4차산업혁명 기술의 환경분야 적용 및 전망 - 환경정책기반공공기술개발사업 과제를 중심으로 -

김규현(Gyuhyun Kim),한인섭(Ihnsup Han) 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.11

목적 : 최근 국내외 전 분야에서 4차산업혁명에 대한 논의가 활발히 진행되고 있으며 환경분야에서도 관련된 연구개발이 폭넓게 진행되고 있다. 4차 산업혁명의 핵심은 초연결, 초지능 및 융복합이다. 주요기술은 인공지능(Artificial Intelligence), 사물인터넷(Internet of Things), 차세대 통신기술(Fifth Generation communication technology), 로봇, 블록체인, 드론, 3D(Three Dimension) 프린터, 빅데이터, 무인 운송수단, 바이오 공학, 신소재, 공유경제, VR/AR (Virtual Reality/Augmented Reality) 등이 있다. 4차산업혁명 기술의 환경적용 사례를 통해 발전방안을 모색하고자 한다. 방법 : 2011년에서 2020년까지 추진된 환경정책기반공공기술개발사업 과제를 중심으로 4차산업혁명기술이 적용된 사례를 분석하고 향후 전망을 도출하였다. 결과 및 토의 : 4차산업기술은 침수를 대비하게 위해 인공신경망을 이용한 유량예측시스템, 증강현실을 이용한 상하수관로 정보 제공, 드론을 이용한 환경감시 및 식생입체 구조 판별, 인공지능을 이용한 동물 울음소리 기반 개체식별 기술 등 다양한 분야에 적용되었다. 앞으로 환경분야의 설계, 운영, 유지관리, 조사, 감시, 서비스 제공 등 다양한 분야에서 4차산업혁명 기술이 적용되어 작업환경 개선, 서비스 품질 향상, 운영 효율화 등이 예상된다. 결론 : 스마트 환경기술 전환에 따라 산업 고도화 및 고부가가치 창출이 가능할 것으로 예상되며 이를 위해 정책적 지원과 기술 개발이 지속적으로 추진되어야 한다. Objectives : Recently, the Fourth Industrial Revolution has been actively discussed in all fields around the world. And the related R&D(Research and Development) has been widely conducted in the environmental field. The core of the Fourth Industrial Revolution is hyperconnectivity, superintelligence, and convergence. Major technologies related with it are AI(Artificial Intelligence), IoT(Internet of Things), 5G(Fifth Generation communication technology), robots, blockchain, drones, 3D(Three Dimension) printers, big data, unmanned transportation, biotechnology, new materials, sharing economy, and VR/AR(Virtual Reality/Augmented Reality), etc. It is intended to seek development plans through the examples of the 4th industrial revolution technology’s environmental application. Methods : In concentration of the public technology development project, based on environmental policy, conducted from 2011 to 2020, some cases of the 4th industrial revolution technology’s environmental application have been analyzed and the future prospects have been derived. Results and Discussion : The 4th Industrial Revolution technology has been applied in various fields such as design, operation, maintenance, investigation, monitoring, and service provision in the environmental field. Therefore, in the future, it is expected that there will be working environment improvement, the progress of service quality and operational efficiency. Conclusion : With the transition to smart environmental technology, it is expected that it will be possible to advance the industry and create high value-added things. To do so, government policy support and technology development should be continuously executed.

