Improvement of microalgal secondary metabolites production through the modulation of environmental factors

한상일 Greduate School, Korea University 2021 국내박사

본 연구에서는 산업 미세조류의 이차 대사산물 생산성 개선을 위해 다양한 환경 요인의 제어를 제시하였다. 미세조류는 광합성을 통해 스스로 번식하므로 재배하기 쉽고, 거의 또는 전혀 주의를 기울이지 않고 성장할 수 있다. 특히, 광합성 박테리아를 제외한 다른 미생물의 재배 시스템에 있어 가장 비싼 영양소인 당원을 사용하지 않고 배양할 수 있으므로 최소 비용으로 이용할 수 있다. 또한, 미세조류는 다양한 고부가가치 물질을 동시 생산할 수 있고 별도의 세포 개량 없이 원하는 고부가가치 물질을 생산할 수 있으며, 높은 이차 대사산물 함량을 지닌다. 예를 들어, 두날리엘라(Dunaliella)는 모든 유기체 중 가장 높은 베타카로틴을, 헤마토코쿠스(Haematococcus)는 천연 공급원 중 가장 많은 양의 아스타잔틴을 함유하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 미세조류는 경제적인 원료 생산을 위한 플랫폼이 될 수 있다. 미세조류의 생산성을 높이는 주요 전략은 유전공학과 환경 요인의 제어로 나뉜다. 잠재적 위험성을 내포한 유전공학과 달리, 환경 요인의 제어는 위험성이 없고 쉽게 적용할 수 있으며, 대량생산에 적합한 기술이다. 그러나, 미세조류의 종에 따라 이차 대사산물 생산에 영향을 미치는 환경 요인이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 산업 원료로써 유망한 미세조류를 선별하고, 이들의 특성을 바탕으로 환경 요인을 제어하여 대사산물 생산성을 평가하였다. 먼저, 간접적인 환경 요인과 직접적인 환경 요인을 적용하여 이차 대사산물 생산성을 평가하였다. 이어서, 환경 요인의 적용이 산업적으로 지속적이고 실현 가능한지를 평가하였다. 마지막으로, 생물학적 환경 요인 또한 적용할 수 있는지를 평가하였다. 두 번째 장에서는 두날리엘라 살리나(Dunaliella salina)를 이용하여 간접적인 환경 요인의 적용을 평가하였다. 두날리엘라는 높은 수준의 베타카로틴 함량을 지니는 균주로, 성장단계에 따라 세포 내 색소 함량이 변화하는 특성이 있다. 따라서, 광원의 조절을 통해 두날리엘라의 베타카로틴 생산을 증대하였다. 두날리엘라의 성장 패턴은 광원의 파장에 따라 변화하였다. 배양 초기 단계의 세포는 청색광 아래에서 빠르게 성장하였으나, 배양 후기 단계의 세포는 적색광 아래에서 빠르게 성장하였다. 이를 바탕으로 세포의 성장단계에 따라 광원을 청색에서 적색으로 변경하여 단일 적색광 아래에서 배양한 세포에 비해 세포 밀도와 베타카로틴 생산량을 각각 12.8%, 12.5% 증가하였다. 또한, 세포를 청색광에 적응시킬 경우 초기 성장률이 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 결과적으로, 광 파장 변화와 청색광 적응 세포를 이용할 경우 단일 적색광을 이용하여 배양한 세포에 비해 베타카로틴 생산량이 34.7% 증가하였다. 이러한 결과는 간접적인 환경 요인의 제어가 이차 대사산물 생산을 효과적으로 개선할 수 있음을 분명히 나타낸다. 세 번째 장에서는 헤마토코쿠스 라쿠스트리스(Haematococcus lacustris)를 이용하여 직접적인 환경 요인의 적용을 평가하였다. 헤마토코쿠스는 강한 스트레스에 노출될 경우 아스타잔틴을 축적하는 특성이 있다. 따라서, 세포에 직접 물리적인 자극을 가하여 스트레스를 유발하고 아스타잔틴 축적을 촉진하는 미세구조 장치를 개발하였다. 물리적 스트레스가 가해진 세포는 대조군보다 14.3% 높은 수준의 활성산소종 함량과 204% 많은 양의 아스타잔틴을 축적하였다. 또한, 미세구조 장치 배양에 질소 고갈 조건을 적용할 경우, 아스타잔틴 함량이 추가로 48.8%에서 71.5%까지 증가하였다. 이러한 결과는 직접적인 환경 요인의 제어가 이차 대사산물 생산을 더욱 효과적으로 개선하고, 간접적인 환경 요인의 제어와 함께 적용될 수 있음을 명백하게 보여준다. 네 번째 장에서는 포르피리듐 크루엔툼(Porphyridium cruentum)을 이용하여 산업적으로 지속 가능하며 실현 가능한 환경 요인을 적용하였다. 포르피리듐은 세포 주변에 세포 외 고분자 물질(EPS; extracellular polymeric substances)을 지속해서 분비하고 구조물에 부착하는 특성이 있으며, 이로 인해 수확 과정에 많은 에너지가 요구된다. 따라서, 에너지 소모량을 줄이면서 지속하여 EPS를 생산할 수 있는 고정화 배양법을 적용하였다. 칼슘 알지네이트 비드는 반 연속적 세포 배양과 EPS 생산에 적합한 것으로 확인되었다. 반 연속적 배양의 결과, 세포 바이오매스와 EPS 생산성은 대조군보다 각각 13.0%, 13.2% 증가하였다. 또한, 칼슘 알지네이트 비드 배양법을 통해 생산된 EPS의 화학적, 생물학적 특성은 기존의 배양법을 통해 생산된 EPS와 같았다. 이러한 결과는 기존의 배양법을 손쉽게 대체할 수 있으며, 지속할 수 있고 실현 가능한 환경 조건 제어의 예를 보여준다. 다섯 번째 장에서는 포르피리듐을 이용하여 생물학적 환경 요인의 적용을 평가하였다. 포르피리듐은 세포 외부에 EPS 층을 형성하며, 이를 통해 주변에 박테리아 군집을 유치하고 공생하는 특성이 있다. 따라서, 공생 박테리아의 적용에 따른 포르피리듐의 성장과 EPS 생산성 변화를 평가하였다. 박테리아 슈도알테로모나스(Pseudoalteromonas sp.) MEBiC 03485는 포르피리듐의 성장을 최대 57.4%, EPS 생산성을 5.92% 향상하였다. 이러한 효과는 MEBiC 03485가 분비한 화합물로부터 기인한 것으로 밝혀졌다. MEBiC 03485가 분비한 화합물을 처리한 경우, 포르피리듐의 세포 성장과 EPS 생산은 각각 18.2%, 12.3% 증가하였다. 또한, MEBiC 03485의 분비물은 포르피리듐의 피코에리트린과 피코시아닌 함량을 각각 98.3%, 172% 증가시켰다. 이러한 결과로부터 MEBiC 03485가 포르피리듐의 광합성 효율을 증가시켜 세포 성장과 EPS 생산이 증가하였음을 추론하였다. 이러한 결과는 미세조류 배양을 위한 환경요인의 제어가 비생물적 요인뿐만 아니라 생물적 요인도 포함함을 보여준다. 본 연구는 미세조류의 특성을 기반으로 하여 이차 대사산물 생산성 향상을 위한 지속 가능하고 실행 가능한 배양 방법의 가이드 역할을 할 것이다. In this study, various environmental factor controls have been proposed to improve the productivity of secondary metabolites in industrial microalgae. Microalgae are easy to cultivate and can grow with little or no attention, especially since they reproduce on their own through photosynthesis. For instance, most microalgae can be cultivated without sugar source, which is the most expensive component when cultivating microorganisms (except for photosynthetic bacteria); therefore, the cost for using and maintaining them is low. Microalgae can simultaneously produce various high-value products, biosynthesize these valuable products without additional genetic engineering, and contain high levels of secondary metabolites. For example, Dunaliella sp. is one of the highest producers of β-carotene among all organisms, and Haematococcus sp. contains the highest amount of astaxanthin compared to other natural producers. Thus, microalgae can be a platform for producing economical raw materials. Notably, strategies that improve the productivity of microalgae are controlled by genetic engineering and environmental factor controls. Unlike genetic engineering that poses potential risks, such as fears of biological contamination and limited legislation, environmental factor control is a technology that is risk-free, easy to apply, and suitable for mass production. However, environmental factors, which influence the production of secondary metabolites, differ depending on the microalgal species. In this study, promising microalgae that produce industrial raw materials were selected, and based on their characteristics, environmental factors were controlled to investigate secondary metabolite productivity. Initially, the productivity of secondary metabolites was measured by controlling both indirect and direct environmental factors, such as light source, physical stress, alginate bead, and symbiotic bacterium. Subsequently, the sustainability and feasibility of controlling environmental factors were evaluated. Finally, the applicability of biological factors was examined. In Chapter 2, the application of indirect environmental factors was investigated using Dunaliella salina. D. salina is a strain that produces high levels of β-carotene, and its pigment content changes depending on the growth stage. Therefore, β-carotene production from D. salina was modified by controlling the light source. The growth pattern of D. salina changed according to the wavelength emitted from the light source. Cells in the early stages of culturing grew rapidly under blue light, whereas cells in the later stages of culturing grew rapidly under red light. Depending on the growth stage of the cells, when the cells were cultured under a blue light and then switched to a red light, cell density and β-carotene production increased by 12.8% and 12.5%, respectively, compared to cells cultured under only a red light. Additionally, we confirmed that the initial growth rate further increased when the cells were adapted to a blue light. Subsequently, when the emitted wavelength of light shifted from blue to red and blue light-adaptive cells were used, the production of β-carotene was increased by 34.7% compared to cells cultured under only a red light. These results indicate that controlling indirect environmental factors improved the production of secondary metabolites. In Chapter 3, direct environmental factors were applied to Haematococcus lacustris. H. lacustris is capable of accumulating astaxanthin when subjected to high-level stress in the local environment, such as high salt, high irradiance, and inadequate pH range. We developed a microdevice to induce stress by physically stimulating cells, thereby promoting astaxanthin accumulation. The cells that were subjected to physical stress accumulated higher levels of reactive oxygen species (14.3%) and astaxanthin (204%) than the unstimulated control. Moreover, when nitrogen was depleted in the microdevice-tested culture, the astaxanthin content was further increased by 48.8–71.5%. These results show that environmental factors can directly stimulate these cells for microalgal cultivation. These results also demonstrate that direct environmental factor controls can improve the productivity of secondary metabolites and can be utilized simultaneously with indirect environmental controls. In Chapter 4, an industrially sustainable and feasible environmental factor, alginate bead, has been applied to Porphyridium cruentum. P. cruentum continuously secretes extracellular polymeric substances (EPS) around cells and adheres to structures such as pillars, rocks, and corals in the aquatic environment. Thus, a large amount of energy is consumed by centrifuge during the harvesting process. An immobilized culture method was applied to P. cruentum to continuously produce EPS while reducing energy consumption. As a support for cells, calcium alginate beads were determined to be suitable for semi-continuous cell culture and EPS production. Owing to the semi-continuous culturing conditions, the cell biomass and EPS productivity increased by 13.0% and 13.2%, respectively, compared to the control. Notably, the chemical and biological properties of the EPS produced through the calcium alginate bead culture were the same as the EPS produced through the conventional culturing method. These results show examples of sustainable and feasible environmental factor control to improve productivity and yields; subsequently, this approach can easily replace conventional culture methods. In Chapter 5, the application of a biological factor was evaluated using P. cruentum. P. cruentum forms a layer of secreted EPS on the outside of cells, which in turn attracts symbiotic bacteria that colonize around it. The growth and EPS productivity of P. cruentum were assessed after co-culturing with symbiotic bacteria. Compared to control (non-treated) conditions, Pseudoalteromonas sp. MEBiC 03845 increased the cell density of P. cruentum by 57.4% and also increased EPS production by 5.92%. We found that this effect originated from a compound secreted by the MEBiC 03485. When the compound secreted by MEBiC 03485 was treated, cell growth and EPS production from P. cruentum increased by 18.2% and 12.3%, respectively. Moreover, the compound secreted by MEBiC 03485 increased the content of phycoerythrin and phycocyanin in P. cruentum by 98.3% and 172%, respectively. From these results, we inferred that MEBiC 03485 increased the photosynthetic efficiency of P. cruentum, thereby increasing cell growth and EPS production. These results confirm that controlling environmental factors to cultivate microalgae includes both abiotic and biotic factors. Collectively, this study serves as a guide for sustainable and feasible culture methods based on the characteristics of microalgae to improve secondary metabolites productivity.

