산업용제조시설과 폐기물처리시설에서 발생된 나노폐기물의 물리화학적 특성 및 안전관리방안 제시

김우일,연진모,조나현,김용준,엄남일,김기헌,이영기 한국폐기물자원순환학회 2018 한국폐기물자원순환학회지 Vol.35 No.7

Engineered nanomaterials (ENMs) can be released to humans and the environment through the generation of waste containing engineered nanomaterials (WCNMs) and the use and disposal of nano-products. Nanoparticles can also be introduced intentionally or unintentionally into waste streams. This study examined WCNMs in domestic industries, and target nanomaterials, such as silicon dioxide, titanium oxide, zinc oxide, nano silver, and carbon nanotubes (CNTs), were selected. We tested 48 samples, such as dust, sludge, ash, and by-products from manufacturing facilities and waste treatment facilities. We analyzed leaching and content concentrations for heavy metals and hazardous constituents of the waste. Chemical compositions were also measured by XRD and XRF, and the unique properties of nano-waste were identified by using a particle size distribution analyzer and TEM. The dust and sludge generated from manufacturing facilities and the use of nanomaterials showed higher concentrations of metals such as lead, arsenic, chromium, barium, and zinc. Oiled cloths from facilities using nano silver revealed high concentrations of copper, and the leaching concentrations of copper and lead in fly ash were higher than those in bottom ash. In XRF measurements at the facilities, we detected compounds such as silicon dioxide, sulfur trioxide, calcium oxide, titanium dioxide, and zinc oxide. We found several chemicals such as calcium oxide and silicon dioxide in the bottom ash of waste incinerators.

비철 광재류의 중금속 함량 및 용출 특성

김우일,정용우,정미정,김용준,김민정,조나현,전태완,신선경 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-

현행 폐기물관리법 시행규칙에 광재류의 재활용 기준 및 구체적인 재활용방법은 있으나 배출자(또는 재활용하려는 자)의 재활용용도 및 방법확대에 대해서는 제한적이며, 특히 성토재, 도로기층재 등 토양에 직접 사용할 경우 환경 및 건강에 미치는 영향, 매립시 광재류의 유해특성, 유용자원의 회수 등에 대한 구체적인 내용은 미흡하다. 또한, 비철금속공정별 발생하는 분진, 슬러지, 광재류 등의 특성에 따른 재활용 방법, 환경에 직접 재활용할 경우 지하수, 토양, 지표수 등에 미치는 영향을 평가하는 방법을 정립하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 비철 광재류 재활용확대 및 환경오염방지를 위해 중금속 함량 및 용출특성을 조사하였다. 본 연구에서는 천연광물을 원료로 수입ㆍ제조ㆍ사용한 후 발생하는 비철 광재류 5종(망간, 납, 알루미늄, 니켈, 구리)에 대한 중금속 함량 및 용출 농도를 조사하였고 이에 따른 비철광재류의 재활용을 위한 기초 조사로 중금속류 특성을 조사하였다. 비철 광재류의 용출농도는 폐기물공정시험법에 따라 전처리 및 기기분석을 하였다. 함량농도는 EPA 3051법에 따라 전처리 후 기기분석을 하였고, 불소와 시안 등은 토양오염공정시험방법에 따라 측정하였다.

비철 광재류의 중금속 함량 및 용출 특성

김우일,정용우,정미정,김용준,김민정,조나현,전태완,신선경 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11

현행 폐기물관리법 시행규칙에 광재류의 재활용 기준 및 구체적인 재활용방법은 있으나 배출자(또는 재활용하려는 자)의 재활용용도 및 방법확대에 대해서는 제한적이며, 특히 성토재, 도로기층재 등 토양에 직접 사용할 경우 환경 및 건강에 미치는 영향, 매립시 광재류의 유해특성, 유용자원의 회수 등에 대한 구체적인 내용은 미흡하다. 또한, 비철금속공정별 발생하는 분진, 슬러지, 광재류 등의 특성에 따른 재활용 방법, 환경에 직접 재활용할 경우 지하수, 토양, 지표수 등에 미치는 영향을 평가하는 방법을 정립하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 비철 광재류 재활용확대 및 환경오염방지를 위해 중금속 함량 및 용출특성을 조사하였다. 본 연구에서는 천연광물을 원료로 수입・제조・사용한 후 발생하는 비철 광재류 5종(망간, 납, 알루미늄, 니켈, 구리)에 대한 중금속 함량 및 용출 농도를 조사하였고 이에 따른 비철광재류의 재활용을 위한 기초 조사로 중금속류 특성을 조사하였다. 비철 광재류의 용출농도는 폐기물공정시험법에 따라 전처리 및 기기분석을 하였다. 함량농도는 EPA 3051법에 따라 전처리 후 기기분석을 하였고, 불소와 시안 등은 토양오염공정시험방법에 따라 측정하였다.