전과정평가 기법을 활용한 사방댐의 재료 변경에 따른 환경성 평가 연구: 강원도 양구군 사례를 중심으로

권순길,장윤성 대한환경공학회 2024 대한환경공학회지 Vol.46 No.8

목적:본 연구의 목적은 강원도 양구군 내에 설치된 사방댐을 대상으로 전과정평가를 통해 환경영향을 평가 및 분석하고자 하였다. 사방댐의 전과정 동안 온실가스 배출량을 포함한 주요 6대 환경범주를 정량적으로 평가하고 도출된 대안을 토대로 추후 사방댐 설치 계획시 적용 가능한 범위에서 환경성 개선 방안에 도움이 되고자 한다. 방법:본 연구에서는 환경성적산정을 위해 환경성적표지에 따라 사방댐의 주 시공 재료를 변경하여 시나리오에 따른 주요 환경범주(자원발자국, 탄소발자국, 오존층영향, 산성비, 부영양화, 광화학스모그)를 산정 후 평가하였다. 사방댐의 특성상 전과정평가 단계는 원료 채취 및 생산 단계까지 고려하였으며, 사용단계 및 폐기단계는 포함되지 않았다. 결과 및 토의:본 연구대상인 사방댐에 대해 전과정평가를 통해 도출된 주요 재료별(레미콘, 자연석)에 대하여 시나리오를 설정 후 환경성을 분석한 결과, 최대 차이는 자원발자국 4.45E+02kg Sb-eq., 탄소발자국 1.46E+05kg CO2–eq., 오존층영향 6.97E-03kg CFC-11-eq., 산성화는 2.16E+02kg SO2–eq., 부영양화 3.94E+01kg PO43-–eq., 광화학스모그 5.28E-01kg C2H4–eq.로 평가되었다. 결론:사방댐 시공 중 건설자재 변경으로 인한 환경범주는 최대 64.54% 이상 감축이 가능한 것으로 파악되었다. 이 중 탄소발자국이 70% 이상으로 가장 높은 수치로 나타났으며, 이는 레미콘 생산과정에서 환경 영향이 상당한 것으로 확인되었다. 본 연구결과를 토대로 사방댐 설치 계획시 환경 개선을 위해서 레미콘 사용을 최소화함과 동시에 자연석 등 친환경 자재 도입과 친환경 기술 개선 및 공법 등이 필요한 것으로 사료된다. Objectives:The purpose of this study is to evaluate and analyze the environmental performance of an debris barrier installed in Yanggu-gun, Gangwon-do through life cycle analysis. Throughout the entire process of the debris barrier, the six major environmental categories, including greenhouse gas emissions, will be quantitatively evaluated and based on the derived alternatives, it is intended to help improve environmentality to the extent applicable to future plans for the installation of the debris barrier. Methods:In this study, the major environmental categories (Resource Footprint, Carbon Footprint, Ozone Depletion, Acidification, Eutrophication and Photochemical Smog) for each scenario were calculated and evaluated for changes to major materials of debris barrier according to the methodology of the Environmental Product Declaration Preparation Guidelines. Considering the characteristics of debris barrier, the life cycle evaluation stage considered raw material collection and production stages, and exclude the use stage and disposal stage. Results and Discussion:As a result of analyzing environmental feasibility after setting scenarios for each major material (ready-mixed concrete, natural stone) derived through life cycle evaluation for the debris barrier that is the subject of this study, the maximum difference was resource footprint 4.45E+02kg Sb-eq., carbon footprint 1.46E+05 kg CO2–eq., ozone Depletion 6.97E-03kg CFC-11-eq., acidification 2.16E+02kg SO2–eq., eutrophication 3.94E+01 kg PO43-–eq., photochemical smog was evaluated as 5.28E-01kg C2H4–eq. Conclusion:It was found that it was possible to reduce the environmental category by up to 64.54% or more when changing construction materials during the construction of an debris barrier. Among these, the carbon footprint was the highest at over 70%, which confirmed that the environmental impact of the ready-mix concrete production process was significant. Based on the results of this study, it is believed that in order to improve the environment when planning the installation of an debris barrier, it is necessary to minimize the use of ready-mixed concrete, introduce eco-friendly materials such as natural stone, and improve eco-friendly technology and construction methods.