메타버스 공간 사례 분석을 통한 효과적인 가상건축 설계 연구

이종섭 고려대학교 공학대학원 2023 국내석사

메타버스 공간 사례 분석을 통한 효과적인 가상건축 설계연구이 종 섭 건축사회환경공학과 지도교수 : 이 경 훈 요약문 본 연구는 메타버스 공간설계에서 필요한 검토 요인 도출 및 실제 사례를 분석하고 이를 통하여 보다 효과적인 공간설계를 제안하기 위한 연구 목적을 가지고 진행하였다. 이러한 연구목적을 달성하기 위하여 본 연구는 제Ⅰ장에서 연구의 목적 및 연구 방법을 밝히고 본 연구와 관련한 분석 준거 틀을 마련하였다. 또한 연구 진행을 위하여 다음과 같은 사례와 범위를 세부적으로 선정하였다. 그리하여 확보한 사례분석을 바탕으로 효과적인 메타버스 공간설계의 아이디어를 얻은 후 이를 바탕으로 이용자 중심의 메타버스 공간 실제 설계안을 제안할 논거의 토대를 마련하였다. 제Ⅱ장은 본 연구와 관련된 의미 있고 중요한 선행연구들을 이론적으로 고찰하였다. 메타버스 개념과 관련하여 2007년 미국 코넬 대학 교수 로버트 블룸필드(Robert Bloomfield)를 참고하고 그가 분류한 메타버스 4가지 유형의 플랫폼을, 증강현실, 라이프로깅, 미러월드, 가상세계, 본 연구의 핵심 분류 기준으로 활용하였다. 특히, 증강 현실(Augmented Reality; AR) 및 혼합 현실(Mixed Reality; MR)의 적용이 가상현실의 발전을 압도하고, 일부에서는 인공지능(Artificial Intelligence; AI) 시스템으로 구현되는 가상세계가 인간의 실제 경험을 확장하고 현실을 더 이해하기 쉽고 흥미롭게 만들어 궁극적으로 일상에 대한 여러 문제를 개선할 것으로 전망되고 있다. 이에 본 연구는 ’증강현실‘을 기반으로 보다 효과적인 가상공간 설계를 모색하였다. 제Ⅲ장은 본 연구의 목적을 논거하는 사례 선정 및 분석 기준의 서술하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 이 중에서 가상세계에 해당하는 사례를 분석 대상으로 하였다. 본 연구가 수행한 사례분석은 물리적 환경, 공간 컴퓨팅(Spatial Computing), 초월성, 현전감(Presence), 자율성을 기준을 사용하였다. 이러한 개념들을 바탕으로 본 연구는 실제 사례 분석으로 국내 사례 2개와 해외 사례를 대상으로 하였다. 국내 사례인 로블록스 서울시 ‘따릉이 교육장’은 서울시설공단과 2021년 메타버스 플랫폼 로블록스가 2021년 서울시 공공자전거 '따릉이'의 가상교육장을 구축한 것이다. 이는 주로 10대가 주로 이용하는 메타버스 플랫폼 로블록스에 3D 콘텐츠의 따릉이 안전교육장와 홍보관을 구현한 것이며 사용자의 접근성을 무엇보다 고려한 것이었다. 그러나 가상세계는 사람들이 다른 사람들이 그들과 함께 있고 상호 작용할 수 있는 것으로 경험하는 지속적인 가상 환경이다(Schroeder, 2008). 가상 환경과 가상 현실 기술이 "사용자(또는 사용자)가 실제 환경이 아닌 다른 환경에 존재하는 느낌을 갖도록 허용하거나 강요하는 컴퓨터 생성 디스플레이"로 정의된다는 점에서 자율성이 강조된다. 하지만 ‘따릉이’ 사례에서는 사용자의 능동적인 경험이 극히 제한적인 분석결과가 나왔다. 다음 국내 사례는 가상전시 공간 ‘믐(MEUM)’이다. 가상전시공간 ‘믐’은 물리적인 제약을 해소하고 개인의 고유 전시공간을 향유하는 것을 목표로 제시된 프로젝트이다. 코로나19로 다양한 오프라인 문화예술공간에 방문객의 발길이 끊기면서 많은 전시관, 갤러리가 어려움을 겪게 되었다. 이때 ‘주식회사 믐’은 예술 작가들이 창작물을 전시하고 홍보할 수 있도록 메타버스를 이용한 온라인 3차원(3D) 전시장을 운영하였다. '믐' 사용 작가는 기본으로 작품을 20개까지 업로드할 수 있으며, 그 이상 작품을 설치할 경우 ‘포도’를 통해서 인벤토리를 확장해야 한다. 이러함에 '믐'은 소비자가 만들어가는 전시가 주목표로, 비용 없이도 전시공간을 이용할 수 있게 함으로써 소비자가 작가가 되고 또 소비자가 되는 순환과 공유 목표를 지향하는 것을 알 수 있다. 한편 해외 사례는 ‘제페토 월드’을 1차와 2차로 분리하여 사례분석하였다. 이유는 제페토 월드 1차와 2차가 많은 점에서 그 차이를 보이고 있기 때문이었다. 제페토 월드 내 시각적 세계는 현실에서의 월드와 동일하다. 서울에서 개최된 전시공간을 그대로 구현하여 물리적 공간, 3차원 구현과 현실감이 매우 높게 나타나는 특징을 지녔다. 좀 더 구체적으로 구찌의 제페토 월드는 1차와 2차의 성격에서 차이가 발생하는데, 1차는 게임과 아바타 장식, 구매 등의 활동에 초점을 맞춘 반면 2차는 전시공간의 체험에 중심을 두었다. 1차의 경우 물리적 환경, 공간 컴퓨팅, 초월성, 현존감, 자율성 모두에서 극단적으로 치우친 경향보다, 고른 특징을 보여준다. 다만, 시각적 기술력이 높고 사용자의 즐거움과 흥미를 유발할 수 있는 콘텐츠를 채우는 데 중점을 두었기 때문에 몰입감을 높여 현존감으로 연결될 여지가 있다고 판단된다. 2차의 경우 오프라인에서 개최한 전시를 그대로 가상에 구현하여 초월성을 높였다. 사용자는 현실과 가상공간을 넘나들며 초월성을 느낄 수 있었다. 제Ⅳ장은 본 연구의 목적을 수행하기 위하여 메타버스 건축‧설계의 계획과 실제를 서술한 장이다. 본 연구가 특히 주목하는 바는 ‘증강현실’이다. 증강현실이란 외재적 세계의 증강 형태로, 위치 인식시스템과 네트워크를 활용하여 개인의 현실공간을 확장한다(Smart, Cascio, & Paffendorf, 2007). 인간이 인식하는 현실공간에 가상의 2D/3D 물체를 겹쳐 보이게 하여 상호작용하는 환경을 제공하는 것으로, GPS를 활용한 위치정보에 마커(marker)와 시스루(see-through) 등을 활용한다(Aladin et al., 2020; Kim et al., 2020). 이러한 가상공간의 건축‧설계는 각 산업의 특성에 따라 다양한 양태로 전개되고 있다. 실제 공간설계 계획안은 가장 최근의 흐름을 반영하였다. 본 연구를 진행하고 있는 2022년 12월 현재, 메타버스는 이제 시대의 대세이며 필이다. 이러한 시대 흐름 속에서 본 연구가 목표하는 건축공간은 ‘재택근무를 통한 업의 공간’이다. 여기서 ‘협업’이란 반드시 모든 구성원들이 모여서 함께 작업을 해야 하는 업종이 아니다. ‘독립성’을 기반으로 하여 한 회사의 구성으로서 협업을 해야하 디자인 관련 업종이다. 이에 관한 본 연구의 상세 서술을 위하여 먼저 본 연구자가 각하는 메타버스 건축‧설계에 반드시 검토되어야 하는 요소는 다음과 같다. 메타버스 구현의 미래 가능성을 논의한 Dionisio와 Gilbert(2013)에 따르면 가상공간 설계의 중심 구성 요소는 네 가지 기능에 집약된다. 즉 리얼리즘, 유비쿼티(Ubiquity), 상호 운용성, 확장성을 갖추어야 한다. 나아가 효과적인 가상공간 건축‧설계를 위한 핵심 요인 지표로 본 연구는 다음과 같은 4가지 요인을 도출하였다. 첫째, 가상공간 주 사용자 연령대의 니즈를 구체적으로 파악해야 한다. 둘째, 가상공간 안에서 사용자가 현실을 대체할 목표를 세분화해야 한다. 셋째, 메타버스 가상공간 내 ‘비즈니스 생태계’ 중요성을 검토해야 한다. 넷째, 메타버스 내 가상공간 건축 설계 점검표를 작성하는 것이다. 이에 본 연구는 제Ⅳ장 3항에서 ‘증강현실(AR)’을 바탕으로 한 가상공간 실제 건축‧설계 계획하였다. 이를 위해 본 연구자는 가장 먼저 ‘테마’를 설정하였다. 그리고 상기 검토한 가상공간 내에 필요한 검토 요소를 작성하였다. 테마는 코로나19 팬데믹 확산으로 불가피하게 확산되는 비대면 근무환경을 설정하였다. 본 연구는 이러한 설정하에 원격 재택근무의 개념을 넘어, 가상공간에서 보다 효율적인 업무환경을 조성하고, 해당 비대면 조직구성원들의 효율적 업무 완수를 목표로 가상공간 건축‧설계안을 제시하고자 하였다. 본 연구가 제시하는 메타버스 가상공간 설계 계획안은 본 연구의 Ⅲ장 사례 분석에 포함되지 않은 ‘사무환경 구축’이다. 물론 비대면 사무환경 구축은 기존에 어느 정도 이루어져 있다. 하지만 기존에 구축된 비대면 사무환경 구축은 Ⅲ장 사례 분석의 가상공간 설계환경과 대개 동일하다. 이에 본 연구자는 Ⅲ장 사례 분석 결과를 바탕으로 더욱 발전된 ‘증강현실(AR) 글래스를 착용한 확장현실(XR) 환경의 비대면 사무환경’이라는 가상공간 설계 구축을 목표로 설정하였다. 이러한 본 연구와 관련 문준식(2014)은 가상현실(VR)을 “컴퓨터로 구현한 환경, 상황을 모의실험(simulate)하는 것 이외에 실질적으로 구축될 공간의 사용자가 가상으로 구현된 공간에서 마치 실제 상황이나, 환경에서 경험하는 것과 같은 느낌을 가지게 하는 것”으로 정의하였다. 또한 그는 가상현실 헤드셋 적용과 그 가능성에 관하여 연구하면서, 설계 도구로써, 다양한 대안들을 기존에 물리적 모델과 동일하게 간접적으로 체험해볼 수 있어, 설계 시간은 물론 기존 비용에 비해 경제적으로 훨씬 더 감소할 것이라 예측하였다. 또한 건설회사에서 모델하우스, 시공단계에서 설계도면의 이해를 증진, 클라이언트의 공간에 대한 이해증진, 디자인 과정에서 협업을 위한 도구로서도 활용가능할 것으로 예측하였다. 문준식(2014)의 예측처럼 현재 증강현실(AR) 글래스 기술은 매우 비약적이며 빠른 속도로 발전하고 있다. 2022년 9월, 중국 스타트업 기업이자 ‘AR 글래스’ 분야 세계시장에서 선두를 달리며 한국 시장 “AR 글래스 점유율 81%”를 확보한 <Nreal>이 ‘Nreal Air’ 제품을 출시했다. 2022년 12월 현재 자사 홈페이지와 쿠팡 등 쇼핑업체들을 통해 대중에 판매하고 있다. 이것으로 본 연구가 실제 계획하는 증강현실(AR)의 기술적 토대는 기본적으로 마련되어 있다고 판단한다. 본 연구는 실제 건축‧설계를 하기에 앞서 먼저 테마를 설정하였다. 테마는 ‘코로나19 확산으로 인한 메타버스 가상공간 비대면 사무 환경 구축’이다. 이러한 테마 설정은 2022년 12월 현재도 코로나19의 위력이 여전하기 때문이다. 또 기존에 코로나19로 인하여 재택근무 및 원격근무를 시행하였던 글로벌 기업들의 경우 그 장점이 우수함을 이해하고 그 업무 범위를 더욱 더 확장하고 있다. 다음으로 본 연구는 가상공간 건축‧설계의 목표를 ‘200명 규모의 1인 전용 가구(家具) 디자인 회사’로 설정하였다. 아울러 공간설계에 있어 회사의 사무실은 물론 그 회사 구성원이 생활하는 편의공간으로까지 그 공간의 범위를 확장하였다. 현재 대한민국 가구의 약 1/3이 1인 가구이다. 그리고 이것은 비단 한국만이 아닌 세계적인 추세이기도 하다. 그러므로 1인 가구(家具)는 매우 다양한 제품에 걸쳐 그 수요가 급증할 것이기 때문이다. 이 과정에서 ‘디자인’ 업종의 특성상 각 디자너이들이 굳이 한 회사의 한 사무실에 머물며 공동작업을 해야할 필요는 없다. 오히려 그것은 비효율적이다. 각 디자이너들의 디자인 설계와 계획에 따라 회사 밖은 물론 세계 곳곳을 방문하여 실태를 조사할 필요도 있다. 그리고 자신이 설계한 가구를 입체적으로 회사 구성원들에게 시연하여야 할 필요도 있다. 그러므로 디자인 업종 회사의 경우, 실제 몸은 어디에 있든 불문하고, 가상공간의 사무실 그리고 사무실을 중심으로한 부대시설 등이 설계된 공간을 이용하는 것이 훨씬 더 효율적이라 할 수 있다. 나아가 이러한 사무환경에 효율성을 더 높이기 위하여 단지 2D 화면으로 참여하는 것이 아닌, 3D 화면, 즉 확장현실(XR) 환경 속의 가상공간을 활용하는 것이 특히 몰입감 및 현전감 면에서 매우 효율적이며 보다 능동적인 활동을 이끌어 낼 수 있기 때문이다. 본 연구가 제시한 상기 계획안은 현재의 기술력으로도 충분히 실현가능한 사례이며 효율성 및 투자 대비 이윤 창출 면에서도 그 효과가 충분하리라 예상된다. 현재 시대는 MZ세대를 중심으로, 메타버스 기술을 중심으로 매우 빠르게 변화하고 있으며 또 확산되고 있다. 글로벌 IT 기업들은 메타버스 활용 및 투자에 매우 적극적으로 나서고 있다. 향후 이러한 메타버스 건축‧설계 시장에 치열한 경쟁과 발전이 있을 것이라는 것은 명약관화한 사실이다. 그러므로 새로운 미래 산업인 메타버스 산업기반 조성과 미래의 가치 창출을 위하여 기업은 물론 정부 차원에서도 전폭적인 관심과 지원이 있어야 할 것이다. 메타버스가 성숙함에 따라 메타노믹스의 경제 규모는 커지며, 현실 공간에서 제조업과 마케팅까지, 가상공간에서 엔터테인먼트와 다중정체성의 일반화까지, 현실과 가상의 융합에서 교육과 여행까지 확장될 것이다. 이는 도시와 도시의 연결, 도시와 국가의 연결, 나아가 지구의 연결로 확장될 것이다. 그럼에도 아직 완벽한 몰입을 유발하기 위한 디스플레이 기술, 웨어러블 기기의 기술력 등에 대한 한계가 존재하는 것은 사실이다. 공간 설계뿐 아니라 기술, 프로그래밍, 사용자의 감각 및 심리적 반응 등 다각적 차원에서 연구가 수행되어야 하며, 각 학문 분야 간 융합 연구가 요구된다. 핵심어 : 메타버스, 가상건축설계, 증강현실(AR), 확장현실(XR), 재택근무, 원격근무 A Study on Effective Virtual Architecture Design through Metaverse Space Case Analysis by Jong Seop Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering under the supervision of Professor : Kyung Hoon Lee Abstract This study was conducted with the purpose of deriving review factors necessary for metaverse space design, analyzing actual cases, and proposing more effective space design through this. In order to achieve this research purpose, this study clarified the purpose and research method of the study in Chapter 1, and prepared a framework for analysis related to this study. In addition, the following cases and scopes were selected in detail for the progress of the study. Based on the case analysis obtained, the idea of ​​effective metaverse space design was obtained, and based on this, the basis for the argument to propose a user-centered metaverse space design was prepared. Chapter Ⅱ theoretically reviewed meaningful and important preceding studies related to this study. Regarding the metaverse concept, refer to Robert Bloomfield, a professor at Cornell University in the United States in 2007, and classify four types of metaverse platforms he classified: augmented reality, lifelogging, mirror world, virtual world, and the core classification of this study. used as a criterion. In particular, the application of augmented reality (AR) and mixed reality (MR) overwhelms the development of virtual reality, and in some cases, the virtual world implemented by artificial intelligence (AI) systems It is expected to expand experiences and make reality more comprehensible and interesting, ultimately improving many problems of everyday life. Therefore, this study sought a more effective virtual space design based on 'augmented reality'. Chapter III describes the case selection and analysis criteria that support the purpose of this study. For this purpose, in this study, cases corresponding to the virtual world were analyzed. The case analysis conducted in this study used physical environment, spatial computing, transcendence, presence, and autonomy as criteria. Based on these concepts, this study targeted two domestic and overseas cases as an actual case analysis. In the case of Roblox Seoul’s ‘Dtareungi Training Center’, a domestic case, the Seoul Facilities Corporation and the 2021 metabus platform Roblox built a virtual training center for the public bicycle ‘Dtareungi’ in 2021. This is a metabus platform mainly used by teenagers, Roblox, which implements 3D contents of the Ttareungi safety training center and PR center, and considered user accessibility above all else. However, virtual worlds are persistent virtual environments in which people experience others as being present and able to interact with them (Schroeder, 2008). Autonomy is emphasized in that virtual environments and virtual reality technologies are defined as “computer-generated displays that allow or force the user (or users) to have the feeling of being in an environment other than the real one.” However, in the case of ‘Ttareungyi’, the active experience of users was extremely limited. The next domestic case is the virtual exhibition space ‘MEUM’. The virtual exhibition space 'Meon' is a project presented with the goal of relieving physical limitations and enjoying an individual's unique exhibition space. Due to COVID-19, many exhibition halls and galleries suffered difficulties as visitors stopped visiting various offline cultural and art spaces. At this time, ‘Meon Co., Ltd.’ operated an online 3-dimensional (3D) exhibition hall using metaverse so that artists could display and promote their creations. Artists who use 'Myeon' can upload up to 20 works by default, and if more works are installed, the inventory must be expanded through 'Grape'. In this sense, 'Beon' is aimed at the circulation and sharing goal of consumers becoming artists and consumers