전과정평가(LCA)에 의한 토양오염 정화공정의 환경영향분석 및 CO₂ 배출량 산정

정승우(Seung Woo Jeong),서상원(Sang Won Suh) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.4

``오염토양 복원작업 품셈자료 산출근거 마련을 위한 연구``에 제시된 토양증기추출법(soil vapor extraction: SVE)과 바이오파일(biopile) 시스템 구성을 바탕으로 두 오염토양 정화공정이 토양 1,000 m3내 총탄화수소를 95% 제거하는 전과정을 전과정평가기법을 통해 평가하였다. 전과정영향평가 결과 SVE가 9개 환경영향범주에서 모두 바이오파일에 비해 높은 환경영향수치를 나타내었다. SVE와 바이오파일, 두 정화방법 공히 토양경로 인체독성(Human toxicity-soil), 수생태독성(Ecotoxicity-water), 지표수경로 인체독성(Human toxicity-surface water), 대기경로 인체독성(Human toxicity-air) 등 4가지 범주에서 상대적으로 높은 환경영향값을 보였다. SVE방법이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 인체독성(토양)이었으며 바이오파일이 가장 큰 영향을 미치는 환경범주는 수생태독성이었다. SVE방법의 세부 공정별 환경영향을 분석한 결과 운영단계에서 전체 환경영향의 60%를 초래하였고 활성탄교체단계가 36%를 초래하는 등 두 개 단계가 전체 환경영향의 96%를 차지하였다. 가장 큰 영향을 미치는 투입물은 운영 중 사용된 전기였다. 바이오파일 세부 공정별 환경영향 분석결과에서도 운영단계가 전체영향의 55.7%를 차지하였고 활성탄교체단계가 12.4%를 차지하였다. 바이오파일에서도 역시 전기사용에 따른 환경영향이 가장 크게 나타났다. SVE 와 바이오파일, 두 공정 모두 운영단계에서 소비되는 전기에 의한 환경영향이 가장 크므로 오염토양 정화시스템운영 중 전기소비를 최소화 할 수 있는 운영방안이 필요하다. 오염토양 정화는 비교적 장기간 많은 에너지와 물질이 투입된다. 최근 이산화탄소발생량 감축과 녹색성장에 대한 사회적 요구에 따라 오염토양정화공정에 대한 체계적인 분석과 연구가 필요한 것으로 예상된다. 특히 운영 중 전기소비량은 전과정영향평가 및 탄소배출량 결과에 큰 영향을 미치므로 앞으로 보다 신뢰성 높은 전과정평가를 위해서 전기사용량에 대한 데이터 수집 및 확보가 가장 필요한 것으로 판단된다. The environmental impacts of 95% remediation of a total petroleum hydrocarbon-contaminated soil were evaluated using life cycle assessment (LCA). LCA of two remediation systems, soil vapor extraction (SVE) and biopile, were conducted by using imput materials and energy listed in a remedial system standardization report. Life cycle impact assessment (LCIA) results showed that the environmental impacts of SVE were all higher than those of biopile. Prominent four environmental impacts, human toxicity via soil, aquatic ecotoxicity, human toxicity via surface water and human toxicity via air, were apparently found from the LCIA results of the both remedial systems. Human toxicity via soil was the prominent impact of SVE, while aquatic ecotoxicity was the prominent impact of biopile. This study also showed that the operation stage and the activated carbon replacement stage contributed 60% and 36% of the environmental impacts of SVE system, respectively. The major input affecting the environmental impact of SVE was electricity. The operation stage of biopile resulted in the highest contribution to the entire environmental impact. The key input affecting the environmental impact of biopile was also electricity. This study suggested that electricity reduction strategies would be tried in the contaminated-soil remediation sites for archieving less environmental impacts. Remediation of contaminated soil normally takes long time and thus requires a great deal of material and energy. More extensive life cycle researches on remedial systems are required to meet recent national challenges toward carbon dioxide reduction and green growth. Furthermore, systematic information on electricity use of remedial systems should be collected for the reliable assessment of environmental impacts and carbon dioxide emissions during soil remediation.

