Evaluation on Asbestos Removal Equipment and Its In-situ Application for Asbestos Contaminated Soils

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석면오염토양 정화장치의 효율성 및 현장 적용성 평가

김형준¹⁾· 권요셉¹⁾· 김정욱¹⁾· Nguyen Quoc Tuan¹⁾· 정명채¹⁾* · 지원현²⁾

Evaluation on Asbestos Removal Equipment and Its In-situ Application for Asbestos Contaminated Soils

Hyeong Jun Kim, Yo Seb Kwon, Jeong Wook Kim, Nguyen Quoc Tuan, Myung Chae Jung* and Won Hyun Ji

(Received 16 February 2015; Final version Received 22 April 2015; Accepted 28 April 2015)

Abstract : The objectives of this study are to develop an asbestos removal equipment controlled by artificial friability, and to apply the equipment in the asbestos contaminated soils. Various best-working conditions of the equipment were evaluated and found as follows; 170 rpm of brush-rotation, 17 m³/min of wind-blowing, and 66 m³/min of inhale quantity. In addition to checking the moving velocity of the equipment, 0.23 m/s and 0.1 m/s were adapted to find the best efficiency of the equipment with 10 returning times for high and low contaminated soils, respectively. As a result of asbestos levels before and after treatment, 44.4% and 83.3% of removal rates were found in soils contaminated as over 1% and less than 1% of asbestos, respectively. Therefore, the developed equipment can be used as remediation technology for asbestos contaminated soils in the field.

Key words : Asbestos removal equipment, Fibrous materials, Soil remediation, Friable asbestos

요 약 : 이 연구의 목적은 석면으로 오염된 토양의 정화를 위한 고효율의 정화장치를 개발하여 현장 적용성을 평가하는 것이다. 석면오염토양의 정화를 위하여 토양 중 석면을 인위적으로 비산하여 포집하는 고효율의 석면 정화장치를 개발하였다. 이 장치의 현장 적용을 위한 최적의 장비운영 방법(교란속도, 송풍유량, 흡입유량, 이동 속도)를 확인하고자 다양한 실험을 수행하였다. 장비특성별 실험결과, 최적의 토양석면 제거를 위해서는 개발된 장비의 교란장치는 170 rpm, 송풍유량은 17 m³/min, 흡입유량은 66 m³/min으로 확인되었다. 장치의 이동속도는 석면 농도에 따라 고농도는 0.23 m/s로, 저농도는 0.10 m/s로 조절하여 정화반복횟수 10회를 적용하여 정화 전, 후 토양 중 석면오염농도를 분석하였다. 토양석면 분석결과, 1% 이상 오염토양은 44.4%의 정화효율을 보였 으며, 1% 미만의 오염토양에서는 83.3%의 정화 효율을 보였다. 이러한 결과는 향후 다양한 석면오염 토양 개량 복원 사업에 활용될 수 있을 것이다.

주요어 : 석면정화장치, 섬유상 물질, 토양개량복원, 비산성 석면

1) 세종대학교 에너지자원공학과

2) 한국광해관리공단 광해기술연구소 지구화학연구팀

*Corresponding Author(정명채) E-mail; [email protected]

Address; Department of Energy and Mineral Resources Engineering, Sejong University

ISSN 2288-2790(online) Vol. 52, No. 2 (2015) pp. 184-192, http://dx.doi.org/10.12972/ksmer.2015.52.2.184

서 론

석면이란 천연에서 산출되는 섬유상 규산염을 총칭하 는 것으로 섬유상의 사문석인 크리소타일(백석면) 외에 아모사이트, 트레몰라이트 등의 각섬석에 속하는 여러 종이 있다. 이들은 화학침식에 대한 내구성, 단열성, 불 연성 등의 장점 때문에 상업적인 유용함을 가지고 자동