again by making exhibitions made by consumers as the main goal, allowing them to use the exhibition space without cost. Meanwhile, for overseas cases, 'ZEPETO World' was analyzed by separating the first and second cases. The reason is that there are many differences between the 1st and 2nd ZEPETO World. The visual world in ZEPETO World is the same as the real world. By implementing the exhibition space held in Seoul as it is, it has the characteristics of a physical space, three-dimensional realization, and a very high sense of reality. More specifically, Gucci's Zeppetto World differs in the nature of the 1st and 2nd. The 1st focused on activities such as games, avatar decorations and purchases, while the 2nd focused on the experience of the exhibition space. In the case of the first order, it shows even characteristics rather than extreme biases in all of the physical environment, spatial computing, transcendence, presence, and autonomy. However, since the visual technology is high and the focus is on filling the content that can arouse the user's enjoyment and interest, it is judged that there is room for it to be connected to a sense of presence by increasing the sense of immersion. In the case of the second exhibition, the exhibition held offline was implemented virtually as it is, enhancing transcendence. Users could feel transcendence by crossing the real and virtual space. Chapter Ⅳ describes the plan and practice of metabus architecture and design to carry out the purpose of this study. What this study pays special attention to is ‘augmented reality’. Augmented reality is an augmented form of the external world, which uses a location recognition system and network to expand an individual's real space (Smart, Cascio, & Paffendorf, 2007). It provides an interactive environment by superimposing virtual 2D/3D objects on the real space recognized by humans, and utilizes markers and see-through for location information using GPS (Aladin et al., 2020; Kim et al., 2020). The architecture and design of these virtual spaces are being developed in various ways according to the characteristics of each industry. The actual space design plan reflected the most recent trend. As of December 2022, when this study is being conducted, the metaverse is now the trend and feel of the times. In this trend of the times, the architectural space that this study aims for is 'the space of work through telecommuting'. Here, ‘collaboration’ is not necessarily an industry in which all members must gather and work together. It is a design-related industry that needs to collaborate as a composition of a company based on 'independence'. For the detailed description of this study, the elements that must be reviewed in the metabus architecture and design that this researcher rejects are as follows. According to Dionisio and Gilbert (2013) discussing the future possibilities of metaverse implementation, the central components of virtual space design are concentrated in four functions. In other words, it should have realism, ubiquity, interoperability, and scalability. Furthermore, as key factor indicators for effective virtual space architecture and design, this study derived the following four factors. First, it is necessary to specifically identify the needs of the age group of the main users of virtual space. Second, within the virtual space, users should subdivide the goal to replace reality. Third, the importance of the ‘business ecosystem’ within the metaverse virtual space should be reviewed. Fourth, to create a virtual space architectural design checklist in the metaverse. Therefore, in this study, the actual architecture and design of virtual space based on 'augmented reality (AR)' was planned in Chapter IV, Paragraph 3. To this end, this researcher first set up a 'theme'. In addition, necessary review elements were created in the reviewed virtual space. The theme set a non-face-to-face working environment that inevitably spreads due to the spread of the COVID-19 pandemic. Under these settings, this study aims to create a more efficient work environment in virtual space, beyond the concept of remote telecommuting, and present a virtual space architecture and design plan with the goal of efficiently completing work for the members of the non-face-to-face organization. The design plan for the metabus virtual space proposed by this study is the ‘establishment of office environment’, which is not included in the case analysis in Chapter Ⅲ of this study. Of course, the non-face-to-face office environment has been established to some extent. However, the existing non-face-to-face office environment construction is mostly the same as the virtual space design environment of the case analysis in Chapter Ⅲ. Therefore, based on the results of the case analysis in Chapter Ⅲ, this researcher set the goal of constructing a virtual space design called 'a non-face-to-face office environment in an extended reality (XR) environment wearing augmented reality (AR) glasses'. Moon Jun-sik (2014) related to this study describes virtual reality (VR) as “a computer-implemented environment and situation, in addition to simulating a situation, the user of the space to be actually constructed looks like a real situation in a virtually implemented space. However, it is defined as “to have the same feeling as experienced in the environment”. In addition, while studying the application of virtual reality headsets and their possibilities, as a design tool, he can indirectly experience various alternatives in the same way as existing physical models, which will reduce design time as well as economically compared to existing costs. predicted. It is also predicted that construction companies can use it as a model house, to improve understanding of design drawings in the construction stage, to improve the client's understanding of space, and to be used as a tool for collaboration in the design process. As predicted by Jun-sik Moon (2014), the current augmented reality (AR) glass technology is very rapid and developing at a rapid pace. In September 2022, <Nreal>, a Chinese start-up company and leader in the global market for ‘AR glasses’ and securing an “81% share of AR glasses” in the Korean market, launched the ‘Nreal Air’ product. As of December 2022, it is selling to the public through its website and shopping companies such as Coupang. With this, it is judged that the technical foundation of the augmented reality (AR) that this study actually plans is basically prepared. In this study, the theme was set prior to actual architecture and design. The theme is ‘establishing a non-face-to-face office environment in the metabus virtual space due to the spread of Corona 19’. This theme setting is because the power of Corona 19 is still present as of December 2022. In addition, in the case of global companies that have previously implemented telecommuting and telecommuting due to COVID-19, they understand that the advantages are excellent and are further expanding the scope of their work. Next, this study set the goal of virtual space architecture and design to be a single-person furniture design company with 200 employees. In addition, in space design, the scope of the space was expanded to include not only the office of the company but also the convenience space where the members of the company live. Currently, about one-third of households in Korea are one-person households. And this is a global trend, not just Korea. Therefore, single-person households will see a surge in demand across a wide variety of products. In this process, due to the nature of the ‘design’ industry, it is not necessary for each designer to stay in one office of one company and collaborate. Rather, it is inefficient. Depending on the design and plans of each designer, it is necessary to visit not only outside the company but also around the world to investigate the actual situation. In addition, there is a need to demonstrate the furniture designed by oneself to company members in three dimensions. Therefore, in the case of companies in the design industry, regardless of where the physical body is located, it can be said that it is much more efficient to use the space where the virtual space office and auxiliary facilities centered on the office are designed. Furthermore, in order to further increase the efficiency of such an office environment, it is very efficient and more active in terms of immersion and presence to utilize a 3D screen, that is, a virtual space in an extended reality (XR) environment, rather than just participating in a 2D screen. because it can lead to. The above plan proposed by this study is a case that can be fully realized with the current technology, and it is expected that the effect will be sufficient in terms of efficiency and profit creation compared to investment. The current era is changing and spreading very rapidly, centered on the MZ generation and metabus technology. Global IT companies are very active in utilizing and investing in the metabus. It is a clear fact that in the future, there will be fierce competition and development in the metabus architecture and design market. Therefore, there should be full interest and support from the government as well as companies in order to create a foundation for the new future industry, the metabus industry, and create future value. As the metaverse matures, the economic scale of metanomics will grow, expanding from real space to manufacturing and marketing, from virtual space to entertainment and generalization of multiple identities, and from the convergence of real and virtual to education and travel. This will expand to the connection between cities, cities and countries, and furthermore, the connection of the earth. Nevertheless, it is true that there are still limits to display technology and wearable device technology to induce perfect immersion. In addition to space design, research should be conducted in various dimensions such as technology, programming, and users' sensory and psychological responses, and convergence research between each discipline is required. Key words: metaverse, virtual architectural design, augmented reality (AR), extended reality (XR), telework, remote work

