축사시설 조성사업의 환경영향평가 개선방안 가축전염병의 사전예방을 위한 계획입지 구축을 중심으로

지민규,유소미,이후승 한국환경연구원 2022 사업보고서 Vol.2022 No.0

매립장 유래 미세플라스틱 관리방안 : 침출수 발생원을 중심으로

지민규,안준영 한국환경정책평가연구원 2019 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2019 No.-

■ 연구의 주요 내용 ○ 연구의 필요성 및 목적 - 점오염원으로 배출되는 미세플라스틱에 대한 연구는 그간 하수처리장을 중심으로 수행되어 왔으나, 플라스틱폐기물이 매립되는 매립장 침출수에서 기인하는 미세플라스틱 관련 연구사례는 매우 제한적임 - 따라서 매립장 유래 미세플라스틱 발생의 연구사례를 조사·분석하여 환경적 노출을 최소화하기 위한 전략적 관리방안을 모색하는 것이 본 연구의 목적임 ○ 주요 내용 - 미세플라스틱은 침출수 처리시설에서 쉽게 분해되지 않아 대부분 처리공정 내 슬러지 형태로 존재하므로, 체계적인 슬러지 처리계획 및 관리방안 마련이 필요 - 최종 침출수 처리수에서는 미세플라스틱의 배출농도가 낮지만, 수계에 지속적으로 축적되므로 멤브레인 공법 등을 통해 입자성 물질을 저감할 수 있는 고도처리공정 구축이 필요 - 국내 연구 테이터가 부재하므로 가용 중인 매립시설과 매립 완료된 시설로부터 발생되는 침출수 내 미세플라스틱의 위해성 및 배출농도를 장기적으로 모니터링하여 기초자료를 구축하는 것이 필요 ■ 정책 제안 ○ 미세플라스틱의 표준화된 측정방법 정립과 생물 및 인체에 미치는 위해성을 규명한 후 법적 배출기준에 대한 계획을 우선적으로 검토해야 하며 더불어 아래의 사항을 고려하여 장기적인 매립장 관리방안을 마련하는 것이 필요 - 미세플라스틱이 고농도로 존재하는 오니류를 매립하거나 복토제, 성토재, 토지개량제, 비료로 재이용하는 것을 지양하는 것이 바람직하므로 이와 관련한 법률의 개정 검토 필요 - 폐기물 발생량을 저감하고 재활용률을 높이려는 국가 정책에 발맞춰, 분해가 용이한 플라스틱(옥소플라스틱 등)의 매립을 지양하고 이를 수거 후 재이용하는 정책 수립이 필요

