Bottom ash와 굴 패각을 이용한 간척지 제염 기술의 효과 및 적용성 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김동근 ( Donggeun Kim ),김태진 ( Taejin Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2020 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2020 No.-

산업부산물인 Bottom ash와 굴 패각을 이용하여 간척지 토양의 물리적 성질을 개선하고, 제염 효과를 증진시키기 위한 연구를 수행하였다. 먼저, 이들 재료의 용도 및 사용 방안을 구체화하기 위하여 물리·화학적 특성을 분석하고, 그 결과를 평가하였다. 그 결과, 굴 패각은 간척지 표토에 중량 혼합률 20%, 40% 적용하여 혼합토 재료로 사용 시 상부 토양의 투수성을 증가시키고. Bottom ash는 하부의 배수층 재료로 이용 시 상부 지반의 수분 배출 및 재염화 억제가 가능할 것으로 판단되었다. 모델링과 모형 시험을 통하여 제시된 기술의 효과 및 적용성을 확인하였다. 침투와 용질이동에 대한 해석을 수행한 결과, 굴 패각의 혼합을 통한 개량 시 초기 제염 효율과 상부 토양 제염에 효과가 있는 것으로 나타났으며, Bottom ash를 이용한 배수층을 설치할 경우 상, 하부 토양의 제염 효율이 모두 상승하며 장기적 게염을 가능토록 하는 것으로 나타났다. 대형 컬럼을 이용한 모형 시험 시 토양 혼합 (개량) 및 배수층 설치 여부를 이용하여 Case를 구성한 후 각 Case에 대하여 모관상승에 따른 재염화 양상 평가, 침투에 의한 제염 속도 평가를 수행하였다. 그 결과, 굴 패각을 이용한 개량 토양은 미개량 토양에 비하여 상대 물깊이 증가에 따른 제염 효과가 우수하였으며 Bottom ash 배수층 설치 시 모관상승이 억제되어 재염화 현상을 효과적으로 방지하는 것을 확인하였다. 개발된 기술은 제염 기술의 소요 시간을 단축시키고 산업부산물의 매립지 확보 및 오염 경감을 통한 환경적 효과를 거둘 수 있을 것으로 판단된다.