환경영향평가 협의 실무사례 고찰과 이를 통한 현행 평가제도의 합리적 운용 및 개선방안에 관한 연구

조경제 서울산업대학교 산업대학원 2007 국내석사

본 연구에서는 환경영향평가 협의결과, 협의가 미흡한 사례를 유형별로 고찰하고 이러한 유형에 해당되었던 개발사업을 표본으로 선정하여 일련의 평가 협의과정을 검토·분석하고 개발사업 주체의 시각을 중심으로 문제점을 도출하여 이를 해결하기 위한 현행 평가제도의 합리적인 운용 및 개선방안을 제안하고자 한다. 우리나라의 환경영향평가제도는 1977년 처음 도입된 이래로 지속가능한 개발의 실현을 위한 의사결정 지원도구로 꾸준히 발전해오고 있는데 환경영향평가 실시 시기의 조정, 스크리닝·스코핑 제도의 도입과 주민의견 수렴 절차의 확대 등 다양한 개선방안이 적용되고 있다. 특히 최근에는 개발사업의 상위단계인 정책, 계획, 프로그램으로 이루어지는 의사결정 초기단계에 환경영향평가를 실시하는 전략환경평가 도입과 관련, 사전환경성 검토분야에서 환경정책기본법을 개정하여 2006. 6. 1일부터 사전환경성검토에 대안분석·의견수렴을 의무화하는 선진 전략환경평가 체계로 지속가능한 개발을 실현토록 제도를 개선·시행하고 있다. 환경영향평가 분야에서는 평가제도 상호간의 중복, 각종 영향평가서 작성에 과다한 시간·비용·인력소요 등 현행 통합영향평가법 운영과정에서 나타난 문제점을 보완·개선하고자 법률의 명칭을「환경영향평가법」으로 변경하고, 내용 중 교통·인구·재해 영향평가에 관한 사항을 전부 삭제 하는 등 법률을 개정하기 위한 입법예고(2006. 9. 29일)를 하기에 이르렀다. 이러한 환경영향평가 제도가 거듭된 연구와 시행착오 등을 거쳐 바람직한 제도로 개선·발전된다 할지라도 실무 적용시 그 시행 절차나 과정에 있어 평가협의 당사자의 불신을 초래하게 될 경우는 평가제도 자체의 신뢰성은 물론 나아가 행정기관 전체에 대한 신뢰성에도 큰 손상을 입게 될 것이므로 본 연구에서는 평가협의 절차 및 과정과 그 결과에 대한 전반적인 사례 고찰을 통하여 제기되고 있는 여러 문제점에 대하여 이를 검토·분석하고 그 개선방안을 제안하였다. 협의실무 사례분석을 통하여 제안하고자 하는 현행제도의 합리적운용 및 개선방안으로서는 첫째 평가협의기관의 평가업무 담당자 변경시 전문성 등을 고려하여 초기에 의무적으로 평가교육을 실시하여 법규적용 및 행정절차의 일관성 확보와 각 지방환경관서간 업무의 통일성을 도모하는데 개선이 되도록 노력하는 방안이 필요하며, 둘째 개발사업의 토지이용계획에 상당한 변경이 예상되는 경우 등에는 평가서 검토 초기단계에 현지조사를 반드시 실시하는 제도 운용상의 개선이 필요하며, 셋째 사업자 요청 등 필요하다고 인정되는 경우 협의기관의 일방적이 아닌 사업자와 검토기관 및 협의기관간 2자간 또는 3자간 논의체제가 확립되도록 하여 주요 쟁점사안에 대한 합리적 대안모색 등 협의과정에 있어서의 사업자 참여방안이 필요하며, 넷째 검토기관 및 전문가의 검토의견을 투명하게 조정할 수 있는 협의기관의 종합조정 기능 강화 시스템의 확보 등 협의기관의 역할론 강화 방안이 필요하며, 다섯째 기존의 이의신청 제도에 대하여 현재 개선 추진되고 있는 법령 개정안의 후속 조치로서 환경영향평가 심의위원회 위원구성 범위설정과 심의절차의 간소화 등 민원인을 배려하는 제도로 시행될 수 있도록 하는 등의 개선방안이 필요할 것으로 연구·제안하였다. 또한 이를 통하여 환경영향평가는 무조건적인 생태보존만을 목적으로 하거나 이용측면만을 강조하는 계획이 아니라 보존과 개발에 합성의 오류가 없도록 자연자원의 다목적 이용체계를 수립하는 현실적이고 합리적인 접근이 가능하도록 나아가야 할 것으로 보며, 제안된 개선방안에 대하여는 다각적이고 면밀한 검토로 환경영향평가제도의 실효성 확보와 나아가 정부의 대민 신뢰성 제고가 이루어질 수 있는 기초자료로서 유용하게 활용되어 환경영향평가제도의 발전적 정착이 이루어지길 기대하고자 한다. This study is considering Environmental Impact assessment conference result and insufficient instance of conference by many types. Assessment conference process is examined and analyzed on selected sample about development works that come in this type. It suggested of current assessment of system reasonable use and improvement plan for problem on sight of development work subject and solves Environmental impact assessment of our country is developing steadily by decision-making support means for realization of sustainable development since 1977. It is applied various improvement plan such as adjustment of environmental assessment origin time, introduction of screening and scoping system and extension of inhabitants opinion collecting formality. Recently, it is revised Environmental Policy Fundamental Act in the introduction and relation of strategy environmental assessment and prior environmental review system which beginning environmental impact assessment on the decision-making first stage consisted of policy, plan, program that is high position step of development work. Since 2006. 6. 1, It is improving and operating so as to realization of sustainable development on an advanced strategy environmental assessment structure to responsibility by alternative plan analysis and opinion-collecting in the prior environmental review system. Environmental impact assessment field is changed the legal name of environmental impact assessment Act as complement and improvement for problem that appear in current integration impact assessment like mutual repetition of assessment system and making out impact assessment paper in excessive time, expense and human power requirement. Among these contents, it was legislation announce(2006. 9. 29) to edit law as erase all subject about traffic, population and calamity impact assessment. When the applied business, though these environmental impact assessment system is developed and improved as desirable system through many repeat studies and trial and error, it can damage in authoritativeness about whole administration as well as authoritativeness of rating system in case of assessment conference person disbelief in the enforcement formality or process. So, this study examines and analyzes about several proposed problem through general example-consideration for assess conference formality, process and result and suggested the improvement plan. There are the fifth plans about rationalize application and improvement plan of the present system that proposed through conference business examples analysis. At first, when assessment business officer was changed in the assessment conference authorities, it need plan that try to gain consistency security of legislation application and administration procedures, improve maintaining unity of each local environment government office business by enforcing assessment education compulsorily at the first time considering professionalism. In the second, when fair alteration is expected that land use planning of development business are changed, it need improvement of system application that assessor enforce local survey in the first stage of paper investigation. In the third, when is recognized that need a businessman claim, it need businessman participation plan in conference process such as logical alternative groping about the main point at issue plan by established that is not unilateral between businessman and examination institution or conference institution In the fourth, it need conference institution's role strengthening plan such as security of synthesis control function strengthening system on examination institution that can adjust expert's examination estimation clarity. In the fifth, it need improvement plan like a considering system of popular enmity by environmental assessment judging committee composition extent establishment and simplification of deliberation process as a follow-up measures of statute amendment in improving and promoting about the formal objection system. Environmental assessment should be possible realistic and reasonable access that establish multi-purpose use system of natural resources so that there is no fallacy of composition in conservation and development that plan that does outright mode of life conservation by purpose or emphasizes use side is not. And this study will be expected that effectiveness security of environmental impact assessment by many-sided and meticulous examination about proposed improvement plan and expansive resettling of environmental impact assessment is achieved because governmental civil affairs authoritativeness raising are used usefully as basic data that can be attained.