차의 클러치들과 브레이크 라이닝, 개스킷뿐만 아니라 방화담요와 같은 건물들에도 사용된다. 이와 같이 다양 한 종류의 제품에 사용되었지만, 최근 석면폐, 악성중피 종, 폐암 등의 석면 관련 질병과 각종 암을 유발할 수 있 는 인체 유해성을 가진 물질로 알려지면서(Doll, 1955;

Becklake, 1976; Artvinii and Bais, 1979; Maclure, 1987) 사용을 억제하거나 금지하는 국가의 수가 늘어났다. 세 계보건기구(WHO)에 의하면 전 세계에서 약 1억 2,500 만 명의 사람들이 일터에서 석면에 노출되고 있으며, 직 업성 석면 노출로 인한 사망자수가 매년 10만 명에 이른 다. 또한, 비직업성 노출로 인한 사망자수도 수천 명에 이르는 것으로 추정되고 있다(WHO, 2014).

연구논문

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국내에서는 2009년 2월 ｢산업안전보건법(MOEL, 2009)｣

을 개정하여 모든 석면의 수입 및 생산을 금지하고 있으 며, 특히 최근에는 국내외에서 대두되고 있는 석면광산 및 석면함유가능광산 지역 등 자연발생석면(Naturally Occurring Asbestos, NOA) 분포지역 주변의 조사, 복원 및 연구 등이 진행되고 있다. 이러한 조사에 따르면 국내 에는 38개소의 폐석면광산과 석면물질 함유가능광산 241개소가 존재하며, 이들 주변 토양의 석면오염이 심각 한 상태이다(MOE, 2011a). 특히, 지속적인 석면 노출이 발생될 수 있는 석면 광산 주변이나 석면이 자연적으로 발생되는 지역으로부터 환경성 석면 노출 저감을 위해 정부에서는 광해복원사업의 일환으로 석면광산 주변 토 양오염을 대상으로 정화 및 복원사업을 활발히 진행하고 있다(MOE, 2011b).

석면은 비산되어 인간의 호흡기를 통해 각종 질환을 유발하므로 이를 복원 및 정화하기 위해서는 석면이 포 함 되어있는 매개체에서의 비산을 방지하는 것이 무엇보 다 중요하다. 하지만 국내의 석면오염토양 복원 방법 대 부분은 비산을 방지하기 위한 매립, 복토 및 청토 치환 등 토양 개량이 주목적으로서 석면을 근원적으로 처리하 는 방법으로 보기는 어려운 실정이다. 이는 토양의 교란 및 자연적 풍화에 의해 다시 비산될 수 있으며, 굴토와 운반 후 처리의 경우에는 비산된 석면이 확산될 우려가 있고, 운송비용과 청토 매입 등의 경제적인 측면에서도 불리한 점이 존재한다(Kwon, 2014). 또한, 석면오염토 양에서의 연구는 석면정화보다는 석면 오염토양으로부 터 공기 중으로 석면이 비산되는 비산성 평가에 대한 연 구가 주를 이루고 있다(Kim et al., 2014).

따라서 이 연구에서는 석면의 물리적 특징 중의 하나 인 비산성을 활용하여 토양 중 석면을 강제 비산시켜 포 집하는 장치를 개발하여 폐석면광산 인근 농경지 중 “석 면광산 등 석면발생지역의 토양환경 관리지침”에 의한 정화대상필지 기준인 토양 중 석면함유량 1% 이상과 1% 미만의 필지를 대상으로 현장 적용성 평가를 수행하 였다(MOE, 2010a). 특히 Park et al.(2013)에 의해 기존 에 소규모로 개발된 석면오염토양 정화장치를 보완하여 처리 용량과 효율이 증대된 석면정화장치를 개발하여 최 적의 장비운영 방법을 도출하기 위한 다양한 장치특성 실험을 수행하였으며, 이를 기반으로 실제 현장에서 석 면오염토양의 정화를 수행하여 장치의 현장 적용 가능성 과 효율성을 평가하여 석면오염 토양 개량복원 사업에 활용하고자 한다.

