가열처리는 오염토양에 열을 가함으로써 고온 휘발성의 오염물질을 토양과 분리하고, 비휘발성의 오염물질은 토양과 함께 고화시켜 슬래그화 하는 방법이다. 가열하는 과정에서 휘발한 오염물질을 회수해서 처리하기 위한 시설을 병용해야 한다. 하지만 중금속과 휘발성유기화합물에 의한 복합 오염토양에 있어서도 유용한 처리방법이 될 수 있다. 비용이 많이 소요되고 2차오염을 유발할 가능성이 있는 단점이 있지만 오염도가 높은 경우에 적용되는 기본기술이다. 여기에는 글래스고화, 용융, 소각기술 등이 포함된다. 오염원 위치에서의 글래스고화기술은 미국의 에너지부가 방사성 폐기물을 대상으로 개발한 기술이다. 오염토양에 전극을 삽입하고 전류를 흘려줌으로써 1,600∼2,000 ℃의 고온까지 가열하여 토양 중에 포함되어 있는 실리카를 용해하여 고화한다. 실리카고화와 함께 오염물질이 차폐 처리되기 때문에, 안정적인 면에서는 콘크리트고화보다도 뛰어나다고 할 수 있다. 용융기술은 오염토양에 1,200∼1,300 ℃의 열을 가하여 오염토양을 정화하고, 잔류토양과 고온 비휘발성의 오염물질을 슬래그화 한다. 소각기술은 소각로를 이용해 800∼1,000 ℃의 고온에서 연소시키는 방법이다. 이들은 모두, 가열 중에 휘발한 유해물질을 대기 중에서 포집하여 2차 처리한다. 열탈착기술은 로터리킬른 등을 이용해 오염토양을 비교적 저온인 약 300∼650 ℃에서 가열하여 휘발성오염물질의 일부는 열분해하고 나머지는 비산재(fly ash)와 분리된 후 처리하는 방법이다. 휘발성오염물질에 고농도로 오염된 경우에 보다 적합한 기술이다토양증기추출

불포화대에 존재하는 휘발성유기화합물은 토양입자 사이에 기체나 액체로서 존재하는 경우, 토양에 흡착되어 있는 경우, 지하수에 용해하고 있는 경우 등 다양한 상태로 존재한다. 토양증기추출(Soil Vapor Extraction)은 여러 가지 형태로 불포화대에 존재하는 유기오염물을 제거하기 위해 오염토양에 관을 주입하고 진공펌프 흡인력을 이용해 휘발성물질을 기화시켜 추출하고 지상에서 처리하는 기술이다. 보통 휘발성이 강한 유기화합물에 잘 적용되며, 비교적 용이하고 빠른 시간 내에 작업을 완료할 수 있는

장점을 갖는다. 또, 공기를 주입해 다른 한편에서 회수하는 방법이나, 공기와 함께 생석회를 주입해 점토질을 세립화 시키고, 동시에 주입한 생석회가 물과 반응해서 토양온도를 상승시킴으로써 휘발성유기화합물의 기화를 촉진하는 방법 등이 개발되고 있다. 추출된 가스는 활성탄이나 지올라이트 흡착, 자외선분해, 플라스마 분해 및 기타 복합처리기술을 이용한다. 특히 토양증기추출기술이 개발되면서 유류에 의해 오염된 지역을 현장에서 처리하는 In-Situ 정화사업이 크게 늘고 있다.

) PFIP법 (Pneumatic Fracturing Iron Powder)

미국의 ARS사와 일본의 동화광업에 의해서 공동으로 개발이 진행되고 있는 처리방법으로서, 근간에 사업화가 이루어질 계획이다. ARS사가 보유하고 있는 기술은 고압 공기를 이용해 토양을 균열시키고 오염물질을 지상으로 끌어내는 방법이다. 한편, 동화광업사에서는 철분을 이용해 오염물질을 흡착시키거나 환원시키는 배수처리장치를 개발하고 있다. 이 양사의 기술을 합하여 휘발성유기화합물 오염토양에 고압공기와 함께 철분을 주입하고, 토양 중에서 분해 처리를 하는 기술이 PFIP법이다. 고압공기를 사용하므로 강한 지질에 적용할 수 있기 때문에 연약 지질에서는 비용이 많이 드는 단점이 있지만, 처리시간이 다른 처리방식과 비교해서 매우 짧다는 특징을 나타내는 신기술이다.