수은 안정동위원소를 활용한 환경과학수사의 접근법

정새봄,김영광,권세윤 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.5

Mercury is a globally distributed toxic trace metal, which can travel long distances in the atmosphere and bioaccumulate to elevated levels in ecosystem food webs. Since 2013, various parts of the mercury life cycle, including the production, use, emissions, releases, as well as the environmental and ecosystem fate, have been governed via the global treaty on mercury, the Minamata Convention of Mercury. The convention also calls attention to the application of mercury stable isotopes for distinguishing between various mercury sources in environmental media and for identifying sources, which require targeted risk management. Here, we introduce ways in which mercury stable isotopes can be applied in the field of environmental forensics to identify sources responsible for local contamination and global cycling that require international governance. This review is divided into: 1) the general overview on the mercury speciation and cycling, 2) the nomenclature of mercury stable isotope systems, and 3) the introduction of case studies that have successfully utilized mercury isotopes to interpret legacy and recent mercury sources in atmospheric and freshwater environments. We conclude the review by making specific recommendations as to how mercury stable isotopes can be better utilized in the field of local and global environmental forensics. These recommendations include the development of comprehensive anthropogenic mercury source inventories and isotopic-based evidence on the transboundary transport of mercury. 최근 기술의 발전에 따라 환경에서 수은을 비롯한 다양한 오염원의 발견 및 정화 조치를 위한 환경과학수사의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수은은 자연환경에서 먹이사슬을 통해 축적되며, 체내에 잔류하여 강한 독성을 유발하는 중금속으로써 수은으로 인한 환경 보건적 위해성에 대한 우려가 높아 미나마타 국제 협약(Minamata Convention on Mercury)을 통해 수은의 생산 및 수출이 관리되고 있다. 따라서 수은 오염지역에 대한 관리와 오염원의 선별, 오염원에 특화된 정화 법 설정과 같은 판단의 증거로써, 환경과학수사의 역할이 더욱 중요시 될 뿐만 아니라 수은 안정동위원소를 활용한 환경과학수사에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 본 논문에서는 수은의 화학종 및 순환에 대한 개요, 안정동위원소 비의 표기법과 오염원 추적법을 비롯하여 오염원별 기여도 산정에 관한 전반적인 지식을 제공하였다. 또한 문헌 고찰을 통해 선행 연구에서 도출한 배출원별 수은 안정동위원소 비의 분포 경향을 매체에 따라 정리하였다. 더 나아가, 국내외 수은 안정동위원소를 이용한 환경과학수사 사례를 소개함으로써 수은 안정동위원소의 활용 가치를 확인하고 미나마타 국제협약 이행과 더불어 향후 보다 발전된 환경과학수사를 수행하기 위하여 개선되어야 할 한계점 및 앞으로의 연구 방향을 총체적으로 제안하였다.

비거노믹스: 현황과 과제

오주안,박채영,안다경,변재은,정석희 대한환경공학회 2023 대한환경공학회지 Vol.45 No.7

Products introduced as vegan are recognized by consumers as ethical consumption that protects animals and the environment, so they are becoming a trend in recent marketing strategies. However, consumers are confused by the claim that veganism consumption is not environmentally friendly, contrary to consumers' perception of animal protection and environmental protection. Vegan leather, which appeared as an alternative to natural leather, emits harmful substances during the manufacturing and disposal process, is less durable than natural leather, and has a shorter lifespan, resulting in a problem of fast fashion. Substitute meat is emerging as a food of the future due to environmental problems caused by raising livestock. However, considerable carbon is generated during the production of substitute meat, and there is a problem in verifying the safety of fiber materials such as various additives used during the production process. In the case of vegan cosmetics, they use only eco-friendly ingredients derived from nature instead of animal ingredients and do not test on animals, so the impact on the environment is minimal. Overall, bigonomics products generate relatively less environmental pollutants and cause less environmental pollution, but there are still limitations to be overcome. It is thought that the limitations of bigonomics can be overcome through social collective practice such as education and investment in parallel with individual practice in daily life. Furthermore, I think that if there is a correct understanding of vegannomics and communication about its value, the vegan industry will be able to take its place as a major industry in society. In this review, the current status of bigonomics in the food, cosmetics, and fashion industries, which are being developed by consumers' ethical consumption, is reviewed and prospects are presented. This review will help set the direction in each industry pursuing vigenomics. 비건으로 소개되는 제품은 소비자에게 동물과 환경을 보호하는 윤리적인 소비라고 인식되고 있기에, 최근마케팅 전략의 트렌드로 자리 잡고 있다. 그러나, 비거니즘 소비가 동물 보호와 환경 보호라는 소비자들의 인식과달리 친환경적이지는 않다는 주장에 소비자들은 혼란을 겪고 있다. 천연 가죽의 대안으로 등장한 비건 가죽은 제조와 폐기 과정에서 유해물질을 방출하고, 천연가죽보다 내구성이 떨어져 수명이 짧고 결국 패스트 패션 문제를일으킨다는 논란이 제기되고 있다. 대체육은 가축을 키울 때 발생하는 환경문제로 인해 미래 식품으로 떠오르고있다. 하지만 대체육 생산 과정에서 상당한 탄소가 발생하고 있으며 생산 과정 중 사용되는 각종 첨가제와 같은섬유 물질에 대한 안전성 검증에 문제가 있다. 비건 화장품의 경우, 동물성 원료 대신 자연에서 유래한 친환경 성분만을 사용하고 동물 실험하지 않으므로, 환경에 대한 영향은 미미하다. 종합적으로 살펴보면, 비거노믹스 제품은환경오염 물질을 비교적 덜 발생하여 환경오염을 덜 유발하지만, 아직도 극복해야 할 한계가 있다. 비거노믹스의한계는 생활 속 개인의 실천과 병행하여 교육 및 투자와 같은 사회 집단적 실천을 통해 극복될 수 있을 것으로 생각된다. 나아가 비거노믹스의 올바른 이해와 그것의 가치에 대한 소통이 존재한다면, 비건 산업은 사회 주요 산업으로 자리를 잡을 수 있을 것이라고 생각한다. 본 총설에서는 소비자들의 윤리적 소비에 의해 발전하고 있는 식품, 화장품, 패션 산업계에서의 비거노믹스의 현황을 살펴보고 전망을 제시하였다. 본 총설은 비거노믹스를 추구하는각 산업에서 방향을 설정하는데 도움이 될 것이다.