장치의 개발과 연구 방법

장치의 구성 및 사양

Park et al.(2013)에 의해 개발된 정화장치의 현장 적 용성 평가 결과를 바탕으로 현장 적용성을 검증한 결과, 장비의 활용성 향상을 위해서는 1) 전기를 활용한 동력 의 필요성, 2) 비산된 석면 및 토양 입자들의 외부 배출 방지 방안, 3) 토양교란용 브러시의 효율 향상 방안 및 4) 함수율이 높은 토양 정화 방안 수립이 필요하였다.

즉, 기존 장비는 전기를 동력원으로 사용하기 때문에 2

∼3시간마다 장비의 충전이 필요하므로 전기공급원이 가능한 지역에서만 활용이 가능하였다. 또한, 송풍기 및 브러시에 의하여 비산된 토양 내 석면입자와 미세먼지가 장치 외부로 배출되어 정화과정에 부지 주변의 오염이 발생될 수 있었다. 그리고 브러시가 적용된 표토(5∼10 cm내외)만 정화가 가능하고 10 cm 이상의 하부토양은 정화효율이 매우 낮았다. 또한 15% 이상의 함수율을 갖 는 오염토양은 비산성 저하로 인해 정화효율이 매우 낮 거나 정화 후반부에서만 비산되는 경향을 보였다. 이러 한 기존 장비의 문제점을 종합적으로 보완하기 위하여, 정화장치의 주동력을 배터리 동력에서 디젤엔진이 장착 된 트랙터로 전환하고, 비산된 토양의 외부유출방지를 위해 흡입력이 향상된 흡입장치를 부착하였다. 또한 트 랙터 후면부에 경운장치(Rotavator)를 부착하여 지표하 최대 20 cm(±10 cm) 이상 하부토양의 정화를 수행할 수 있도록 하였으며, 경운과 동시에 건조장치(Fan/Radiator) 를 부착하여 함수율에 따른 효율성을 향상하고자 하였다. 이 연구에서 새로이 제작된 정화장치의 주요구성을 Table 1에 제시하였으며 Fig. 1에 도시하였다. 각 세부장 치별 사양 및 메커니즘을 살펴보면, 동력원(Diesel engine- 트랙터, ①)을 통해 정화장치의 후단설비들에 대한 전력 이 공급되며, 트랙터에서 공급되는 유압모터로 작동하는 교란장치(Brush, Rotary, ②)는 트랙터의 rpm으로 회전 속도의 조절이 가능하며, 상·하 이동 유압장치(Hydraulic Cylinder, ⑬)를 이용하여 지면으로부터 축 기준 –5∼50 cm까지 높이조절이 가능하여 심도 약 20 cm까지 오염 토양의 석면입자를 비산시키며, 석면의 비산효율을 극대 화 시키기 위해 송풍장치(Blower, ⑨)를 장착하여 교란 장치의 축을 중심으로 4방향으로 송풍구를 제작하였다.

따라서 교란장치의 로터리 회전시 360° 전방향 송풍이 이루어져 비산발생량을 높였다. 또한, 토양 중 석면물질 을 분리하여 선택적으로 정화대상 물질인 석면입자를 포 집하기 위해서 덕트(Duct, ⑫)와 연결된 흡입장치(Inhale system, ⑧)를 통해 교란장치로 비산시킨 석면입자들이 원심력집진장치(Cyclone, ⑤)로 유입되고 5 ㎛ 이상의

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Fig. 1. The asbestos removal equipment.