F-25 : 폐기물의 물리적 유해특성시험방법 비교연구

김우일,강영렬,연진모,김용준,신선경,오길종,이승희 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

폐기물의 국가간 이동은 전 세계적으로 관심의 대상이 되고 있으며, 특히 유해폐기물의 국가간 이동은 각국의 환경문제와 직접 연관되기 때문에 더욱 중요한 문제로 대두되어 왔다. 폐기물의 국가간 이동이 불법적으로 이루어진다면 환경적으로 큰 문제를 일으킬 수 있기 때문에 유해폐기물의 수출·입국 간에 협조체계를 구축하고, 폐기물의 국가간 이동에 대한 적정 규제범위를 정하여 국가간 이동을 통제하고 있다. 우리나라는 폐기물 수출·입을 허가제도와 신고제도로 이원화하여 관리하고 있으며, 폐기물 수출·입 허가대상 이외의 폐기물에 대해서도 수출·입 관리를 강화하여 적정처리를 유도하는 제도이다. 그러나 유해특성을 가진 폐기물의 경우 수입 시 허가를 받도록 규정하고 있으나 구체적인 유해특성 시험방법 및 판정기준이 마련되어있지 않아 허가대상 폐기물이 신고대상 폐기물로 수입될 가능성이 높다. 선진국과 국제기구에서는 폐기물의 유해특성 분류를 세분화하여 관리하고 있으나 우리나라는 유해특성을 부식성, 감염성 및 용출독성으로만 분류하고 있어 국제기준에 신속하게 대응하는데 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 수출·입 폐기물을 체계적으로 관리하기 위해 국내·외적으로 사용되는 물리적 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법을 비교하였다. 아울러 유해특성 폐기물을 안전하고, 효율적으로 관리하기 위한 방안을 마련하기 위해 국내·외 유해특성(폭발성, 금수성, 자연발화성) 시험방법과 판정기준을 비교·분석하고, 폐기물 시료를 채취하여 적용성 평가를 하였다.

F-22 : 재활용제품(폐플라스틱류)의 위해성 평가방법 연구

김우일,강영렬,김민선,조윤아,신선경,오길종,최효현,권정환 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-

현행 폐기물관리법은 가용한 자원으로써의 폐기물의 재활용을 촉진하려는 배경에서 제정된 것이나 폐기물을 중간생성물 또는 원료로 제조한 재활용 제품에 함유된 유해화학물질에 대한 인체 건강과 생태계 영향, 환경오염에 대한 우려가 제기되어 왔다. 최근 정부에서는 이와 같은 문제에 선제적으로 대응하기 위해 폐기물관리법을 개정하여 환경위해 개연성이 높은 폐기물 재활용 제품 또는 물질에 대해 엄격한 심사를 거쳐 유해성 기준을 고시하고 안전한 재활용 용도와 방법을 장려하고 있다(폐기물관리법 제 13조의 3항). 따라서 이를 제도적으로 지원하기 위한 기술적 요소로 재활용 제품 중 유해물질에 대한 안전성기준의 확립이 필요하다. 폐기물의 성상은 매우 다양하고 여러 가지 용도로 재활용되어 왔고, 특히 폐기물 재활용 중 폐플라스틱이 높은 비중을 차지하고 있다. 폐플라스틱 제품은 비교적 수거가 쉽고, 간단한 용융공정 등을 거쳐 새로운 제품으로 제조하는 것이 가능하기 때문에, 다양한 용도로 재활용 되어왔다. 그러나 현재까지 적절한 위해성평가 절차를 통해 폐플라스틱을 이용하여 제조된 재활용제품 내에 함유된 유해물질에 대한 기준이 제시된 것은 거의 없다. 따라서 본 연구에서는 폐플라스틱을 원료로 하여 제조한 재활용제품에 대한 위해성평가 방법을 마련하고, 이들 제품의 용도에 따라 유해성기준을 제시하고자 수행하였다.