폐기물매립장 사업의 수환경 평가분야 개선방안 연구

지민규,안준영,이진희,주용준,이병권,김경호,장원석 한국환경연구원 2021 기본연구보고서 Vol.2021 No.-

Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적 □ 폐기물매립장에서 발생하는 침출수로 인한 수환경 문제가 지속적으로 제기되고 있어 이에 대한 적극적인 원인조사와 대응책 마련이 필요하다. 현재 폐기물매립장 사업으로 인한 환경적 영향을 사전에 예측·평가하고 그 영향을 피하거나 최소화할 수 있도록 환경영향평가 제도를 운영하고 있으나, 사후환경조사 결과에서 수환경 오염사례가 빈번히 확인되는 상황을 고려할 때 매립장 유래 침출수 관리에 대한 환경영향평가의 실효성을 면밀히 진단해볼 필요가 있다. 또한 폐기물 매립시설은 「환경영향평가법」 이외에도 「폐기물관리법」 및 「폐기물처리시설 설치촉진 및 주변지역지원 등에 관한 법률」 등에 의해 입지선정과 시설의 설치 및 관리가 이루어지므로, 환경영향평가 시의 수환경 영향 평가항목과 현행 폐기물 관리 법제도를 연계하여 합리적인 개선방안을 모색할 필요가 있다. ㅇ 본 연구의 주요 목적은 폐기물매립장 사업의 운영에 따른 수질오염 사례를 조사·분석하고 문제에 대한 종합적인 원인파악과 함께 개선점을 강구하는 데 있다. 궁극적으로는 수환경 문제의 원인과 연계한 폐기물매립장 사업의 환경영향평가 개선방안을 마련하여 공사·운영 시의 적정 계획수립 및 관리방안 마련에 기여하고자 한다. Ⅱ. 폐기물매립장 시설 관리현황 및 침출수 발생 특성 □ 본 장에서는 국내 폐기물 매립시설의 전반적인 관리현황과 운영실태를 파악하기 위해 시설의 관리사항과 공공폐기물 매립시설의 운영결과를 조사하였다. 또한 매립장 유래 수환경 문제의 주요 원인인 침출수의 특성을 파악하고 오염원으로 인한 환경적 영향을 최소화하고자 매립장 종류 및 매립연한 등에 따른 수질 성상 변화를 알아보고 침출수의 효율적 처리를 위한 처리방법 등의 적용방안에 대해 검토하였다. ㅇ 수환경 영향을 저감하기 위한 매립장 관리사항은 수질조사기준, 침출수 수위관리기준, 복토기준 등이 해당하며, 이 외 매립시설 다짐효율, 침출수 감량률, 매립시설 구조물 안정성 현황이 관련되는 것으로 조사되었다. 운영실태조사 결과, 공공폐기물 매립장에서는 해당 지표의 관리가 미흡한 시설이 다수 존재하여 개선이 필요한 것으로 확인되었으며, 관리사항은 제3장의 수질오염 원인분석 및 대책과 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안에서 구체적으로 다루었다. ㅇ 침출수 성상은 매립폐기물의 종류 및 매립 기간 등에 따라 수질특성과 오염원의 생분해성 정도가 다르므로, 환경영향평가 시 적절한 침출수 처리시설의 구축과 효율적인 시설운영을 위한 계획수립을 하여야 한다. 연구에서는 이를 위해 반입폐기물과 단계별 매립에 따른 예상 수질 성상을 파악하여 적정 처리공법의 설계와 시기별 공정 운영관리 방안 수립을 제안하였다. Ⅲ. 수질오염 원인분석 및 대책 □ 매립장 유래 수질오염 사례의 광범위한 조사는 종합적인 원인분석과 이의 개선방안을 마련함에 있어 기초자료로서 중요하다. 연구에서는 언론 및 관계부처 보도자료, 학술자료, 기술진단 보고서, 공공데이터 등의 광범 자료를 조사·분석하였으며, 문제의 원인을 파악하고 개선점을 도출하기 위해 전문가 세미나, 현지합동조사(환경영향평가 대상사업) 및 관계자 인터뷰, 이해관계자 설문조사 등을 수행하였다. ㅇ 「폐기물관리법」 등에서 폐기물 매립시설의 설치기준, 관리기준, 사후관리기준 등의 단계별 준수사항이 제시되어 있음에도 불구하고, 미흡한 시설의 계획과 설치, 운영 시 관리기술 부족 등으로 수환경 영향이 발생한 것으로 확인되었다. 조사결과 침출수 유래 수환경 영향의 문제원인은 차수시설, 침출수 처리시설, 침출수 관리수위 및 매립 및 복토 등으로 시설의 설치 시부터 운영 및 관리 시까지 다양하게 파악되었으며, 관련한 개선방안은 매립장 설계, 시공, 운영관리의 기술적 부분을 중심으로 제안하였다. ㅇ 폐기물매립장 이해관계자(설계·감리·시공, 시설운영관리 및 환경영향평가 대행업체) 설문조사는 매립장 입지, 계획(설계), 시공, 운영관리 및 환경영향평가 분야로 나누어 진행하였다. 설문지 응답결과, 침출수 유래 수환경 영향의 원인과 밀접하게 관련 있는 사항은 1) 매립장 입지 선정 시: 지반 특성, 2) 설계 시: 차수공법, 3) 시공시: 차수막 손상 방지, 4) 매립장 운영 시: 자연재해 및 침출수 처리공정, 5) 기타: 입지배제 기준 확립 등으로 확인되었다. ㅇ 상기 언급한 사항들은 환경영향평가의 평가기법 개선을 위한 기반자료로서 유용하게 적용될 것으로 판단되며, 도출된 사항 중 주요 내용에 대해서는 제4장의 환경영향평가 평가기법 개선안 파트와 연계하여 구체화하였다. Ⅳ. 환경영향평가 평가기법 개선안 □ 폐기물매립장 사업의 환경영향평가를 실효적으로 수행하기 위해서는 수환경 문제의 원인과 연계한 개선안 반영과 환경영향평가서 작성에 대한 표준화 방안을 마련해야 한다. 연구에서는 평가서 작성현황의 내용과 제3장의 연구결과를 환경영향평가 전문가에게 공유하여 평가 전반에 대한 문제점과 개선사항 의견을 수렴하였으며, 이의 자문 결과물을 최종 정리하여 전문가 포럼을 운영하였다. 포럼에서 환경영향평가 부문의 최종 개선사항으로 도출된 내용은 환경영향평가서 작성현황의 분석과 적용 가능성 확인 등을 거쳐 환경영향평가 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였다. ㅇ 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼의 보완사항으로는 대안비교 검토, 침출수 발생량 산정, 침출수 차수시설, 유량조정조 설치계획, 침출수 처리계획, 침출수 관리수위, 폐기물 매립방법(오니류 포함), 복토재 수급 및 관리계획, 사후환경영향조사계획 등이며, 전략환경영향평가 등 환경영향평가 사업 전반에 적용될 수 있는 주요 내용에 해당한다. 이의 주제는 대부분 기존의 환경영향평가서에 포함된 사항이나 금회 침출수로 인한 수환경 문제의 원인파악을 토대로 상당 부분 보완 및 개선된 내용으로 제안하였다. ㅇ 매뉴얼은 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼(평가항목별, 사업별)의 폐기물 처리시설 항목에 보완될 예정이며, 입지 가이드라인(안)은 전략환경영향평가 업무 매뉴얼 내 (개발기본계획) 제15장 폐기물·분뇨·가축분뇨처리시설의 설치 부분에 반영할 계획이다. 매립장 사업은 문제 발생 시 타 개발사업에 비해 환경적 영향이 매우 크며 지역·사회적으로도 민감도가 높으므로 향후 타 평가항목의 심도 있는 연구결과와 함께 별도의 가이드라인 및 매뉴얼 구축방안을 제안한다. Ⅴ. 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안 □ 환경영향평가 개선안 도출 시 정책적 부분과 연계된 사항은 폐기물매립장의 관리에 대한 법제도 개정(안)으로 제안하였다. 관리에 대한 부분은 폐기물 매립방법, 침출수 관리수위, 지하수 검사정 오염기준 및 침출수 배출허용기준에 해당하며, 기타 사항으로 침출수 재이용 방안, 환경영향평가 시 사후환경영향조사 기간 등이 포함된다. 개정(안)과 연계된 법제도는 「폐기물관리법」, 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」, 「환경영향평가법」 등이며 <표 1>과 같다. ㅇ 법제도 개정(안)은 국내 폐기물매립장의 설계·감리 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가 및 공공기관(한국환경공단) 전문가의 의견수렴 과정을 거쳐 도출되었으며, 향후 개정안이 반영되려면 이슈별 보완 연구를 수행하여 필요성에 대한 정밀한 현황조사·분석 및 다양한 이해관계자의 의견을 추가적으로 수렴해야 할 것이다. □ 기타 법제도 개정(안) 이외에도 폐기물 매립시설의 정책적 개선방안으로 최신 매립장 운영기술 제도 장려(침출수 재순환 바이오리액터), 매립장 관리감독 범위 기준 강화와 전문인력 양성, 시설물 설치기준 강화를 위한 국고 지원범위 확대, 효율적인 매립장 점검계획 이행 및 관계기관의 폐기물매립장 관리범위 확대를 제안하였다. Ⅵ. 결론 및 제언 □ 본 연구는 폐기물매립장 사업의 수환경 분야 환경영향평가 개선방안을 마련하고자 진행되었다. 매립장 시설의 공사·운영 시 침출수 중심의 수질 영향과 관련 있는 평가항목은 수환경(수질·수리수문, 지하수), 지형·지질 및 친환경적 자원순환으로서 금번연구를 통해 환경영향평가 시 미흡했던 사항을 보완 및 개선하였다. 연구결과는 대안비교 평가, 영향예측, 저감방안, 사후환경영향조사 등을 포함한 광범위한 내용으로 주요사항에 대해서는 환경영향평가서 작성 및 검토 매뉴얼과 입지 가이드라인(안)에 반영하였고, 법제도 개정 등이 병행되어야 하는 사항은 정책적 개선사항으로 제안하였다. 이번 연구는 광범위한 자료조사뿐만 아니라 매립장 설계·감리·시공 전문가, 환경영향평가 대행업체 전문가, 매립장 관리 공공기관 전문가 및 매립장 운영관리 실무자 등 다수 이해관계자의 의견을 종합적으로 수렴하여 현실적이고 실효성 높은 결과물을 도출한 것에 의의가 있다. 한편 매립장 침출수 유래 수환경 영향을 최소화 하려면 관련 법제도 및 가이드라인 등을 보완하고 개정(안)하는 것만으로는 한계가 있다. 따라서 향후 관계부처의 적극적인 기술지원(민간시설 포함) 및 지자체(사업자 주체포함)의 체계적인 운영관리·감독의 이행 등이 뒷받침되어야 할 것이다. Ⅰ. Research Purpose and Objective 1. Heading □ Water pollution caused by leachate generated from waste landfills continues to occur, for which proactive investigation and response measures are required. Currently, an environmental impact assessment system is in operation to predict and assess the environmental impact of waste landfill projects in advance in order to avoid or minimize the impact. However, the effectiveness of the environmental impact assessment for leachate management from landfill sites must be attentively diagnosed, considering the frequent identification of water pollution cases in post-environmental impact assessment outcomes. In addition, the designation of the site, and installation and management of the facilities of waste landfills are subject to the Environmental Impact Assessment Act, the Wastes Control Act, and the Installation of Waste Disposal Facilities and Assistance promoted to Adjacent Areas Act. Therefore, the water environmental impact assessment criteria for environmental impact assessment must in line with the current waste management act and regulations to develop a