Table 1. Specifications of developed asbestos removal equipment in this study

Part Specification

① Diesel engine (Power plant)

Power = 43PS/2,600 rpm

Length = 3,240 mm / Width = 1,510 mm Transmission = Forward 12, Backward 12

② Brush + Rotary

Rotary Length = 1,976 mm Rotary ∅ = 314 mm Brush Material : Nylon, L = 100 mm

Strand ∅ = 1.5 mm

③ Oil Hydaulic Motor 3 HP

④ Wheel ∅ 16 in

⑤ Cyclone

Inlet part : Area = 222 m², Width = 125 mm, Height = 180 mm Cylinder part : ∅ = 360 mm, Height = 600 mm, Length = 450 mm External part : ∅ = 250 mm, Length = 480 mm, Collector ∅ = 90 mm

⑥ Dust Collector Bag filter ∅ = 78 mm / L = 800 mm

Hepa filter W = 320 mm / L = 605 mm / T = 75 mm

⑦ Electric controller Inverter (12 V to 220 V)

⑧ Inhale system 3,180 m³/hr

⑨ Blower 1,020 m³/hr

⑩ Rotary Weight = 390 kg, L = 1,912 mm, Width = 890 mm, Depth = 150 mm 입자는 하부 포집함에 축적되며, 5 ㎛ 미만의 미세입자

는 집진기(Dust collector, ⑥)로 재 유입되어, 유입된 석 면입자는 하부 포집함에 축적되고 0.3 ㎛ 이하의 극미세

입자는 백필터(Bag filter) 및 헤파필터(Hepa filter)를 거 친 후 공기와 함께 장치 외부로 배출되도록 하였다.

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연구방법

고효율정화장치의 효율을 극대화할 수 있는 최적의 장 비운영 방법을 도출하기 위하여 장치의 구성요소 중 정 화효율에 영향을 미칠 수 있는 세부장치로 판단되는 ① 이동속도, ② 교란장치(Brush, Rotary), ③ 송풍장치 및

④ 흡입장치 등에 대한 최적인자 도출실험을 수행하였다.

실험은 석면으로 오염된 전(田)필지에서 20%이내의 함수율이 유지될 수 있도록 자연건조 후, 각각의 구성장 치인 트랙터의 이동속도를 0.08 m/s(1,500 rpm-초저속 2 단), 0.13 m/s(1,500 rpm-초저속 4단), 0.10 m/s (2,000 rpm-초저속 2단), 0.23 m/s(2,000 rpm-초저속 4단)으로 적용한 경우, 교란장치의 회전속도를 120 rpm(트랙터 1,500 rpm)과 170 rpm(트랙터 2,000 rpm)로 적용한 경 우, 송풍유량을 15 m³/min과 17 m³/min으로 적용한 경 우 및 흡입유량 60 m³/min과 66 m³/min으로 적용한 경 우로 나누어 현장 적용성 실험을 수행하였다. 운영시스 템의 적용성 평가를 위해 폭 1.5 m에 길이 20 m인 사각 형 형태로 조성된 16개의 시험구를 확보하여 상기 조건 에 따라 정화장치를 구동하였다.

시험 구동 이후 각각의 조건에 따라 사이클론에 포집 된 먼지(Dust)의 양을 정밀전자저울로 측정하여 장치별 비산발생량을 상호 비교하였으며, 부지의 정화반복횟수 도출 실험에 적용하였다.

정화장치의 장비운영 방법를 종합적으로 분석한 이후, 정화장치의 최적 정화반복횟수 도출 실험을 동일한 부지 에서 수행하였다. 우선 실험부지의 균질성 확보를 위해 로터리 작업(토양 심도 약 30 cm)을 실시하였으며, 1.5 m(W) × 20 m(L) 규격의 시험구에서 실험 전 토양시료 를 채취하였다. 이후, 정화장치의 최적 구동 인자 및 이 동속도를 적용하여 총 30회 반복 정화를 수행하였다. 정 화 수행과정에서는 “폐석면광산 주변 토양·지하수 석면 함유실태조사”를 바탕으로 토양 중 석면농도와 지목을 고려하여 총 5개 지점을 선정하였다(MOE, 2010b). 각 지점은 토양오염공정시험기준에 따라 매 10회 반복 시 토양시료를 채취하였으며, 동일한 위치에서 Kim et al.(2012)이 제시한 토양 중 석면 비산성 평가 방법을 이 용하여 토양으로부터 공기 중으로 비산되는 석면의 양을 평가하였다. 비산성 평가는 PCM cassette(φ25 mm, 0.8

㎛ MEC Filters)를 연결하고, 5 L/min의 유량으로 10분 동안 포집된 시료를 채취하여 평가하였다.