주거지역 범죄유발환경요인이 주택의 내재가치에 미치는 영향 분석

이종훈 한양대학교 대학원 2014 국내석사

최근 특정 지역이나 공간에서 강력범죄가 빈번히 발생하고 있으며 특히 주거지역에서의 범죄 발생은 피해자는 물론 해당 지역 내 주민들의 불안감을 증폭시키게 된다. 이로 인해 해당 거주민들은 다른 지역으로 이동할 가능성이 커지게 되며 결과적으로 주택가격에 부정적인 영향을 주게 된다. 현재까지 범죄와 주택의 내재가치 간의 관계성에 대해 분석한 실증적인 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 이와 같은 배경을 기반으로 하여 주거지역의 범죄유발환경요인이 주택의 내재가치에 미치는 영향정도를 분석하는 것을 목적으로 하였다. 주택의 내재가치는 주거특성, 지역적 특성, 환경적 특성 등 잠재적인 속성을 가지고 있기 때문에 이를 추정하기 위해 헤도닉가격모형을 활용하였다. 이에 따라 본 연구에서는 특성 변수들의 내재가치를 직관적으로 파악하기 위하여 범죄자의 범죄행동특성을 분석한 후, CPTED 요인에 따른 주거지역의 범죄유발환경요인을 변수화 하였다. 본 연구의 연구모형 추정결과, 변수화한 범죄유발환경요인이 주택의 내재가치에 부분적으로 영향을 주고 있는 것을 확인하였다. 세부적으로 범죄유발환경요인 중 CCTV 감시여부, 조도, 대로로부터의 이격거리변수는 예상된 부호로 주택의 내재가치에 영향을 미치며 통계적으로 유의하였다. 반면 범죄유발한경요인 중 도로의 위계, 접도 폭 변수는 예상된 부호와는 일치하였으나 통계적으로 유의하지는 않았음을 확인하였다. 이에 본 연구에서 제시한 가설 중 일부가 유의함에 따라 범죄를 유발하는 환경적 요인이 해당 지역의 부동산 가치에 영향을 주고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구는 범죄유발환경요인이 주택의 내재가치에 미치는 영향을 분석한 실증적 연구이며 영향정도가 큰 변수의 경우 관련 요소의 설치 및 개선에 기초적인 방향을 제시할 것으로 판단된다. 이러한 결과는 결국 주민들의 주거 만족도를 증가시키고 주택의 내재가치까지 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

건설현장 오염방지를 위한 ISO14001 환경경영시스템적용에 관한 연구

이영규 전남대학교 산업대학원 2001 국내석사

본 연구는 환경문제를 해결하기 위한 접근방법으로서 시스템 어프로치(System approach) 차원의 환경오염규제제도 중에서 국제적으로 널리 활용되고 있는 ISO 14001 환경경영시스템 인증제도를 건설산업에 적용하여 건설현장의 오염방지 프로그램을 개발하는데 초점을 두었다. 환경오염방지에 대한 경제적 인센티브로서 환경오염으로 인한 사회적 피해, 즉 외부불경제효과(external diseconomy effect)도 철저히 배분하여야 한다는 것이 최근의 국제적 동향이며, 국제간의 환경협약이나 환경 헌장이 216개 이르고 있으며 많은 나라들이 환경에 관한 정부의 규제나 조세제도를 도입하고 있다. 환경문제에 대한 새로운 패러다임으로 ISO 14000 시리즈 규격들과 함께 환경경영의 시대가 전개되고 있으며, 환경경영에 관한 각종 인증제도가 국제교역조건으로 발전되고 있음을 살펴보았다. 건설사업 분야에서 법률이 요구하는 환경영향첨가제도와 ISO 14001 환경경영시스템이 요구하는 환경영향첨가와 그 관리방법에 대하여 문헌연구와 사례중심으로 검토하였으며, 이러한 연구결과를 기반으로 건설사업에 ISO 14001 환경경영시스템을 적용하는 방법을 건설시공현장을 중심으로 검토하였다. ISO 14001 환경경영시스템이 요구하는 궁극적인 목적은 오염방지에 있으므로 건설현장에 대한 오염방지 프로그램을 개발하는 것이 환경경영시스템을 구축하는 핵심과제가 된다. 건설현장 오염방지 프로그램 개발에 사용된 각종 내부 성과지표들은 현장경험을 중심으로 작성하였다. 이와 같은 방법은 건설현장에 적용하여야 할 오염방지 프로그램으로서 최적의 것이라고 할 수 없으므로 앞으로 지속적인 개선이 요구된다. This thesis on an approach to resolve environmental problems and focuses on developing pollution prevention program by applying ISO 14001 environmental management authentication system, which is used internationally among the regulations of environmental pollution systems. Social loss due to environmental pollution, and external diseconomy effect must be distributed as an economic incentive about environmental protection. There are 216 environmental pacts and charters of constitution, and many countries are adopting governmental regulations or tax system. As new paradigm of environmental problems, along with ISO 14000 series standards, an age of environmental management is being unfolded, and various type of authentication system is developed as terms of international trade. I have investigated about environmental effect of evaluation system required by the legislation in the field of construction industry by document and case studies Using the results of investigation, I have inquired the way of applying ISO 14001 environmental management system to construction industry as the main focus. The main purpose required by ISO 14001 environmental management system is pollution prevention. So, development of pollution prevention program about construction sites becomes the main assignment which designs the environmental management system. Various types of inner progress indexes used in pollution prevention program development for construction sites are based on my experiences. Such method cannot be the best in pollution prevention program to be applied in construction sites, thus continuous development is required.

