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현실버타운 두레박 가용현
Ⅰ. 서 론
1. 폐기물
폐기물은 폐기물관리법에 따라 '생활폐기물'과 '사업장폐기물'로 분류된다. "생활폐기물"이라 함은 사업장 폐기물외의 폐기물을 말하며, "사업장폐기물"은 공업배치 및 공장설립에 관한 법률 제2조제1호의 규정에 의한 공장으로서 대기환경보전법·수질환경보전법 또는 소음·진동규제법의 규정에 의하여 배출시설을 설치·운영하는 사업장, 그 외에 지정폐기물을 배출하는 사업장, 폐기물을 1일 평균 300㎏ 이상 배출하는 일련의 공사ㆍ작업등으로 인하여 폐기물을 5톤 이상 배출하는 사업장에서 발생하는 폐기물을 말한다. "지정폐기물"이라 함은 사업장폐기물중 폐유·폐산 등 주변 환경을 오염시킬 수 있는 유해한 물질로서 대통령령이 정하는 폐기물을 말한다. 대표적인 지정폐기물로서는 폐산, 폐알칼리, 폐유기용제, 폐합성고분자화합물, 폐석면, 광재, 분진, 폐주물사, 소각잔재물, 고화처리물, 폐촉매, 폐흡착제, 폐농약, PCB 함유폐기물과 감염성폐기물 등이 있다.
과학적이고 합리적인 폐기물정책 수립을 위하여 1996년 처음으로 폐기물센서스사업을 실시하였다. 1995년 기본설계를 마치고 1996년 4월부터 1997년 8월까지 전국 1만 가구를 대상으로 실제로 실시한 폐기물 센서스의 결과, 지역별, 종류별, 성상별로 보다 정확한 폐기물통계자료를 얻게 되었으며, 2001-2002년에는 제2차 폐기물센서스를 실시하였다. 앞으로 5년 주기로 지속적으로 조사함으로써 폐기물처리시설 설치의 적정화와 효율화를 이루기 위한 기본 자료를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.
아울러, 폐기물관련법령도 계속적으로 보완하여 1999년도에는 폐기물관리법에 폐기물의 처리증명제 및 폐기물처리업자의 방치폐기물처리이행보증제 등 폐기물의 적정처리를 위한 굵직한 제도를 새로이 도입함과 동시에 폐기물처리업자의 준수사항을 신설하고 폐기물의 수집·운반·보관 및 처리기준을 강화하였다.
이외에도 2002년 개정된 ‘자원의절약과 재활용촉진에 관한 법률’에서는 생산자가 재활용까지 책임지도록 함으로써 생산·유통·소비 전 단계에서 재활용을 우선적으로 고려할 수 있도록 하는 생산자책임재활용제도를 도입하여 2003년 1월부터 시행되고 있다. 아울러 수도권매립지관리공사설립및운영등에관한법률을 제정하여 수도권 쓰레기매립지를 효율적으로 운용할 수 있는 제도적 근거를 마련하였다.
2. 폐기물관리법제의 발전과정
우리나라의 폐기물관리법제는 「2원화」→ 「1원화」→「세분화」의 단계를 밟아 왔다. 폐기물 문제가 심각하지 않았던 1980년대 중반 이전에는 생활폐기물은 「오물청소법」, 사업장폐기물은 「환경보전법」에 의하여 2원적으로 관리되었다. 그러나 1986년 「폐기물관리법」이 제정되면서 관리체계가 통합되어 일원화된 이후에 「폐기물관리법」이 다시 재활용 활성화 및 폐기물처리시설 설치 촉진을 위하여 분법화 됨에 따라 법률체계가 세분화·전문화되었다.
3. 유해폐기물
우리나라의 경우 폐기물관리법 시행규칙[별표5]에 유해 폐기물의 처리 기준이 정해져 있다. 여기에 나와 있는 방법만이 합법이며, 여기에 나와 있지 않은 방법은 불법으로 간주한다. 만약에 폐기물관리법 시행규칙[별표5]에 나와 있지 않은 방법을 이용하려고 할 경우에는 법 개정 절차를 밟아야 한다.
사업장폐기물중 폐산·폐 알칼리 등 주변 환경을 오염시킬 수 있거나 감염성폐기물 등 인체에 위해를 줄 수 있는 유해한 물질로서 보관, 수집운반 및 처리 등의 기준이 다른 폐기물에 비해 엄격하며 폐기물의 배출에서부터 처리까지의 전 과정이 투명하게 드러날 수 있도록 하는 처리증명제도의 적용을 받고 있다. 이러한 지정폐기물을 보다 안전하고 환경적으로 무해하게 처리하기 위해 환경부에서는 지난 '85년부터 지정폐기물 공공처리시설을 설치·운영하여 왔으며 현재 4개의 매립시설과 1개 소각시설을 가동하고 있다.