5) 생물정화(Bioremediation)

생물정화란 환경 중에서 미생물의 분해능력을 이용하여 오염물질을 분해, 무해화 시키는 처리기술이다. 오염토양에 산소, 영양원, 수분과 함께 미생물을 적당히 공급하여 미생물의 증식과 분해활동을 높여 줌으로써 토양오염 물질을 분해하는 기술이다. 생물정화에는 굴착한 오염토양을 미생물에 의해 무해화하는 방법과, 오염원위치에서 오염토양을 무해화하는 방법이 있지만 주류를 이루고 있는 것은 비용이 저렴한 오염원위치에서 시행하는 생물정화이다. 특히 미국에서는 수퍼펀드법 하에서 적극적으로 생물정화기술을 적용하고 있기 때문에 많은 사례가 보고되고 있다.1990년부터 EPA는 오염지 9개 장소를 대상으로 실증 프로젝 (Bioremediation Field Initiative)를 시작하였고, 생물정화 기술의 개발을 추진하고 있다.

특히 Bioventing과 식물정화(phytoremediation) 기술은 오염된 토양정화에 매우 유용한 것으로 판명되고 있다. Bioventing 기술은 유류에 오염된 지역에 관을 뚫고 공기와 영양염을 공급함으로써 호기성 박테리아의 활동성을 높여 정화시간을 단축하는 기술이다. 박테리아가 필요로 하는 최소한의 산소만 공급하여 주면 되므로 토양증기추출과는 달리 공기유량을 매우 낮출 수 있다. 따라서 공기를 과량으로 주입할 때 나타나는 오염물의 휘발과 대기로의 누출을 최소화하는 장점을 갖는다.

식물은 토양과 지하수층에 녹아 있는 물질을 흡수하고 축적하며 분해하며 살아 가는 데 이를 활용하여 토양오염을 정화하는 기술이 식물정화기술이다. 이 기술은 적용영역이 넓어, 중금속, 방사성물질, 염소계용제를 포함한 유기물, 농약, 폭발물 등을 정화하는 데 이용할 수 있다(하성훈, 1998). 정화하는 데 시간이 많이 소요되고 식물뿌리가 닿는 비교적 얕은 지역에 대해서만 적용할 수 있다는 제한점이 있지만 비용이 매우 저렴하고 환경에 충격을 주지 않는 매우 부드러운 기술로서 발전이나 가스제조시설, 화학물제조시설, 광산 등에 적용하기에 적합하다.

(3) 기술활용 동향

우리 나라에서는 1994년 이후에야 비로소 정부차원의 지원으로 토양정화기술을 개발하기 시작하였다. 환경부는 선도기술개발사업의 한 분야로 오염토양/지하수 정화기술을 지정하여 지원하고 있으나 선진국에 비해서 출발이 늦었기 때문에 기술의 다양성 면에서 아직 초기단계에 머무르고 있다. 따라서 이 시점에서는 기술선진국에서 진행되어 온 토양정화기술의 발전방향을 살펴보고 시사점을 도출해 우리의 향후 추진방향을 수립하는 데 반영한다면 시행착오를 줄일 수 있을 것이다. 이러한 면에서 가장 넓은 토양정화사업시장을 갖고 있으며 수준 높은 기술을 다양하게 보유하고 있는 미국에서의 기술동향을 알아보고자 한다.

미국에서 1995년을 제외한 1992년부터 1996년까지 수행된 토양정화사업에 적용한 정화기술을 조사한 결과, 이용건수가 많았던 기술은 굴착처리, 토양증기추출, 차폐처리, 생물정화, 고화, 열탈착, 토양세정, 소각처리 순이었다. 굴착처리, 토양증기추출, 차폐처리 등의 기술이 60% 이상 이용되고 있었으나 차폐처리는 시간이 갈수록 이용건수가 감소하는 경향이 뚜렷하였다(<그림 1>). 반면에 굴착처리, 토양증기추출, In-Situ 생물정화 등은 증가하는 경향을 보이다가 '96년도에는 급격한 신장세를 나타내었다. 특히 '96년도 In-Situ 생물정화기술의 이용건수는 전년에 비해 700% 이상 증가해 가장 높은 신장세를 보여주었다.