환경 친화적 철도노선대 선정을 위한 주요환경 영향인자에 관한 연구

김동기(Dong Ki Kim) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.2

철도는 다른 육상교통수단보다 환경 친화적이며 에너지 효율성이 높은 교통수단이다. 철도노선 선정과정에서 예비타당성수행은 에너지 효율성과 환경에 관한 문제들이 일반적으로 고려되고 있지 않다. 철도노선 선정은 지형적인 특성 그리고 시설물의 관리와 운영을 중심으로 선정되고 있다. 철도노선선정에 영향을 미치는 환경관련 문제에 대해서 본 연구는 집중적으로 검토 분석하였다. 본 연구는 철도 및 환경전문가 그리고 철도 노선선정에 관련된 전문가 의견을 검토 분석하여 환경에 영향을 미치는 주요 인자를 추출하였다. 철도노선 선정과정에서 환경에 미치는 영향을 알 수 있는 환경영향평가 항목을 선정하였다. 환경 친화적인 철도노선 대 선정을 위하여 환경영향평가 항목 6개 분야 20개로부터 7개의 환경항목(지형·지질, 동식물상, 자연환경자산, 대기질, 수질, 소음·진동, 문화재·경관)을 추출하였다. 철도노선을 선정하기 위해서는, 여러 대안이 비교되어야 하고 각 대안의 평가는 이 7개 환경항목을 기준으로 하여 실행되어야 한다. 최적의 철도노선선정은 7개의 환경항목을 고려하는 포괄적인 평가에 의해 선정되어야 한다. 이와 같이 주요 환경항목인자에 의한 평가는 철도건설 투자를 활성화 하는데 이바지 할 것이다. The energy efficiency and environment-friendly aspect of the railway system would be superior to other on-land transportation systems. In a preliminary feasibility study stage and selection of optimal railway corridor, the energy efficiency and problems related to environment are usually not considered. For the selection of optimal railway corridor, geographical features and facility of management are generally considered. Environment effect factors for the selection of environment-friendly railway corridor are focused and studied in this paper. In this study, various analysis of opinion of specialists (railway, environment, transport, urban planning, survey) and the guideline for construction of environment-friendly railway were accomplished. From these results of various analysis, 7 major categories (topography/geology, flora and fauna, Nature Property, air quality, water quality, noise/vibration, visual impact/cultural assets) were extracted. To select environment friendly railway corridors, many alternatives should be compared optimal corridor must be selected by a comprehensive assessment considering these 7 categories. The investment for railway systems can be encouraged by the considering of main environmental effect factor evaluated with the modified environmental weight factors for environment-friendly railway construction.