전과정평가를 이용한 석유화학 폐수처리슬러지의 매립처리에 대한 환경영향평가

김형우(Hyeong-Woo Kim),박흥석(Hung-Suck Park) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.11

본 연구는 전과정평가 기법으로 석유화학업체에서 발생하는 폐수처리슬러지의 매립처리에 대한 잠재적인 환경영향을 평가하고 매립가스 활용에 의한 환경영향의 저감을 평가하였다. 본 연구의 기능단위는 ‘폐수처리슬러지 1 ton의 매립’이며, 시스템경계는 폐수처리슬러지가 매립장으로 투입․처리되는 과정을 포함하며 외부에너지 생산 및 이용까지 확장하였다. 환경영향은 매립공정 및 침출수처리공정에서 높게 나타났으며, 지구온난화 및 광화학적산화물생성은 매립공정에서, 자원고갈, 산성화, 부영양화, 오존층파괴는 침출수처리공정에서 높게 나타났다. 영향범주별 주요원인물질은 Crude oil(자원고갈), NOx(산성화, 부영양화), CH₄(지구온난화, 광화학적산화물생성), Cl₂(오존층파괴) 이었다. 자원고갈, 산성화, 부영양화는 침출수처리과정 중 사용되는 전기의 생산에 의한 부하가 주원인으로 나타났으며, 지구온난화, 광화학적산화물생성은 포집되지 않는 매립가스에 포함된 메탄이 주원인이었다. 이에 매립가스에 의한 전기 생산, 공정개선 등으로 전기사용량을 저감하거나 메탄가스 회수율 향상, Flaring system, 매립가스의 연료대체 등으로 메탄배출량을 저감하는 것이 환경영향을 저감하는 방안이 될 수 있다. 한편, 영향범주별 환경영향은 지구온난화-자원고갈-광화학적산화물생성 순으로 나타나 지구온난화가 약 90% 이상의 절대적 환경영향을 미치는 것으로 나타났다. 이에 환경영향을 줄이는데 메탄의 배출량을 저감하는 것이 전기사용량을 저감하는 것보다 우선순위가 높은 것으로 나타났다. 매립가스의 연료대체에 의한 회피효과를 검토한 결과, B-C유 또는 LNG를 대체할 경우 각각 32.7%, 12.0%의 환경영향을 저감할 수 있는 것으로 나타났다. This study evaluated the environmental impacts for landfill treatment of the wastewater treatment sludge (WTS) from petrochemical firms by life cycle assessment (LCA) and reviewed the impact reduction by landfill gas (LFG) utilization. The functional unit was ‘landfill of 1 ton of WTS’, and the system boundary included the process of input and treatment for WTS in landfill site. The impacts were high at landfill process (LP) and leachate treatment process (LTP). Global warming (GWP) and photochemical oxidants creation (POCP) were high at LP, while abiotic depletion (ADP), acidification (AP), eutrophication (EP), ozone depletion (ODP) were high at LTP. The major substances of various impact categories were crude oil (ADP), NOx (AP, EP), CH₄4 (GWP, POCP), Cl₂ (ODP), respectively. The major factor of ADP, AP, EP was attributed from the generation of electricity used in LTP, and the methane within uncollected LFG was main factor of GWP and POCP. Therefore, electricity consumption reduction is identified to be an impact improvement option, and the flaring system installation or enhanced LFG recovery could be an alternative to reduce impacts. Among the various categories, GWP accounted the highest impact (≥ 90%) followed by ADP, POCP. In the avoidance impact resulted from the utilization of LFG, to substitute B-C oil or LNG showed the impact reduction of 32.7% and 12.0%, respectively.

통합환경관리를 위한 대기 배출영향분석 방법의 적용성 평가 연구

서지혜,간종범,황현정,이선경,박현수,김영란 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.3

목적:통합환경관리제도를 운영하고 있는 국외의 사례분석과 국내 통합환경관리제도의 허가배출기준 설정방법 타당성 검토 등을 통해 향후 통합환경관리제도에서 적용가능한 허가배출기준 설정방법의 개선방안을 제안하고자 한다. 방법:미국과 독일, 영국의 오염물질 허가배출기준 설정 방법을 비교하였으며, 국내 통합허가 대상 업종 중 대표성을 가지는 사업장 8곳의 질소산화물(NOx) 배출자료를 적용하여 국내 통합환경관리제도의 허가배출기준 설정방법에 대한 타당성 검토를 진행하였다. 또한, 국내 통합허가 사례에서 도출된 문제점을 분석하고 이에 대한 해결방안을 제시하였다. 결과 및 토의:국내·외의 통합환경관리제도에서 오염물질 허가배출기준은 국가 특성을 반영하여 설정된다. 허가배출기준 설정방법의 타당성 검토를 진행한 결과, 국내 통합환경관리제도의 평가기준이 아닌 국외 평가기준을 참고하여 설정한 기준을 적용하였을 때, 배출영향분석을 통해 허가배출기준을 설정하여야 하는 배출구의 수가 증가하는 경향을 보여 국내 제도의 허가배출기준 설정방법이 과도하게 강화되어 산정된 것은 아니며, 사업장의 통합허가 사례를 통해 배출영향분석에서 사용하는 표준모델링(AERMOD)은 지형자료 및 배출구 정보가 오염도 산정에 큰 영향을 미친다는 점을 확인하였다. 결론:국내 통합환경관리제도의 개선을 위해서는 배출영향분석 모델링(AERMOD)에 유효 굴뚝 높이를 반영하는 방법, 현재 통합환경관리제도에서 고려하지 못하고 있는 초미세먼지(PM-2.5)나 오존(O3) 등에 관한 평가를 미국의 평가방법이나 국내 환경영향평가제도의 평가방법 등을 참고하여 설정하는 방법, 배출되는 오염물질이 대기에 미치는 영향이 적은 사업장은 간이분석을 적용하는 방법, 대기 안정 상태 및 저풍속일 때 AERMOD의 오염물질이 고농도로 과대평가되는 것을 방지하기 위하여 ADJ_U*를 적용하는 방법 등을 고려할 필요성이 있다고 판단된다.