본 연구에 적용된 석면 농도 분석방법은 토양시료는 편광현미경(Polarized Light Microscopy, PLM)을 이용 하여 시료별 정성 및 정량분석을 하였으며, 공기 중 시료 는 PCM cassette에 포집된 비산성 섬유상 물질을 위상 차현미경(Phase Contrast Microscopy, PCM)을 이용하

여 정량분석을 실시하였다.

현장 적용성 평가 결과

장치특성별 실험결과

장치의 구성요소 중 정화효율에 영향을 미칠 수 있는 세부장치인 교란장치(Brush, Rotary), 송풍장치, 흡입장 치 및 이동속도의 운전조건별 실험을 수행한 결과를 Table 2와 Fig. 2에 제시하였다.

그림에서 보는바와 같이 송풍장치 및 흡입장치의 경우 에는 회전속도가 높을수록 많은 분진이 포집되었으며, 트랙터의 회전수가 증가될수록 이동속도 및 브러시 회전 속도가 같이 증가하였다. 브러시의 경우 회전속도가 빨 라질수록, 이동속도는 상대적으로 느릴수록 가장 좋은 포집 효율을 보였다.

교란장치, 송풍장치, 흡입장치 및 이동속도 네 가지의 구성요소를 각각 비교 분석하여 최적의 운영 특성을 갖 는 1, 2순위를 선정하였다. 교란장치, 흡입장치, 송풍장 치, 이동속도 순으로 1순위는 각각 170 rpm, 66 m³/min, 17 m³/min, 0.10 m/s로서 총 97.2 g이 포집되었으며, 2 순위는 170 rpm, 66 m³/min, 17 m³/min, 0.23 m/s로서 90.1 g이 포집되었다.

최적정화장치 반복횟수

개발된 장치의 최적의 장비운영 방법을 적용하여 이동 속도 0.10 m/s(A type), 0.23 m/s(B type)로 총 30회씩 반복정화실험을 수행한 결과, 분집포집의 효율이 A type, B type에서 11회와 15회로 적용시 가장 높은 것으로 확 인되었으며, A type 및 B type에 의한 분진포집양은 10 회 반복정화의 경우 각각 202.4 g, 165.3 g, 11∼20회 반복정화의 경우 각각 128.6 g, 140.4 g, 21∼30회 반복 정화의 경우 각각 102.1 g, 102.5 g으로 최초 10회에서 가장 많은 분진을 포집하는 것으로 나타났다(Table 3, Fig. 3).

또한, 정화 전과 정화 후 A type 과 B type의 10회당 채취한 토양 중 석면의 함유량을 각각 산술평균한 결과, 초기 1.25%에서 10회 반복정화 후 각각 0.25%와 0.25%, 20회 반복정화 후 0.25%와 0.50%, 30회 반복정화 후 0.25%와 0.50%로서 10회 반복정화에서 토양 중 석면의 함유량이 약 80% 정도 감소하는 경향을 확인할 수 있으 며, 20회 반복정화 후 석면의 함유량이 증가한 것은 석 면분석에 있어 토양의 경우는 400계수법을 적용하고 있 으므로 다소 오차가 발생될 수 있으며, 2차적으로는 다 발성으로 존재하는 석면의 경우 분석에서는 일부 영역만 이 반영되지만 이들이 파쇄 또는 분쇄될 경우에는 그 발

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Table 2. Device characteristics and amount of collected samples by each experiment Brush

(rpm)

Moving velocity (m/s)

Blower (m³/min)

Inhale system (m³/min)

Collected dust sample (g)

120

0.08(1,500 rpm) Gear level 2

11 55 26.0

66 45.0

17 55 34.8

66 46.0

11 55 29.5

66 45.7

17 55 35.2

66 55.5

170

11 55 60.6

66 80.9

17 55 81.5

66 97.2

11 55 62.4

66 86.6

17 55 63.0

66 90.1

Fig. 2. Amount of collected dust samples from various control system of an asbestos removal equipment developed in this study.