국내 폐기물 중 신규 POPs 함량 기준 제안

김우일 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2017 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2017 No.2

재활용제품의 환경성평가방법 연구

김우일,조윤아,윤철우,김태희,박선오,강영렬 한국폐기물자원순환학회 2014 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2014 No.11

자원의 절약 및 환경보전을 위해서는 에너지와 천연자원의 문제를 해결하는 것이 국가 경제의 미래를 결정하는 주요변수로 작용될 수 있다. 특히, 천연자원의 무분별한 개발 증가로 가격 상승, CO2와 같은 온실가스 배출 증가, 에너지 소비 증가 등 자원 난개발은 경제자체 문제뿐만 아니라 환경오염 문제로 확대될 수 있어서 폐자원의 재활용은 순환형 사회 정착을 위해 더욱 부각되어야 한다. 따라서 재활용제품 사용에 따른 국민건강 위해우려수준을 낮추고 환경오염을 사전에 예방하는 폐자원의 안전성을 확보하기 위해 본 연구를 수행하였다. 조사대상 시료는 환경에 유해 가능성이 있을 것으로 예상되는 재활용제품 중 점토벽돌 15종, 고로슬래그 시멘트 11종, 성토재 11종을 선정하였으며, 비소, 카드뮴 등 중금속 8종에 대해 함량과 용출량을 분석하였다. 시멘트 공시체와 점토벽돌의 용출실험은 NSF/ANSI 61-2007a 시험방법, 성토재는 폐기물 공정시험방법으로 분석하였다. 물벼룩 독성시험은 재활용 제품을 증류수와 빗물로 용출한 액으로 실험하였다. 위해성 평가를 위해 용출실험한 결과, 재활용제품이 설치된 지역의 수질기준(수질 및 수생태계 하천기준, 지하수의 수질기준, 해양생태계 보호기준)과 비교하여 수질기준을 초과하는 경우 위해성평가를 실시하였다. 고로슬래그 시멘트공시체, 재활용 점토벽돌의 중금속 함량은 토양오염 우려기준 1지역 기준(비소 25, 카드뮴 4, 구리 150, 납 200, 수은 4 mg/kg 등)을 만족하였고, 슬래그 성토재 시료는 토양오염우려기준 2지역 기준(비소 50, 카드뮴 10, 구리 500, 납 400, 수은 10 mg/kg 등)이하로 나타났다. 증류수 용출실험에서 모든 시료의 중금속 용출량이 규제 항목에서 모두 검출한계 미만이었으며, 빗물 용출시험에서 고로슬래그 시멘트공시체와 재활용 점토벽돌, 슬래그 성토재 시료의 중금속 항목도 모두 검출한계 미만이었다.

폐기물의 국내・외 독성 시험방법 비교연구

김우일,강영렬,김민선,윤철우,최효현,신선경,이승희 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2