reasonable improvement method. ㅇ The main objective of this study was to investigate and analyze water pollution cases caused by the operation of waste landfill projects to comprehensively identify the causes of pollution and describe the improvements points. Ultimately, this study aims to establish measures to improve the environmental impact assessment of waste landfill projects, in conjunction with the causes of water environmental issues, to contribute to the development of appropriate plans and management measures for construction and operation. Ⅱ. Current State of Waste Landfill Facility Management and Characteristics of Leachate Generation □ This section presents the results of the investigation of the factors subject to facility management and the outcomes of operating public waste landfill facilities, to identify the general management and operation statuses of the South Korean waste landfill facilities. In addition, the changes in water quality and state depending on the type of landfill, age of landfill, etc., were studied, and the application methods for efficient leachate treatment were examined to identify the characteristics of leachate, which is the main cause of water environmental issues originating from landfills, and to minimize the environmental impact of polluted sources. ㅇ The factors subject to landfill management for reducing the impact on the water environment included water quality investigation standards, leachate level management standards, soil covering standards, etc. Furthermore, the compaction efficiency of landfill facilities, leachate reduction rate, and current state of structural stability of landfill facilities were found to be relevant. In the actual operation conditions survey, many facilities in public waste landfills were found to be insufficiently managing the corresponding indicators, for which improvements are necessary. The management factors are covered in detail in the third section "Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures" and the fourth section "Improvement Proposal for the Assessment Method in Environmental Impact Assessment" of this paper. ㅇ Since water quality properties and biodegradability of the pollution source based on the quality and state of leachate vary depending on the type of landfill waste and the age of landfill, it is necessary to establish an appropriate plan during environmental impact assessment for developing and efficiently operating a suitable leachate treatment facility. This study aimed to identify the estimated water quality and state based on the type of waste brought in and the landfill phase to design a suitable treatment technique and establish an operations management method of the process for each phase. Ⅲ. Analysis of the Cause of Water Pollution and Countermeasures □ Extensive research on water pollution cases originating from landfills is crucial for acquiring baseline data for comprehensively analyzing the cause and developing its improvement measures. A wide range of data was investigated and analyzed, including press releases by the media and relevant authorities, academic materials, technical diagnosis reports, and public data. Expert seminars, joint field surveys (environmental impact assessment target projects), interviews with relevant authorities, and stakeholder surveys were conducted to identify the cause of the issue and draw improvement points. ㅇ Despite the terms of obedience presented for each phase, including the standards for installation, management, and post-management for waste landfill facilities, in the Wastes Control Act and others, the water environment has been confirmed to be impacted by insufficient facility planning and installation, and lack of operations management technologies. Research showed that the water environmental impact originating from leachates stemmed from installation to operation and management periods of facilities for cutting off water flow, treating leachates, leachate management water level, dumping, and soil covering. The improvement methods proposed for the relevant causes were focused on the technical aspects, such as landfill design, construction, and operations management. ㅇ The landfill stakeholders (e.g., design, supervision and construction, facility operations management, and environmental impact assessment agencies) survey was divided into the landfill site, planning (design), construction, operations management, and environmental impact assessment before proceeding. Consequently, the responses revealed that the 1) ground properties at the time of landfill site selection, 2) water insulation techniques during design, 3) waterproof membrane damage prevention during construction, 4) natural disaster and leachate treatment processes during landfill operation, and 5) establishment exclusion criteria for other emplacements were closely related to the causes of leachate-derived water environmental impacts. ㅇ The data from the survey above was considered to be useful as baseline data for improving the assessment methods in environmental impact assessments, and the major contents from the factors drawn from above were correlated and specified under section four's improvement proposal for the assessment method in the environmental impact assessment part. Ⅳ. Environmental Impact Assessment Amendment Proposal □ Standardization measures are necessary for the preparation of environmental impact assessment and for the reflection of the improvement proposal associated with the causes of water environmental issues to carry out effective environmental impact assessments of waste landfill projects. In this study, the current content of the assessment report and the research results from section three were shared with environmental impact assessment experts to collect their views regarding the