생빈도가 높아져서 상대적으로 농도가 증가될 수도 있다 는 점을 고려하여 토양 중 석면이 정화작업 중 토양입자 의 파쇄에 의해 석면 함유량이 증가한 것으로 판단된다.

이와 더불어 10회 반복정화 후 마다 실시한 공기 중 시 료채취에서도 A type과 B type에서 각각 정화 전 0.294 f/cc와 1.516 f/cc에서 10회 반복정화 후 각각 0.157 f/cc 와 0.240 f/cc, 20회 반복정화 후 각각 0.113 f/cc와

0.936 f/cc, 30회 반복정화 후 각각 0.186 f/cc, 0.549 f/cc 로 검출되어 10회 반복정화 시 석면의 비산이 급격히 저 감되는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 종합하면 개발 된 석면오염토양장치를 활용하여 석면정화를 적용함에 있어 토양의 석면 제거 효율과 대기로의 석면 비산성이 급감하는 10회를 적용함이 가장 적절할 것으로 평가된다.

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Table 4. The amount of asbestos in various soils remediated by two types of removal system Operating condition

(10 times of returning)

Asbestos in soil(%) S1

(field)

S2 (field)

S3 (orchard)

S4 (play ground)

S5 (field)

A type¹⁾ Before 1.25 0.50 0.25 0.50 1.00 1.00

After 0.50 ND³⁾ ND 0.25 0.75 1.25

B type²⁾ Before 1.25 0.25 0.50 0.50 0.75 1.25

After 0.25 ND ND 0.75 0.50 1.00

1)A type : rotary 170 rpm, inhale 66 m³/min, blower 17 m³/min, moving velocity 0.10 m/s

2)B type : rotary 170 rpm, inhale 66 m³/min, blower 17 m³/min, moving velocity 0.23 m/s

3)ND : not detected

Table 3. Asbestos concentration in soils and air dust by two types of operating system with returning times of an asbestos removal equipment developed in this study

Returning times

Collected sample(g) Asbestos in soil(%) Asbestos in air dust(f/cc)

A type¹⁾ B type²⁾ A type B type A type B type

start(0) - - 1.25 1.25 0.294 1.516

1∼10 202.4 165.3 0.25 0.25 0.157 0.240

10∼20 128.6 140.4 0.25 0.5 0.113 0.936

20∼30 102.1 102.5 0.25 0.5 0.186 0.549

1)A type : rotary 170 rpm, inhale 66 m³/min, blower 17 m³/min, moving velocity 0.10 m/s

2)B type : rotary 170 rpm, inhale 66 m³/min, blower 17 m³/min, moving velocity 0.23 m/s

Fig. 3. Variation on cumulative amount of dusts collected by two types of operating system with returning times of an asbestos removal equipment developed in this study (see Table 3 for explanation of A and B type).

개발된 정화장치의 현장 적용성 평가

개발된 장비의 현장 적용성을 검증하기 위하여 토양 용도별 및 석면 함유량에 따른 정화효율을 평가하기 위 해 전(밭), 과수원, 학교 등을 대상으로 총 5개의 시험용 필지에 대해 석면 함유량이 1.0% 이상인 필지와 1.0%

미만인 필지를 구분하여 개발된 정화장치의 현장실험을

수행하였으며, 그 결과를 Table 4와 Fig. 4에 제시하였 다. Table 4와 Fig. 4에서 보는 바와 같이 석면 함유량이 1.0% 미만인 토양에서 정화 시 A type은 50∼100%(평 균 83.3%), B type은 –50∼100%(평균 50%)의 정화효 율을 보였다. 여기에서 –50%는 정화 이후 토양의 석면 함유량이 50% 증가한 것을 의미한다. 한편 석면 함유량 이 1.0% 이상인 토양에서는 정화 이후 A type에서는 –25

