F-10 : 국내외 시멘트 제품의 중금속 유해성 및 크롬 전환율 비교

국문 초록 (Abstract)

시멘트는 천연의 석회석, 점토, 규석, 철광석 등에서 함유된 CaO, SiO2, Al2O3, Fe2O3등을 원료로 하여 제조되는 물질로서 사회기반 구축에 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 전 세계는 산업 발전과 더불어 천연자원의 고갈 및 폐기물 처리 등의 환경적 문제가 대두됨에 따라 시멘트의 품질개선, 제조 공정의 높은 온도, 석회석원료의 중화작용에 우수한 특성을 가진 각종 폐기물 및 산업부산물을 시멘트 제조용 대체원료와 연료, 첨가제로 사용하고 있다. 이러한 부산물이 포함된 시멘트의 6가 크롬은 석회석 뿐 아니라 대체원료인 소각재, 폐주물사, 하수슬러지 등에도 포함되어 있어 환경에 미치는 영향을 검토하는 것이 환경보존과 인간건강을 유지하는 측면에서 매우 중요하다. 환경부는 2007년 시멘트 소성로 환경관리 개선계획을 수립하여 시행하고 있으며, 국립환경과학원에서는 매월 1회 국내 시멘트 제품 11종, 일본시멘트 제품 1종 시료를 채취하여 시멘트 제품 중중금속의 유해성을 모니터링하고 그 결과를 공개하고 있다. 본 연구는 2012년 1월부터 2012년 12월까지의 국내외 시멘트 제품 12종에 대하여 6가 크롬(Cr6+)의 함량농도를 비교하고 전환율을 산정하였다. 6가 크롬은 KS L 5221법에 따라 시료를 분석하였으며, UV/Vis Spectrophotometer(Bio-Tek, USA)을 이용하여 흡광도 값에 따른 농도를 계산하였다. 실험의 재현성을 위해 3반복 측정하였으며, 농도는 평균값으로 나타내었다. 2012년 국내외 시멘트 12종의 6가 크롬 함량을 월별(1월∼12월)로 조사한 결과, 자율협약기준(20 mg/kg)으로 관리하는 6가 크롬은 0.10 ~ 19.30(평균값 8.33)으로 DY(S)와 LFS(O)에서 가장 높게 나타났고 총크롬(T-Cr)은 13.51 ~ 52.04(평균값 43.91)으로 HD(D)와 HY(D)에서 높은 농도값을 나타냈으며, 값 또한 상이한 것으로 조사되었다. 국내 시멘트 업체의 크롬 전환율은 20 ~ 30%로 조사되었으며 일본 17%, 미국 8%보다 높은 것으로 조사되었다. 이는 수용성 6가 크롬을 형성하는데 기여하는 Na2O, K2O 성분의 함량이 국내 시멘트 원료에 많기 때문이며, 또한 시멘트 제조 기술의 처리에도 영향이 있는 것으로 판단된다. 조사기간 동안 6가 크롬의 함량은 시멘트 제조사 모두 자율협약기준 미만으로 조사된 바, 자율협약기준을 준수하는 것으로 나타났다. 또한 6가지 중금속 대부분이 평균값보다 높은 농도를 나타내고 있어 지속적인 모니터링이 필요하며 향후 중금속 함량 기준에 대한 실태파악과 기준설정에 기초자료로 사용될 것으로 기대된다.