지속적인 증가추세에 있다. 따라서 VOC로 인한 대기오염의 악화에 따라 체계적인 관리가 요구되고 있으며, 이와 더불어 VOC에 대한 정확한 측정 및 분석 능력에 입각한 신뢰성 있는 자료의 확보가 가장 절실하게 요구되고 있다. (중략)
휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)은 주로 도장산업, 석유정제 및 저장시설, 화학공업, 자동차 등으로부터 배출되며 광화학적 산화물을 생성시킬 뿐만 아니라 성층권 오존층 파괴나 지구온난화에도 기여함으로써 환경에 악영향을 미치는 물질이다 또한, 대부분의 VOC가 인체에 유해하며 일부 물질들은 발암성을 가지는 것으로 평가되고 있어 배출이 엄격하게 규제되는 물질이다. (중략)
노즐을 통하여 미세한 물 입자를 뿜어내어 화재를 진압하는 방식은 1930년대부터 응용되어왔지만 하론이 소화 물질로서 개발되어 널리 사용됨에 따라 물분무에 대한 개발이 중단되었다. 그러나 몬트리올 환경회의에 의해 하론이 오존층 파괴 물질로 사용이 제한됨에 따라 대체 소화물질로서 1990년대에 미세 물분무에 대한 연구가 활발히 진행되기 시작하였으며 최근 IMO(세계 해사기구)에서는 2003년부터 건조되는 선박의 소화설비로서 물분무 노즐 사용을 의무화하기 시작했다.(중략)
본 연구는 국제환경규제에 따라 폐자동차의 재활용율 향상을 위한 재활용 부품 우선순위를 도출하고, 폐시트 등 부품 재활용에 의한 환경성을 평가하기 위하여 폐차 해체시스템 전과정평가를 수행하였다. 연구결과 차피의 고철을 재활용 할 경우에는 지구온난화와 오존층파괴에 큰 환경이득을 얻을 수 있으나 폐시트를 폴리올 원료로 재활용할 경우에는 많은 자원의 사용으로 오히려 소각으로 인한 환경부하보다 지구온난화와 오존층파괴, 광화학산화물생성 등의 부하를 증가시키는 것으로 나타났다. 그러나 폐차의 95% 이상을 재활용 및 회수하기 위해서는 분해시간 및 시장성, 기술현황 등을 종합하여 고려하여야 하며 재활용이 곤란한 유리와 같은 다른 부품과 함께 시트의 물질재활용도 반드시 포함되어야 될 것으로 사료된다. 처리와 재활용에 따른 환경성을 비교한 결과 재활용이 필요한 부품은 시트와 유리가 가장 시급하며, 배터리, 혼합플라스틱도 재활용시 환경친화적 공정개발이 필요한 것으로 도출되었다.
불소나 염소가 수소대신에 치환 되어있는 활로겐화 화합물인 염화불화탄화수소(CFCs chlorofluoro carbons)는 오존층 파괴물질 그리고 지구온난화 기체물질로 널리 알려져있다. 이러한 CFCs는 Mauna Loa, Niwot Ridge, South Pole과 같은 지구배경농도지역에서 70년대 후반부터 지속적으로 측정되어 오고 있다. 대기중 CFCs농도는 일반적으로 수백 ppt 수준으로 매우낮아 측정이 매우 어려운 것으로 알려져왔다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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