• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권3호
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• pp.138-149
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• 2008

우리인류는 생존과 번영을 위해 상당량의 에너지를 화석연료를 사용하는 연소공정에 의존하고 있다. 이 공정의 주된 폐기물은 이산화탄소로서 대기로 주로 배출한다. 특히 산업혁명 이후, 급격한 인구증가와 번영은 화석연료의 사용의 증대로 가능하였다. 그러나 이로 인하여 대기 중 이산화탄소함량은 급속히 증가하였고, 그 결과 지구 온난화가 가속되고 또 해양표면이 산성화되는 등 환경에 대한 부정적 영향이 심화되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 국제적 노력의 일환으로 1990년대에 유엔기후변화협약과 교토의정서 등의 다자간 환경협정이 체결되었고, 또한 대기 중 이산화탄소의 감축을 위한 다양한 과학 기술적 방안이 개발되거나 검토 되기 시작하였다. 이와 관련하여, 몇몇 기업들이 탄소 거래 시장에 진입하기 위해 해양 철분 시비 사업을 추진하고 있다. 해양 철분 시비 사업이란, 농경지에 비료를 살포하는 것과 마찬가지로, 철분이란 영양분이 결핍된 해양에 인위적으로 철분을 첨가함으로써 식물성 플랑크톤을 대규모로 번식시키고, 이를 통해 대기 중 이산화탄소를 감축하여 획득한 탄소 크레디트를 판매하려는 것이다. 이러한 해양 시비의 잠재적 해양환경영향과 관리방안에 대해 2007년부터 폐기물 및 기타 물질의 투기로 인한 해양오염방지에 관한 국제협약에서 논의하기 시작되었다. 본 소고는 이러한 시비 사업의 동향을 살펴보고 당해 활동에 대한 국제 관리체제의 발전을 모색하기 위하여 해양 시비의 원리 및 관련 기업의 사업 추진 현황을 검토하고, UN 해양법협약, 런던협약 및 의정서 등 관련 국제법적 체제를 영해, 배타적 경제수역, 공해 별로 고찰하였다. 국제사회는 기존의 런던협약/의정서를 중심으로 하고 UN총회 산하의 유엔 해양 및 해양법협약 비공식 공개협의체를 통해 해양철분시비사업을 관리할 것으로 전망된다.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제25권1호
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• pp.11-18
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• 2010

Toxicity assessment of ocean dumping wastes (dye waste, urban sewage, food waste) were examined in the fertilization and embryo development rates of the Sea Urchin, Hemicentrotus pulcherrimus. Spawning was induced by injecting 1 mL of 0.5 M KCl into coelomic cavity. Males released white or cream-colored sperms and females released yellow or orange-colored eggs. Experiments were began within 30 min the collection of both gametes. The fertilization and embryo development rates test were performed for 10 min and 64 h after fertilization, respectively. The fertilization and embryo development rates in the control condition (not including ocean dumping wastes sludge elutriate) were greater than 90%, but suddenly decreased with increasing of ocean dumping waste sludge elutriate concentrations. The fertilization and normal embryogenesis rates were significantly inhibited in all waste sludge elutriate from dye waste ($EC_{50}$=4.37; $EC_{50}$=1.76), urban sewage ($EC_{50}$=5.79; $EC_{50}$=2.00) and food waste ($EC_{50}$=7.68; $EC_{50}$=2.16), respectively. The NOEC (<3.13) and LOEC (3.13) of fertiliztion and normal embryogenesis rates very similar in all waste sludge elutriate. These results suggest that biological assay using the fertilization and embryo development rates of H. pulcherrimus are very useful test method for the ecological toxicity assessment of ocean dumping wastes.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제24권1호
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• pp.25-32
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• 2009