4. 사업장폐기물
폐기물이란 쓰레기 · 연소재 · 오니 · 폐유 · 폐산 · 폐 알카리 · 동물의 사체 등으로서 사람의 생활이나 사업 활동에 필요하지 아니하게 된 물질을 말하며 다음과 같은 폐기물을 사업장폐기물이라 하고 그 외의 폐기물을 생활폐기물이라 한다.
가. ‘공업배치 및 공장 설립에 관한법률’ 제2조제1호의 규정에 의한 공장으로서 대기환경보전법·수질환경보전법 또는 소음·진동규제법의 규정에 의하여 배출시설을 설치·운영하는 사업장에서 발생되는 폐기물
나. 기타 대통령령이 정하는 다음의 사업장에서 발생되는 폐기물 지정폐기물을 배출하는 사업장 폐기물을 1일 평균 300㎏ 이상 배출하는 사업장, 일련의 공사·작업 등으로 인하여 폐기물을 5톤(공사의 경우에는 착공하는 때부터 완료하는 때까지 발생하는 폐기물의 양을 말한다) 이상 배출하는 사업장 또한 사업장폐기물은 지정폐기물, 사업장일반폐기물, 건설폐기물로 분류되며, 사업장일반폐기물은 다시 생활계폐기물과 배출시설계폐기물로 나누어진다. 지정폐기물은 사업장폐기물중 폐유·폐산 등 주변 환경을 오염시킬 수 있는 유해한 물질로서 폐기물관리법 시행령 별표1에서 별도로 정한 20종의 폐기물을 말한다.
건설폐기물은 토목·건설공사 등과 관련하여 배출되는 폐기물로서 지정폐기물 및 생활폐기물과 성상이 다른 폐기물을 말한다. 사업장일반폐기물은 사업장에서 발생하는 폐기물 중 지정폐기물과 건설폐기물을 제외한 폐기물로서 폐기물 관리법시행령 제2조 제1항의 규정에 의한 사업장에서 발생되는 사업장 배출 시설계 폐기물과 동령 동조 제2항의 규정에 의한 사업장에서 발생되는 사업장 생활계폐기물로 구분된다.
5. 건물폐기물
건설·토목공사로 인하여 발생되는 폐기물로서, 기존 건축물 및 구조물 철거시 발생되는 건설 폐 재류(폐 콘크리트, 폐 아스팔트콘크리트, 폐 벽돌 등) 및 합성수지류, 목재류, 고철류 등의 기타 폐기물로 구성된다. 건설폐기물의 대부분을 차지하는 건설 폐 재류는 파쇄처리한 후 불순물을 제거하여 건설·토목공사현장의 성토재 · 기층재 등으로 재활용이 가능하며, 기타 합성수지류, 목재류 등의 가연성폐기물은 재활용되거나 소각 처리되고 있다.
건설폐기물을 5톤이상(착공에서 완료까지 발생되는 총량을 말함) 배출하는 사업장은 공사 착공일 까지 사업장폐기물 배출자 신고를 관할 시군구청에 제출하여야 하며, 공사종료 후 15일 이내에 배출 및 처리실적 보고서를 제출하여야 합니다. 또한, 건설폐기물을 폐기물처리업자 등에게 위탁 처리하는 경우 4매1조의 폐기물 간이 인계서를 발행하여야 하는 등 불법처리를 근원적으로 방지하고 추적·감시하기 위한 여러 가지 제도를 시행하고 있다.
병원 등에서 발생되는 감염성폐기물은 종전에는 의료법(적출물처리규칙)에 의하여 적출물로 관리되어 왔으나, 2000.8.9부터는 이를 폐기물 관리법 체계로 흡수하여 인체 적출물외에 감염우려가 있는 폐기물(동물사체, 실험연구 기관의 실험동물사체 등)을 모두 포함하여 감염성폐기물로 통합 관리하게 되었습니다. 폐기물관리법상 감염성 폐기물은 인체조직물 등 적출물, 탈지면, 실험동물의 사체 등 의료기관이나 시험·연구기관 등에서 배출되는 인체에 위해를 줄 수 있는 물질로서 대통령령이 정하는 것으로 정의하고 있다.
