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          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.

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          LCA기법을 이용한 랜탈 재제조품의 환경성 평가

          곽인호(In-Ho Kwak), 황용우(Young-Woo Hwang), 박광호(Kwang-Ho Park), 박지형(Ji-Hyoung Park), 설소영(So-Young Seol), 신화정(Hwa-Jeong Shin), 양은혁(Eun-Hyeok Yang), 민곤식(Gon-Sik Min) 대한환경공학회 2016 대한환경공학회지 Vol.38 No.11

          사용 후 제품을 회수하여 완전 해체하고 부품들을 세척, 수리, 또는 새로운 부품으로 교체하여 재조립함으로써 신품과 동일한 성능 수준으로 재 제품화 하는 재제조는 천연자원과 에너지 사용의 저감 등 자원순환 측면에서의 환경적 개선효과가 뛰어나 자원 측면에서 주목받고 있다. 재제조는 뛰어난 환경개선 효과 및 자원보존으로 인해 우리나라에서 많은 연구가 수행되어왔으며, 현재 자동차 부품, 프린터 토너 및 카트리지를 중심으로 재제조가 이루어지고 있다. 하지만 코어의 상태가 양호한 상태로 반환되어 재제조 공정을 거쳐 새 제품과 동일한 상태의 재제조품 생산이 가능한 렌탈 제품은 아직까지 활성화 되어있지 않다. 따라서, 본 연구에서는 LCA 기법을 이용해 렌탈 제품 중 하나인 공기청정기 신품과 재제조 제품의 환경성평가를 수행하였으며, 이를 통해 렌탈 제품 신품 대비 재제조품의 환경적 개선 효과를 정량적으로 분석하였다. 분석결과 공기청정기 1대 재제조 시 환경영향은 신품대비 약 20.7% 감소하는 것으로 나타났다. 환경과 관련된 영향범주 중 오존층 파괴(ODP)가 94% 감소하여 가장 큰 효과가 있는 것으로 나타났으며, 공기청정기의 수명주기에서 원료 추출 단계에서는 자원고갈(ADP) 및 지구온난화(GWP)에 대한 환경개선 효과가 가장 큰 것으로 나타났다. Remanufacturing that is the rebuilding of a product to specifications of the original manufactured product by collecting used-product, completely disassembling, cleaning and repairing or replacing with a new part and reassembling has been received attention in aspects of resource, recycling because it is a great environmental improvement. Remanufacturing is the rebuilding of a product to specifications of the original manufactured product by collecting used-product, completely disassembling, cleaning and repairing or replacing with a new part and reassembling. With a great environmental improvement and resource recycling and conservation, many studies were conducted. Up to date, remanufacturing activities are mainly applied to automobile parts and printer toner cartridge in South Korea. However, remanufacturing of rental product is not well conducted although rental products are collected in good condition and could be remanufactured in the same condition as a new product. Therefore, in this study, we conducted life cycle assessment (LCA) to an air cleaner product that is one of rental products. This study attempts to identify the processes in new products and remanufacturing life cycles that contribute the most environmental impacts. The results show that air cleaner remanufacturing could reduce about 20% of environmental impacts compared to new product. The greatest benefit related to environmental impact is with regard to ozone layer depletion potential (ODP), which is reduced by 94%. In the life cycle of air cleaner, raw material extraction stage had the most environmental impacts, especially with regard to abiotic depletion potential (ADP) and global warming potential (GWP). In the environmental impacts in each part, the ABS power had the highest environmental impacts.