한국과 유럽연합의 시멘트 제조업에 대한 최적가용기법 기준서 비교·분석

이예인,박소연,정지영,김민경,이혜원,최정현 대한환경공학회 2025 대한환경공학회지 Vol.47 No.8

통합환경관리제도는 기존의 단일 매체 중심에서 벗어나, 매체 통합적 접근 방식을 통해 보다 높은 수준의 환경 보호를 실현할 수 있는 제도이다. 우리나라도 2017년부터 통합환경관리제도를 도입하여 시행하고 있으며, 2024년 기준 총 19개의 업종에 대해 통합허가가 완료되었다. 2023년에는 시멘트 제조업이 통합환경관리제도 대상 업종으로 추가 편입되었다. 시멘트 산업은 대기오염물질과 미세먼지 배출이 많은 기반산업으로, 국민 건강과 지속가능성을 고려한 체계적인 환경 관리가 요구되고 있다. 이에 본 연구는 한국과 유럽연합(EU)의 시멘트 제조업에 대한 최적가용기법 기준서(BREF)를 비교・분석하여, 국내 시멘트 산업의 환경관리 개선 방안을 모색하는 것을 목표로 하였다. 분석 결과, K-BREF는 국내 산업 현장 중심의 실무 지침서 성격이 강한 반면, EU-BREF는 탄소중립 전략과 자원순환 정책을 반영한 통합적 환경관리 접근이 특징적이었다. 특히 폐기물 연료 관리 측면에서 EU-BREF는 폐기물 취급 및 준비 과정, 폐기물 연료의 적합성 평가, 최대 허용 물질 값 목록, 실제 적용 사례 등을 구체적으로 제시하고 있었으며 최적가용기법 연계배출수준(BAT-AEL)과 모니터링 주기 또한 세분화되어 있었다. 반면, K-BREF는 통합환경관리제도 도입 초기 단계로 폐기물 연료 관련 기술 사례가 부족하며, BAT-AEL 기준 또한 오염물질별 단일 기준에 그치고 있다. 한국 시멘트 산업은 2030년까지 온실가스 12%, 2050년까지 53% 감축 목표를 달성하기 위해 폐기물 연료 사용 확대가 불가피하며, 이에 따라 다매체 통합 제어 기준, 폐기물 연료 활용을 통한 온실가스 감축 방안이 구체적으로 제시될 필요가 있다. 향후 배출 기준 강화에 대응하고 지속 가능한 환경 관리를 위해 규제 개선뿐만 아니라 기술개발과 정책 지원 등 다각적인 접근이 필요할 것이다. The Integrated Environmental Management System is a system that moves away from the traditional single-medium approach and adopts a medium-integrated approach to achieve a higher level of environmental protection. Korea has been implementing the Integrated Environmental Management System since 2017, and as of 2024, total of 19 industries have received integrated permits. In 2023, the cement manufacturing industry was added to the list of industries subject to the Integrated Environmental Management System. As a critical industry with significant emission of air pollutants and particulate matter, it requires systematic environmental management that prioritizes public health and sustainability. This study aims to compare and analyze the Best Available Technique Reference Documents (BREFs) for the cement manufacturing industry in Korea and the European Union (EU) to explore environmental management improvement strategies for Korea’s cement industry. The analysis revealed that the K-BREF provides strong practical guidelines and is more focused on industrial sites, while the EU-BREF is characterized by an integrated environmental management approach reflecting carbon neutrality strategies and resource circulation policies. Particularly in terms of waste fuel management, the EU-BREF provided specific details on waste handling and preparation processes, suitability assessment of waste fuels, lists of maximum allowable substance values, and actual application cases. Additionally, the BAT-AEL (Best Available Techniques Associate Emission Level) and monitoring intervals were also further specified. In contrast, the K-BREF reflects the early stage of implementing an integrated environmental management system, resulting in a lack of technical examples related to waste fuels and BAT-AEL standards being limited to a single criterion per pollutant. The Korean cement industry must expand its use of waste fuels to meet greenhouse gas reduction targets of 12% by 2030 and 53% by 2050. Accordingly, specific multi-media integrated control standards should be established. To effectively respond to increasingly stringent emission regulations and ensure sustainable environmental management, a multi-faceted approach including regulatory improvements, technological development, and policy support is essential.

농업환경에서 발생하는 미세플라스틱 필름의 Cd, Pb 흡착 특성

주원정(Won Jung Ju),안진성(Jinsung An),조은혜(Eun Hea Jho) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.1