감염성폐기물을 폐기물관리법에 의하여 통합관리하게 된 결과 병원 등의 감염성폐기물 배출기관은 지정폐기물의 기본적 처리증명 및 인계서를 발행 등 처리증명 의무를 지게 되었으며, 이를 위반시에는 엄한 벌칙을 적용받게 된다.
Ⅱ. 본 론
우리나라의 경우 폐기물관리법 시행규칙[별표 5]에 유해폐기물의 처리 기준이 정해져 있다. 별표 5에 나와 있는 방법만이 합법이며 여기에 나와 있지 않은 방법은 불법으로 간주된다.
환경공학에서 사용되는 단위조작과 단위공정은 기능적 원리에 의해 크게 물리적, 화학적, 생물학적 처리로 구분된다.
1. 물리적 처리
유해폐기물의 물리적 처리 방법에는 침전, 여과, 막 분리, 부상, 탈기, 흡착 등이 있다.
침전은 크게 물리적 침전과 화학적 침전으로 나뉜다. 그중에서도 물리적 침전은 중력에 의해 고체와 액체를 분리하는 공정으로 주로 액상에서 고형물을 제거하려고 사용된다. 유해폐기물 중의 고형물이 침전하는 형태는 고형물 농도에 따라 독립입자침전, 응집침전, 지역침전, 압밀침전이 있다. 독립침전은 원형입자들 간의 상호 간섭이 없는 침전으로 중력, 부력, 항력의 세 가지 힘이 작용하게 된다. 응집침전은 입자들이 침전하면서 다른 입자들과 접촉하여 응집이 일어나며 질량이 증가하게 되며 침전속도도 커진다. 응집 정도는 입자들 간의 접촉기회, 표면 부하율, 침전지 깊이, 속도경사, 입자의 고형물 농도, 입경 등에 영향을 받는다.
지역(간섭)침전은 중간 농도를 갖는 입자들의 침전으로 입자와 입자 사이의 간격이 매우 가까워 입자 간의 힘이 인접한 입자들의 침전을 방해하게 된다. 즉, 입자들은 상호간에 고정된 위치에 존재하게 되며 동일한 속도로 모든 입자가 덩어리로 지역침전을 하게 된다. 지역침전은 활성슬러지 공정의 2차 침전지의 중간 깊이에서 발생한다.
압밀 침전은 floc 형성 후 입자들이 덩어리로 침전하며 슬러지 상부에 맑은 물 층이 존재하게 된다. 지역침전 하부의 경우 입자들의 농도가 매우 높아져 많은 입자 상호간에 물리적 접촉이 일어난다.
여과는 일반적으로 현탁성 고형물 제거와 농축을 위해 이용된다. 유해물 처리에서는 일반적으로 후속 공정인 활성탄여과, 이온교환, 막 분리 및 역 삼투 공정의 안정성 확보, 수명연장 및 처리효율 향상을 위해 사용된다. 사용되는 여재는 고형물 입자의 크기, 입자의 특성, 평균 및 최대 유량의 비율, 여과 효율 및 잔류물 처리 등에 따라 달라진다. 현재 여과 처리 방법을 통한 유해폐기물의 처리는 침전지 유출수의 현탁 고형물을 추가적으로 제가 할 수 있는 막 여과 공정과 다단여과 등이 주로 이용되고 있다.(기문봉, 이서진, 2002) 여과는 다공성 매체 또는 다공성물질에 액체를 통과 시켜 미세한 현탁성 고형물을 분리하는 공정이다.
막 분리 공정은 물속에 존재하는 용존성 고형물을 반투성 막을 이용하여 제거할 수 있다. 막을 통한 물의 흐름으로 분리가 효과적인 경우 이 공정을 삼투 또는 초극세여과라고 하며, 반대로 용질분자와 이온들이 막을 통과하는 것을 투석이라고 한다. 막분리 공정의 구동력은 물리적(압력), 화학적(농도), 열적(온도) 또는 전기적(전하)으로 생성된다.
투석은 선택적 투과막에 의해 다른 이온 또는 분자의 크기가 다른 용질을 분리하는 공정이다. 투석의 구동력은 막 사이의 용질의 농도 차이다. 즉, 막 공극 크기보다 작은 이온 또는 분자들은 막을 통과하나 막 공극 크기보다 작은 용질이 용액에서 용매 쪽으로 이동하게 된다.