폐합성고분자 재생원료의 환경기준 설정에 관한 연구

강찬모 서울산업대학교 산업대학원 2010 국내석사

최근에 자원의 절약 및 지구환경보전을 위하여 각종 소재의 재활용이 요구되고 있으며, 합성고분자의 경우에도 신규 소재 대비 중량비로 최소 약 15 % 이상의 재활용이 요구되고 있다. 재활용되는 합성고분자는 다양한 오염 경로에 노출되어 다시 사용되는 것으로부터 유해물질이 재질 내에 포함될 수 있다. 현재 국내외에서는 제품 내에 포함될 수 있는 특정 환경유해물질인 납(Pb), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 육가크롬(Cr+6) 등의 4대 중금속과 브롬계 난연제 관련하여 규제기준을 제시하고 있으며, 플라스틱 등의 고분자물질에 대한 환경안전성과 신뢰성을 요구하고 있다. 폐합성고분자의 환경적인 안전성을 향상시키기 위해 재활용에 따른 적절한 관리체계의 구축이 필수적이나 현행 폐기물관리법 체계내에서는 재활용관리에 대한 환경기준이 설정되어 있지 않고 미흡한 실정이다. 본 연구는 폐합성고분자 재생원료를 재활용함에 있어 환경과 인간건강, 사회적인 차원에서 악영향을 최소화하기 위해 환경기준을 제시하는 것을 목적으로 실시되었다. 연구에서는 폐합성고분자물질을 재활용 처리하는 업체에 대한 운영현황 및 재활용 실태 조사를 실시하였고, 국내․외 환경기준 검토와 재생원료의 유해물질 분석을 통하여 폐합성고분자 재생원료의 환경기준을 제시하였다. 연구결과, 폐합성고분자 재생원료의 제품은 Pellet, Ingot, Flake 선정하였으며, 재생원료 제품의 환경기준은 Cd, Cr6+, Hg, Pb 및 브롬계 난연제 5개 항목으로 등급별 사용용도 및 기준치를 제시하였다. 사용용도 기준은 전기․전자 제품용, 건축 및 토목 외장재용과 그 외의 용도로 구분하고, 유해물질 기준의 다 등급은 RoHS 6대 유해물질 기준을 준수하도록 설정하고, 가, 나 등급의 경우는 국내 업체 유해물질 기준 보다 조금 완화하여 기준을 설정하였다. Recently recycling for various material for the aspects of environmental regulation and resource recycling is being required. In case of synthesized polymer, approximately 15% of weight ratio for new material is required. The recycled synthesized polymer may include hazardous substances within as it is reused after being exposed to various contamination routes. Currently regulation standards for the four major heavy metals lead(Pb), Cadmium(Cd), Mercury (Hg) and Chrome VI (Cr+6) as well as Brominated flame retardant related materials are suggested for certain environmental hazardous substances that may be included in the product while requesting environmental safety and accountability for polymer products like plastic. Establishing appropriate management system through recycling in order to increase environmental safety of discarding synthesized polymer is dire, but current waste treatment policy system lacks environmental standards for recycling management. This study was conducted with the purpose of suggesting environmental standards that will minimize damages in our environment, human health and social aspects by recycling discarding synthesized polymer recycling material. Study undertook research on management and recycling status for discarding synthesized polymer material recycling companies and suggested environmental standards for discarding synthesized polymer recycling materials through domestic/international environmental standard review and hazardous substance analysis of renewable material. Study selected Pellet, Ingot and Flake as discarding synthesized polymer renewable material products while suggesting renewable material rpoduct environmental standards with different utilization purposes and standards per level in 5 categories of Cd, Cr6+, Hg, Pb and Brominated flame retardant.

근린 오픈스페이스 환경이 신체활동 및 건강에 미치는 영향

백수경 창원대학교 2014 국내석사

Urban open space is an important infrastructure that provides residents with opportunities to participate in physical activity and promotes health. Because of the rapid urbanization, neighborhood park which play a important role in physical activity places have regional disparities. Recently, people use open spaces such as parks, playground, schoolyard for physical activity. Therefore, this study investigated open space using patterns for physical activity. It also examined an association between the characteristics of built environment on using open space and physical activity, health, obesity. A questionnaire survey was conducted to obtain information about open space use patterns such as frequency of visiting open space for physical activity, level of physical activity and health, demographics of residents including height and weight for calculating BMI. Also It surveyed about perceptions of neighborhood attributes. Neighborhood-based built environment variables were classified into accessibility to open space and neighborhood environment characteristics. Geographic information system(GIS) was used to construct spatial data regarding access to open space and the built environments of neighborhood across Changwon-si. Lineal regression models was used to examine the relationship between the characteristics of built environments and physical activity, health, obesity. Type of open space used for physical activity was small park(41.2%), large park(33.8%) such as neighborhood park, school ground(9.6%) and so on. Most of respondents(30.2%) used open space twice a week and usually walked(76.3%) for physical activity in open space. Perceptions of neighborhood attributes were categorized into 'walking safety', 'attractiveness of walking', 'walking comfort', convenience of crossing road', 'environment of promoting exercise', 'convenience of walking'. In individual variables, significant associations with physical activity were apparent for shortest distance to open space, number of open space entrance(200m). Ratio of residential area and night temperature were positively associated with open space-based physical activity, while high ratio of industrial area decreased likelihood of visiting open space for physical activity. Those who perceived there are many free facilities for exercise and leisure in neighborhood was likely to visit open space for physical activity(p<0.05). Regarding level of health, number of open space(200m, 400m, 600m, 800m), size and type of open space, positive perception on sidewalk and crosswalk were significant predictor. Significant association with BMI were apparent for number of open space and park(400m). Those who perceived their neighborhood as safe pedestrian environment were likely to have lower BMI(p<0.1). The linear regression model was developed to explain the influence of built environment in demographics and built environment level. The R² of full model on physical activity was '16.5%'(adj. R²= 12.4%), influence of built environment was '3.6%'. Built environment had a effect on health recognition(3.6%), and the total R² was 18.5%(adj. R²= 13.9%). The total R² on BMI was 21.4%(adj. R2= 17.7%), built environments explained BMI '2.2%'. This study is focused on associations neighborhood-based built environment on using open space and physical activity, health, obesity to promote physical activity and make more healthier community. Findings from this study will help urban planners, designers, policy makers, researchers to design healthy neighborhood environments to promote using open space for physical activity and health of residents.