첫째, 토양증기추출, In-Situ 생물정화 등 현장처리기술의 이용도가 높아지고 있다. 같은생물정화기술이더라도 Ex-Situ 기술의 이용도는 여전히 낮은 상태인 데 이는 정화비용이 상대적으로 저렴한 In-Situ 기술이 선호되는 경향을 보여주는 것이다.

둘째, 굴착처리, 차폐처리, 고화처리기술 등의 점유율이 낮아지고 있는 것은 가능한 한 오염물을 완전히 제거하여 잔재물을 줄이려는 방향으로 토양정화기술이 발전하고 있음을 의미한다.

셋째, 고화처리, 열탈착처리, 소각처리 기술 등 에너지 소모가 많고 2차 대기오염을 유발할 가능성이 있는 기술의 이용도는 낮아지거나 정체되고 있다.

미국에서의 토양정화기술 이용추세를 보면, 기술의 진전에 따라 보다 빠르고 안전하고 저렴하게 처리가 가능해진 토양증기추출, 공기주입, 생물정화 등의 In-Situ 처리기술이 향후 더욱 많이 활용될 것이고 반면에 소각처리와 지하수 양수처리 등은 약화될 것이다. 특히 토양증기추출기술은 종래의 처리공정과 연계하여 이용하는 데 무리가 없어 적용범위가 넓고 소각처리기술에 비해 경제적인 것으로 평가받고 있어 전망이 밝다.

이러한 추세는 비단 미국에만 적용되는 것은 아니므로 이를 반영하여 우리의 기술개발에 역량을 집중해야 하지만, 기술의 개발로만 그쳐서는 안되고 저비용, 고효율이라는 가장 중요한 두 가지 경쟁요인에서의 우위를 지속하기 위해 개발된 기술을 부단히 보완레像還쳐耭蔘?향후 토양정화시장에서 우리의 지분을 확보할 수 있게 될 것이다.

국내외 토양오염정화 및 프로젝트 수행 현황

오염물의 발생형태나 처리방식은 국가의 산업구조나 환경정책 등에 따라 달라지므로 토양오염의 특성은 나라마다 다른 양상을 나타낼 수 있다. 그러나 폐광산의 중금속오염이나 유류에 의한 토양오염, 매립지에서 배출되는 침출수에 의한 지하수오염 등은 대체로 공통적으로 겪고 있는 문제들이다. 이밖에 일부 국가에 있어서는 원자력발전에 따른 방사성폐기물, 군사시설에서의 폭발물잔재 등으로 인한 토양오염이 매우 심각한 상황에 이르고 있다.

(1) 미국

1) 현황

위험한 화학폐기물이 투기되었으나 관리되지 않고 있는 지역이 미국 전체적으로 20,000 군데가 넘는다. 이들을 효율적으로 정화하기 위해 만들어진 미국의 수퍼펀드 프로그램은 1980년에 제정된 CERCLA (The Comprehensive Environmental Response, Compensation and Liability Act)의 42 U.S.C. Sections 9601-9675에 따라 적용되고 있다. 이 프로그램은 유해폐기물 투기에 의하여 발생한 오염지역을 정화하는 데 소요되는 비용은 오염발생자에게 부과해야 한다는 원칙을 담고 있다. 따라서 수퍼펀드지역 정화에 소요되는 대부분의 재정은 오염을 야기하는 데 기여한 산업체에게 부과하여 마련하였으며 이는 초기의 총 운영비용 16억$의 88%에 이르렀다. EPA는 1986년에 이 비용을 85억$로 높여 정부에서 확인한 오염지역 중 10,000 개 오염지역을 정화하는 데 사용하고 있다.

미국의 '96년도 토양정화시장은 정부발주분이 56%이었고 민간기업발주분이 44%를 기록하였다. 정부발주분은 수퍼펀드지역, 에너지부 산하시설, 군사시설 정화에 집중되었다. 미국 환경보호청(EPA)이 주관하는 수퍼펀드지역은 대개 유해화학물 폐기 또는 매립지역으로서 유해화학물 처리가 주종을 이루고 있는 반면에 에너지부 산하시설은 유류 및 방사성폐기물에 의한 오염이 많고 군사시설의 경우에는 유류 및 TNT와 같은 폭발물질에 의한 토양오염 사례가 많이 보고되고 있다.