목적: 플라스틱은 편리성, 단열성으로 일상 및 여러 가지 산업분야에서 다양하게 활용되고 있고, 플라스틱의 사용량은 계속 증가하는 추세이다. 농업환경에서는 비닐하우스, 멀칭비닐 등의 형태로 플라스틱이 사용되고 있다. 사용 후 환경으로 유입된 플라스틱은 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 작은 단위로 분해된다. 이 중 입자 사이즈가 5 mm 이하인 플라스틱을 미세플라스틱이라 정의한다. 토양 중에 잔류하는 미세플라스틱은 표면적이 넓기 때문에 중금속을 포함한 다양한 오염물질을 흡착시켜 농경지 생태계에 영향을 줄 개연성이 있다. 본 연구에서는 농업환경에서 빈번하게 발생하는 미세플라스틱 필름의 납(Pb)과 카드뮴(Cd)의 흡착특성을 평가하고자 한다. 방법: 본 연구에서는 농업환경에서 빈번하게 발생하는 미세플라스틱 필름의 Pb와 Cd 흡착특성을 평가하고자 한다. PVC (polyvinyl chloride) 필름 한 가지와 PE (polyethylene) 필름 두 가지를 5 mm × 5 mm 이하로 잘라 미세플라스틱을 준비한 후, Pb 용액 또는 Cd 용액에 넣어 72시간 동안 흡착 실험을 수행하였다. 흡착실험결과를 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온 흡착 모델에 적용하였다. 결과 및 토의 : 등온 흡착 실험 결과를 Langmuir, Freundlich, Temkin 모델을 이용해 도식화한 결과, 전반적으로 Langmuir 및 Freundlich 모델에 잘 맞는 경향(R² > 0.9)을 보였고, Temkin 모델은 상대적으로 잘 맞지 않는 경향을 보였다. 플라스틱 종류와 관계 없이, Pb에 대한 흡착친화도를 나타내는 Langmuir 상수(KL)의 값과 최대흡착에너지를 의미하는 Temkin 상수(AT)의 값이 Cd에 대한 값보다 더 높게 나왔고, 흡착강도와 관련 있는 Freundlich 상수(nF) 는 Pb > Cd > 1의 경향을 나타내었다. 이는 Cd보다 Pb의 PVC와 PE에 대한 흡착친화도가 크다는 것을 의미한다. 결론: 본 연구는 토양 중 잔류하는 미세플라스틱 필름이 Cd와 Pb 같은 중금속을 흡착하고, 따라서 토양환경 중 중금속의 거동에 유의한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 또한 폐플라스틱의 환경 문제가 사회적 이슈로 대두되고 있는 요즘, 다양한 폐플라스틱으로부터 발생할 수 있는 미세플라스틱의 지중환경 중 관리의 필요성에 대한 합리적 근거를 제공하고, 따라서 토양 환경 내 미세플라스틱에 대한 추가 연구가 이루어질 필요가 있다. Objectives : Plastics are widely used in daily life and in various industrial fields due to their convenience and thermal insulation, and the use of plastics is continuing to increase. In agricultural environments, plastics are largely used for vinyl houses and mulching vinyl. Used plastics are degraded into small fragments through physical, chemical, and biological processes. Among these, plastics with a particle size of 5 mm or less are defined as microplastics. Since microplastics have a relatively large surface area, various pollutants including heavy metals can potentially be adsorbed and affect the agricultural ecosystem. The purpose of this study is to evaluate the Pb and Cd adsorption characteristics on microplastic films frequently generated in agricultural environments. Methods : The Pb and Cd adsorption characteristics on microplastic films were studied with 3 different plastic films. Microplastic samples were prepared by cutting PVC (polyvinyl chloride) and PE (polyethylene) films to have the sizes of < 5 mm × 5 mm. The prepared microplastic samples were placed in Pb or Cd solutions having a range of concentrations and shaken for 72 h for sorption tests. The experimental results were fitted to the Langmuir, Freundlich, and Temkin isothermal adsorption models. Results and Discussion : The isothermal adsorption test results obtained fitted well to the Langmuir and Freundlich models (R² > 0.9), but not the Temkin model. Regardless of the plastic type, the values of Langmuir constant (KL) and Temkin constant (AT) for Pb were larger than those for Cd, and the Freundlich constant (nF) showed a tendency of Pb > Cd > 1, indicating the greater Pb sorption strength or affinity than Cd on PVC and PE. Conclusions : This study shows that the microplastics in soil adsorb heavy metals like Cd and Pb affecting the heavy metal fate in the soil environment. With an increasing attention on the environmental problems due to plastic wastes, this study provides the basis for the need of management of soil environment. Therefore, further research on microplastics in soil environment is required.

상수원에서의 잔류 의약물질 검출, 거동, 분포 현황 및 독성

손희종(Hee Jong Son),장성호(Seong Ho Jang) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.6