problems of the overall assessment and the possible improvements. The results of the survey were organized for the expert forum. The contents drawn as the final improvements for the environmental impact assessment by the forum were reflected in the environmental impact assessment manual and locational guideline (draft) after the analysis of the current method of preparation of the environmental impact assessment report and verification of its applicability. ㅇ The supplements to the environmental impact assessment report preparation and review manual corresponded to the examination of the comparison of alternatives, calculation of the generated leachate, leachate water insulation facility, installation plan of the flow control reservoir, treatment plan for the leachate, management of water level of the leachate, waste landfill method (including sludges), cover material supply and management plan, post-environmental impact assessment, etc., which correspond to the main contents applicable to the entire environmental impact assessment project including strategic environmental assessment. Most of their subjects were proposed as substantially supplemented and amended contents, based on the factors included in the existing environmental impact assessment reports and the causes of water environmental problems due to leachate uncovered from this study. ㅇ The manual will supplement the waste treatment facility section of the manual for preparation and review of environmental impact assessment report (by assessment criteria and by project), and the locational guideline (plan) will be reflected in Chapter 15, "Waste, Manure, and Livestock Manure Treatment Facility Installation," within the strategic environmental impact assessment manual (basic development plan). A problem resulting from a landfill project has a relatively significant environmental impact compared to other development projects. Thus, the development of a separate guideline and manual along with in-depth research for the assessment criteria of landfill projects is proposed for the future because these projects have high regional and social sensitivities. Ⅴ. Policy Improvement Measures for Waste Landfill Facilities □ While deriving improvements for the environmental impact assessment, those associated with the policy were proposed as legal amendments (draft) regarding waste landfill management. The waste landfill method, leachate water level management, well groundwater pollution monitoring standard, and permissible leachate emission standard corresponded to the parts relevant to management. The leachate reuse method and post-environmental impact assessment period during environmental impact assessment were also included as other criteria. The legislation related to the amendment (draft) were the Wastes Control Act, Act on Promotion and support of Water Reuse, and Environmental Impact Assessment Act, as presented in Table 1. ㅇ The amendment (draft) to the legislation was made after collecting opinions from experts in the design and supervision of domestic waste landfills, experts from environmental impact assessment agencies, and experts from public institutions (Korea Environment Corporation). It is considered that supplementary research for each issue, precise investigation and analysis of the necessity, and collection of opinions from diverse stakeholders must be entailed for the proposed amendment to be reflected in the future. □ Besides the legislation amendments (draft), other proposed policy improvement measures for waste landfill facilities included expanding the scope of government support for strengthening facility installation standards, encouraging recent landfill operation technology systems (leachate recirculation bioreactor), strengthening the standards for the scope of landfill management supervision and training professionals, executing efficient landfill inspection plans, and expanding waste landfill management scopes for relevant institutions. Ⅵ. Conclusions and Recommendations □ This study was conducted to develop improvement measures for environmental impact assessment of water environments in waste landfill projects. The evaluation criteria relevant to impact on water quality, mainly involving leachate, during the construction and operation of landfill facilities were water environment (water quality, hydrogeology, and groundwater), topographic and geological, and environment-friendly resource cycle, in which the insufficient factors during environmental impact assessment were supplemented and improved through this research. The essential points from the research results, as extensive content, including the evaluation of comparison of alternatives, impact forecast, reduction measures, and post-environmental impact assessment, were reflected in the environmental impact assessment report preparation, the review manual, and the locational guideline (plan). The points that required legislative amendment were proposed as policy improvements. This research was meaningful since not only extensive data were studied but also opinions from numerous stakeholders including landfill design, supervision, and construction experts, environmental impact assessment agency experts, landfill management public institution experts, and landfill operations management practitioners were comprehensively collected to derive realistic and highly-effective outcomes. Meanwhile, minimizing the water environmental impact originating from landfill leachate only through supplementations and amendments (draft) to the relevant legislation and guidelines is limiting. Therefore, proactive technical support from relevant authorities (including private facilities) and systematic operations management and supervision execution from local governments (including operator entities) are required.