Toxicity of ocean dumping wastes(dye waste, urban sewage, food waste) were examined by observing fertilization and embryo development rates of the Sea Urchin, Strongylocentrotus nudus. Spawning was induced by injecting 1 mL of 0.5 M KCl into coelomic cavity. Males released white or cream-colored sperms and females released yellow or orange-colored eggs. Experiments were began within 30 min after the collection of both gametes. The fertilization and embryo development rates tests were performed for 10 min and 48 h after fertilization, respectively. The fertilization and embryo development rates in the control condition(not including ocean dumping wastes sludge elutriate) were greater than 90%, but markedly decreased with increasing concentrations of ocean dumping waste sludge elutriate. The fertilization and normal embryogenesis rates were significantly inhibited in all waste sludge elutriate from dye waste($EC_{50}$=5.76; $EC_{50}$=4.53), urban sewage($EC_{50}$=9.82; $EC_{50}$=9.67) and food waste($EC_{50}$=3.90; $EC_{50}$=3.27), respectively. The NOEC(>3.13%) and LOEC(3.13%) of fertiliztion and normal embryogenesis rates very similar in all waste sludge elutriate. These results suggest biological assay using the fertilization and embryo development rates of S. nudus are very useful test method for the ecological toxicity assessment of ocean dumping wastes.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권3호
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• pp.135-150
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• 2010

폐기물 및 기타물질의 투기로 인한 해양오염을 방지하기 위해 1972년 정부간 회의에서 런던협약이 체결되었고 1996년 국제해사기구 본부에서 개최된 특별회의에서는 폐기물 처리 처분 기술과 해양환경에 대한 인식의 변화를 반영하여 동 협약을 전면 개정해 런던의정서를 채택하였다. 런던의정서는 런던협약보다 구체적으로 해양투기 관리 체제를 마련하고 조약의 법적 실효성을 확보하기 위해 준수절차와 메커니즘을 채택하도록 하고 있다. 동 의정서는 2006년 3월에 발효되었으며 2007년에는 준수절차와 메커니즘을 채택하고 준수그룹이 설치되었다. 런던의정서 준수그룹은 유엔 지역그룹 별로 선출된 각 3명의 위원들로 구성되며 우리나라는 2009년 10월에 아시아 지역 국가들의 동의를 얻어 준수위원을 배출하였다. 지리적 정치적으로 동일한 정체성을 지니는 지역그룹체제의 도입으로 런던의정서 당사국들은 의정서 관련 회의들에서 지역그룹별 투표 블록을 형성하거나 정보 교환 등을 할 수 있을 것으로 전망된다. 서유럽 및 기타 국가 그룹의 국가들로 구성된 북동대서양해양환경보호조약 (OSPAR)에서 1992년에 채택한 심의 허용 품목 이외의 포괄적 투기 금지 방식을 런던의정서에서 도입한 사례는 이러한 측면에서 주목할 만하다. 특히 런던의정서는 최근에 모든 오염원으로부터 해양환경을 보호하는 방향으로 물적, 인적 관할범위를 확대하고 있으며, 이에 따라 지역그룹의 역할은 더욱 중요하게 될 것이다. 따라서 본 소고에서는 유엔 지역그룹체제의 성격을 파악하고 런던의정서 회의들에서 지역그룹체제의 영향에 대한 검토를 통해 향후 우리나라의 대응방안을 제시하고자 한다.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.5-13
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• 2022