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below 1%

over 1%

Fig. 4. Asbestos contents in soil before and after application of an asbestos removal equipment developed in this study (see Table 4 for explanation of A and B type)

∼60%(평균 20%), B type에서는 20∼80%(평균 44.4%) 로 조사되었다. 이러한 결과에서 나타나듯 토양의 석면 함유량에 있어서는 고함량보다 저함량에서 상대적으로 높은 제거 효율을 보였으며, 저농도에서는 A type이 고 농도에서는 B type으로 정화작업을 수행하는 것이 적절 한 것으로 평가되었다. 다만 일부 시료에서는 정화과정 이후에 석면 함유량이 증가되는 결과를 보였으며, 이는 다발로 존재하는 토양 중 석면이 개발된 정화장치에 장 착된 교란장치의 영향으로 석면이 분쇄되면서 석면의 수 량이 증가하여 함유량이 증가된 것으로 판단된다(Table 4, Fig. 4).

결 론

이 연구에서는 석면으로 오염된 토양의 정화를 위한 석면장치를 개발하고 이를 현장에 적용하기 위한 다양한 장비운영 방법을 고려한 최적의 운영 조건을 도출하고 현장 적용성을 검증하고자 하였다. 연구를 통해 개발된 석면정화장치는 토양 중 석면물질의 비산 특성을 활용하 여 고안되었으며, 교란장치 및 송풍장치, 흡입장치, 입도 분리장치, 집진장치 등으로 구성되어 있다. 장치의 최적 의 장비운영 방법을 얻기 위하여 각 세부장치별 특성실 험을 수행하였으며, 도출된 결과를 적용하여 총 5개의

오염부지에 대한 현장 정화효율을 검증하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 정화장비의 운전조건별 실험결과에 의하면 정화차량 의 속도 2,000 rpm에서 최적의 장비운영 방법은 1%

미만의 토양인 경우 A type(교란속도 170 rpm, 흡입 유량 66 m³/min, 송풍유량 17 m³/min 및 이동속도 0.10m/s)으로 정화작업 시 83.3%의 정화효율을 보이 며, 1% 이상의 토양인 경우 B type(교란속도, 흡입유 량, 송풍유량은 A type과 동일하며 이동속도를 0.23 m/s로 적용함)으로 정화작업 시 44.4%의 정화효율을 보이는 것으로 조사되었다.

2. 총 30회까지 정화 반복횟수를 적용하여 매 10회마다 토양 및 대기 중 석면의 함유량을 조사한 결과 시간 과 효율 및 장비의 운영 조건 등으로 종합하면 총 10 회의 반복정화로도 50% 이상의 정화효율이 있음을 확인하였다.

3. 개발된 장치를 활용하여 부지면적이 30 m²인 지역에 서 총 10회 반복 정화를 수행할 경우 필요한 소요시 간은 30분 이내로서 비교적 짧은 시간에 석면을 제거 할 수 있을 것으로 평가되었다.

4. 개발된 장비의 경우 토양심도 15 cm 내외의 오염토 양을 대상으로 정화 효율이 검증되어 국내 폐석면광

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산 주변 오염 농경지 복토 두께 기준인 30 cm에 적용 하기에는 한계가 있다. 하지만 이러한 조건에서는 별 도의 트렉터를 이용하여 심경반전을 우선적으로 시 행한 이후 개발된 정화장치를 적용하여 석면오염토 양을 정화한다면 토양심도에 따른 한계점을 해소할 수 있을 것으로 판단된다.

5. 고농도로 오염된 필지에서 정화장비의 운행 시 석면 정화효율이 일정하지 않지만 목표치에 도달할때까지 정화작업을 반복 수행해야 할 것으로 판단된다.