2) 주요 프로젝트

① Oak Ridge 지역에너지부(DOE; Department of Energy) 시설 정화 및 관리

미국 에너지부(DOE)는 1997년 12월, Oak Ridge, Paducah, Portsmouth에 위치하고 있는 산하시설의 유류 및 중금속오염에 대한 5년 6개월간의 관리와 환경복원사업에 25억$를 투자하였다.

② 에너지부 산하 Brookhaven 국립연구소 환경정화

Brookhaven 연구소는 국방과학연구소는 아니었지만 물리, 의학, 화학, 생물학, 환경학, 공학 등 다양한 영역에서 연구를 진행하던 곳으로 여러 화학물과 방사성물질의 사용에 따른 유해폐기물을 많이 배출하여 왔다. 에너지부는 산하 연구소의 오염된 토양과 지하수를 정화하고 연구소를 친환경적으로 운영하는 종합관리사업에 5년간 20억$를 투자하기로 하였다.

③ 북서부 14개주 군사지역 정화사업

미 육군공병부대는 북서부의 14개주 군사시설에 대한 정밀환경관리서비스인 Total Environmental Restoration Contract를 1998년 2월에 발주하였다. 계약기간은 10년이며 소요비용은 2.7억$이다. 이 사업의 범위는 해당시설에 대한 부지평가, 타당성조사, 건설과 정화과정에서의 설계공학 등 광범위하게 선정되었다.

④ 미 서부해안 해군시설 건설 및 정화 관련 종합서비스

1998년 6월에 미 해군은 해군기지 환경정화수행 사업을 7년 동안 총 5억$을 투자하여 진하기로 하고 계약을 체결하였다. 사업범위는 인도양에 위치하고있는 미 서부연안의 해군기지를 건축하고 정화하는 데 필요한 정밀환경관리서비스와 설계공학 수행 등이다.

⑤ Continental Steel 수퍼펀드 지역 건물 파쇄 및 오염정화사업

인디애나주의 환경관리국은 Kokomo 지방에 위치한 구 Continental Steel 수퍼펀드 지역의 정화사업에 970만$를 18개월간 투자하기로 하고 1998년 12월에 계약을 체결하였다. 사업 내용은 3.8 □에 이르는 주 플랜트를 해체하고 석면, PCBs, 슬러지, 유해폐기물에 대한 정화사업을 수행하는 것이다.

⑥ Alleghney군 항만청 부지평가 및 정화방안수립 컨설팅

Alleghney군 항만청은 항구시설물에 대한 부지평가와 정화방안을 마련하는 컨설팅사업에 500만$를 향후 3년간에 걸쳐 투자하기로 1998년 5월에 계약을 체결하였다. 여기에는 부지평가, 위해성평가, 정화방안 설계 및 평가, 입찰서류 작성, 정화계획에 연관된 건축관리 등 종합적인 서비스가 포함되었다.

(2) 독일

1) 현황

독일의 토양오염 원인은 크게 두 가지로 분류되는 데 첫째는, 산업활동에 의해 배출되는 폐기물을 제대로 관리하지 못한 채 투기함에 따라 발생한 것이고 다른 하나는 1, 2차세계대전을 거치고 통일되기까지 많은 군사시설을 운영하는 과정에서 각종 유해물과 폭발성 화합물이 누출되어 주변지역을 오염시키게 된 것이다. 더구나 구동독지역은 토양오염에 대한 관리가 조직적으로 수행되지 않았기 때문에 산업지역 및 군사시설은 매우 오염된 상황을 나타내고 있다(황경엽, 1998).