현대의 환경문제는 다량의 폐기물의 발생과 무분별한 에너지의 소비로 인한 환경오염이 가속화 되고 있다는 것이다. 대표적인 에너지 생산 연료인 화석연료는 에너지를 생산하는 과정에서 연소가 이루어져 다량의 온실가스가 발생하고 최종적으로 기후변화를 야기한다. 또한 전 세계적으로 발생하는 폐기물의 양도 지속적으로 증가하고 있으며 처리하는 과정에서 환경오염이 발생하고 있다. 이와 같은 문제들을 동시에 해결하기 위한 방법 중 하나는 유기성 폐기물의 에너지화 및 감량화이다. 하수처리장에서 발생하는 하수슬러지는 해양매립이 전면 금지된 이후로 다양하게 처리되고 있으나, 그 발생량은 지속적으로 증가하는 추세이다. 하수슬러지는 유기물을 다량 함유하고 있어 혐기소화를 통하여 하수슬러지를 에너지화 하고 최종 배출되는 폐기물을 감량화 하는 것이 바람직하다. 하지만, 잉여슬러지의 경우 대부분이 하수처리에 이용되었던 미생물 덩어리로써 잉여슬러지가 혐기성소화 되기 위해서는 먼저 미생물의 세포벽이 파괴되어야 하는데 세포벽 파괴에는 많은 시간이 요구되기 때문에 혐기성 소화 과정만으로는 높은 바이오가스 생산율이나 폐기물 감량율을 달성할 수 없다. 따라서 잉여슬러지를 가용화하는 전처리 공정이 필요하며, 여러 가지 가용화 공법 중에서 열적 가용화 공정이 가장 효율적인 것으로 검증되었고, 혐기성소화 공정의 전처리 과정으로써 열적가용화 공정을 이용하여 잉여슬러지에 포함된 세포벽을 파괴한 후 전처리 된 잉여슬러지를 혐기성소화 함으로써 높은 바이오가스 생산율과 폐기물 감량율을 달성할 수 있다. 본 연구에서는 열적 가용화장치를 통하여 TS 10%의 농축 잉여슬러지를 전처리하는데 있어서 체류시간 및 운전온도 변수에 따른 가용화 특성에 대한 연구를 수행하였다. 열적 가용화장치의 체류시간에 대한 실험변수는 운전온도를 160 ℃로 고정한 상태에서 각각 30분, 60분, 90분, 120분이었다. 실험 결과로 도출된 TCOD와 SCOD를 통해 계산된 가용화율은 각각 12.11%, 20.52%, 28.62%, 31.40% 순으로 증가하였다. 또한, 운전온도에 따른 변수는 반응시간을 60분으로 고정한 상태에서 각각 120℃, 140℃, 160℃, 180℃, 200℃였으며 가용화율은 각각 7.14%, 14.52%, 20.52%, 40.72%, 57.85% 순으로 증가하였다. 이 외에 TS, VS, T-N, T-P, NH₄⁺-N, VFAs를 분석하여 농축 잉여슬러지를 대상으로 하는 열적 가용화 특성에 대한 평가를 수행 했으며, 그 결과 TS 10%의 농축 잉여슬러지에 대한 열적 가용화를 통하여 30% 이상의 가용화율을 얻기 위해서는 운전온도를 160℃로 고정할 경우 120분의 체류시간이 필요하며, 운전시간을 60분으로 고정할 경우 170℃ 이상의 운전온도가 요구되어 진다.

• 자원환경지질
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• 제42권2호
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• pp.121-131
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• 2009

폐기물 해양 투기 지역인 동해병과 서해병 해역 표층퇴적물의 입도, 광물학적 특성, 퇴적속도 및 중금속 함량을 분석하여 중금속 분포 특성을 비교하였다. 동해병과 서해병 해역의 입도는 각각 $7.95{\sim}8.51{\Phi}$와 $7.42{\sim}8.15{\Phi}$의 범위이며, 동해병 해역의 일부 정점을 제외한 모든 정점의 퇴적상은 니질 퇴적물에 속한다 연구지역 표층퇴적물의 주 구성 점토광물은 일라이트이며, 카올린 계열 광물과 녹니석, 스멕타이트로 소량 구성되어 있다. $^{210}Pb$에 의해 추정된 동해병해역 표층퇴적물의 퇴적속도는 1.11 mm/yr$\sim$1.73 mm/yr이며, 서해병해역 퇴적물의 퇴적속도는 1.87 mm/yr이다. 상관성 분석 결과, 니켈, 구리, 크롬 및 아연은 평균입도, 알루미늄 및 철과 밀접한 상관성을 보인다. 반면, 연구지역 퇴적물의 카드뮴과 납은 이들 요소들과 상관성이 결여되어 있을 뿐만 아니라, 부화지수가 1.5이상으로 인위적인 오염의 징후를 보인다. 그리고 카드뮴과 납의 $I_{geo}$-class 역시 대부분 $2{\sim}4$로 moderately polluted$\sim$strongly polluted로 분류된다. 특히, 동해병의 $I_{geo}$-class가 최대 4인 strongly polluted로 분류되어 서해병 해역보다 높다. 이는 동해병 해역에 투기되는 폐기물이 서해병 해역에 투기되는 폐기물뿐만 아니라, 광물성폐기물, 하수도준설토사, 건설공사 오니 등이 추가로 배출되고 있으며, 양적으로도 서해병 보다 두 배 이상 투여되기 때문인 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.132-141
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• 2010