은(Ag+)을 이용한 persulfate 활성화 및 유기오염물질 분해 연구

장하이롱 안동대학교 2016 국내석사

20세기 이후 급격한 산업화와 고도화로 인하여 다양한 화학물질이 개발 및 사용되었으며 공업, 농업, 의료, 교통, 주거환경 등 인간의 생활권 전반을 윤택하게 하였다. 그러나 화학물질의 과다사용, 무단배출 및 유출사고 등의 경로로 환경매체로 유입되어 환경오염을 유발하고 있으며, 일부 지역에서는 인간과 생태계에 유해한 영향을 초래하고 있다. 환경 매체는 수질(하천, 호소, 해양 등), 대기(실내, 실외), 토양(지하수)으로 구분될 수 있으며, 각 매체에 따라 오염물질의 작용 및 처리기술 등이 크게 달라진다. 특히 토양-지하수 오염의 경우에는 자연적 저감을 기대하기 어려우며 또한 처리에 많은 시간과 노력이 요구된다. 지난 30여년간 유기오염물질에 대한 토양-지하수 오염은 큰 문제로 대두되어 왔다. 현재까지 많은 오염지역이 복원되었음에도 수천 곳 이상의 오염지역이 남아있으며1), 매년 수천 곳의 오염이 발생하고 있는 것으로 알려져 있다2). 지난 20여년간 다양한 새로운 기술들이 개발되었으나, 일부 오염지역에서는 여전히 효과적인 처리가 이루어지지 않고 있는 실정이다. 토양-지하수오염 복원기술은 매우 다양하며, 크게 물리적, 화학적, 생물학적 처리방법으로 구분할 수 있다 (Table 1-1) 3). 아울러 각 처리공법은 기술적 장, 단점 또는 경제적 특성을 가지므로 오염물질의 종류와 농도, 토양 및 지하수의 물리, 화학적 특성, 오염부지의 사회적, 환경적 특성 등을 고려하여 실제 오염부지에 적용된다. 물리-화학적 토양오염복원기법 고형화 및 안정화(solidification/stabilization) 토양증기추출법(soil vapor extraction) 공기주입확산법(air sparging) 토양세척법(soil washing) 토양세정법(soil flushing) 동전기법(electrokinetic separation) 투수성반응벽체(permeable reactive barriers) 열처리법(thermal treatment) 자연저감기법(monitored natural attenuation) 원위치화학적산화법(in-situ chemical oxidation) 생물학적 토양오염복원기술 생물학적통풍법(bioventing) 토양경작법(land farming) 원위치생물복원법(in-situ bioremediation) 식물복원기법(phytoremediation) Table 1. 주요 토양-지하수 오염복원공법 3) 1.1 원위치화학적산화법(In-situ Chemical Oxidation, ISCO) 다양한 토양-지하수 오염복원기술 가운데 원위치화학적산화법(In-situ Chemical Oxidation, ISCO)은 유기오염물질에 대하여 신속하고 광범위한 적용이 가능하며 4-8), 비교적 간단하게 오염공정을 설계할 수 있다. 일반적인 처리 개념은 Figure 1.1과 같이 구성할 수 있다. ISCO는 일부 선진국을 중심으로 다수의 연구 및 기술개발이 수행되었으며, 미국의 경우 superfund site를 통하여 많은 현장적용 사례를 찾을 수 있다 4). ISCO에서 주요하게 사용 되는 산화제로는 과산화수소(H2O2), 과망간산(MnO4-), 오존(O3), 과황산(S2O82-) 등이다. 각각의 산화제는 반응성, 안정성, 산화력 등 물리, 화학적 장, 단점을 가지며, 이에 공학적 이용 시 다양한 고려사항을 가지고 있다. 과산화수소의 경우 그 자체로도 강력한 산화제이나, 철 이온(Fe2+, 또는 Fe3+)의 촉매 반응을 이용하여 수산화라디컬(˙OH)을 생성하는 펜톤 반응 (Fenton’s reaction) 9)을 유도하여 유기오염물질을 분해하는 기술이며 활성화 반응은 아래 식 (1)과 같다. Fe2+ + H2O2 → Fe3+ + OH- + ˙OH (1) 펜톤 산화법에서 발생되는 수산화라디컬은 매우 강력한 산화력을 가짐은 물론 다양한 유기오염물질과 높은 반응성을 가진다 (Table 2). 또한 산화제의 분해산물에 의한 오염을 고려할 필요가 없으며, 사용되는 촉매 또한 철 이온을 이용하므로 매우 친환경적인 산화제로 평가된다. 그러나 토양-지하수환경에서 토양 내의 철 이온과 반응하여 과산화수소가 활성화 반응이 시작하며, 또한 연쇄반응을 통하여 과산화수소가 스스로 분해 되는 문제점을 가지고 있다. 이에 토양 내 오염지역에 도달하기 전 다량의 과산화수소 소모가 이루어지게 되며, 주입되는 산화제의 양에 의한 경제적 문제 또는 효과적인 처리가 이루어지지 않는 기술적 문제점을 가지고 있다. 과망간산을 이용한 산화법은 ISCO에서 가장 전통적인 방법으로 토양 내에서의 높은 안정성과 현장적용 시 공학적 편리함이 가장 큰 장점으로 들 수 있다. 그러나 좁은 범위의 유기물질과 반응하는 것이 문제점으로 들 수 있다. 오존은 가스 형태로 주입되는 산화법으로써 높은 산화력을 가지며, 불포화수대 토양의 유기오염 처리에 효과적이다. 그러나 오존은 쉽게 분해되며, 물에 대한 용해도가 낮아 지하수 또는 포화지역의 오염 처리에는 제한적이다. 또한 다른 ISCO공법에 비하여 초기 시설비가 과다하게 소요되며, 안전상의 주의가 요구된다. 과황산은 최근에 ISCO에 적용된 산화제로써 2000년대 이후 미국의 ‘Superfund’ 지역의 복원을 중심으로 일부 적용되기 시작하여 일부 토양 복원업체를 중심으로 사업화가 이루어진 상태이다 4).   Figure 1. ISCO 공정도, A) 지하수 오염복원, B) 토양 오염복원 1.2 과황산의 특성 과황산은 기존의 산화제(과산화수소, 오존, 과망간산 등)와 비교하여 토양 내에서 더욱 효과적인 산화제로 평가된다. 과망간산에 비하여 더 많은 유기오염물질에 대하여 높은 반응성을 보여주며, 과산화수소에 비하여 토양 내에서 매우 안정하다. 또한 오존과 비교하여 지하수나 포화수대의 유기오염물질의 처리에도 효과적이다. 즉 기존의 산화제들이 가지는 주요 문제점들을 전반적으로 개선할 수 있는 산화제로 평가할 수 있다. 과황산은 2.01 V의 표준산화전위를 가지는 산화제이며 (식 2), 이는 과산화수소, 과망간산에 비해 높으며, 오존에 비해 조금 낮은 정도이다 (Table 3). 또한 일부 유기오염물질과 직접적으로 반응하는 것으로 알려져 있으나, 유기오염물질 분해속도는 비교적 느린 것으로 알려져 있으며, 반응물질의 범위도 넓지 않은 것으로 알려져 있다5-6). S2O82- + 2e- → 2SO42- (2) 그러나 과황산 활성화 반응을 통하여 2.5 V의 표준산화전위를 가지는 강력한 활성종을 발생시킬 수 있으며, 이 때 발생되는 활성종에 의해 다양한 유기오염물질을 빠르게 분해 할 수 있다고 알려져 있다7-8, 11). S2O82- + activator → 2SO4-‘ (or SO4-‘ + SO42-) (3) Table 2. ISCO 주요 산화제의 공학적 특성3) Oxidant Reactive Species Form Persistence Permanganate MnO4- Powder/liquid > 3 months Hydrogen peroxide OH∙, O2∙, OH2∙, OH2- Liquid minutes – hours Ozone O3, OH∙ Gas minutes – hours Persulfate SO4-· Powder/liquid hours – weeks Table 3. 주요 산화제의 표준산화환원전위 10) Chemical species Standard redox potential (V) Relative strength (chlorine = 1) Hydroxyl radical(OH.) 2.8 2.0 Sulfate radical 2.5 1.8 Ozone 2.1 1.5 Sodium persulfate 2.0 1.5 Hydrogen peroxide 1.8 1.3 Permanganate(Na/K) 1.7 1.2 Chlorine 1.4 1.0 Oxygen 1.2 0.9 황산 라디컬은 짧은 발생시간 동안 유기오염물질을 강력하게 산화시킬 수 있다. 또한 염화에틸렌, 클로로페놀, PAHs, VOCs와 같은 넓은 범위의 유기오염물질을 분해할 수 있다11). 황산 라디컬은 친전자성 물질이므로 아미노기 (-NH2), 수산화기 (-OH), 알콕시기 (-OR)과 같은 electron-donating groups을 가지는 물질과 반응하는 경우 반응속도는 더욱 증가하게 되며, 이와는 반대로 electron withdrawing groups을 가지는 나이트로기 (-NO2), 카르보닐기(C=O)와 반응하는 경우 그 반응속도는 느려지는 것으로 알려져 있다5). 초기 과황산 연구에서는 염소의 존재가 반응속도를 느리게 한다고 여겨졌으나, Bennedsen 등의 2012년 연구에서 염소나 탄산염에 의한 반응속도에의 특별한 영향은 없다고 보고하고 있다11).   1.3 과황산 활성화법과 ISCO의 적용 대표적인 과황산 활성화 방법으로는 열, 빛, 염기조건, 전이금속을 이용하는 방법이 있으며, 그 반응식은 아래 식 4-7과 같이 알려져 있다12-25). 최근에는 자연적으로 존재하는 금속산화물을 또한 활성화 반응을 유도할 수 있는 것으로 알려져 있다26). 그러나 최근까지도 명확한 활성화 매커니즘은 밝혀지지 않은 것으로 평가된다4, 11). 발생된 황산 라디컬은 다른 화학종과 연쇄반응을 일으킬 수 있으며, 물환경에서 식 8-9와 같이 물 또는 수산화 이온과 반응하여 수산화 라디컬을 발생시킬 수 있다. 이는 용액의 pH에 크게 영향을 받게 된다. 산성영역의 pH에서는 황산 라디컬이 우점종이며, 염기성영역의 pH에서는 수산화 라디컬이 우점종이 된다4). S2O82- + heat/UV → 2SO4-• (4) S2O82- + 2H2O + OH- → HO2- + 2SO42- + 3H+ (5) HO2- + S2O82- → SO4-• + SO42- + H+ + O2-• (6) S2O82- + Mn+ → SO4-• + SO42- + Mn+1 (7) SO4-• + H2O → OH• + SO42- + H+ (8) SO4-• + OH- → OH• + SO42- (9) 기존의 활성화 방법들은 각각의 장단점을 가지고 있으며, ISCO에 적용하는데 있어 여러 한계점 가지고 있다. 광활성화법 (photo activation)은 식 4와 같이 라디컬 발생이 효율적이며 반응속도 등 운전이 용이하며, 다양한 데이터가 축적되어 있다. 그러나 지중에서 활성화를 유도하는 것은 거의 불가능하며, 지상에서 활성화하여 주입하는 경우 활성종이 오염지역에 주입되기 전에 다량 소모되는 문제를 가지고 있다. 열적활성화법 (thermal activation) 또한 라디컬 발생이 효율적이나 지중에서 적용하는 경우 비효율적 에너지가 소요되며 또한 토양환경에 열오염을 야기할 수 있다. 염기적활성화법 (base activation)은 토양환경에는 비교적 쉽게 적용할 수 있으나 식 5-6과 같이 라디컬 발생 효율이 낮으며, 또한 토양의 pH가 변하여 토착미생물 사멸 등 2차 오염이 염려되는 기술이다. 전이금속 활성화법 (transition metal activation)은 식 7과 같이 과황산 활성화를 유도할 수 있다. 전이금속을 활성화제로 사용하는 경우 토양환경에 적용이 용이하며, 사용되는 대표적 전이금속인 2가 철 (Fe2+)에 의한 환경적 영향도 크지 않아, 현재 ISCO에 적용하는 대표적인 활성화법이다. 그러나 2가 철은 촉매가 아닌 반응물로 작용하여 지속적인 주입이 요구되며, 활성화 반응 초기에 과황산이 과소모 되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 최근에는 EDTA 등과 같은 킬레이트제를 같이 주입하여 전이금속의 반응성을 낮추어 과황산 과소모를 예방하기도 한다. 그러나 주입되는 킬레이트제에 의한 2차오염 문제와 경제적 부담을 동시에 가지고 있는 실정이다. 가장 최근에 연구된 활성화 방법으로 영가철 (zero valent iron)을 이용한 과황산 활성화법은 토양환경에 적용하기 적합한 기술이며, 기존의 투수성 반응벽체 (Permeable Reactive Barriers, PRBs)와 병행하여 사용이 가능하여 향후 적용성이 매우 큰 기술로 평가할 수 있다. 그 매커니즘이 명확하지 않으나, 용출되는 2가철에 의한 활성화 반응은 명확한 메커니즘 가운데 하나이다 (식 7). 즉 영가철이 2가철 발생원이 되며, pH 조절에 의해서 반응속도 제어가 가능하다. 그러나 낮은 pH 조건에서는 2가 철 이온이 다량으로 용출되어 과황산 과소모가 일어나게 된다. 이외에도 초음파(sonification)를 이용한 활성화 방법과 Cu, Mn 등의 금속이온, 그리고 토양 내의 마그네타이트, 헤마타이트와 같은 철 산화물을 이용한 활성화 방법 등이 있다. 그러나 대부분 초기 연구수준이며, 과황산 활성화 효율 또는 오염물질 제거 속도가 비교적 낮은 것으로 알려져 있다.   1.4 은 이온(Ag+)를 이용한 과황산 활성화 과황산은 활성화 반응은 은 이온에 의해서도 가능하며, 활성화 메커니즘은 앞서 기술한 전이금속 활성화법과 같으나 많은 연구가 이루어 지지 않은 활성화법 가운데 하나이다. 활성화 반응은 아래 식 10과 같으며, 식 10-15와 같이 개시반응 및 라디컬 전달 연쇄반응이 이루어지며, 식 16-17과 같이 라디컬의 재조합 반응으로 연쇄반응이 종료된다27-28). Ag+ + S2O82- → SO4-• + SO42- + Ag2+ (10) Ag+ + S2O82- → 2SO42- + Ag3+ (11) Ag+ + Ag3+ → Ag2+ (12) SO4-• + H2O → HSO4- + OH• (13) Ag3+ + 2H2O → 2OH• + Ag+ + 2H+ (14) Ag2+ + H2O → OH• + Ag+ + H+ (15) 2OH• → H2O2 (16) 2H2O2 → 2 H2O + O2 (17) 은 이온을 이용한 과황산 활성화 반응은 다른 전이금속 활성화법과 몇 가지 다른 특징을 가진다. 먼저 2가 또는 3가 상태로 산화된 은 이온은 식 14-15와 같이 물 또는 다른 유기물과 반응하여 1가 상태로 환원될 수 있다. 1가 상태로 환원된 은 이온은 다시 과황산 활성화 반응을 유도시킬 수 있으며, 이는 다른 전이금속이 반응물로 지속적인 주입이 필요한 것과 반하여 촉매로써 작용할 수 있음을 의미한다. 또한 은 이온이 환원되는 과정에서 물과 반응하여 수산화 라디컬을 생성하거나 또는 유기오염물질을 직접적으로 분해 할 수 있다. 이는 기존의 전이금속을 이용한 과황산 활성화법의 근본적인 문제점을 해결할 수 있는 방법인 것과 동시에 일부 오염물질에 대하여 반응속도가 더욱 향상될 수 있다32-36).   1.5 연구목표 최근 국내외 여러 지역에서 유기오염물질에 의한 토양오염이 확인 되고 있다. 군사시설, 지하유류저장시설, 산업단지 인근부지 등이 대표적인 오염 확인지역이며, 이외에도 확인되지 않은 오염이 상당히 존재하는 것으로 추정된다. 미국 등 선진국을 중심으로 오염된 토양의 복원에 상당한 관심을 가지고 많은 복원사업을 수행 중에 있으며, 이에 경제적이며 친환경적인 토양오염복원기술의 개발이 요구되고 있다. 유기물로 오염된 토양의 복원을 하기 위해서 물리적, 화학적, 생물학적 처리 등 다양한 기술을 이용할 수 있으나, 경제적이고 빠른 처리를 위해서 ISCO는 매우 효과적인 기술로 평가 할 수 있다. ISCO에 사용 가능한 산화제 가운데 과황산은 기존의 여러 산화제가 가지는 문제점(예, 과산화수소의 토양 내 낮은 안정성, 과망간산의 유기오염물질과의 좁은 적용성 등)을 해결할 수 있는 대안으로 평가된다. 그러나 과황산은 활성화 과정에서 일부 문제점을 가진다. 지중에서 활성화 반응을 유도하기 위해 2가 철과 같은 전이금속을 사용하고 있으나, 2가철은 촉매로 작용하지 않아 지속적으로 주입해 주어야 하며, 또한 초기 과황산 과소모를 유발하여 EDTA 등 킬레이트제를 추가로 주입하여야 하는 문제점을 가진다. 따라서 본 연구에서는 기존의 활성화법이 가지는 한계점을 극복하기 위하여 은 이온을 이용한 활성화법을 연구하고자 하며, 활성화 특성을 상세히 연구하기 위하여 황산 라디컬에 반응성이 높은 아니졸 (KSO4∙- = 4.9 X 109)과 반응성이 낮은 것으로 알려진 나이트로벤젠 (KSO4∙- < 106), 그리고 대표적인 지하수 오염물질인 트리클로로에틸렌을 모델 오염물질로 하여 연구를 수행하였다.