상수원에서의 잔류 의약물질 검출, 거동, 분포 현황 및 독성

손희종(Hee Jong Son),장성호(Seong Ho Jang) 大韓環境工學會 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.6

오늘날 전세계적으로 수환경에서의 잔류 의약물질들의 오염에 대한 연구결과들이 많이 보고되고 있다. 이들 잔류 의약물질들은 다양한 종류와 그들이 가지는 물리·화학적인 특성들로 인해 수환경에서의 거동, 오염현황, 영향 및 독성 등도 매우 다양하여 수환경 및 수처리 공정에서의 거동을 예측·평가하기가 어렵다. 선진 외국의 경우 환경 중에서의 오염 현황 및 사용량을 정량화하기 위한 조사를 이미 시작하였고, 잔류 의약물질들의 인체에 대한 잠재적 위험성뿐만 아니라 상수나 하수처리 공정에서의 제거기술에 관한 다양한 연구도 활발히 진행하고 있다. 그러나 국내의 경우 잔류 의약물질들에 대해 전국 주요하천과 상수원에 대한 모니터링 결과도 매우 부족한 실정이다. 우선 국내의 경우는 상수원으로 이용되는 전국 주요 하천과 호소에 대해 주기적이고 체계적인 오염현황 평가가 선행되어야 하며, 잔류 의약물질들이 비교적 고농도로 검출되는 상수원에 대해서는 주오염원에 대한 조사도 병행되어야 한다. 또한, 의약물질 사용량은 지속적으로 증가할 것으로 전망되기 때문에 하수처리 시설에 대한 부하도 지속적으로 증가할 것이다. 따라서 수환경에서의 유해도를 저감시키기 위해 효과적인 하수처리 공법의 도입이 절실하며, 상수에 대한 안전성 확보를 위해서도 잔류 의약물질들의 수환경중에서의 물리·화학적 거동에 대한 면밀한 연구가 요구된다. Residual pharmaceutical compounds have been recognized as emerging environmental pollutants and are widely distributed all over the world. These compounds cause bioaccumulation and biomagnification during present for a long time in the environment: thereby after adversely biota and human bodies. It is difficult to remove residual pharmaceutical compounds using conventional water/wastewater treatment because of resistant property to photodegradation, biodegradation and chemical decomposition. Moreover, domestic literature data on the pollution of residual pharmaceutical compounds in rivers and lakes are limited. In this paper, species, sources, fate and risk of residual pharmaceutical compounds as well as behavior properties in freshwater resources are demonstrated to encourage the domestic concern about residual pharmaceutical compounds. An extensive review of existing data in the form of figures and tables, encompassing many therapeutic classes are presented.