사회적 성과 인식과 경제적 성과의 영향관계 분석 - 충청남도 사회적기업과 마을기업을 대상으로 -

전지훈 ( Jeon Jihun ) 한국자치행정학회 2021 한국자치행정학보 Vol.35 No.4

최근 한국사회에서 사회적경제기업의 자생성과 이를 위한 사회적 성과와 경제적 성과의 논의가 주목받고 있다. 일각에서는 정부 보조금 지원단체로 전락하는 사회적경제기업들의 부작용이 거론되면서 사회적경제기업들의 사회적 활동과 가치를 이어가면서 경제적 운영을 유지하는 방향의 정책이 절실한 상황이다. 본 연구는 사회적경제 조직들이 고려하는 사회적 성과의 인식에 대해 이론적 종합을 통해 다양한 요인을 구성적으로 도출·유형화하고자 한다. 나아가 사회적경제기업의 경제적 성과에 미치는 영향관계를 실증적으로 분석하여 이에 따른 정책적 지원방향에 시사점을 도출하고자 하였다. 사회적 성과 또한 매우 다양한 형태로 제시될 수 있기 때문에 이러한 사회적 성과의 인식적 차원을 이론적 종합을 통해 4가지 요인으로 구분하여 경제적 이윤창출과의 관계를 충남 사회적기업과 마을기업 241개를 대상으로 설문조사를 실시하여 분석을 실시하였다. 분석결과를 살펴보면 우선 사회적기업의 지역사회 문제해결과 사회적 가치 반영의 활동인식은 이윤추구에 긍정적 영향을 주고 있으므로 기업활동에서 지역문제를 접근·해결하려는 노력이나 윤리적 경영 추구와 같은 사회적 목적활동에 대한 정책지원의 필요성이 제기된다. 다음으로 마을기업들은 사회적 영향력 인식이 경제적 성과에 긍정적 영향을 미치고 있음에 따라 마을기업 정책지원 방향이 소수 마을구성원의 이윤창출이 아니라 마을 전체의 긍정적 영향 확산을 위한 지원정책 개발이 필요하다. 마지막으로 마을기업 중심으로 사회적 소유 가치추구에 대한 경영현장에서의 어려움을 해결하기 위해 민주적 지배구조와 의사결정활동에 대한 정책적 지원의 지점이 요구된다. 본 연구는 사회적경제기업들의 사회적 성과 인식의 다양한 특성들을 유형화하여 4가지 요인으로 종합하여 제시하였으며 사회적 성과 창출에 대한 인식이 경제적 이윤창출에 긍정적 영향을 미치며 다양한 요인 중에서 사회적 목적, 사회적 영향력 등의 구체적 사회적 성과요인과 영향관계를 규명했다는 점에서 의의가 있다. The purpose of this study is to identify the social performances to make on social economy organizations. and examines the relationship between economic performances and social performances. First of all, this study suggests the following four factors as social performances: social purpose, social possession, innovative operation, social impacts. This study analyzed the effect of social performance factors on economic performance. The implications of the analysis results are as follows. First, Activities to solve problems in the local community and pursue social values have a positive effect on the profit pursuit of social enterprises. Thus, Policy support for social purpose activities is necessary. Second, The perception of social impacts of community enterprises has a positive effect on economic performance. Accordingly, a policy direction is needed to spread the positive impact of the entire community. Finally, Policy support is needed to solve the difficulties of the democratic management structure for community enterprises.

토양개량제 처리에 따른 간척지 토양의 특성 변화 평가 및 현장 모니터링

전지훈 ( Jihun Jeon ),김동근 ( Donggeun Kim ),김태진 ( Taejin Kim ),손영환 ( Younghwan Son ),엄한용 ( Hanyong Um ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

최근 도시화, 산업화에 따른 농지 면적 감소로 인해 국내 농지 면적의 약 10%을 차지하고 있는 간척지의 다각적인 활용에 대한 필요성이 증대되고 있다. 그러나 간척지는 초기염도가 높고 배수가 불량하기 때문에 밭작물 재배에 어려움이 있으며 특히 초기 제염 이후에도 재염화로 인해 표층으로 염분이 집적되기 때문에 활용이 어려운 실정이다. 따라서 밭작물, 초지 등으로의 간척지 활용도 제고를 위하여 단기 제염 및 재염화 방지 대책이 선행되어야 한다. 현재 간척지의 제염을 위하여 자연 강우나 관개 설비 이용, Mulching, 토양개량제를 이용한 방법 등이 이용되고 있다. 이중 토양개량제를 이용하면 다른 방법에 비하여 단기간에 토양의 물리적 특성을 개선하여 제염을 촉진할 수 있다는 장점이 있으나 간척 농지 개량에 주로 사용되는 시멘트계 토양개량제의 경우 강화에 장기간이 소요되며, 토양안정도가 낮아 고함수비 토양 개량에 적합하지 않다. 그 대안으로, 고함수비 연약 토양 개량용 단립상 고화제를 이용하면 염도, 세립질 함량이 높은 간척지 토양을 단립상 환경으로 개량하는 동시에 단기간에 제염 효과를 거둘 수 있으며, 토양의 강도를 향상시켜 식생에 적합한 환경을 조성할 수 있다. 한편, 토양개량제 혼합처리에 따른 토양의 특성 변화는 개량제 처리 정도에 따라 상이하므로 개량제 함량에 따른 토양의 물리, 화학적 변화를 분석하고 개량제의 적정 처리량을 산출할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 실내시험, 시험 포장 조성 및 현장 모니터링을 통하여 간척지 토양의 개량제 처리 정도에 따른 입도, 투수성, 염도 등의 토양 특성 변화를 분석하고, 토양개량제의 효과를 평가하였다. 시험 포장은 경기도 화성시 화옹 간척 지구에 개량제 혼합률(0~2%)와 경운깊이를 고려하여 시공하였으며, 약 3개월간 염분 및 수분 모니터링을 실시하였다. 그 결과, 토량 개량제 처리 시 모래 성분 함량이 증가하여 입도 분포가 균등하게 변화하였으며, 특히 1~2%의 낮은 혼합률로도 입도 분포 개선, 투수계수 증가 효과가 크게 나타났다. 본 연구의 결과는 향후 간척지의 활용계획 수립에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