독일은 1985년 토양법이 시행되면서부터 본격적으로 토양정화를 시작하였다. 독일의 연방환경청에 따르면 통일 전인 1978년에 밝혀진 토양오염발생지역은 80,000 개소이었으나 통일 후 1994년에는 143,000 개소로 증가하였는 데 이는 대부분 구동독지역의 오염된 군사시설로 인해 발생한 것이다. '97년도에 연방토양법을 제정함으로써 구동독의 오염지역을 포함한 토양오염발생지역에 대한 정화사업이 본격적으로 진행될 것으로 기대되고 있으며 이에 따라 1994년에 10억$에 달했던(EBI, 1996) 토양정화시장 규모가 2001년에는 약 18.9억$까지 증가할 것으로 전망된다.

2) 주요 프로젝트

① 베를린 지역 생태정화프로그램

1991년부터 시작된 이 프로그램은 단순한 환경복원 차원이 아니라 지속가능한 생태환경의 창조라는 관점에서 가능한 한 청정기술과 재생자원을 활용하였으며 또한 통일 후 급증한 베를린시 구동독지역의 실업문제 해결이라는 중요한 공동목표를 갖고 있었다. 여기에는 베를린 동부도시 재생, 녹지공간창조, 지표수정화와 보호, 토양정화 및 폐기물관리, 생태조사, 환경컨설팅 사업 등이 포함되었다. 1994년까지 160 개 프로젝트를 완료하였으며 총 2억$가 투자되었다.

② Wunsdorf 주둔지 정화사업

Wunsdorf 주둔지는 6.1 km2에 이르는 군사 요새로서 베를린 남서부에 위치하고 있으며 지난 100년간 군사요새로 활용되었다. 또한 주변에는 여러 종류의 공장이 가동되었기 때문에 생태환경이 파괴되었고 토양과 지하수는 심하게 오염된 상태이었다. 주 오염물은 유류에서 발생한 탄화수소류와 중금속, PAHs (Poly romatic Halocarbons)등이었으며 이에 대한 조사 및 정화비용은 970만$로서 토지를 재이용하는 것을 전제로 한 정화방안이 추진되고 있다.

③ 산악지대에 위치한 공업단지 정화사업

이 곳은 과거 100년간 여러 종류의 금속과 염소계 화합물을 생산했던 공업단지로서넓이는 약 2.3 km2에 이르렀다. 공장에서 발생한 폐기물이 주변 개울을 오염시켜 산성으로 만들어 버렸으며 홍수기에는 이 개울을 따라 오염된 퇴적물이 저지대에 있는 주거지역과 호수로 유입되었다. 지하수는 염소계 용매에 오염되어 있었지만 중금속 오염은 관측되지 않았다. 1991년부터 6년간에 걸쳐 정화사업이 수행되었으며 인근 주민에 대한 보건평가도 함께 진행되었다. 생물정화기술과 차폐처리를 적용하였으며 소요비용은 8,000만$에 달하였다.

(3) 일본

1) 현황

일본에서는 1982년에 처음으로 전국규모의 토양오염 실태조사가 수행되었으며 1998년 3월에 일본 환경청이 발표한 일본 전역의 시가지 토양오염 실태조사 결과에서는 조사 지점수의 약 13%에 해당하는 102 개소가 환경기준 이상으로 오염된 것으로 나타났다. 또 이중 많은 지역이 중금속에 오염된 것으로 밝혀졌는 데 이는 1970년에야 제정된 폐기물처리법이 시행되기 전까지는 오염원에 대한 관리가 철저하지 못했고 노화된 처리시설에 대한 유지보수가 미비하였으며, 중금속 함유오염물을 불법 투기하였기 때문에 나타난 현상이다. 일본은 1996년에 수질오염방지법을 개정하면서 오염자의 정화의무를 법률로 명시하였다. 동시에 대상 물질을 석유까지 확대하였고 주유소 등에도 토양오염방지에 대한 의무를 명확히 부과하게 되었다

일본은 대체로 토양오염정화사업을 지방자치단체 위주로 조용히 진행하는 경향이어서 현황이 외부로 공표되지 않고 있다. EBI사에서 조사한 '94년도 일본의 토양정화시장규모는 20억달러를 상회하였다. 그러나 토양오염에 대한 대처방식이 공개적으로 바뀌고 토양오염의 잠재적인 위험성에 대한 평가가 점차 자리를 잡게 되면 일본시장은 크게 확대될 것으로 전망된다.