산성광산배수의 발생저감을 위한 황철석 표면의 피막형성 기술개발

지민규,윤현식,지은도,이우람,박영태,양중석,전병훈,심연식,강만희,최재영,Ji, Min-Kyu,Yoon, Hyun-Sik,Ji, Eung-Do,Lee, Woo-Ram,Park, Young-Tae,Yang, Jung-Seok,Jeon, Byong-Hun,Shim, Yon-Sik,Kang, Man-Hee,Choi, Jae-Young 한국지하수토양환경학회 2010 지하수토양환경 Vol.15 No.4

Acid mine drainage occurs when sulfide minerals are exposed to an oxidizing environment. The objective of this study was to inhibit the oxidation of pyrite by applying various coating agent such as $KH_2PO_4$, MgO and $KMnO_4$ over its surface as an oxidation inhibitors. Experiments were conducted for 8 days to test the feasibility of oxidation inhibitors. The optimal condition of coating agent for standard pyrite and IK mine was the combination of 0.01M $KH_2PO_4$, 0.01M NaOAc and 0.01M NaClO. Otherwise, for YD mine the combination of 0.01M $KMnO_4$, 0.01M NaOAc and 0.01M NaClO. The $SO_4^{2-}$ reduction efficiency of pyrite, IK and YD mine samples was 70, 92 and 84%, respectively. For 8 days, no significant increase of $SO_4^{2-}$ from pyrite sample coated with inhibitor was observed. The pH of solution remains in between 4 to 6 for the reaction conditions.