효소 생물자원을 이용한 농업환경폐기물 저감 기술의 국내 농업현장 적용을 위한 농업용 토양 특성 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),김기성 ( Keesung Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

최근 폐멀칭필름, 화학농약 등 농업 현장에서 발생하는 농업환경폐기물의 저감 필요성이 대두됨에 따라, 독일, 일본 등을 중심으로 미생물 또는 태양광 등에 의하여 짧은 기간에 친환경적 분해가 가능한 생분해성 플라스틱의 실용화 연구 및 산업화가 진행되고 있다. 우리나라에서도 지방자치단체를 중심으로 폐기물의 수거와 처리에 대한 지원 대책을 강구하고 있으며, 플라스틱의 생물학적 분해 기술에 대한 연구 개발 사례가 증가하고 있다. 폐효소를 이용하여 폐비닐을 분해하기 위해서는 효소가 실제 토양 환경 내에서 충분한 활성을 나타내어야 하며, 국내 농업용 토양 환경에서 플라스틱 분해 효소가 충분한 분해 효과를 나타내도록 토양의 입도, 배수성, 통기성 등 물리적 조건과 온·습도 및 pH, 염농도 등 화학적 조건에 따른 분해 성능을 검증하여, 효소 활성화를 위한 최적 토양환경 조건이 제시되어야 한다. 이에 따라, 본 연구에서는 국내 농업 현장에서 이용이 가능한 생분해 플라스틱 필름 및 효소 복합 소재를 개발하고 적용하기 위하여 국내 토양의 물리적 및 화학적 환경에 대한 다양한 조사를 수행하여 데이터베이스를 확보하였다. 또한, 지역별 입지조건과 다양한 대상 작물을 위한 농지를 모니터링 대상지로 선정하여 현장조사를 수행하고, 토양에 대한 물리, 화학적 특성을 평가하였다. 본 연구의 결과를 토대로 실제 다양한 토양환경을 고려하여 설계된 분해성능 검증 및 분해 촉진 성능 평가를 수행할 수 있을 것으로 판단되며, 국내 농업용 토양 특성에 적합한 폐비닐 분해 효소를 발굴하고, 효소 활성 극대화를 위한 최적 토양환경 조건이 제시될 수 있을 것으로 기대된다.

전과정 CO₂ 평가를 통한 굴 패각 재활용 간척지 배수재의 국내 적용성 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김동근 ( Donggeun Kim ),김태진 ( Taejin Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