역 삼투 공법은 다른 용질을 갖는 두 용액이 반 투과막에 의해 분리될 때 화학적 포텐셜의 차이가 발생한다. 물은 일ㄹ정한 용적을 갖는 시스템 내에서 화학적 포텐셜이 평형을 이룰 때까지 낮은 농도(높은 포텐셜)에서 높은 농도(낮은 포텐셜) 방향으로 확산한다. 이때의 압력을 삼투압이라고 하며 삼투압보다 큰 압력이 막에 가해지면 높은 농도에서 낮은 농도로 흐름이 발생하게 된다. 이때의 압력을 역 삼투라고 한다.(유명진 등 2006)
막 여과 공정은 막 모듈과 기타 장치로 이루어졌으며 막을 통과한 여과수와 막을 통과하지 못하고 농축되는 잉여수로 구분할 수 있다. 막은 투과성 성질을 이용하여 물질을 분리 또는 전달하는데 사용되며 크기뿐만 아니라 전하반발력, 용해도, 확산율 등의 성질을 이용하여 효율을 증대시킨다.
부상분리는 액체에서 액체 또는 고체를 제거하는 물리적 단위 조작이다. 비중이 1에 유사하거나 작은 경우와 미세한 콜로이드 성 입자 등 침전에 의해 쉽게 제거 되지 않는 물질을 분리 및 제거 하는데 이용된다. 부상분리는 비중차에 의해 물보다 비중이 작은 물질(기름 등)을 물 표면위에 떠오르게 하여 제거하는 방법이다.
탈기는 물에 녹아 있는 용존 가스를 제거하는 방법으로 주로 암모니아, 황화수소, 이산화황, 트리클로로에틸렌 등의 휘발성 유기화합물 등이 주 대상물질이다.
흡착은 기체 또는 액체를 흡착제인 고체표면과 접촉시켜 이들 유체내에 존재하는 물질을 고체로 이동시키는 표면 현상이다. 흡착은 열역학적으로 자발적이며 반응이 일어나는 동안 에너지가 방출되는 발열반응이다. 흡착은 물리적 흡착, 화학적 흡착으로 구분된다. 물리적 흡착은 반데르발스 힘에 의해 주로 일어나며 가역적이다. 화학적 흡착은 고체와 흡착용질 사이에 일어나며 비가역적인 반응이다.(Reynolds, 1982)
2. 화학적 처리
유해폐기물의 화학적 처리 방법에는 PH 조절, 알칼리도 조절, 응집/응결, 침전, 이온교환, 산화/환원, 고도산화, 안정화/고형 화 등이 있다.
PH는 물속에 존재하는 수소이온의 몰농도에 음의 로그를 취한 값이다. 알카리도는 산을 중화시킬 수 있는 능력이며, 구성하는 성분은 중탄산염, 탄산염, 수산화 이온 등이다.유해 폐기물에 존재하는 미세한 콜로이드성 입자는 응집/응결에 의해 제거 될 수 있다. 응집은 응집제를 첨가하여 급속 혼합하는 것으로 콜로이드와 현탁성 미세입자의 안정화를 깨는 역할을 하며, 응결은 천천히 저어줌으로써 불 안정화된 입자를 뭉치게 하여 빠르게 침전하는 입자로 만드는 것이다.
유해폐기물에 존재하는 중금속 등은 수산화물, 황화물 또는 착 화합물을 통제 제거할 수 있으며, 용해도적을 통해 제거 가능한 농도를 선정할 수 있다. 유해폐기물에 존재하는 금속류, 무기성 음이온, 페놀 이온 등의 산성유기물질 및 유기 아몬류 등은 이온교환수지에 의해 처리할 수 있다. 양이온을 제거 시 양이온교환수지, 음이온 제거시 음이온교환수지를 사용하며 교환이온수지가 포화되면 재생을 수행한다.
산화/환원은 유해폐기물에 화학약품 등을 첨가하여 유해한 성분을 무해화하거나 다른 공정을 통해 보다 쉽게 처리될 수 있도록 하는 방법이다. 산화제로는 산소, 오존, 과산화수소, 자외선, 염소 등이 사용되며 환원제로는 이산화황, 황산제일철, 수소 등이 사용된다.
고도산화 공정은 강력한 산화력을 갖는 ·OH을 생성시켜 유해폐기물에 존재하는 오염물질의 산회분해 반응을 촉진시키는 처리 방법이다.
안정화/고형화는 폐기물에 첨가제에 주입하여 폐기물 내 유해물질의 이동 또는 독성을 저감하는 공정으로 시멘트를 이용하는 방법, 석회를 이용하는 방법, 열가소성 물질을 이용하는 방법, 유기성 폴리머를 이용하는 방법, 유리화를 이용하는 방법 등이 있다.