염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착속도의 모델링 연구

지민규,정우식,전병훈,Ji, Min-Kyu,Jung, Woo-Sik,Bhatnagar, Amit,Jeon, Byong-Hun 한국지하수토양환경학회 2008 지하수토양환경 Vol.13 No.3

Nitrate adsorption from aqueous solutions onto zinc chloride ($ZnCl_2$) treated coconut Granular Activated Carbon (GAC) was studied in a batch mode at two different initial nitrate concentrations (25 and 50 mg/L). The rate of nitrate uptake on prepared media was fast in the beginning, and 50% of adsorption was occurred within 10 min. The adsorption equilibrium was achieved within one hour. The mechanism of adsorption of nitrate on $ZnCl_2$ treated coconut GAC was investigated using four simplified kinetic models : the rate parameters were calculated for each model. The kinetic analysis indicated that pseudo-second-order kinetic with pore-diffusion-controlled was the best correlation of the experimental kinetic data in the present adsorption study. 염화아연($ZnCl_2$)으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)의 질산성질소 제거제로서의 적용가능성을 알아보기 위해 두 가지 질산성질소 농도(25 mg/L, 50 mg/L) 조건에서 수중에서의 질산성질소 흡착능력을 평가하였다. 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착은 반응초기에 빠르게 진행되어 10분 이내에 흡착율이 50%에 이르렀고 흡착평형에 소요된 시간은 1시간 이내였다. 염화아연으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착 원리를 조사하기 위해 네 가지 속도 모델들(유사 일차 모델, 유사 이차 모델, Weber & Morris의 입자내 확산 모델, 그리고 Bangham의 공극 확산 모델)을 각 모델의 속도 상수(k)에 따라 적용하였다. 그 결과, 본 연구의 흡착속도는 공극 확산 단계에 의하여 결정되는 것으로 사료되며 유사 이차 모델을 따르는 것으로 나타났다.

댐 방류 조건별 연안의 수온 및 염분변화 수치모의

지민규,허영택,박진혁,원남일 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

댐 방류에 따른 방류수는 직하류 하천과 하구부 및 연안에서의 다양한 수환경 변화를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 주암조절지댐에서 방류된 방류수가 하류 하천과 연안에서의 수온 및 염분농도 변화에 미치는 영향을 파악하기 위해 EFDC 모형을 사용하였다. 대상구간은 주암조절지댐 직하류에서 부터 순천만까지이고, 지류하천인 상사천과 동천을 포함하였다. 모형의 재현성을 평가하기 위하여 하천과 하구부 지점에서의 수온 및 염분농도 관측값과 모의값을 비교한 결과 양호한 수준으로 재현됨을 확인하였다. 구축된 모형을 이용하여 댐 방류수의 수온과 방류량을 변화시킬 경우 하류 수온 및 염분농도에 미치는 영향을 평가하였다. 방류수 수온은 심층수와 표층수 방류조건을 비교하였고, 방류량은 실방류량과 방류량을 50%로 저감한 조건을 비교하였다. 비교결과 댐 방류수온의 영향은 댐 직하류에서 강하게 나타나지만 하류로 진행할수록 영향이 약화되며 외해역에서는 매우 미미한 영향이 발생하였다. 염분농도는 상류 댐 방류량이 외해 조위에 따른 해수교환량에 비해 작기 때문에 담수에 의한 염분농도 변화가 미미한 수준으로 나타났다.본 연구에서 구축한 댐-하천-연안 통합 3차원 분석모형은 향후 추가적인 보정을 통해 정확도를 보다 향상시키고, 수질 및 하상변동 기능을 포함하여 보다 다양한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

하천구역 내 친수시설물 입지 및 조성에 관한 환경영향평가 가이드라인 마련 연구

지민규,안준영 한국환경정책평가연구원 2020 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2020 No.-

■ 연구의 주요 내용 ○ 연구의 필요성 및 목적 - 환경영향평가서의 검토현황 조사 결과 하천구역 내 친수시설물 조성사업은 지속적으로 증가하고 있으나, 사업계획의 적정성을 검토하거나 환경적 영향을 최소화하기 위한 환경영향평가 검토 가이드라인이 부재함 - 따라서 그동안 환경영향평가 검토대상 사업의 자료와 검토의견을 조사·분석하여 개발사업의 실태를 파악하고, 하천구역의 보전과 자연친화적인 공간 이용을 유도하기 위한 검토기준 가이드라인(안)을 마련하는 것이 본 연구의 목적임 ○ 주요 내용 - 하천 점용 및 친수시설 조성 등 하천구역 이용 관련 법, 고시, 지침 등을 조사한 결과, 국토교통부는 친수시설 이용 및 이수·치수 측면 그리고 환경부는 수질·수생태계보전 및 적극적인 친수활동 제한이 중점 사항으로, 양 부처 간 하천공간에 대한 개념이 다소 상이함 - 소규모 환경영향평가서로 접수된 친수시설물 조성사업의 유형을 분석한 결과, 파크골프장, (오토)캠핑장, 체육시설 등의 순으로 개발 건수가 높았으며, 수계별로는 낙동강, 한강, 영산강, 금강 순으로 확인됨 - 소규모 환경영향평가서의 검토의견 분석 결과, 하천구역 내 친수시설의 입지타당성 검토 시 주요 사항으로는 수질보호지역(상수원보호구역, 수변구역 등), 생태자연도 1등급지역, 야생동물 보호구역 및 유사 계획시설이 주변에 존재하는지 여부와 상습침수구역, 생태하천 조성사업 시행 지역에 해당하는지 등이고, 계획적정성 검토 사항으로는 점 및 비점 오염원 등 수질오염원을 유발시키는 사업(캠핑장, 물놀이장, 주차장 등)에 해당하는지 임 - 본 기초연구를 통해 하천공간의 친수시설물 조성사업에 대한 환경영향평가 가이드라인(안)을 마련하였음. 단, 환경영향평가 가이드라인(안)에서는 하천기본계획 수립지침에서 허용되고 있는 일부 사업(캠핑장 등)에 대해 부정적이므로, 향후 해당 유형사업의 검토를 위해 사회·경제·환경적 측면을 종합적으로 고려한 심도 있는 연구 수행이 필요함 ■ 정책 제안 ○ 하천기본계획 수립 시 하천구역의 지구지정 및 공간활용과 연계하여 자연친화적인 계획 수립을 유도하고, 관련 고시 및 지침 등 규정을 보완·개정 시에 환경성 부분의 기초자료로 활용 ○ 지자체의 친수시설물 설치계획 수립에 환경성과 재해안전성을 종합적으로 고려하도록 유도 ○ 이용률이 낮은 시설물 설치로 인한 자연훼손 및 인력·예산 낭비 문제를 극복하고 현 정부의 4대강 재자연화 정책방향에 부합하는 계획 수립 유도