일본에서는 토양정화기술 중에서 생물정화기술 개발에 박차를 가하고 있으며, 에바라제작소, 오르가노, 스미토모금속광산, 도와광업, 히타치금속, 일본종합연구소 등으로 구성된 생물정화컨소시엄이 '95년도에 생물정화기술을 이용하여 트리클로로에틸렌으로 오염된 토양을 정화하는 데 성공했다. 이 후, 각사는 생물정화기술을 사업화 하기 위한 개발에 착수하였고, 오염토양에 비료성분과 무해한 촉매를 미량혼합하는 방법과 토양증기추출과 지상 바이오리엑터를 병용해서 활용하는 방법 등이 개발되고 있다. 그러나 일본에서는 발주자의 요청 혹은 오염자 미공개의무에 따라 토양정화사업이 공개적으로 실시되는 경우가 매우 드물다. 따라서 정화실적을 상세하게 공표할 수 없기 때문에, 성공적인 첨단기술의 보급을 저해하는 경향이 있다.

2) 주요 프로젝트

토양정화사업의 주요 발주처는 환경청과 지방자치단체 등 일본 정부기관이며 민간에서는 전력회사와 엔지니어링회사, 미국 및 유럽계 회사 등이 주류를 이루고 있다.

① 토양 및 지하수오염 정화

이것은 오염된 토양과 지하수를 확인하고 발견된 오염의 진행정도를 평가한 뒤, 적절한 정화기술을 선정하여 오염물을 정화하는 사업이다. 대상시설은 주로 기름저장소, 의약플랜트, 화학플랜트, 농약플랜트, 폐기물처리시설 등이고 나선형 송곳을 이용한 장치로 토양시료를 채취하고 관정을 설치하여 지하수 시료를 채취한다. 채취된 시료는 대개 일본 및 미국기준에 따라 동시에 분석하고 관측결과를 해석하여 적절한 정화방안을 찾아 적용하는 데 일본에서도 정화기간의 단축보다는 비용절감이 우선되는 경향을 나타내고 있다. 따라서 최근에는 In-Situ 생물정화기술이 많이 적용되는 추세이다.

② 환경부지평가

이 사업의 시행목적은 환경적으로 위해할 가능성이 있는 지역을 찾아 그 정도를 평가하는 것이다. 소유지 거래, 환경손상책임보험 설정시에 주로 수행되고 있다. 평가의뢰대상은 사무용 건물, 주유소, 유해화학물 제조시설 등이며 현장조사에는 지역에 대한 개관조사, 인터뷰, 기록 검토 등이 이루어진다. 토양과 지하수 시료도 채취하고 필요한 분석을 수행하여 과학적이고 개관적인 기록에 기초한 종합평가를 내린다.

(4) 우리 나라

1) 현황

1987년부터 250 개소의 토양측정망을 운영하면서 오염현항조사 사업이 시작되었다. 꾸준히 측정망을 확대하며 시행하였던 우리 나라는 1996년 1월6일부터 시행된 토양환경보전법에 따라 1997년부터는 토양측정망을 전국망과 지역망으로 이원, 전문화하여 총 2,904 개소로 늘렸고 1998년에는 전국망 1,000개, 지역망 2,000개 총 3,000개로 확대하였다(환경백서, 1998). 조사항목으로는, 전국망의 경우 토양산도, 중금속(카드뮴, 구리, 비소, 납, 아연, 수은), 유류, 유기인, PCB, 시안, 페놀 등 12개 항목이며 지역망의 경우는 토양산도, 중금속, 시안, 유류 등 9개 항목이다.

토양환경보전법에 따라 토양오염유발시설을 설치하면 시럿돝恥玲“?신고하고 정기적으로 토양오염검사를 받아야 한다. 1997년 12월 31일 기준으로 신고된 우리나라의 토양오염 유발시설은 17,979 개에 이른다(<표 1>). 그러나 유류시설이 14,874 개소로 대부분을 차지하고 있다. 지금까지의 조사결과로는 기준(1 mg/kg)을 초과한 지역은 조사지역의 1% 미만인 것으로 보고되었지만 유류 저장탱크의 제한된 수명을 고려할 때 유류에 의한 토양오염이 우려되고 있다.