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          환경대기 중 프탈레이트 화합물의 농도 측정 (1)

          황윤정(Yoon Jung Hwang), 박영화(Young Hwa Park), 서영교(Young Kyo Seo), 서광교(Gwang Kyo Seo), 백성옥(Sung Ok Baek) 大韓環境工學會 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.5

          프탈레이트 화합물은 PVC 수지 등의 가소제로 널리 사용되며, 내분비계장애 및 돌연변이를 유발하는 물질로서 이에 대한 독성은 널리 알려져 있다. 우리나라에서는 소비자용품이나 음용수에서의 프탈레이트 화합물에 대한 측정 사례는 찾아 볼 수 있으나, 대기환경분야에서의 측정사례는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 환경대기 중의 프탈레이트 화합물을 측정하기 위해 고용량샘플러로 시료를 채취한 후 속슬렛 장치로 추출하여 GC/MS로 분석하였다. 일부 시료에 대하여 저용량공기채취법과 고용량공기채취법을 동시에 적용하여 두 측정 결과를 비교 평가하였다. 분석대상 항목은 dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) 및 di-n-octyl phthalate (DOP) 등 6개 항목을 선정하였다. 입자상 시료 채취를 위해서는 석영섬유여지를 사용하였으며, 기체상 시료 채취에는 PUF/XAD-2를 사용하였다. 실험실 정도관리 평가 결과 표준시료에 대한 선형성과 재현성은 우수한 결과를 나타내었으며, 정량검출한계는 항목에 따라 대기 중 농도로 환산하여 0.60~17.84ng/m3 수준으로 추정되었다. 또한 실제 현장평가를 위해 2007년 1월과 6월에 시화·반월공단 (정왕2동, 원시동)에서 측정한 결과 비교적 분자량이 작고 끓는점이 낮은 DMP, DEP, DBP는 기체상에 많이 존재하며, DBP 보다 분자량이 크고 끓는점이 높은 DEHP와 DOP는 입자상에 주로 존재하는 것으로 나타났다. DEHP는 45.7ng/m3~1012.7ng/m3, DMP는 7.7ng/m3~375.1ng/m 수준으로 검출되었다. 전반적으로 볼 때 환경대기 중의 프탈레이트 화합물 측정에는 고용량시료채취법이 저용량법보다 우수한 것으로 나타났다. Phthalate compounds are widely used as plasticizers in polyvinyl chlororide (PVC) resins and other industrial consumer products, and some of them are known to be endocrine disruptors. In Korea, a number of studies have been carried out for the measurement of phthalates in consumer products and drinking water. However, no data are available for those compounds in the ambient air where the general public are routinely exposed. In this study, we evaluated sampling and analytical methods for the determination of phthalates in the ambient atmosphere. A wide range of phthalates compounds were included in the target analytes, which are dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), and di-n-octyl phthalate (DOP). Most of samples were collected using a high volume sampler with a PUF/XAD-2 column/quartz fiber filter and then analyzed by GC/MS. Some of samples were simultaneously collected on XAD-2 using a low-volume sampler, together with high-volume samples. The analytical method applied in this study showed good repeatability and linearity. Quantitative detection limits were estimated from 0.60 to 17.84ng/m3 in air, depending on individual compounds. The field measurements were carried out at 3 sites located in Sihwa- Banwall industrial areas and a suburban area from January 2007 to November 2007. From the field experiments, DEHP, DMP and DBP appeared to be the most abundant compounds in the ambient air. It was also found that DMP, DEP and DBP were mainly distributed in the vapor phase, while BBP, DEHP and DOP were predominantly associated with the particulate phase. The concentrations of DEHP and DMP in the industrial areas ranged from 45.7 to 1,012.7ng/m3 and from 7.7 to 375.1ng/m3, respectively. Overall, the high-volume sampling method was demonstrated to be superior to the low-volume method for the determination of phthalates in the ambient atmosphere.

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          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.

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          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.

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          텍스트 마이닝을 이용한 대한환경공학회지 연구 동향 분석

          이동현,이소정,임도경,박종관 대한환경공학회 2021 대한환경공학회지 Vol.43 No.2

          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. 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.