비거노믹스: 현황과 과제

오주안,박채영,안다경,변재은,정석희 대한환경공학회 2023 대한환경공학회지 Vol.45 No.7

Products introduced as vegan are recognized by consumers as ethical consumption that protects animals and the environment, so they are becoming a trend in recent marketing strategies. However, consumers are confused by the claim that veganism consumption is not environmentally friendly, contrary to consumers' perception of animal protection and environmental protection. Vegan leather, which appeared as an alternative to natural leather, emits harmful substances during the manufacturing and disposal process, is less durable than natural leather, and has a shorter lifespan, resulting in a problem of fast fashion. Substitute meat is emerging as a food of the future due to environmental problems caused by raising livestock. However, considerable carbon is generated during the production of substitute meat, and there is a problem in verifying the safety of fiber materials such as various additives used during the production process. In the case of vegan cosmetics, they use only eco-friendly ingredients derived from nature instead of animal ingredients and do not test on animals, so the impact on the environment is minimal. Overall, bigonomics products generate relatively less environmental pollutants and cause less environmental pollution, but there are still limitations to be overcome. It is thought that the limitations of bigonomics can be overcome through social collective practice such as education and investment in parallel with individual practice in daily life. Furthermore, I think that if there is a correct understanding of vegannomics and communication about its value, the vegan industry will be able to take its place as a major industry in society. In this review, the current status of bigonomics in the food, cosmetics, and fashion industries, which are being developed by consumers' ethical consumption, is reviewed and prospects are presented. This review will help set the direction in each industry pursuing vigenomics. 비건으로 소개되는 제품은 소비자에게 동물과 환경을 보호하는 윤리적인 소비라고 인식되고 있기에, 최근마케팅 전략의 트렌드로 자리 잡고 있다. 그러나, 비거니즘 소비가 동물 보호와 환경 보호라는 소비자들의 인식과달리 친환경적이지는 않다는 주장에 소비자들은 혼란을 겪고 있다. 천연 가죽의 대안으로 등장한 비건 가죽은 제조와 폐기 과정에서 유해물질을 방출하고, 천연가죽보다 내구성이 떨어져 수명이 짧고 결국 패스트 패션 문제를일으킨다는 논란이 제기되고 있다. 대체육은 가축을 키울 때 발생하는 환경문제로 인해 미래 식품으로 떠오르고있다. 하지만 대체육 생산 과정에서 상당한 탄소가 발생하고 있으며 생산 과정 중 사용되는 각종 첨가제와 같은섬유 물질에 대한 안전성 검증에 문제가 있다. 비건 화장품의 경우, 동물성 원료 대신 자연에서 유래한 친환경 성분만을 사용하고 동물 실험하지 않으므로, 환경에 대한 영향은 미미하다. 종합적으로 살펴보면, 비거노믹스 제품은환경오염 물질을 비교적 덜 발생하여 환경오염을 덜 유발하지만, 아직도 극복해야 할 한계가 있다. 비거노믹스의한계는 생활 속 개인의 실천과 병행하여 교육 및 투자와 같은 사회 집단적 실천을 통해 극복될 수 있을 것으로 생각된다. 나아가 비거노믹스의 올바른 이해와 그것의 가치에 대한 소통이 존재한다면, 비건 산업은 사회 주요 산업으로 자리를 잡을 수 있을 것이라고 생각한다. 본 총설에서는 소비자들의 윤리적 소비에 의해 발전하고 있는 식품, 화장품, 패션 산업계에서의 비거노믹스의 현황을 살펴보고 전망을 제시하였다. 본 총설은 비거노믹스를 추구하는각 산업에서 방향을 설정하는데 도움이 될 것이다.

기업회계 및 세법상 무형자산 범위 재설정에 관한 연구: 미국ㆍ영국ㆍ일본과의 비교를 중심으로

심충진 ( Chung-jin Shim ),김진태 ( Jin-tae Kim ),권해숙 ( Hai-sook Kwon ) 아시아.유럽미래학회 2021 유라시아연구 Vol.18 No.4

