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가스 배제공과 지표면 매립가스 플럭스 측정과 공간보간법을 통한 매립지 메탄 산화율 산정
정상재,남안우,김태훈,김재영 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2015 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2015 No.-
매립지에서 발생하는 메탄은 6대 온실가스 중 하나로서 이산화탄소의 21배의 온실효과를 갖는다. 매립층에서 발생한 매립가스는 복토층을 통과할 때 Methanotrophs 박테리아에 의해 산화된다. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)는 10%의 산화율을 기본값으로 제시하고 있다. Chanton et al. (2009)는 40가지 이상의 측정 결과들을 종합하여 IPCC 가이드라인이 산화율을 과소 평가하고 있는 것으로 보고하였다. 또한 메탄의 산화는 기후, 복토재 등 현장 특이적 영향을 많이 받아 국가고유계수를 개발하여 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 가스배제공과 지표면에서 매립가스 성상을 비교하여 산화율을 산정하였다. 매립가스 분석은 다섯 곳의 매립지에서 수행되었다. 비분산적외선(Non-dispersive Infrared, NDIR) 검출기를 이용해 메탄과 이산화탄소의 농도를 측정하였다. 지표면 매립가스 발산은 플럭스 챔버를 이용해 측정하였다. 산화율 산정 시 산화된 메탄은 모두 이산화탄소로 변화되며, 이산화탄소 농도의 증가는 메탄 산화에 따른 것으로 가정하였다. OX의 산정은 측정값의 평균, 중간값, 공간분석 적용 결과 세 가지를 이용해 산정하였다. 평균을 이용해 산화율을 산정했을 때 -67 ~ 93%로 극대값에 의해 굉장히 큰 오류가 나타났다. 중간값을 사용한 경우 산화율은 87 ~ 99%로 나타나 산화율이 과대 산정되었다. 공간보간법을 적용했을 때 산화율은 42 ~ 88%로 나타났다. 공간보간법을 사용했을 때 한 곳을 제외한 세 곳의 매립지의 산화율은 42 ~ 48%의 산화율을 보여 Chanton et al. (2009)가 발표한 36%와 유사한 결과를 도출하여 공간보간법을 적용하여 산화율을 산정하는 것이 합리적임을 알 수 있다. 따라서 본 연구 결과를 통해 산화율 산정 시 공간보간법을 적용해야하며, IPCC 가이드라인 기본값이 산화율을 과소평가하고 있음을 확인할 수 있었다. 사사: 이 논문은 환경부의 폐자원에너지화 전문인력 양성사업과 기후변화대응 환경기술개발사업으로 지원되었습니다.
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가스 배제공과 지표면 매립가스 플럭스 측정과 공간보간법을 통한 매립지 메탄 산화율 산정
정상재,김재영,남안우,김태훈 한국폐기물자원순환학회 2015 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2015 No.11
매립지에서 발생하는 메탄은 6대 온실가스 중 하나로서 이산화탄소의 21배의 온실효과를 갖는다. 매립층에서 발생한 매립가스는 복토층을 통과할 때 Methanotrophs 박테리아에 의해 산화된다. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)는 10%의 산화율을 기본값으로 제시하고 있다. Chanton et al. (2009)는 40가지 이상의 측정 결과들을 종합하여 IPCC 가이드라인이 산화율을 과소 평가하고 있는 것으로 보고하였다. 또한 메탄의 산화는 기후, 복토재 등 현장 특이적 영향을 많이 받아 국가고유계수를 개발하여 사용하는 것이 바람직하다. 따라서 본 연구에서는 가스배제공과 지표면에서 매립가스 성상을 비교하여 산화율을 산정하였다. 매립가스 분석은 다섯 곳의 매립지에서 수행되었다. 비분산적외선(Non-dispersive Infrared, NDIR) 검출기를 이용해 메탄과 이산화탄소의 농도를 측정하였다. 지표면 매립가스 발산은 플럭스 챔버를 이용해 측정하였다. 산화율 산정 시 산화된 메탄은 모두 이산화탄소로 변화되며, 이산화탄소 농도의 증가는 메탄 산화에 따른 것으로 가정하였다. OX의 산정은 측정값의 평균, 중간값, 공간분석 적용 결과 세 가지를 이용해 산정하였다. 평균을 이용해 산화율을 산정했을 때 –67 ~ 93%로 극대값에 의해 굉장히 큰 오류가 나타났다. 중간값을 사용한 경우 산화율은 87 ~ 99%로 나타나 산화율이 과대 산정되었다. 공간보간법을 적용했을 때 산화율은 42 ~ 88%로 나타났다. 공간보간법을 사용했을 때 한 곳을 제외한 세 곳의 매립지의 산화율은 42 ~ 48%의 산화율을 보여 Chanton et al. (2009)가 발표한 36%와 유사한 결과를 도출하여 공간보간법을 적용하여 산화율을 산정하는 것이 합리적임을 알 수 있다. 따라서 본 연구 결과를 통해 산화율 산정 시 공간보간법을 적용해야하며, IPCC 가이드라인 기본값이 산화율을 과소평가하고 있음을 확인할 수 있었다.