본 연구에서는 전과정 CO₂ 평가 기법을 이용하여 굴 패각 폐기물을 재활용한 간척지 배수 공법의 환경성을 정량적으로 평가하고, 국내 적용성을 검토하였다. 전과정평가 기법은 굴 패각 재활용 및 쇄석 이용의 직, 간접적 환경 영향을 정량적으로 평가하기 위하여 이용되었으며 본 연구에서는 파쇄 굴 패각, 쇄석을 이용한 간척지 배수층 시공 공법의 전과정 CO₂ 배출량을 산정, 비교하였다. 평가 대상 물질은 국제 협약 등의 실시로 국내, 외 관심도가 높고, 자료획득이 용이한 CO₂로 선정하였으며 평가 범위는 재료의 획득, 가공, 수송 및 시공 공정을 포함한다. 굴 패각을 간척지 배수재로 재활용하는 경우, 쇄석 사용 시와 비교하여 재료 획득 및 가공단계에서 77.0%, 운송단계에서 47.0%, 시공단계에서 6.5%의 전과정 CO₂ 배출량 감소효과를 나타냈다. 쇄석의 운송 거리에 따라, 이에 대응하는 굴 패각의 최대 운송 거리를 산정하였으며 그 결과 굴 패각은 생산지로부터 26-101 km 이내의 현장에 이용할 경우 쇄석 사용 시보다 전과정 CO₂ 배출량 측면에서 유리한 것으로 나타났다. 상기 범위에 국내 우회율을 적용하여 현장 적용성을 평가한 결과, 굴 패각은 통영, 여수로부터 각각 810 ha, 3910 ha의 간척지에 적용이 가능한 것으로 나타났으며, 상기 면적에 해당하는 시공량은 굴 패각의 연간 국내 생산량을 크게 상회하였다. 따라서 굴 패각을 간척지 배수재로서 재활용하는 방안의 국내 적용성이 충분한 것으로 판단된다.

산업부산물의 투수블록포장 재료 활용을 위한 공학적 적합성 평가 및 LCA 기반 탄소배출량 데이터베이스 구축

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),김동근 ( Donggeun Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

산업부산물인 굴 패각과 Bottom ash는 각각 연간 약 20만톤, 110~180만 톤 가량이 발생하고 있으나, 낮은 재활용률로 인하여 각종 환경 문제를 유발하고 있다. 이에 따라, 안정적인 대량 처리를 위하여 건설재료로의 재활용 방안이 필요한 실정이며, 최근에는 천연 조립질 골재의 대체 재료로서의 활용 가능성이 다수의 선행연구를 통하여 제시되고 있다. 특히, 재활용 방안 개발 시 전과정평가(Life Cycle Assessment, LCA) 기반 탄소배출량 평가, 탄소저감 방안 도출 및 이를 반영한 설계, 공정 확립이 필요하나, 관련 연구 사례와 탄소배출량 데이터베이스가 미비하고 체계적인 평가 방법이 확립되어 있지 않아 합리적인 탄소배출량 평가가 어려운 실정이다. 이에, 본 연구는 굴 패각과 Bottom ash를 활용한 탄소저감형 투수블록 및 투수포장을 개발하기 위하여 각 재료의 물리·화학적 특성 시험을 수행하고, 그 결과를 토대로 투수블록 및 투수포장 재료로서의 적합성을 평가하였다. 또한, LCA 기반 탄소배출량 평가 시나리오를 설정하고, 재료의 획득, 가공, 투수블록의 제조와 투수포장의 시공까지 소요되는 세부 공정 각각에 대한 탄소배출량 자료를 수집하고, 적정성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 산업부산물 기반 투수블록과 투수포장의 전과정평가(LCA)기반 탄소배출량 산정에 이용될 수 있을 것으로 판단되며, 최종적으로 저탄소 설계 및 공정을 확립하여, 산업부산물의 지속가능한 재활용 방안으로서 공학적 성능을 충족하면서 환경성과 경제성을 겸비한 산업부산물 활용 탄소저감형 투수블록 및 투수포장을 개발할 수 있을 것으로 사료된다.