최근 준설토의 발생량은 항만공사를 통하여 급격히 증가하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 울산항과 부산항 준설토를 콘크리트 혼합재로의 혼입을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위하여 준설토의 물리적 및 화학적 시험을 수행하였고, 그 결과를 바탕으로 하여 잔골재 대체재로서 준설토를 일정한 비율로 증가시켜 혼입한 모르터 시험체의 압축강도 시험을 수행하였다. 울산항 및 부산항 준설토 모두 혼입비율이 10%일 때 압축강도가 향상됨을 나타내었고, 무기질 실트 성분이 약 70% 함유되어 있는 부산항 준설토의 경우 잔골재의 대체량이 30% 일 때 압축강도가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 ICP 분석결과, 두 시료 모두 폐기물 해양배출처리기준과 토양오염 우려기준 및 대책기준에 만족하는 결과를 나타내어 콘크리트 재료로의 사용에 있어서 긍정적인 영향을 기대할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권1호
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• pp.36-43
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• 2024

폐어망은 해양 플라스틱 폐기물의 50% 이상을 차지하며, 해양생태계를 파괴하는 주요 원인으로 지목되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 폐어망은 소각, 매립, 기계적 재활용 등의 방법으로 처리되고 있으나, 부가가치가 낮은 제품으로 재활용되며, 오염 물질을 배출한다는 한계가 존재한다. 하지만 플라스틱 고분자로 구성된 폐어망은 열분해 방법을 통해 처리할 경우, 합성가스 및 열분해유와 같은 유용한 자원으로 재활용할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO₂ 기반에서 폐어망을 촉매 열분해하여 고순도의 H₂를 생산하는 공정을 제안하였다. 제안된 공정은 다음 3단계로 구성된다. 첫째, 전처리 된 폐어망을 CO₂ 기반 하 Ni/SiO₂ 촉매 열분해 반응을 통해 합성가스 및 열분해유를 생산한다. 둘째, 생성된 열분해유를 연소시켜 열분해 반응의 에너지원으로 재사용한다. 마지막으로, 합성가스를 WGS (Water-Gas-Shift) 및 PSA (Pressure Swing Adsorption)를 통해 고순도의 H₂로 전환한다. 본 연구에서는 제안된 공정의 열분해 결과를 일반적인 열분해 조건인 기존 N₂ 기반 열분해 결과와 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 폐어망 500 kg/h을 열분해 시 N₂ 기반에서는 2.933 kmol/h의 고순도 H₂를, CO₂ 기반에서는 3.605 kmol/h 의 고순도 H₂를 생산 가능했다. CO₂ 기반 폐어망 열분해에서 CO 생산이 향상되어 최종적으로 H₂ 생산량이 증대된 결과가 도출되었다. 또한 폐어망 열분해 시 CO₂ 기반에서는 공정 운전 과정에서 배출되는 CO₂를 포집 후 활용함으로써, N₂ 기반 열분해에 비해 CO₂ 배출량을 89.8% 줄일 수 있었다. 연구 결과를 바탕으로 CO₂ 기반에서의 제안 공정은 폐어망 재활용과 더불어 친환경적인 수소 연료생산이라는 목표를 달성할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.247-247
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• 2010