폐광산에서 유출된 중금속에 의해 주변토양과 하천이 오염되어 사회적인 관심을 일으킨 이래 꾸준히 오염원의 유실을 막는 차폐시설, 오염퇴적물 준설, 농경지 복토, 토양개량제 사용 등의 오염방지대책을 추진하여 토지이용도를 높이고 있다. 1995년부터 시작된 폐광산 정화사업은 해당 지자체의 재정자립도가 낮아 아직 미미한 수준에 머물고 있다.

농약사용에 따른 토양오염은 농경지와 골프장 등에서 과도하게 사용할 때 발생할 수 있다. 이를 막기 위해 우리 나라는 농약에 대한 사용관리, 안전사용기준 설정, 적정사용량 유지, 제조렝??및 사용단계에서의 환경성 검토 등을 준수하도록 규제하고 있다. 토양측정망 조사결과에 따르면 기준을 초과한 농경지가 3%에 이르고 있고 방치할 경우 2010년에는 6.5% 이상으로 증가할 것으로 전망하고 있다(환경백서, 1997). 현재 추진하고 있는 대책은 대부분 사용관리에만 초점이 맞추어져 있기 때문에 이미 오염된 지역에 대한 처리 방안의 마련이 시급하다.

쓰레기처리를 아직도 매립에 의존하고 있는 우리는 매립지로부터 유출되는 침출수가 주변 하천이나 토지, 지하수 등을 오염시키고 있는 사례를 언론으로부터 간간히 접하고 있다. 조사결과에 의하면 침출수의 약 80%가 처리되지 않고 직접 주변환경으로 유출되는 것으로 나타났으며 특히 이들에 의한 영향은 수십년에 걸쳐 진행된다고 알려져 우려를 낳고 있다(황경엽, 1998). 쓰레기처리 대책이 근본적으로 변화하지 않는 이상 매립지 사용 및 안정화 과정에서 야기되는 침출수 유출 등의 문제는 피할 수 없을 것이다. 따라서 이를 해결하기 위한 심도 깊은 연구가 필요한 상황이다.

2) 주요 프로젝트

① 폐금속광산 오염방지

경기도 광명시에 소재하고 있는 가학광산에 오염원 유실 방지시설, 준설, 복토 등의 사업을 수행하여 오염된 토양을 개선하는 시범사업을 1995년에 수행하였다. 사업수행에 총 38.4억원이 소요되었다. 그러나 이 사업은 근본적인 토양정화와는 달리 오염원의 확산을 방지하는 정도에 머물렀다(환경부, 1998).

② 유압기름 오염토양 정화

점도가 높은 유압기름을 사용하던 금속가공업체로부터 4년여에 걸쳐 기름이 누출되어 토양오염을 유발하였다. 오염도는 25,000 mg/kg에 이르렀으나 토양세정기술을 5주간 적용한 결과, 토양의 오염도를 280 mg/kg 이하로 낮출 수 있었다. 총 1,500 톤의 오염토양을 처리하는 데 약 2.4억원이 소요되었다.

③ 매립지 PCB오염정화

평균 627 ppm의 고농도로 PCB를 함유하였던 매립지 토양 35,000 톤을 열탈착기술을 적용하여 PCB 농도 2 ppm 이하로 정화하였다. 약 6개월간에 걸쳐 수행된 정화사업에 105억원 가량이 투자되었다(황경엽, 1998).

시장 전망

20년전에 토양정화사업이 시작된 이래, 시장은 크게 변화하여 왔지만 시장의 규모를 결정짓는 가장 중요한 요인은 규제강도이었다. 엄격한 기준이 설정되면 비용과 무관하게 이를 만족시킬 수 있는 기술이 개발되었고 적용되어 왔다. 그러나 모든 분야에서의 국가간 교류가 활발해지면서 선진국의 규제강도는 보다 엄격한 수준으로 수렴하게 되었다. 따라서 이들 국가에서는 규제강도가 더 이상 시장을 창출하는 역할을 하지 못하고 있다.

오늘날 토양정화시장은 새로운 국면을 맞?있는 데 그것은 시장 창출의 주요인이 규제에서 경제요인으로 바뀌고 있는 것으로서 보다 저렴한 비용으로 처리할 수 있다면 보다 많은 오염지역에 대한 정화사업을 시도할 것이기 때문이다. 이는 개발단계에 있는 국가들에게도 규제강화와 마찬가지 효과를 나타내 시장규모를 확대시킬 것이다.