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현장측정 및 IPCC GL을 이용한 온실가스 발생량 비교 - 소규모 매립장을 대상으로 -
이상우,유한녕,이원재,연익준,남안우,강병욱 한국폐기물자원순환학회 2013 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2013 No.2
현재 개별 매립지의 매립가스 발생량을 추정을 위해 폐기물의 분해를 일차분해반응으로 가정한 수학적 model들인 Scholl Canyon model, Palos Verdes model, Sheldon Arleta model과 IPCC GL 그리고 EPA의 LAEEM(Landfill Air Emissions Estimation Mode) 등이 주로 사용되고 있다. 일차분해 model을 이용한 온실가스 발생량의 추정은 매립된 폐기물의 양 및 조성, 매립시기와 경과시간 등의 기초자료, 폐기물의 메탄최대발생량(L0)와 메탄발생속도계수(k)를 사용되기 때문에 온실가스의 정확한 예측을 위해서는 이들에 대한 보다 적절한 값이 선정되어야 한다. 현재 선진국들은 매립지 특성을 반영한 메탄발생속도상수(k)를 제시하고 있으나 국내에의 경우 이러한 연구가 전무한 상황으로 이에 대한 연구가 필요한 것으로 보인다. 본 연구에서는 현재 사용중인 2곳(H, Y 매립지)의 소규모 매립장에 대한 매립지 특성 자료수집과 현장측정을 통해 2006 IPCC FOD방법의 입력변수로 사용되는 메탄발생속도 상수(k)를 산출하여 보았으며, 또한 이 결과를 default valus 적용한 2006 IPCC GL의 FOD방법에 의한 메탄 배출량 산정결과와 비교하여 보았다. 2006 IPCC GL에 제시된 FOD방법의 메탄 배출량 산정식을 이용한 k값 산정 결과, H 매립지의 산정된 평균 k값은 0.0413 yr-1, Y 매립지의 산정된 평균 k값은 0.0117 yr-1로 나타나 IPCC 가이드라인에 제시된 기본값이 0.09 yr-1에 비하여 상대적으로 낮은 값을 보였다. 또한 현장측정에 의해 산출된 k값들과 2006 IPCC GL의 default value을 이용하여 H, Y매립장에 대하여 메탄가스 배출량을 비교해본 결과, H매립지(1994년~2012년)와 Y매립장의 메탄가스 총배출량이 현장측정에 비하여 492.7%와 166.5%나 과다산정되는 것으로 나타나 매립지에서 발생하는 정확한 온실가스 배출량 예측을 위해서는 각각의 매립지별 현장 측정을 통한 고유의 k값 결정을 통한 산정이 진행돼야 할 것으로 판단된다.
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G-08 : 현장측정 및 IPCC GL을 이용한 온실가스 발생량 비교 -소규모 매립장을 대상으로-
이상우,유한녕,이원재,남안우,연익준,강병욱 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2013 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2013 No.-
현재 개별 매립지의 매립가스 발생량을 추정을 위해 폐기물의 분해를 일차분해반응으로 가정한 수학적 model들인 Scholl Canyon model, Palos Verdes model, Sheldon Arleta model과 IPCC GL 그리고 EPA의 LAEEM(Landfill Air Emissions Estimation Mode) 등이 주로 사용되고 있다. 일차분해 model을 이용한 온실가스 발생량의 추정은 매립된 폐기물의 양 및 조성, 매립시기와 경과시간 등의 기초자료, 폐기물의 메탄최대발생량(L0)와 메탄발생속도계수(k)를 사용되기 때문에 온실가스의 정확한 예측을 위해서는 이들에 대한 보다 적절한 값이 선정되어야 한다. 현재 선진국들은 매립지 특성을 반영한 메탄발생속도상수(k)를 제시하고 있으나 국내에의 경우 이러한 연구가 전무한 상황으로 이에 대한 연구가 필요한 것으로 보인다. 본 연구에서는 현재 사용중인 2곳(H, Y 매립지)의 소규모 매립장에 대한 매립지 특성 자료수집과 현장측정을 통해 2006 IPCC FOD방법의 입력변수로 사용되는 메탄발생속도 상수(k)를 산출하여 보았으며, 또한 이 결과를 default valus 적용한 2006 IPCC GL의 FOD방법에 의한 메탄 배출량 산정결과와 비교하여 보았다. 2006 IPCC GL에 제시된 FOD방법의 메탄 배출량 산정식을 이용한 k값 산정 결과, H 매립지의 산정된 평균 k값은 0.0413 yr-1, Y 매립지의 산정된 평균 k값은 0.0117 yr-1로 나타나 IPCC 가이드라인에 제시된 기본값이 0.09 yr-1에 비하여 상대적으로 낮은 값을 보였다. 또한 현장측정에 의해 산출된 k값들과 2006 IPCC GL의 default value을 이용하여 H, Y매립장에 대하여 메탄가스 배출량을 비교해본 결과, H매립지(1994년~2012년)와 Y매립장의 메탄가스 총배출량이 현장측정에 비하여 492.7%와 166.5%나 과다산정되는 것으로 나타나 매립지에서 발생하는 정확한 온실가스 배출량 예측을 위해서는 각각의 매립지별 현장 측정을 통한 고유의 k값 결정을 통한 산정이 진행돼야 할 것으로 판단된다.