4차산업혁명 시대는 유형자산 보다 무형자산이 기업가치에 상대적으로 큰 미치는 영향을 미치고 있다. 이로 인해 국내외 기업들은 유형자산 보다는 무형자산에 대한 투자에 집중하고 있는 실정이다. 이와 같은 무형자산의 중요성 증대에도 불구하고 우리나라 현행 회계기준과 개별세법은 무형자산의 범위에 대하여 서로 다르게 규정하고 있으며, 이러한 무형자산의 범위는 해외 주요국 및 OECD 가이드라인과 비교할 때 상대적으로 좁게 설정되어 있는 문제점이 있다. 이로 인하여 국내 무형자산 범위에 대한 정합성과 국제적 비교가능성이 저하되고 있다. 또한 무형자산과 관련된 용어의 불일치로 인해 납세자의 납세협력비용이 증가하고 있으며, 이해관계자의 이해가능성 또한 떨어지는 문제점이 발생하고 있다. 이에 본 연구는 국내 회계기준, 법인세법, 소득세법, 상속세 및 증여세법, 국제조세조정에 관한 법률상 무형 자산의 범위를 파악하고, 해외 주요국의 무형자산의 범위를 비교함으로써 무형자산의 범위에 대한 문제점과 개선방안을 제시하였다. 국내 무형자산의 범위에 대한 문제점은 다음과 같다. 첫째, 국내 회계기준과 개별세법 간 무형자산에 대한 범위를 다르게 정의함으로써 회계기준과 세법 간 정합성이 떨어진다. 둘째, 국내 무형자산에 대한 범위는 해외 주요국 및 OECD 가이드라인과 비교할 때 무형자산으로 인정될 수 있는 범위가 좁아 기업이 보유한 무형 자산(총자산)이 상대적으로 작게 인식된다. 셋째, 용어의 불일치성으로 인해 이해관계자의 무형자산에 대한 이해가능성이 저하되고 있다. 넷째, 납세자의 납세협력비용이 증가하고 있다. 이러한 무형자산의 범위에 대한 문제점을 개선하기 위하여 본 연구에서는 무형자산의 범위에 대한 개선방안을 다음과 같이 제시하였다. 첫째, 회계기준과 세법의 무형자산에 대한 범위를 통일화함으로써 국내 회계기준과 개별세법 간 정합성을 높여야 한다. 둘째, 무형자산에 대한 용어를 통일화해야 한다. 셋째, 셋째, 납세자와 과세관청 간 무형자산의 인식 차이를 조정하기 위한 사전협의제도를 마련해야 한다. 넷째, 법인세법상 무형자산에 범위에 확장을 위하여 국제조세조정에 관한 법률의 무형자산 범위를 포함할 필요성이 있다. 이를 통해 무형자산의 범위에 대한 국내 규정과 국외 규정 간 정합성과 비교가능성은 제고될 수 있을 것으로 기대되며, 이로 인해 납세자와 과세관청 간 불필요한 소송 또한 감소될 것으로 기대된다. 또한 무형자산에 대한 용어 통일화로 인해 기업의 이해관계자들은 기업이 보유한 무형자산에 대한 이해가능성이 높아질 것이며, 이로 인해 국내 기업이 보유한 무형자산의 가치가 자본시장에서 적정하게 평가될 것으로 기대된다. The era of the Fourth Industrial Revolution has a relatively large impact on corporate value of intangible assets over tangible assets. As a result, domestic and foreign companies are focusing on investing in intangible assets rather than on tangible assets. Despite the increased importance of such intangible assets, the current accounting standards in Korea and the Individual Tax Act provide differently for the scope of intangible assets. The scope of these intangible assets is relatively narrow compared to the guidelines of major foreign countries and the OECD. This reduces the convergence of domestic intangible asset ranges and the international comparability. In addition, inconsistencies in terms related to intangible assets are increasing taxpayers’ tax cooperation costs and also creating problems that are less comprehensible to stakeholders. Thus, this study identifies the scope of intangible assets under tax law and presents problems and improvements to the scope of intangible assets in major foreign countries by comparing them. Problems with the scope of domestic intangible assets include: First, there is a lack of convergence between accounting standards and tax laws by defining different ranges of intangible assets between domestic accounting standards and individual tax laws. Second, the scope of intangible assets in Korea is relatively small as the scope of which can be recognized as intangible assets is narrow compared to the guidelines of major foreign countries and OECD. Third, the inconsistency in terms reduces stakeholders’ understanding of intangible assets. Fourth, taxpayers’ tax cooperation costs are increasing. To improve the problem with the scope of such intangible assets, the study presented the following improvements to the scope of such intangible assets: First, by unifying the scope of intangible assets in accounting standards and tax laws, convergence between domestic accounting standards and individual tax laws should be enhanced. Second, the terms for intangible assets should be unified. Third, a prior consultation system should be in place to adjust the difference in recognition of intangible assets between taxpayers and tax authorities. Fourth, it is necessary to include the scope of intangible assets under the Corporate Tax Act in order to expand the scope of intangible assets. This would increase the convergence and comparability between domestic and foreign regulations for the scope of intangible assets. It is also expected that unnecessary lawsuits between taxpayers and tax authorities will be reduced. The unification of the terms for intangible assets would increase the understanding of the intangible assets held by the entity, which would result in the value of the intangible assets held by the entity being properly assessed in the capital market.