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          재생 플라스틱을 적용한 휴대폰 충전기 전과정평가

          허영채,배대식,오치영,서영진,이건모 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.12

          Environmental impact of a mobile phone charger containing recycled plastic was quantified using LCA and the environmental benefits from the use of recycled and virgin plastic were compared. The assessment considers potential environmental impacts across the whole life cycle of the charger including; pre-manufacturing; manufacturing; distribution; product use; and end-of-life stages and quantified six environmental impact categories; Abiotic depletion; Acidification; Eutrophication; Global warming; Ozone layer depletion; and Photochemical oxidants creation. The study showed that the environmental impacts of the use stage accounted for 94.4% and 70% in the resource depletion and global warming impact categories, respectively, and the environmental impacts of the pre - manufacturing stage accounted for more than 98% in the other impact categories. The main cause of the environmental impacts in the use stage was electricity consumed by the charger. The main cause in the pre-manufacturing stage was PBA (Printed Board Assembly) and external case manufacturing. In order to quantify the environmental benefits of recycled PC (Polycarbonate) in the exterior case, the environmental impacts of 1 kg production of recycled PC and virgin PC were evaluated. The environmental impact on the abiotic depletion of the recycled PC is estimated to be 30% compared to the virgin PC, and the impacts on the other impact categories of the recycled PC were less than 5% of the virgin plastic. Sensitivity analysis was performed for 12 items including site data and assumptions made. The sensitivity of each item was less than 10%. The results of this study confirm that designing compact and light PBA, improving charging efficiency, and use of recycled plastic are important design factors to reduce the environmental impact of a charger. 전과정평가 기법을 적용하여 재생 플라스틱을 사용한 휴대폰 충전기의 전과정 환경영향을 정량화하고, 신재 플라스틱과 재생플라스틱의 환경영향을 비교하였다. 충전기의 제조전, 제조, 유통, 사용 및 폐기를 포함하는 전과정 단계별로 자원고갈, 산성화, 부영양화, 지구온난화, 오존층고갈, 광화학산화물생성 환경영향을 분석하였다. 자원고갈 및 지구온난화 영향범주에서는 충전기의 사용단계 환경영향이 각각 94.4%, 70%를 차지하여 가장 큰 환경영향을 나타냈고, 그 외 영향범주에서는제조전단계의 환경영향이 98% 이상을 차지하였다. 사용단계의 경우 충전기에 의해 소모되는 전력이 주요 원인이고, 제조전단계 경우 PBA (Printed Board Assembly)와 외장 Case 제조공정이 주요 원인이었다. 외장 Case에 사용되는 재생 PC (Polycarbonate) 의 환경개선 효과를 정량화하기 위해 재생 PC와 신재 PC 각 1 kg 생산할 때의 환경영향을 평가하였다. 재생 PC는 신재 PC 대비 자원고갈영향은 30% 수준이며 다른 영향범주에서는 5% 미만으로 잠재적인 환경개선효과가 큰 것으로 분석되었다. 연구에 활용된 주요 데이터 및 가정에 대해 민감도 분석을 수행하였고, 총 12개 항목 분석결과 모든 항목에서 민감도는 10% 미만으로 도출되어 연구 결과의 신뢰도는 높다고 판단된다. 이 연구결과를 통해 충전기의 친환경성 개선을 위해서는 PBA의 소형/경량화 설계, 충전효율의 개선, 재생플라스틱 사용 확대가 전과정 환경영향을 줄이는데 중요한 설계 인자임을 확인하였다.

        • KCI등재

          전과정평가(LCA)에 의한 토양오염 정화공정의 환경영향분석 및 CO_2 배출량 산정 - SVE 및 Biopile 시스템 중심으로 -

          정승우,서상원 대한환경공학회 2011 대한환경공학회지 Vol.33 No.4

          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. ‘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 m^3내 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 환경영향의60%를 초래하였고 활성탄교체단계가 36%를 초래하는 등 두 개 단계가 전체 환경영향의 96%를 차지하였다. 가장 큰 영향을미치는 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 연구가필요한 것으로 예상된다. 특히 운영 중 전기소비량은 전과정영향평가 및 탄소배출량 결과에 큰 영향을 미치므로 앞으로 보다신뢰성 높은 전과정평가를 위해서 전기사용량에 대한 데이터 수집 및 확보가 가장 필요한 것으로 판단된다.