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박일수,장유운,정경원,이강웅,오수경,강창국,남안우 한국외국어대학교 중남미연구소 2015 중남미연구 Vol.34 No.1
콜롬비아에서 가스상 오염물질 농도는 매우 낮았고, 4년 동안(2010 ~ 2013) 대기오염 농도는 감소 추세를 보였다. 그러나 PM10 농도는 증가하였고, 특히 1월,12월에 높게 나타났다. PM 농도는 우리나라보다 높았으며, 산타마르타, 바랑키아, 보야카 지역 PM10 농도는 보고타에 비해 낮았다. 콜롬비아는 PM 저감 정책에 중점을 두어야 함을 알 수 있었다. 국가경제·사회정책위원회(CONPES, 2005) 분석에 의하면, 콜롬비아의 대기 오염을 일으키는 주요 원인은 화석연료 사용이며, 주요 도시에서 전체 배출량의 41%를 차지하였다. 국민의 건강을 해치는 주요 오염 물질은 미세먼지(TPS와 PM10)였으며, 미세먼지 농도는 빈번히 현행 환경규정 기준치를 초과하였다. 콜롬비아에서 대기오염물질 배출 및 농도를 규정하는 규칙은 1982년에 발령되었고 2001년에는 수도권지역에 대한 특별규칙이 공포되어, 더 엄격한 기준과 새로운 오염물질을 규정하였다. 1993년에 법률 제99호가 공포되어 환경∙주택∙국토개발부가 설립되었고, 2012년에 환경부가 분리 독립되었다. 2005년에 규정 3344호에 의해 국가경제∙사회정책위원회는 단(2014년)∙중(2016년)∙장기(2019년)적으로 5개의 목표를 두고 대기오염방지 및 관리정책을 수립하였다. 인간의 건강과 복지를 보호하기 위해 적절한 대기오염 농도 수준이 설정되었고, 대기오염물질을 규제하고 있다. 대기오염물질의 주요 배출원을 규명하고, 배출량을 저감하고 최소화하기 위한 정책을 추진하고 있다. 대기오염방지와 관리에 관한 기존의 국제협약을 지속적으로 이행하고 있다. The concentration of gaseous air pollutant has decreased continuously during 4 years from 2010 to 2013, and concentration of air pollutants are much lower than the air pollution standard in Korea. However, the PM10 concentrations are slightly higher than PM10 concentrations in Korea. The concentration of PM10 in the Bogota region was the highest among Boyaca, Barranquilla and Santa Marta. Our analyses suggests that the air pollution regulations in Colombia should be focused on PM10. According to the report of the Consejo Nacional de Politica Economica y Social(CONPES) in 2005, the main cause of air pollution in Colombia results from combustion of fossil fuels, which are responsible for 41 % of total emissions. The major pollutants in Colombia are Total Suspended Particulate (TSP) and Particulate Matter (PM), which frequently exceed the standard value. The provisions for regulating air pollution concentrations and emissions were introduced in Columbia in 1982. In 2001, the special regulation for the establishment of a strict standard and new air pollutants was declared in the Bogota metropolitan area. The Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial(MAVDT) was established according to federal regulation item 99, The Ministerio de Ambiente was made independent of The Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial in 2012. Strategies for management and prevention of air pollution in Colombia were established under five objectives with short-(2015), mid-(2016) and long- term(2019) plans according to regulation 3344 of the Consejo Nacional de Politica Economica y Social. Among these objectives, for the protection of human health and welfare, regulations for appropriate standards which strictly control air pollution were introduced. The major sources and strategies for reducing air pollution must be examined and implemented. Existing international conventions for the prevention and management of air pollution must be continuously maintained.
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