염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착연구

지민규,최양훈,정우식,이상훈,김선준,민부기,Bhatnagar, Amit,김성헌,정형근,전병훈,강준원 한국지구시스템공학회 2007 한국지구시스템 공학회지 Vol.44 No.6

수중의 질산성질소 제거를 위한 흡착연구를 염화아연(ZnCl<SUB>2</SUB>)으로 표면개질한 코코넛 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)을 이용하여 수행하였다. 질산성질소 제거를 위한 최적조건은 200%의 화학적 무게 비율과 500℃의 탄화 온도로 결정되었다. 염화아연으로 표면개질한 활성탄과 표면개질하지 않은 활성탄의 질산성질소 흡착능력을 비교한 결과 염화아연으로 개질한 활성탄의 질산성질소 흡착수용력(0.1645 mmol/g)이 표면개질하지 않은 활성탄의 흡착수용력(0.0274 mmol/g)보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 염화아연으로 표면개질된 코코넛 활성탄의 질산성질소 흡착특성은 접촉시간, 질산성질소의 초기농도, 온도의 다중변수 함수로서 조사되었다. 흡착평형은 1시간 이내에 이루어졌으며 질산성질소 흡착결과는 Langmuir 흡착 등온식으로 가장 적합하게 모사되었다. 염화아연(ZnCl<SUB>2</SUB>)으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄은 음용수에서 질산성질소 제거를 위한 흡착제로서의 가능성을 보여준다.

염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착연구

지민규,최양훈,정우식,이상훈,김선준,민부기,Amit Bhatnagar,김성헌,정형근,전병훈,강준원 한국자원공학회 2007 한국자원공학회지 Vol.44 No.6

수중의 질산성질소 제거를 위한 흡착연구를 염화아연(ZnCl2)으로 표면개질한 코코넛 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)을 이용하여 수행하였다. 질산성질소 제거를 위한 최적조건은 200%의 화학적 무게 비율과 500℃의 탄화 온도로 결정되었다. 염화아연으로 표면개질한 활성탄과 표면개질하지 않은 활성탄의 질산성질소 흡착능력을 비교한 결과 염화아연으로 개질한 활성탄의 질산성질소 흡착수용력(0.1645 mmol/g)이 표면개질하지 않은 활성탄의 흡착수용력(0.0274 mmol/g)보다 월등히 높은 것으로 나타났다. 염화아연으로 표면개질된 코코넛 활성탄의 질산성질소 흡착특성은 접촉시간, 질산성질소의 초기농도, 온도의 다중변수 함수로서 조사되었다. 흡착평형은 1시간 이내에 이루어졌으며 질산성질소 흡착결과는 Langmuir 흡착 등온식으로 가장 적합하게 모사되었다. 염화아연(ZnCl2)으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄은 음용수에서 질산성질소 제거를 위한 흡착제로서의 가능성을 보여준다. Adsorption study with zinc chloride (ZnCl2) treated coconut granular activated carbon (GAC) for nitrate removal from water has been carried out. Experimental results reveal that chemical weight ratio of 200% and temperature of 500℃ were found to be optimum for the maximum removal of nitrate from water. The comparison between virgin and ZnCl2-treated GAC indicates that treatment with ZnCl2 has significantly improved the adsorption efficacy of virgin GAC. The adsorption capacities of virgin and ZnCl2-treated coconut GACs were found 0.0274 and 0.1645 mmol/g, respectively. The adsorption of nitrate on ZnCl2-treated coconut GAC was studied as a function of contact time, initial concentration of nitrate and temperature. The kinetic study reveals that equilibrium was achieved within one hour. The adsorption data conform best fit to the Langmuir isotherm. Results of the present study recommend that adsorption process using ZnCl2-treated coconut GAC shows promising possibility for nitrate removal from drinking water.