        • KCI등재

          환경대기 중 프탈레이트 화합물의 농도 측정 (I)- 측정방법 평가와 현장 적용 -

          황윤정,박영화,서영교,서광교,백성옥 대한환경공학회 2010 대한환경공학회지 Vol.32 No.5

          Phthalate compounds are widely used as plasticizers in polyvinyl chlororide (PVC) resins and other industrial consumer products, and some of them are known to be endocrine disruptors. In Korea, a number of studies have been carried out for the measurement of phthalates in consumer products and drinking water. However, no data are available for those compounds in the ambient air where the general public are routinely exposed. In this study, we evaluated sampling and analytical methods for the determination of phthalates in the ambient atmosphere. A wide range of phthalates compounds were included in the target analytes, which are dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), and di-n-octyl phthalate (DOP). Most of samples were collected using a high volume sampler with a PUF/XAD-2 column/quartz fiber filter and then analyzed by GC/MS. Some of samples were simultaneously collected on XAD-2 using a low-volume sampler, together with high-volume samples. The analytical method applied in this study showed good repeatability and linearity. Quantitative detection limits were estimated from 0.60 to 17.84 ng/m3 in air, depending on individual compounds. The field measurements were carried out at 3 sites located in Sihwa- Banwall industrial areas and a suburban area from January 2007 to November 2007. From the field experiments, DEHP, DMP and DBP appeared to be the most abundant compounds in the ambient air. It was also found that DMP, DEP and DBP were mainly distributed in the vapor phase, while BBP, DEHP and DOP were predominantly associated with the particulate phase. The concentrations of DEHP and DMP in the industrial areas ranged from 45.7 to 1,012.7 ng/m3 and from 7.7 to 375.1 ng/m3, respectively. Overall, the high-volume sampling method was demonstrated to be superior to the low-volume method for the determination of phthalates in the ambient atmosphere. 프탈레이트 화합물은 PVC 수지 등의 가소제로 널리 사용되며, 내분비계장애 및 돌연변이를 유발하는 물질로서 이에 대한 독성은 널리 알려져 있다. 우리나라에서는 소비자용품이나 음용수에서의 프탈레이트 화합물에 대한 측정 사례는 찾아 볼 수 있으나, 대기환경분야에서의 측정사례는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 환경대기 중의 프탈레이트 화합물을 측정하기 위해 고용량샘플러로 시료를 채취한 후 속슬렛 장치로 추출하여 GC/MS로 분석하였다. 일부 시료에 대하여 저용량공기채취법과 고용량공기채취법을 동시에 적용하여 두 측정 결과를 비교 평가하였다. 분석대상 항목은 dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), di-n-butyl phthalate (DBP), butyl benzyl phthalate (BBP), di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) 및 di-n-octyl phthalate (DOP) 등 6개 항목을 선정하였다. 입자상 시료 채취를 위해서는 석영섬유여지를 사용하였으며, 기체상 시료 채취에는 PUF/XAD-2를 사용하였다. 실험실 정도관리 평가 결과 표준시료에 대한 선형성과 재현성은 우수한 결과를 나타내었으며, 정량검출한계는 항목에 따라 대기 중 농도로 환산하여 0.60~17.84 ng/m3 수준으로 추정되었다. 또한 실제 현장평가를 위해 2007년 1월과 6월에 시화․반월공단 (정왕2동, 원시동)에서 측정한 결과 비교적 분자량이 작고 끓는점이 낮은 DMP, DEP, DBP는 기체상에 많이 존재하며, DBP 보다 분자량이 크고 끓는점이 높은 DEHP와 DOP는 입자상에 주로 존재하는 것으로 나타났다. DEHP는 45.7 ng/m3 ~ 1012.7 ng/m3, DMP는 7.7 ng/m3 ~ 375.1 ng/m3 수준으로 검출되었다. 전반적으로 볼 때 환경대기 중의 프탈레이트 화합물 측정에는 고용량시료채취법이 저용량법보다 우수한 것으로 나타났다.