6. 논토양 및 함수율이 높은 토양에 대한 정화작업시 개 발된 장치의 경우 송풍장치의 열풍을 이용하여 토양 의 건조를 돕지만 현 장비의 전기용량의 부족으로 열 풍에 의한 건조효과는 미미한 것으로 확인되었다. 따 라서 함수율 송풍장치 및 교란장치의 용량을 확대하 기위해서 발전기를 추가로 부착한 정화장치를 개발한 다면 향후 좀더 다양한 필지에서 정화작업을 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

사 사

본 연구는 한국광해관리공단의 연구과제(제2014-075 호) “석면 오염토양 고효율 정화장치 개발”의 지원을 받 아 수행하였으며, 이에 감사드립니다.

References

Artvinii, M. and Bais, Y.I., 1979, “Malignant mesotheliomas in a small village in the Antaolian region of Turkey; An epidemiologic study,” J. National Cancer Instit., Vol. 63, No. 1, pp. 17-22.

Becklake, M.R., 1976, “Asbestos-related diseases of the lung and other organs, Their epidemiology and implications for clinical practice.” The American Review of Respirafory Disease, Vol. 114, No. 1, pp. 187-227.

Doll, R., 1955, “Mortality from lung cancer in asbestos

workers,” Brit. J. Industr. Med., Vol. 12, pp. 81-86.

Kim, I.J., Kim, J.W., Ryu, H.S. and Jung, M.C., 2012,

“Friable test and risk assessment for asbestos in soils,”

J. Soil & Groundwater Env., Vol. 17, No. 5, pp. 68-74.

Kim, J.W., Park, C.K., Kwon, Y.S. and Jung, M.C., 2014, Assesment of Releasable Asbestos From Soil to Air by the Releasable Asbestos Sampler(RAS) Around Abandoned Asbestos Mine in Korea, The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers, Vol. 51, No. 1, pp. 1-8.

Kwon, Y.S., 2014, Evaluation on Asbestos Removal Efficiency in Soil using Friavility, MSc Thesis, Sejong University, Korea.

Maclure, M., 1987, Asbestos and renal adenocarcinoma: A case-control study, Environ Res, Vol. 42, No. 2, pp. 353-361.

MOE(Ministry of Environment), 2010a, Guidance of Soil Environment on Asbestos Mines and Occurring Asbestos Areas, Ministry of Environment, Korea, pp. 2-5 MOE(Ministry of Environment), 2010b, Investigation of

Asbestos contained soil and ground water near at the Abandoned asbestos Mines, Ministry of Environment, Korea, pp. 227-239.

MOE(Ministry of Environment), 2011a, Detailed survey around abandoned asbestos mines in Korea, Ministry of Environment, Korea, p. 425.

MOE(Ministry of Environment), 2011b, National plan for asbestos in Korea, Ministry of Environment, Korea, pp.

24-26.

MOEL(Ministry of Employment and Labor), 2009, Occupation Safety and Health Acts, Ministry of Employment and Labor, Korea.

Park, C.K., Kim, J.W., Kwon, Y.S., Jung, M.C., Lee, J.-S.

and Park K.I., 2013, “Development and in-situ application of asbestos removal equipment for asbestos-contaminated soils,” J. Korean Society of Mineral & Energy Resources Engineering, Vol. 50, No. 5, pp. 819-826.

WHO(World Health Organization), 2014, Asbestos: Elimination of asbestos-related diseases, Fact sheet No. 343, WHO, 2014, 07. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs343/en/

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김 형 준

2003년 세명대학교 공과대학 자원환경 공학과 공학사

현재 세종대학교 에너지자원공학과 석사과정 (E-mail; [email protected])

김 정 욱

2003년 세명대학교 자원환경공학과 공 학사

2008년 세명대학교 자원환경공학과 공 학석사

현재 세종대학교 지구환경과학과 이학박사 (E-mail; [email protected])

정 명 채

현재 세종대학교 에너지자원공학과 교수 (本學會誌第51券第3号參照)

권 요 셉

2012년 강원대학교 산업디자인학과 디 자인학사