오늘날 전세계적으로 수환경에서의 잔류 의약물질들의 오염에 대한 연구결과들이 많이 보고되고 있다. 이들 잔류 의약물질들은 다양한 종류와 그들이 가지는 물리·화학적인 특성들로 인해 수환경에서의 거동, 오염현황, 영향 및 독성 등도 매우 다양하여 수환경 및 수처리 공정에서의 거동을 예측·평가하기가 어렵다. 선진 외국의 경우 환경 중에서의 오염 현황 및 사용량을 정량화하기 위한 조사를 이미 시작하였고, 잔류 의약물질들의 인체에 대한 잠재적 위험성뿐만 아니라 상수나 하수처리 공정에서의 제거기술에 관한 다양한 연구도 활발히 진행하고 있다. 그러나 국내의 경우 잔류 의약물질들에 대해 전국 주요하천과 상수원에 대한 모니터링 결과도 매우 부족한 실정이다. 우선 국내의 경우는 상수원으로 이용되는 전국 주요 하천과 호소에 대해 주기적이고 체계적인 오염현황 평가가 선행되어야 하며, 잔류 의약물질들이 비교적 고농도로 검출되는 상수원에 대해서는 주오염원에 대한 조사도 병행되어야 한다. 또한, 의약물질 사용량은 지속적으로 증가할 것으로 전망되기 때문에 하수처리 시설에 대한 부하도 지속적으로 증가할 것이다. 따라서 수환경에서의 유해도를 저감시키기 위해 효과적인 하수처리 공법의 도입이 절실하며, 상수에 대한 안전성 확보를 위해서도 잔류 의약물질들의 수환경중에서의 물리·화학적 거동에 대한 면밀한 연구가 요구된다. Residual pharmaceutical compounds have been recognized as emerging environmental pollutants and are widely distributed all over the world. These compounds cause bioaccumulation and biomagnification during present for a long time in the environment: thereby after adversely biota and human bodies. It is difficult to remove residual pharmaceutical compounds using conventional water/wastewater treatment because of resistant property to photodegradation, biodegradation and chemical decomposition. Moreover, domestic literature data on the pollution of residual pharmaceutical compounds in rivers and lakes are limited. In this paper, species, sources, fate and risk of residual pharmaceutical compounds as well as behavior properties in freshwater resources are demonstrated to encourage the domestic concern about residual pharmaceutical compounds. An extensive review of existing data in the form of figures and tables, encompassing many therapeutic classes are presented.

재생 플라스틱을 적용한 휴대폰 충전기 전과정평가

허영채,배대식,오치영,서영진,이건모 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.12

Environmental impact of a mobile phone charger containing recycled plastic was quantified using LCA and the environmental benefits from the use of recycled and virgin plastic were compared. The assessment considers potential environmental impacts across the whole life cycle of the charger including; pre-manufacturing; manufacturing; distribution; product use; and end-of-life stages and quantified six environmental impact categories; Abiotic depletion; Acidification; Eutrophication; Global warming; Ozone layer depletion; and Photochemical oxidants creation. The study showed that the environmental impacts of the use stage accounted for 94.4% and 70% in the resource depletion and global warming impact categories, respectively, and the environmental impacts of the pre - manufacturing stage accounted for more than 98% in the other impact categories. The main cause of the environmental impacts in the use stage was electricity consumed by the charger. The main cause in the pre-manufacturing stage was PBA (Printed Board Assembly) and external case manufacturing. In order to quantify the environmental benefits of recycled PC (Polycarbonate) in the exterior case, the environmental impacts of 1 kg production of recycled PC and virgin PC were evaluated. The environmental impact on the abiotic depletion of the recycled PC is estimated to be 30% compared to the virgin PC, and the impacts on the other impact categories of the recycled PC were less than 5% of the virgin plastic. Sensitivity analysis was performed for 12 items including site data and assumptions made. The sensitivity of each item was less than 10%. The results of this study confirm that designing compact and light PBA, improving charging efficiency, and use of recycled plastic are important design factors to reduce the environmental impact of a charger. 전과정평가 기법을 적용하여 재생 플라스틱을 사용한 휴대폰 충전기의 전과정 환경영향을 정량화하고, 신재 플라스틱과 재생플라스틱의 환경영향을 비교하였다. 충전기의 제조전, 제조, 유통, 사용 및 폐기를 포함하는 전과정 단계별로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층고갈, 광화학산화물생성 환경영향을 분석하였다. 자원고갈 및 지구온난화 영향범주에서는 충전기의 사용단계 환경영향이 각각 94.4%, 70%를 차지하여 가장 큰 환경영향을 나타냈고, 그 외 영향범주에서는제조전단계의 환경영향이 98% 이상을 차지하였다. 사용단계의 경우 충전기에 의해 소모되는 전력이 주요 원인이고, 제조전단계 경우 PBA (Printed Board Assembly)와 외장 Case 제조공정이 주요 원인이었다. 외장 Case에 사용되는 재생 PC (Polycarbonate) 의 환경개선 효과를 정량화하기 위해 재생 PC와 신재 PC 각 1 kg 생산할 때의 환경영향을 평가하였다. 재생 PC는 신재 PC 대비 자원고갈영향은 30% 수준이며 다른 영향범주에서는 5% 미만으로 잠재적인 환경개선효과가 큰 것으로 분석되었다. 연구에 활용된 주요 데이터 및 가정에 대해 민감도 분석을 수행하였고, 총 12개 항목 분석결과 모든 항목에서 민감도는 10% 미만으로 도출되어 연구 결과의 신뢰도는 높다고 판단된다. 이 연구결과를 통해 충전기의 친환경성 개선을 위해서는 PBA의 소형/경량화 설계, 충전효율의 개선, 재생플라스틱 사용 확대가 전과정 환경영향을 줄이는데 중요한 설계 인자임을 확인하였다.