        • KCI등재

          시멘트 제조공정의 환경적 취약 투입물/환경오염물 파악 및 최적종말처리 공정 선정

          이주영(Joo-Young Lee), 김윤하(Yoon-Ha Kim), 이건모(Kun-Mo Lee) 대한환경공학회 2017 대한환경공학회지 Vol.39 No.8

          기준공정과 개선대상공정 간의 투입물(Input, Material and energy), 배출물(Output, Product, Co-product), 환경오염물 (Environmental emission) 데이터를 수집하고 공정 성과를 분석하였다. 이를 통해 환경적으로 주요한 투입물과 환경오염물을 파악하였다. 제조공정의 투입물과 환경오염물 간의 상관관계 분석을 통해 각 환경오염물에 대한 기여도가 큰 투입물을 파악하였다. 주요 환경오염물 처리 시, 경제적 최적화를 통한 종말처리공정 조합을 선형 프로그래밍 기법을 사용하여 규명하였다. 사례 연구로는 동일한 형태의 시멘트를 생산하는 EU와 국내 시멘트 제조공정을 선정하였다. 국내 시멘트 제조공정에서는 석탄이 주요 투입물로, 먼지, SOx가 주요 환경오염물로 파악되었다. 제조공정의 투입물과 환경오염물 간의 다중회귀분석결과 석탄〉원자재〉석고 순으로 CO₂발생량에 기여도가 큰 것으로 나타났다. SOx발생량의 경우 석탄의 기여도가 가장 컸으며, Dust 발생량의 경우 석고〉원자재 순으로 기여도가 큰 것으로 나타났다. Dust 종말처리공정 최적화에서 전기집진기술 100%, 섬유필터기술 2.4% 조합이 최적이었다. SOx종말처리공정 최적화에서는 건식첨가공정기술 100% 습식세정기술 25.88% 조합이 최적이었다. 이 연구의 특징은 제조공정에서 문제가 되는 주요 투입물과 환경오염물을 파악하는 방법을 제시하였다는 점이다. 또한, 기술적·경제적으로 최적의 조합인 종말처리공정 선정 방법을 제시하였다는 점이다. Process input data including material and energy, process output data including product, co-product and its environmental emissions of the reference and target processes were collected and analyzed to evaluate the process performance. Environmentally problematic input/environmental emissions of the manufacturing processes were identified using these data. Significant process inputs contributing to each of the environmental emissions were identified using multiple regression analysis between the process inputs and environmental emissions. Optimum combination of the end-of-pipe technologies for treating the environmental emissions considering economic aspects was made using the linear programming technique. The cement manufacturing processes in Korea and the EU producing same type of cement were chosen for the case study. Environmentally problematic input/environmental emissions of the domestic cement manufacturing processes include coal, dust, and SOx. Multiple regression analysis among the process inputs and environmental emissions revealed that CO₂ emission was influenced most by coal, followed by the input raw materials and gypsum. SOx emission was influenced by coal, and dust emission by gypsum followed by raw material. Optimization of the end-of-pipe technologies treating dust showed that a combination of 100% of the electro precipitator and 2.4% of the fiber filter gives the lowest cost. The SOx case showed that a combination of 100% of the dry addition process and 25.88% of the wet scrubber gives the lowest cost. Salient feature of this research is that it proposed a method for identifying environmentally problematic input/environmental emissions of the manufacturing processes, in particular, cement manufacturing process. Another feature is that it showed a method for selecting the optimum combination of the end-of-pipe treatment technologies.

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