화성시민 환경의식 조사를 통한 대기오염 대응 정책 개선 방안

김현아 고려대학교 생명환경과학대학원 2019 국내석사

화성시는 신도시 건설 등으로 인한 급속한 인구 증가와 교통 발전 등 비약적 발전을 이룩한 반면 건설 개발 사업 증가와 많은 환경오염물질 배출사업장 등으로 인해 향후 대기질의 오염이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 화성시민 환경의식 조사와 대기질 관련 정책 분석을 통해 향후 화성시의 대기오염 대응 정책 개선방안을 제시하고자 하였다. 화성시민 환경의식 조사의 환경여건에 대한 조사 결과, 화성시민의 환경여건 만족도는 보통 수준이 47.6%로 가장 높았으나 불만족 22.5%, 만족 20.1% 등의 순으로 만족에 비해 불만족의 비율이 약간 더 높았다. 환경여건 만족도를 지역별로 분석해본 결과, 비교적 동부지역의 만족도가 높았고 남부지역의 주민들의 만족도가 다소 낮은 편으로 나타났다. 물론 각 읍․면․동 모든 지역 주민의 공통된 의견이 아니며 응답자의 특성 등 여러 변수들이 존재하지만 동부지역 주민 중 대체로 동탄신도시 주민들의 만족도가 높은 편으로 조사되었다. 분야별 환경오염 인식(심각 정도)조사에서는 대기오염의 심각도가 가장 높았고 과거 2013년 환경 인식 변화와 비교해본 결과, 타 분야의 오염에 비해 대기오염의 인식 변화가 가장 많이 증가한 것으로 나타났다. 대기오염의 가장 큰 원인으로는 산업체의 배출가스 44.5%, 공사장, 도로의 비산먼지 24.5%, 자동차 배기가스 21.0% 등의 순으로 응답하였고 이를 방지하기 위한 가장 중요한 방법은 공장 등의 단속 강화 47.9%, 친환경 자동차 보급 확대 22.8%, 행정규제 강화 20.2% 등의 순으로 나타났다. 마지막으로 화성시 지속가능한 발전을 위한 필요 정책 방향은 시민의 적극적 참여와 관심이라는 응답이 41.0%로 가장 높았고, 행정의 체계적 지원 및 협력 28.0%, 화성시 정책과 계획에 대한 모니터링, 피드백 20.9% 등의 순으로 나타났다. 한편, 화성시 대기환경정책 조사 결과, 상위 및 시․도의 정책과의 연계성 및 일관성을 따르고 있으나 세부적인 정책 사업은 다소 미흡함에 따라 친환경 교통체계 구축, 생활주변 배출원 관리 강화, 미세먼지 저감을 위한 노력 등의 개선이 요구된다. 또한 시민들에게 환경에 관한 정보 제공 및 홍보 등을 확대하고 시민 참여를 높일 수 있는 사업이나 활동 지원 또한 필요할 것으로 판단된다. 화성시에서는 이런 시책들을 보완하여 개발과 보전이 조화를 이루는 정책을 실현함으로써 향후 더욱 발전 될 것으로 기대된다.

환경기초시설에 대한 주민 수용성의 영향 요인 분석 : P 시 생활폐기물 소각시설을 중심으로

김관진 신한대학교 일반대학원(박사) 2025 국내박사

환경기초시설에 대한 주민 수용성의 영향 요인 분석 ‐ P 시 생활폐기물 소각시설을 중심으로 ‐ 환경적 지속가능성에 대한 사회적 관심이 높아지면서, 환경기초시설 입지 문제 는 단순한 지역주민의 단편적 반대를 넘어 구조적이고 복합적인 사회 갈등으로 확산되고 있다. 이는 지역사회의 범위를 초월하여 사회 전반의 신뢰 구축, 정책 수용성, 환경정의 실현과 같은 범국가적 과제와 밀접하게 연관되어 있다. 본 연구 는 환경기초시설에 대한 주민 수용성의 결정요인을 실증적으로 분석하고, 갈등 해 소를 위한 구체적이고 실현 가능한 정책적 시사점을 도출하는 데 목적이 있다. 이를 위해 본 연구는 비선호시설(NIMBY) 및 환경기초시설 입지와 관련된 선 행연구를 종합적으로 검토하고, 경기도 파주시를 사례 지역으로 선정하여, 생활폐 기물 소각시설 신설에 대한 시민 인식의 특성과 그 영향요인을 실증적으로 분석 하였다. 설문조사는 파주시 전역을 대상으로 온라인 방식으로 실시되었으며, 총 455부 중 유효 응답 388부를 분석에 활용하였다. 또한, 보완적 질적 자료 수집을 위해 5월 2일부터 8일까지 지역주민, 공무원, 환경전문가 등 5명을 대상으로 인 터뷰를 실시하였다. 통계 분석은 부분최소제곱 구조방정식모형 기법(PLS-SEM) 을 활용하여 주민 수용성에 영향을 미치는 주요 요인을 검토하였다. 본 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 소각시설에 대한 편익 인식은 주민 수용성 에 유의미한 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 소각시설을 지역사회 발전에 기여하는 공공자산으로 재인식시키기 위한 정책적 노력이 필요함을 시사 한다. 둘째, 소각시설의 위험 인식은 수용성에 부정적 영향을 미치는 것으로 확인 되었으며, 이는 객관적 정보 제공, 주민 대상 설명회, 상호 소통 체계 구축 등을 통한 위험 인식 완화전략의 필요성을 강조한다. 셋째, 정부에 대한 신뢰는 주민 수용성 증진에 긍정적 영향을 주는 변수로 나타났으며, 특히 정부의 전문성, 투명 성, 책임성을 강화하는 것이 신뢰 확보에 중요한 요인으로 작용함을 알 수 있다. 넷째, 주민의 자아존중감은 소각시설 수용 태도에 긍정적 영향을 미치는 심리적 요인으로 확인되었으며, 이는 주민의 심리·정서적 특성을 반영한 갈등 대응 전략 의 필요성을 제기한다. 다섯째, 높은 환경 인식 수준은 소각시설에 대한 긍정적 수용성에 유의미한 정적 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 환경 교육과 홍 보를 통해 주민의 환경 인식을 제고하는 것이 소각시설 수용성 증진에 효과적으 로 작용할 수 있음을 보여준다. 아울러, 추가적인 통계 분석과 인터뷰 결과를 종합해 볼 때, 소각시설에 대한 주민 수용성을 높이기 위해서는 투명한 정보공개, 정부에 대한 신뢰 제고, 주민참 여 확대 등 정책적 차원의 접근이 요구된다. 특히, 과학적 영향 평가를 바탕으로 권역별 차등 보상 체계를 제도화함으로써, 보상의 타당성과 공정성을 확보하고, 이를 통해 실질적인 수용성 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 환경기초시설 입지 갈등을 효과적으로 해소하기 위해서는 단순한 경 제적 보상이나 환경적 영향에 대한 대응만으로는 한계가 있으며, 정부에 대한 신 뢰 회복, 주민의 심리적 요인 반영, 환경 인식 수준의 향상 등을 포함한 포괄적이 고 다차원적인 접근이 필요하다는 점을 강조한다. 이러한 연구 결과는 향후 유사 한 갈등 상황에서 정책의 수립과 실행 과정에 실증적 근거를 제공하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다. Keywords: 환경기초시설, 공공갈등, 주민 수용성, 생활폐기물 소각시설 As public interest in environmental sustainability grows, the siting of environmental infrastructure facilities has evolved into a complex and structural social conflict that extends beyond simple local opposition. This issue is closely linked to broader national challenges, such as building public trust, enhancing policy acceptability, and realizing environmental justice. This study aims to empirically analyze the determinants of resident acceptance of environmental infrastructure and to derive concrete and actionable policy implications for conflict resolution. To this end, the study conducted a comprehensive review of previous research related to NIMBY phenomena and the siting of environmental infrastructure. Gyeonggi-do Paju City was selected as the case study area, and a survey was conducted to examine residents’ perceptions and influencing factors regarding the construction of a new municipal solid waste incineration facility. The survey was administered online across the entire city, yielding 388 valid responses out of 455 collected. In addition, qualitative data were obtained through interviews with five stakeholders, including local residents, government officials, and environmental experts, conducted from May 2 to May 8. Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) was employed to analyze the key factors influencing resident acceptance. The main findings are as follows: First, perceived benefits of the incineration facility had a significant positive impact on resident acceptance, highlighting the need for policies that reframe the facility as a public asset contributing to community development. Second, perceived risks negatively affected acceptance, underscoring the importance of objective information dissemination, public briefings, and establishing interactive communication systems to mitigate such perceptions. Third, trust in government emerged as a critical factor in promoting acceptance, with professionalism, transparency, and accountability identified as essential components in building trust. Fourth, self-esteem was found to be a significant psychological factor positively influencing acceptance, suggesting the necessity of conflict response strategies that consider residents' emotional and psychological characteristics. Fifth, higher levels of environmental awareness were positively associated with acceptance, indicating that environmental education and public outreach can effectively enhance support for such facilities. Furthermore, supplementary statistical and interview analyses emphasize the importance of transparent information disclosure, trust-building, and expanded resident participation as essential policy strategies. In particular, institutionalizing a scientifically grounded, regionally differentiated compensation system can enhance both fairness and practical acceptance among residents. This study concludes that resolving conflicts over environmental infrastructure siting requires a comprehensive and multidimensional approach that goes beyond economic compensation or environmental impacts. It highlights the need to restore government trust, incorporate residents’ psychological factors, and elevate environmental awareness. The findings offer empirical evidence that can inform future policymaking and implementation in similar conflict contexts. Keywords: Environmental infrastructure, Public conflict, Resident acceptance, Municipal solid waste incineration facility