굴 패각을 이용한 간척지 배수재의 전과정 CO₂ 배출량 산정 및 국내 적용성 평가

전지훈 ( Jeon Jihun ),손영환 ( Son Younghwan ),김동근 ( Kim Donggeun ),김태진 ( Kim Taejin ) 한국농공학회 2019 한국농공학회논문집 Vol.61 No.1

The objective of this study is to assess the environmental effect of the reclaimed land drainage method using oyster shell through the Life cycle CO₂ assessment, and to evaluate the applicability in South Korea. In this Study, the life cycle CO₂ emissions of oyster shell (OS) and crushed stone (CS, as avoided product) were assessed and compared. The Life Cycle Assessment method was used for quantitative evaluation of direct or indirect environmental effects of OS recycling. CO₂ was selected as the evaluation target material, and the scope of assessment includes the acquisition of materials, processing, transportation, construction phases. Compared to using CS, 77.0% of CO₂ emissions in acquisition and processing, 47.0% in transportation and 6.5% in construction phase were reduced, respectively by using of OS. The maximum transportation distance of OS was estimated according to transportation distance of CS. OS has environmental advantages than CS within about 26 - 101 km from the source. OS was found to be applicable to reclaimed lands up to 810 ha, 3,910 ha from Tongyeong and Yeosu, respectively. In addition, the amount of OS that could be used as drainage material for reclaimed land was much higher than annual OS production of South Korea. Therefore, it is considered that OS is sufficient to be used as drainage material for reclaimed land in South Korea.

또 다른 연구실, 현장으로 나가다

전지훈(Jihun Jeon) 대한토목학회 2023 대한토목학회지 Vol.71 No.1

산업부산물을 활용한 투수 콘크리트 블록의 공학적 성능 평가

전지훈 ( Jihun Jeon ),김태진 ( Taejin Kim ),조상범 ( Sangbeom Jo ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

최근 모든 산업에서 환경 문제에 대한 관심이 증가하고, 각종 환경규제가 제정되고 있는 세계적 경향에 따라, 건설 산업에서도 지속가능성의 중요성을 인지하고 다방면의 노력을 기울이고 있다. 대표적으로, 학계, 산업계 전반에서 건설폐기물이나 타 산업의 부산물 등을 재활용하여 건설재료로 이용하려는 사례가 증가하고 있다. 여러 산업부산물 중에서, 굴 패각과 Bottom ash는 각각 수산업과 발전사업으로부터 생성되는 산업부산물이며, 재활용률이 낮아 매립, 야적에 따른 각종 환경 문제를 유발하고 있으므로 대량 처리를 위해서는 건설재료로의 재활용 방안이 필요한 실정이다. 이들은 천연골재에 비하여 경량인 특징을 가지며, 특히 굴 패각의 경우 콘크리트의 첨가제나 시멘트 주원료의 대체재로 이용되는 방안이 다수 검토되었다. 한편, 포장 블록은 보도, 차도의 포장에 이용되는 가장 중요한 건설 자재 중 하나로서, 최근에는 불투수면 증가, 기후 변화에 따른 물순환 문제에 대한 지속가능한 대응 방안으로서 투수 콘크리트 블록 이용이 확대되고 있다. 이에 따라, 본 연구에서는 굴 패각과 Bottom ash를 각각 투수 콘크리트 블록을 구성하는 시멘트와 굵은 골재의 대체 재료로 활용하는 방안을 검토하였다. 이를 위하여 각 재료의 대체율에 따라 공시체를 제작하고, 각각에 대한 휨강도 및 투수 성능을 측정하였다. 상기 시험 결과는 국내 투수 콘크리트 블록의 품질기준과 비교하여 평가되었으며, 이로부터 산업부산물의 재활용이 투수 콘크리트 블록의 품질에 미치는 영향을 논의하고 재료별 적정 대체율을 제시하였다. 본 연구에서 농어촌 지역 내에서 발생하는 산업부산물을 대량으로 재활용할 수 있는 방안을 제시함에 따라, 각종 오염 및 악취 등 환경 문제의 대응책이 될 수 있을 것으로 기대된다.

CHEMFLO 모델링 기반 간척지 재염화 예측식 개발

전지훈 ( Jihun Jeon ),김동근 ( Donggeun Kim ),김태진 ( Taejin Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2021 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2021 No.-