연구주제
성토용 석탄재와 혼합하는 매질 특성에 따른 토양오염 우려물질의 장기용출 예측 및 지하환경영향에 관한 연구
연구배경 | 최근 국내•외에서 증가하고 있는 석탄재 발생으로 인해 석탄재의 재활용 확대를 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 석탄을 연소시키는 보일러에서 배출되는 석탄재는 크게 하부로 배출되는 바닥재(Bottom ash)와 비산되는 입자를 전기집진기로 포집한 비산재(Fly ash)로 나뉘다. 석탄재는 현재 건설재료, 성•복토재 등으로 재활용 되고 있다. 비산재는 물리•화학적 특성이 건설재료로 사용하기에 적합하여 재활용률이 높은 반면, 비산재에 비해 상대적으로 발생량이 적은 바닥재는 재활용률이 적은 실정이다. 따라서 석탄재 발생량이 증가할 경우, 바닥재의 적은 재활용률이 증가될 필요가 있다. 바닥재의 경우, 대부분 성•복토재로 사용되고 있으며, 현재 우리나라에서는 일반토사를 적어도 바닥재의 50%(부피비) 이상 혼합하여 사용하도록 규제하고 있다. 바닥재는 폐기물로 취급되고 있어 용출시험으로 재사용을 규제하고 있지만, 성•복토재로 사용될 경우 토양의 일부로 취급되고 있어 재사용 규제에 대한 혼동이 있다.
연구목적 | 바닥재를 성•복토재로 사용할 경우 바닥재가 토양과의 직접적인 접촉을 하여 주변 토양•지하수 환경을 오염시킬 우려가 있다. 따라서, 본 연구에서는 바닥재와 혼합하는 혼합토사의 특성이 바닥재 내 오염우려물질의 용출특성에 미치는 영향을 파악하고, 이를 바탕으로 장기용출 예측 및 생태독성 평가를 통해 바닥재 재사용의 환경안정성을 평가하고자 한다.
연구내용 |
1. 석탄 바닥재와 혼합하는 혼합토사에 따른 바닥재 내 오염우려물질의 용출특성 변화
전함량 및 용출시험으로 석탄 바닥재 내 오염우려물질을 선정한다. 혼합토사 내 clay 및 유기물 함량에 따른 오염우려물질(예: 중금속)의 용출을 보기 위해 다양한 혼합토사(예: bentonite, peat, 임야토양, sand 등)를 사용하여 용출특성 변화를 알아본다.
2. 바닥재 내 오염우려물질의 장기용출 예측
바닥재 내 오염우려물질의 장기용출 예측을 위해 칼럼실험으로부터 오염우려물질의 누적 용출량과 현장특이적 인자값(예: density, infiltration rate, 성•복토재 높이 등)을 도출한다.
3. 바닥재 내 오염우려물질의 장기용출에 따른 지하환경 영향 평가
바닥재 내 오염우려물질의 장기용출로 인한 지하환경영향을 평가하기 위해 칼럼실험으로부터 바닥재의 용출 영향을 받은 토양과 받지 않은 토양을 사용하여 생태독성평가(예: 식물발아시험, 지렁이 생존 및 축적실험, Microtox, microbial activity 시험 등)를 수행한다.
기대효과 | 본 연구는 성•복토용으로 사용되는 석탄 바닥재 내 오염우려물질의 잠재적 장기 환경영향을 최소화하기 위한 혼합매질의 특성을 제시할 수 있다.