유해폐기물의 국가간 이동은 폐기물이 부적절하게 이동될 때 환경적으로 큰 문제를 야기 시킬 수 있어 이러한 수출・입 폐기물은 환경문제, 산업체 원료확보 문제 등 직접적으로 연관이 되므로 중요시 되어 왔다. 따라서 유해폐기물 수출・입국간에 협조체계를 구축하고, 폐기물의 국가간 이동에 대한 규제범위를 정하여 폐기물의 국가간 이동을 통제하는 것이 필요하다. 폐기물의 수출・입 통제는 선진국이 자국의 엄격한 규제를 피해 유해폐기물을 중남미, 아프리카 등 개도국에 수출하여 처리하거나 매각함으로써 유해폐기물의 부적정 처리로 국제적인 문제를 야기할 수 있기 때문에 개도국과 전지구의 환경 보호를 위한 국제협력의 필요성이 대두되었다. 바젤협약과 선진국에서 통용되고 있는 폐기물의 유해특성은 14종(H1 ~ H14)이나 우리나라는 부식성, 감염성, 용출독성, 인화성, 산화성 등으로 한정되어 있다. 최근, 비통제 대상폐기물에 대한 수입국의 규제강화, 수출입 폐기물로 인한 폐기물의 재활용 저해에 대한 우려 등 국내・외 여건변화에 대응하기 위하여 비통제 대상 폐기물에 대한 관리강화가 필요하다. 또한, 원자재 및 유가 상승으로 고형폐기물의 재자원화를 위한 국내외에 수출・입 되는 폐기물량이 변화되고 있어서, 국내에서도 이들 수출・입 되는 폐기물의 환경위험성에 대한 폐기물의 이동 관리강화가 필요하다. 따라서 수출입 폐기물의 안전한 관리와 국제 기준에 효율적으로 대응하기 위해 국내 유해 폐기물의 유해특성 분류를 세분화할 필요가 있다. 본 연구에서는 바젤의 유해특성 중 유해특성 기준이 마련되어 있지 않은 독성, 생태독성 등에 대한 국내・외시험방법과 판정기준을 비교・연구하여 국내 실정에 적합한 공정시험기준 및 판정기준(안)을 마련하는데 필요한 기초자료를 확보하고자 수행하였다

이기종 음성 인식 시스템에 독립적으로 적용 가능한 특징 보상 기반의 음성 향상 기법

김우일,Kim, Wooil 한국정보통신학회 2014 한국정보통신학회논문지 Vol.18 No.10

본 논문에서는 이기종 음성 인식 시스템에 독립적으로 적용할 수 있는 음성 향상 기법을 제안한다. 잡음 환경 음성 인식에 효과적인 것으로 알려져 있는 특징 보상 기법이 효과적으로 적용되기 위해서는 특징 추출 기법와 음향 모델이 음성 인식 시스템과 일치해야 한다. 상용화된 음성 인식 시스템에 부가적으로 전처리 기법을 적용하는 상황과 같이, 음성 인식 시스템에 대한 정보가 알려져 있지 않은 상황에서는 기존의 특징 보상 기법을 적용하기가 어렵다. 본 논문에서는 기존의 PCGMM 기반의 특징 보상 기법에서 얻어지는 이득을 이용하는 음성 향상 기술을 제안한다. 실험 결과에서는 본 논문에서 제안하는 기법이 미지의 (Unknown) 음성 인식 시스템 적용 환경에서 기존의 전처리 기법에 비해 다양한 잡음 및 SNR 조건에서 월등한 인식 성능을 나타내는 것을 확인한다. This paper proposes a speech enhancement method which can be independently applied to different types of speech recognition systems. Feature compensation methods are well known to be effective as a front-end algorithm for robust speech recognition in noisy environments. The feature types and speech model employed by the feature compensation methods should be matched with ones of the speech recognition system for their effectiveness. However, they cannot be successfully employed by the speech recognition with "unknown" specification, such as a commercialized speech recognition engine. In this paper, a speech enhancement method is proposed, which is based on the PCGMM-based feature compensation method. The experimental results show that the proposed method significantly outperforms the conventional front-end algorithms for unknown speech recognition over various background noise conditions.

Regioselective Biotransformation of Phloretin Using Streptomyces avermitilis MA4680

김우일,이종기,최권영,김병기,김준형 한국생물공학회 2020 Biotechnology and Bioprocess Engineering Vol.25 No.2

Streptomyces avermitilis MA4680 was used for the biotransformation of phloretin, one of the dihydrochalcone found in apple bark. After LC analysis, two main biotransformed products were identified and they were further analyzed using GC/MS. After BSTFA derivatization of biotransformed product, they were interpreted as regioselectively hydroxylated products of phloretin in Bring. Maximum conversion of phloretin was 6.7% with 1 h of reaction, and the phloretin and reaction products were completely metabolized after 3 h of reaction due to cellular metabolism. Addition of 0.5 mM quinidine completely blocked hydroxylation of phloretin, which means the hydroxylation proceed by P450 monoxygenase dependent metabolism. Addition of Brij 35 detergent resulted in 150% increase of hydroxylated product due to facilitating transport of phloretin and its reaction product across cellular membrane.