전과정평가(LCA)에 의한 토양오염 정화공정의 환경영향분석 및 CO₂ 배출량 산정

정승우(Seung Woo Jeong),서상원(Sang Won Suh) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.4

``오염토양 복원작업 품셈자료 산출근거 마련을 위한 연구``에 제시된 토양증기추출법(soil vapor extraction: SVE)과 바이오파일(biopile) 시스템 구성을 바탕으로 두 오염토양 정화공정이 토양 1,000 m3내 총탄화수소를 95% 제거하는 전과정을 전과정평가기법을 통해 평가하였다. 전과정영향평가 결과 SVE가 9개 환경영향범주에서 모두 바이오파일에 비해 높은 환경영향수치를 나타내었다. SVE와 바이오파일, 두 정화방법 공히 토양경로 인체독성(Human toxicity-soil), 수생태독성(Ecotoxicity-water), 지표수경로 인체독성(Human toxicity-surface water), 대기경로 인체독성(Human toxicity-air) 등 4가지 범주에서 상대적으로 높은 환경영향값을 보였다. SVE방법이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 인체독성(토양)이었으며 바이오파일이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 수생태독성이었다. SVE방법의 세부 공정별 환경영향을 분석한 결과 운영단계에서 전체 환경영향의 60%를 초래하였고 활성탄교체단계가 36%를 초래하는 등 두 개 단계가 전체 환경영향의 96%를 차지하였다. 가장 큰 영향을 미치는 투입물은 운영 중 사용된 전기였다. 바이오파일 세부 공정별 환경영향 분석결과에서도 운영단계가 전체영향의 55.7%를 차지하였고 활성탄교체단계가 12.4%를 차지하였다. 바이오파일에서도 역시 전기사용에 따른 환경영향이 가장 크게 나타났다. SVE 와 바이오파일, 두 공정 모두 운영단계에서 소비되는 전기에 의한 환경영향이 가장 크므로 오염토양 정화시스템운영 중 전기소비를 최소화 할 수 있는 운영방안이 필요하다. 오염토양 정화는 비교적 장기간 많은 에너지와 물질이 투입된다. 최근 이산화탄소발생량 감축과 녹색성장에 대한 사회적 요구에 따라 오염토양정화공정에 대한 체계적인 분석과 연구가 필요한 것으로 예상된다. 특히 운영 중 전기소비량은 전과정영향평가 및 탄소배출량 결과에 큰 영향을 미치므로 앞으로 보다 신뢰성 높은 전과정평가를 위해서 전기사용량에 대한 데이터 수집 및 확보가 가장 필요한 것으로 판단된다. The environmental impacts of 95% remediation of a total petroleum hydrocarbon-contaminated soil were evaluated using life cycle assessment (LCA). LCA of two remediation systems, soil vapor extraction (SVE) and biopile, were conducted by using imput materials and energy listed in a remedial system standardization report. Life cycle impact assessment (LCIA) results showed that the environmental impacts of SVE were all higher than those of biopile. Prominent four environmental impacts, human toxicity via soil, aquatic ecotoxicity, human toxicity via surface water and human toxicity via air, were apparently found from the LCIA results of the both remedial systems. Human toxicity via soil was the prominent impact of SVE, while aquatic ecotoxicity was the prominent impact of biopile. This study also showed that the operation stage and the activated carbon replacement stage contributed 60% and 36% of the environmental impacts of SVE system, respectively. The major input affecting the environmental impact of SVE was electricity. The operation stage of biopile resulted in the highest contribution to the entire environmental impact. The key input affecting the environmental impact of biopile was also electricity. This study suggested that electricity reduction strategies would be tried in the contaminated-soil remediation sites for archieving less environmental impacts. Remediation of contaminated soil normally takes long time and thus requires a great deal of material and energy. More extensive life cycle researches on remedial systems are required to meet recent national challenges toward carbon dioxide reduction and green growth. Furthermore, systematic information on electricity use of remedial systems should be collected for the reliable assessment of environmental impacts and carbon dioxide emissions during soil remediation.