본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물을 펠릿(pellet)연료로 전환하는 과정에서 효율적인 방법에 대해 기술한다. 술을 정제하는 과정에서 발생하는 주박을 펠릿화하고 재생청정에너지인 폐자원의 효율성을 높이기 위한 방법을 제안한다. 술을 정제하고 남은 지게미를 주박(酒粕, 술지게미)이라 하고 흔히 부드러운 것을 단단하게 뭉친 알갱이를 펠릿이라 한다. 현재 펠릿화는 폐목재를 분쇄후 성형, 가공하여 목재펠릿을 만들어 상용화하고 있다. 목재펠릿은 성형, 가공하는데 비용이 주박보다 많이 들고 열량도 더 낮음을 확인하였다. 목재소에서 나온 나무(톱밥)와 주박을 열량측정기를 이용하여 측정한 결과로 나무는 약 1850 Kcal이고 주박은 약 1989 Kcal가 측정되었다. 나무는 일반 목재소 세 곳에서 채취한 것이고 주박은 막걸리, 약주 및 청주의 술지게미를 실험에 사용한다. 주류업체에서도 술을 정제하고 남은 주박을 처리하는데 많은 곤란과 비용이 든다. 또한 주박을 해양에 투척하여 처리해 왔으나 2012년부터 해양투기가 금지되어 더욱 처리에 곤란을 겪게 된다. 최근 주박을 토양개량제(비료)로 개발하여 사용하기도 하나 본 연구에서 제안하는 장점은 농산물을 재배해서 주류제조시 발생되는 주박을 펠릿화하여 연료로 사용하고 남은 재를 토양개량제로 사용하는 장점이 있다. 제품의 전체 라이프 사이클을 통해 환경으로 방출되는 모든 것을 가능한 한 0(zero)으로 하는 활동인 제로-이미션(zero-emision)이 된다. 이는 단순히 배출량만을 줄이는 것이 아니라 폐기물을 유용한 자원으로 활용한다는 측면이 가장 큰 이점이 된다. 주박의 효율성을 높이기 위해 주박을 종류별로 주박과 목재를 섞는 방법으로 열량을 측정하였다. 먼저 열량이 높은 순서로 막걸리 주박과 약주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 두 번째 막걸리 주박과 청주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 세 번째 막걸리 주박과 나무 톱밥의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2로 섞어서 열량을 측정하였다. 열량이 높은 순서는 세 번째(2015Kcal), 두 번째(1995Kcal), 첫 번째(1868Kcal)의 순이었다. 가장 열량이 높은 막걸리 주박과 나무 톱밥을 섞은 것이 가장 효율성이 높다. 주박 펠릿의 장점은 친환경적인 소재이고 지속적으로 재생이 가능한 에너지원이다. 더욱이 주박 펠릿은 발열량이 높고 다른 바이오매스 원료에 비해 청정하다는 큰 장점을 지니고 있다. 또한 사용에 소요되는 유지 관리비용을 최소화할 수 있고 자동화가 가능하여 사용에 편리하다. 가격면에서 화석연료에 비해 안정적이고 체적 또한 작아 이송의 큰 장점을 가지고 있다. 현재 펠릿의 경우는 목재펠릿이 제품화되어 있지만 주박을 이용하여 제품의 펠릿화를 통한 연료원으로 사용하는 경우는 전 세계 전무한 상태로 폐자원을 재사용하는 효율성이 제시된다. 향후 과제로 주박을 이용한 펠릿 연료원의 기술이 개발되고 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지시스템이 될 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.1-17
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• 2018

태안반도 원유 유출사고, 구미 불산누출사고 등 2000년 전후로 하여 환경관련 사건과 사고가 빈번히 발생하고 있다. 이러한 환경오염사고를 계기로 선제적 대응 방안이 필요하다는 사회적 공감대가 형성되어 2014년 환경오염피해 배상책임 및 구제에 관한 법률이 제정되고, 2016년 1월부터 시행되고 있다. 이에 따라 도입된 환경책임보험제도는 국내 보험산업계에서 환경위험을 관리하는 새로운 보험모델의 표준화 정립을 통해 관리될 필요가 있다. 지금까지 보험산업에서 표준화에 대한 노력은 다양한 위험 유형의 보장성 보험모델들의 출현에 따라 진행되어 왔다. 이에 따라 본 연구에서는 지식 기반 서비스 중의 하나인 보험 영역에서 기업에 의해 발생 가능한 대기, 수질, 화학, 폐기물, 해양, 토양 등의 환경오염 발생에 대해 6가지 보장 매체에 관한 검증 자료를 의미적 상호운용이 가능한 온톨로지를 통해 표현하였으며, 사업장의 인허가를 토대로 보험 가입 매체 간의 관계를 추론하여 보험모델을 설계하고 제시하였다. 각 사업장 담당자에 의한 물질량 정산 과정과 검증자를 통한 정산결과의 편차를 줄이기 위해, 추상적인 개념을 흐름도로 객관화, 구체화 하였으며, 해마다 많은 비용과 소모되는 자원을 줄이기 위해 온톨로지 기반의 의사결정지원 시스템의 향후 구축 방안을 제시하고 일부 구현 하였다. 이를 통해 물질량 검증 기준을 표준화함으로써 오류를 최소화하고, 검증에 소요되는 시간과 자원을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.