미세조류 바이오매스의 자원화 활용에 대한 연구 : 바이오 (기능성)소재를 중심으로

지민규 ( Min-kyu Ji ),최상기 ( Sangki Choi ),조지혜 ( Ji-hye Jo ) 한국환경정책평가연구원 2016 한국환경정책평가연구원 기초연구보고서 Vol.2016 No.-

미세조류 자원화 분야는 신재생에너지 공급의무제도에 따라 바이오디젤 생산을 중심으로 발전되어 왔다. 하지만, 현재까지는 석유자원과 비교 시 높은 생산단가와 원료의 대량공급 문제로 상업화가 지연되고 있다. 최근 미세조류 자원화의 경제성을 위해 석유화학 대체물질과 기능성 소재 분야 등 고부가가치 산업이 발달되고 있으며 관련 시장 규모가 매년 확대되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 미세조류의 고부가가치 자원화를 위해 바이오 플라스틱과 바이오기능성 소재(기능성 식품, 화장품 및 의약품)를 중심으로 한 연구개발 동향, 시장 현황 및 제도화에 대한 내용을 검토하여 향후 개선해야 할 사항들을 알아보았다. 또한, 자원화 이외에 미세조류 부영양화에 대한 인식변화 측면에서 환경 분야의 활용가치에 대해서도 검토해 보았다. 현황연구결과, 미세조류 바이오매스의 고부가가치 물질 전환은 스피룰리나, 클로렐라 기능성 식품으로 위주로 나타났으며, 이외에 오메가3, 아스타잔틴 등의 다양한 항산화 물질을 이용한 식품, 화장품 산업이 발달되고 있다. 바이오 플라스틱의 경우, 감자·옥수수 등 전분계를 이용한 산업이 발달되었으며, 최근 비식용 작물과 조류 등 생물을 활용한 Bio-PET, PLA 생산기술이 개발되고 있다. 환경적 측면으로는 미세조류가 수계 방사성물질과 환경호르몬 등을 저감시킬 수 있는 사실이 입증되어 질소·인·중금속 오염원의 제거와 함께 활용범위가 확대되고 있다. 미세조류 자원화를 위한 관련 제도는 해당 법률에 의거하여 인증제도가 확립되었거나 보완 중이다. 기능성 소재의 경우 미세조류 기반 물질의 안전성과 효능을 위주로 평가되고 있으며, 바이오 플라스틱은 생분해성과 비생분해성 제품에 따라 바이오매스의 함량, 생분해도, 중금속 함량 등이 평가기준이다. 한편, 미세조류의 자원화는 대규모 설비 운용이 제한되어 원료의 대량 확보가 어렵다. 따라서 산·학·연·정의 협력을 통한 바이오매스 수급방안 확립과 기술의 상업화 연계를 위한 제도적 뒷받침이 필요하다고 사료된다. The field of microalgae resources has been developed by focusing on biodiesel production in accordance with the renewable portfolio standard. However, their commercialization has been delayed due to the unit production cost which is higher than petroleum resources and challenges in implementing a massive cultivation system. In recent years, high value-added industries (such as alternative materials of petro-chemicals and functional materials) have been developed to ensure the economics of microalgae recycling, and their market size is growing each year. In this research, development trends, market status and institutionalization focused on bio-functional materials (such as functional food, cosmetics and pharmaceuticals) and bio-plastics were reviewed to identify areas of improvement for the production of high-value added resources from microalgae. In addition, we examined how microalgae can be utilized in the environmental field from the perspective of changing the perception of algal bloom. Survey results show that the conversion of microalgal biomass into high value-added substances is mainly carried out by manufacturing functional food with dried spirulina sp. and chlorella sp. In addition, cosmetics and food industries are advancing by using various anti-oxidants such as omega-3 and astaxanthin. In the case of bioplastics, the industry is evolving by using potatoes and corns as substrate. Recently, bio-PET and PLA production technologies are being developed by utilizing non-edible crops and algae. In terms of environmental aspects, microalgae have been proven to be a good candidate for bioremediation thanks to their ability to reduce water-based radioactive materials and environmental hormones, and they are being used in a wider scale including the removal of nitrogen, phosphorus and heavy metal pollution sources. The policies and systems for using microalgae as resources have been established or are being supplemented by applicable laws. For example, functional materials are evaluated mainly to ensure the safety and efficacy of microalgal-based materials. Depending on whether they are biodegradable or non-biodegradable, bioplastics are assessed based on standards such as biomass content, biodegradability and heavy metal content. Meanwhile, the recycling of microalgae is limited by the lack of large-scale cultivation systems and facilities, making it difficult to procure a large amount of raw materials. Therefore, it is necessary to establish a biomass supply plan and provide institutional support for linking technology with commercialization through the cooperation among the industry, universities, research institutes and government.