수은 안정동위원소를 활용한 환경과학수사의 접근법

정새봄,김영광,권세윤 대한환경공학회 2022 대한환경공학회지 Vol.44 No.5

Mercury is a globally distributed toxic trace metal, which can travel long distances in the atmosphere and bioaccumulate to elevated levels in ecosystem food webs. Since 2013, various parts of the mercury life cycle, including the production, use, emissions, releases, as well as the environmental and ecosystem fate, have been governed via the global treaty on mercury, the Minamata Convention of Mercury. The convention also calls attention to the application of mercury stable isotopes for distinguishing between various mercury sources in environmental media and for identifying sources, which require targeted risk management. Here, we introduce ways in which mercury stable isotopes can be applied in the field of environmental forensics to identify sources responsible for local contamination and global cycling that require international governance. This review is divided into: 1) the general overview on the mercury speciation and cycling, 2) the nomenclature of mercury stable isotope systems, and 3) the introduction of case studies that have successfully utilized mercury isotopes to interpret legacy and recent mercury sources in atmospheric and freshwater environments. We conclude the review by making specific recommendations as to how mercury stable isotopes can be better utilized in the field of local and global environmental forensics. These recommendations include the development of comprehensive anthropogenic mercury source inventories and isotopic-based evidence on the transboundary transport of mercury. 최근 기술의 발전에 따라 환경에서 수은을 비롯한 다양한 오염원의 발견 및 정화 조치를 위한 환경과학수사의 중요성이 강조되고 있다. 특히 수은은 자연환경에서 먹이사슬을 통해 축적되며, 체내에 잔류하여 강한 독성을 유발하는 중금속으로써 수은으로 인한 환경 보건적 위해성에 대한 우려가 높아 미나마타 국제 협약(Minamata Convention on Mercury)을 통해 수은의 생산 및 수출이 관리되고 있다. 따라서 수은 오염지역에 대한 관리와 오염원의 선별, 오염원에 특화된 정화 법 설정과 같은 판단의 증거로써, 환경과학수사의 역할이 더욱 중요시 될 뿐만 아니라 수은 안정동위원소를 활용한 환경과학수사에 대한 관심이 더욱 높아지고 있다. 본 논문에서는 수은의 화학종 및 순환에 대한 개요, 안정동위원소 비의 표기법과 오염원 추적법을 비롯하여 오염원별 기여도 산정에 관한 전반적인 지식을 제공하였다. 또한 문헌 고찰을 통해 선행 연구에서 도출한 배출원별 수은 안정동위원소 비의 분포 경향을 매체에 따라 정리하였다. 더 나아가, 국내외 수은 안정동위원소를 이용한 환경과학수사 사례를 소개함으로써 수은 안정동위원소의 활용 가치를 확인하고 미나마타 국제협약 이행과 더불어 향후 보다 발전된 환경과학수사를 수행하기 위하여 개선되어야 할 한계점 및 앞으로의 연구 방향을 총체적으로 제안하였다.

텍스트 마이닝을 이용한 대한환경공학회지 연구 동향 분석

이동현(Donghyeon Lee),이소정(Sojeong Lee),임도경(Dokyeong Lim),박종관(Jongkwan Park) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.2

목적: 텍스트 마이닝 기법을 적용하여 대한환경공학회지 논문을 분석함으로써 현재까지 환경분야 연구동향을 살펴보고 앞으로의 방향성을 제시하는 것을 목적으로 한다. 방법: 2000년부터 2019년까지 대한환경공학회지에 게재된 총 2,743개의 논문 자료를 텍스트 마이닝 기법을 적용하여 분석하였다. 분석 방법은 빈도분석, TF-IDF 기법을 통한 논문 군집 분류, 20년의 자료를 4개의 구간(2000년-2004년, 2005년-2009년, 2010년-2014년, 2015년-2019년)으로 구분하여 각 기간별 연구분야들의 특성을 분석한 시계열 분석, 동시 빈출 빈도가 높은 단어들의 관계를 분석하는 연관어 분석을 진행하였다. 결과 및 토의: 2000년-2019년 동안 게재된 논문에서 제시한 주제어를 바탕으로 출현 빈도가 높은 단어를 확인하였을 때, ‘흡착’, ‘중금속’, ‘활성탄’, ‘퇴적물’, ‘하수슬러지’ 순서로 분석되었고 이것은 그동안 수질분야에 중점적으로 연구가 집중되었음을 보여주는 결과이다. TF-IDF 분석 결과 총 5개의 군집(정수처리분야, 수질 모델링 분야, 중금속 흡착 분야, 생물학적 하수처리 분야, 환경 촉매 분야)으로 분류되었으며 이중에서 수질 모델링 분야와 생물학적 하수처리 분야 논문의 숫자가 가장 많았다. 시계열 분석 결과 ‘흡착’, ‘중금속’은 매년 많이 연구되어지는 분야였고, 최근 5년 사이에는 환경이슈를 반영하는 키워드인 ‘미세먼지’, ‘세슘’, ‘생태독성’ 등의 새로운 단어들이 확인되었다. 연관어 분석을 통해서는 흡착, 활성탄, 중금속과 연관된 다양한 연구가 활발히 진행되어 왔음을 확인하였다. 결론: 텍스트 마이닝 기법으로 대한환경공학회지를 분석한 결과 많은 연구가 수질 분야에 집중되어 있는 것으로 확인되었고, 최근에는 대기, 독성, 방사능 분야로의 연구들도 진행되는 것으로 보인다. 추후에 더 정교하고 다양한 텍스트 마이닝 기법을 적용하여 분석한다면 환경공학분야의 연구 방향제시에 큰 도움이 될 것이라 판단된다. Objectives : The purpose of this study is to analyze research trends based on text mining technology from the published papers in the Journal of Korean Society of Environmental Engineering. Methods : From 2000 to 2019, a total of 2,743 published papers were analyzed using text mining techniques. Term frequency, TF-IDF for document classification, word association analysis were applied to find the characteristics of text data. Results and Discussion : When confirming the high appearance of the word in the published paper during 2000-2019, ‘adsorption’, ‘heavy metals’, ‘activated carbon’, ‘sediment’, ‘sewage sludge’ was found in order. It implies that large number of studies in the journal were focused on the water quality field mainly. TF-IDF analysis classified the studies into five groups; 1) drinking water treatment field, 2) water quality modeling field, 3) heavy metal adsorption field, 4) biological sewage treatment field, 5) environmental catalyst field. These results by TF-IDF show that a large proportion of studies were published in the field of water quality modeling and biological sewage treatment. When we analyzed the term frequency every five years, “adsorption” and “heavy metals” were the highly-frequency occurrence words from 2000 to 2009, but in the last 5 years, new words such as “fine dust”, “cesium”, and “ecological toxicity” were appeared. It seems that the research was reflected in the recent environmental issues. Conclusions : A lot of studies has been focused on the field of water quality but in recent years, new research topics are being studied related to atmosphere, toxicity, and radiation. Applying a more sophisticated and diverse text mining technique will be of great help to improve the environmental engineering research field.