3. 생물학적 처리
미생물과 관련된 주요 환경인자는 전자수용체, 탄소원 및 에너지원, 영양물질, PH, 수분, 온도, HRT, SRT, 생분해도, 독성 등이 있다. 액상 유해폐기물을 처리하는 생물학적 공정은 크게 연속식과 회분식으로 구분할 수 있다. 그리고 연속식 반응조에는 부유성장, 공정과 부착성장 공정이 있으며, 회분식 반응조에는 호기성 및 협기성 연속 회분식 반응조가 있다. 생물학적 슬러리상 처리는 유해폐기물을 물과 교반하지 않고 수분함량이 적은 고상 상태에서 대상 폐기물을 처리하는 것이다. 여기에는 토지처리, 퇴비화, 토양파일 등이 있다.
생물학적 토양처리 방법은 크게 현장 지중 처리와 지상 처리로 나눌 수 있다. 현장 지중처리에는 현장 지중 생물학적 정화, 생물반응벽, 자연정화법, 바이오스파징, 바이오벤딩, 식물 정화법 등이 있고, 지상 처리에는 바이오파일, 퇴비화, 슬러리상, 생물반응조, 바이오필터 물리화학적 처리를 수반한 생물 반응조 등이 있다.
Ⅲ. 결 론
1. 인체에 대한 유해폐기물의 영향
인체에 대한 유해폐기물의 영향을 살펴보면 유해폐기물에서 발생하는 독성물질은 인체에 여러 가지 영향을 미치게 되는데, 독성물질의 종류에서부터 독성물질에 폭로되는 경우, 그리고 독성물질이 인체와 접촉하는 부위 등을 살펴보면, 우선 사람과의 접촉 방법에 따라 독성물질의 종류에는 농약이나 배기가스 같은 환경오염물질이 수없이 사용되는 각종 화학공업약품, 다양한 종류의 과자, 빵, 라면, 음료수 등에 사용되는 식품 첨가물, 실생활에서 쉽게 구입 복용하는 많은 종류의 의약품, 동식물들에서 생성되는 천연독성물질, 가정에서 사용되는 여러 가지 가정용품(표백제, 세제, 용매류 등)등과 같은 것들이 있다.
그리고 이러한 독성물질이 폭로되는 경우는 다음과 같이 나뉜다. 식품 첨가물이나 의약품 같은 의도적 섭취, 만성적 또는 연속적 흡입이나 피부 접촉에 의한 직업적 폭로, 오염된 대기, 물, 토양에 의한 환경폭로, 특정물질의 오용이나 과잉투여 같은 사고에 의한 중독, 그리고 복용에 의한 의도적인 중독사고 등이 있다.
독성물질이 인체와 접촉하는 부위는 어디인지 정확히 예측할 수 없지만 독성 발현의 중요한 인자로는 흡수방법, 흡수속도, 흡수부위 등이 있다. 주요한 흡수부위에는 위, 장관, 폐, 피부 등이 있는데, 이러한 부위로 흡수된 독성물질은 생체전환이나 제거 등의 변화를 거쳐 인체로부터 빠져나가거나 인체에 저장되거나 오히려 더 큰 독성을 나타낼 수 있다.
유해폐기물은 폐유, 폐산과 같은 환경오염을 유발 하거나 의료폐기물과 같이 인체에 위해를 줄 수 있는 해로운 물질로서, 특히 산업 발전에 따른 다양한 유해한 유해폐기물의 발생과 이에 대한 적절한 처리의 중요성은 나날이 커지고 있다.
2. 정책 제언
최근 환경에 대한 관심이 나날이 증가하고 있는 가운데 유해폐기물 관리의 중요성이 매우 크게 부각되고 있다. 특히 산업 발전에 따른 다양한 유해폐기물의 발생과 이에 대한 적절한 처리의 중요성은 나날이 증가함에 따라 이에 대한 정책적인 지원과 학문적 연구가 필요하다
<참고문헌>
한선기, 이채영,「유해폐기물관리」, 한국방송통신대학교출판문화원, 2020.
윤오섭「유해폐기물」 동화기술, 2009
한국지하수토양환경학회, 토양환경공학, 향문사, 2005.
환경부 및 한국환경자원공사 「지정폐기물발생 및 처리현황」2018.
NAVER 백과사전. http://100.naver.com
위키백과 https://ko.wikipedia.org