농업환경에서 발생하는 미세플라스틱 필름의 Cd, Pb 흡착 특성

주원정(Won Jung Ju),안진성(Jinsung An),조은혜(Eun Hea Jho) 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.1

목적: 플라스틱은 편리성, 단열성으로 일상 및 여러 가지 산업분야에서 다양하게 활용되고 있고, 플라스틱의 사용량은 계속 증가하는 추세이다. 농업환경에서는 비닐하우스, 멀칭비닐 등의 형태로 플라스틱이 사용되고 있다. 사용 후 환경으로 유입된 플라스틱은 물리적, 화학적, 생물학적 작용으로 작은 단위로 분해된다. 이 중 입자 사이즈가 5 mm 이하인 플라스틱을 미세플라스틱이라 정의한다. 토양 중에 잔류하는 미세플라스틱은 표면적이 넓기 때문에 중금속을 포함한 다양한 오염물질을 흡착시켜 농경지 생태계에 영향을 줄 개연성이 있다. 본 연구에서는 농업환경에서 빈번하게 발생하는 미세플라스틱 필름의 납(Pb)과 카드뮴(Cd)의 흡착특성을 평가하고자 한다. 방법: 본 연구에서는 농업환경에서 빈번하게 발생하는 미세플라스틱 필름의 Pb와 Cd 흡착특성을 평가하고자 한다. PVC (polyvinyl chloride) 필름 한 가지와 PE (polyethylene) 필름 두 가지를 5 mm × 5 mm 이하로 잘라 미세플라스틱을 준비한 후, Pb 용액 또는 Cd 용액에 넣어 72시간 동안 흡착 실험을 수행하였다. 흡착실험결과를 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온 흡착 모델에 적용하였다. 결과 및 토의 : 등온 흡착 실험 결과를 Langmuir, Freundlich, Temkin 모델을 이용해 도식화한 결과, 전반적으로 Langmuir 및 Freundlich 모델에 잘 맞는 경향(R² > 0.9)을 보였고, Temkin 모델은 상대적으로 잘 맞지 않는 경향을 보였다. 플라스틱 종류와 관계 없이, Pb에 대한 흡착친화도를 나타내는 Langmuir 상수(KL)의 값과 최대흡착에너지를 의미하는 Temkin 상수(AT)의 값이 Cd에 대한 값보다 더 높게 나왔고, 흡착강도와 관련 있는 Freundlich 상수(nF) 는 Pb > Cd > 1의 경향을 나타내었다. 이는 Cd보다 Pb의 PVC와 PE에 대한 흡착친화도가 크다는 것을 의미한다. 결론: 본 연구는 토양 중 잔류하는 미세플라스틱 필름이 Cd와 Pb 같은 중금속을 흡착하고, 따라서 토양환경 중 중금속의 거동에 유의한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 또한 폐플라스틱의 환경 문제가 사회적 이슈로 대두되고 있는 요즘, 다양한 폐플라스틱으로부터 발생할 수 있는 미세플라스틱의 지중환경 중 관리의 필요성에 대한 합리적 근거를 제공하고, 따라서 토양 환경 내 미세플라스틱에 대한 추가 연구가 이루어질 필요가 있다. Objectives : Plastics are widely used in daily life and in various industrial fields due to their convenience and thermal insulation, and the use of plastics is continuing to increase. In agricultural environments, plastics are largely used for vinyl houses and mulching vinyl. Used plastics are degraded into small fragments through physical, chemical, and biological processes. Among these, plastics with a particle size of 5 mm or less are defined as microplastics. Since microplastics have a relatively large surface area, various pollutants including heavy metals can potentially be adsorbed and affect the agricultural ecosystem. The purpose of this study is to evaluate the Pb and Cd adsorption characteristics on microplastic films frequently generated in agricultural environments. Methods : The Pb and Cd adsorption characteristics on microplastic films were studied with 3 different plastic films. Microplastic samples were prepared by cutting PVC (polyvinyl chloride) and PE (polyethylene) films to have the sizes of < 5 mm × 5 mm. The prepared microplastic samples were placed in Pb or Cd solutions having a range of concentrations and shaken for 72 h for sorption tests. The experimental results were fitted to the Langmuir, Freundlich, and Temkin isothermal adsorption models. Results and Discussion : The isothermal adsorption test results obtained fitted well to the Langmuir and Freundlich models (R² > 0.9), but not the Temkin model. Regardless of the plastic type, the values of Langmuir constant (KL) and Temkin constant (AT) for Pb were larger than those for Cd, and the Freundlich constant (nF) showed a tendency of Pb > Cd > 1, indicating the greater Pb sorption strength or affinity than Cd on PVC and PE. Conclusions : This study shows that the microplastics in soil adsorb heavy metals like Cd and Pb affecting the heavy metal fate in the soil environment. With an increasing attention on the environmental problems due to plastic wastes, this study provides the basis for the need of management of soil environment. Therefore, further research on microplastics in soil environment is required.

환경 친화적 철도노선대 선정을 위한 주요환경 영향인자에 관한 연구

김동기(Dong Ki Kim) 大韓環境工學會 2009 대한환경공학회지 Vol.31 No.2

철도는 다른 육상교통수단보다 환경 친화적이며 에너지 효율성이 높은 교통수단이다. 철도노선 선정과정에서 예비타당성수행은 에너지 효율성과 환경에 관한 문제들이 일반적으로 고려되고 있지 않다. 철도노선 선정은 지형적인 특성 그리고 시설물의 관리와 운영을 중심으로 선정되고 있다. 철도노선선정에 영향을 미치는 환경관련 문제에 대해서 본 연구는 집중적으로 검토 분석하였다. 본 연구는 철도 및 환경전문가 그리고 철도 노선선정에 관련된 전문가 의견을 검토 분석하여 환경에 영향을 미치는 주요 인자를 추출하였다. 철도노선 선정과정에서 환경에 미치는 영향을 알 수 있는 환경영향평가 항목을 선정하였다. 환경 친화적인 철도노선 대 선정을 위하여 환경영향평가 항목 6개 분야 20개로부터 7개의 환경항목(지형·지질, 동식물상, 자연환경자산, 대기질, 수질, 소음·진동, 문화재·경관)을 추출하였다. 철도노선을 선정하기 위해서는, 여러 대안이 비교되어야 하고 각 대안의 평가는 이 7개 환경항목을 기준으로 하여 실행되어야 한다. 최적의 철도노선선정은 7개의 환경항목을 고려하는 포괄적인 평가에 의해 선정되어야 한다. 이와 같이 주요 환경항목인자에 의한 평가는 철도건설 투자를 활성화 하는데 이바지 할 것이다. The energy efficiency and environment-friendly aspect of the railway system would be superior to other on-land transportation systems. In a preliminary feasibility study stage and selection of optimal railway corridor, the energy efficiency and problems related to environment are usually not considered. For the selection of optimal railway corridor, geographical features and facility of management are generally considered. Environment effect factors for the selection of environment-friendly railway corridor are focused and studied in this paper. In this study, various analysis of opinion of specialists (railway, environment, transport, urban planning, survey) and the guideline for construction of environment-friendly railway were accomplished. From these results of various analysis, 7 major categories (topography/geology, flora and fauna, Nature Property, air quality, water quality, noise/vibration, visual impact/cultural assets) were extracted. To select environment friendly railway corridors, many alternatives should be compared optimal corridor must be selected by a comprehensive assessment considering these 7 categories. The investment for railway systems can be encouraged by the considering of main environmental effect factor evaluated with the modified environmental weight factors for environment-friendly railway construction.