그리고 최근에 진행되고 있는 토양정화사업은 많은 경우에 위해성 및 부지평가 등을 수반하고 있다. 이는 향후 토지를 이용할 때, 오염된 토양과 지하수가 인간의 건강과 환경에 미치는 잠재위해성을 중요시하는 경향을 나타내는 것으로서 이미 소유지를 교환하거나 보험을 신청할 때 반영하는 경우가 많다. 따라서 잠재적인 위해성을 평가하는 기술분야가 새로운 시장을 개척할 것으로 판단하고 관련 기술을 도입하려는 민간 사업체가 늘고 있는 추세로 알려지고 있다(Anderson, 1997).

일본의 경우에는 유류오염 정화분야가 유망할 것으로 전망되고 미국, 독일, 영국과 아직까지 시장이 형성되지 않고 있는 동유럽의 체제전환국들은 군사시설에 의한 유류 및 폭발물오염 정화분야의 시장전망이 밝다. 특히 동유럽국가들은 경제성장에 따른 토지수요와 맞물려 향후 상당한 수요를 창출할 것으로 기대된다.

우리 나라의 토양정화시장은 시작단계이기 때문에 기초자료가 미비하여 규모를 추정하기가 쉽지 않다. 국립환경연구원이 1997년에 산출한 자료에 의하면 1987년에서 2006년까지 10년간 약 8,062억원에서 2조1,395억원까지 정도로 추정하였으며 휴,폐광산, 오염토양정화분야가 가장 많고 유류저장시설, 산업시설 순이 될 것으로 전망하였다. 그러나 외국의 추세와 우리 나라 유류저장시설에 대한 미흡한 관리상황을 볼 때, 이 분야에서의 수요가 가장 커질 수 있다.

1998년 전세계 토양정화 시장의 규모는 195억불에 이르는 것으로 추산되고 있으며 주요 시장으로는 미국, 일본, 독일, 캐나다 등으로 이들이 전체 시장의 70% 이상을 점유하고 있다. '90년대 초반에 연평균 10%를 상회하던 시장 신장률은'90년대말부터는 약 5%를 상회하는 성장률을 보이면서 2001년에는 전세계 시장 규모는 237억불에 이를 것으로 전망된다.

미국의 토양정화 관련 주요 기업의 프로젝트 수행 현황을 <표 5>에 정리하였다. '96년도 미국 전체수주의 20%를 점유하였던 토양정화분야의 최고 기업인 Bechtel, International Technology, ICF Kaiser 등 세 기업의 수행 사례를 나타냈는 데 이들의 주요 수주요인을 살펴보면 공통점을 발견할 수 있다. 그것은 최고의 경쟁력을 확보해야 수주전에서 승리할 수 있기 때문에 이를 위해 다양한 노력을 기울이고 있다는 것이다. Bechtel은 자신의 특기가 아닌 분야는 외부기관과의 공조를 통해 전체 경쟁력을 높였고International Technology는 기술 및 영역을 넓히기 위해 자신보다 덩치가 큰 OHM Co.을 인수, 합병하여 경쟁력을 고양하였다. ICF Kaiser 역시 핵폐기물 정화분야 등에서 최고의 기술력을 유지하면서 필요에 따라서는 작은 규모의 프로젝트일지라도 관련분야에 경쟁력을 갖추고 있는 기관과 공조를 하여 전체적인 경쟁력을 높이는 방향으로 대응하고 있다.

결국 앞장에서 살펴 본 기술동향, 토양오염현황 및 시장상황과 함께 미국 기업들의 수주전략을 분석할 때, 시장도 형성되지 않았고 기술력도 떨어지는 우리 나라의 기업이 세계의 토양정화시장 문을 열기 위해서 현실적으로 선택할 수 있는 방안 중의 하나가 경쟁력 있는 기술의 확보이다

동전기 정화기술

4.1 동전기 정화기술 개요

토양에 전기가 공급되면 토양 및 지하수내의 이온은 전기이동현상에 의하여 자신의 전하특성에 따라 이동하게 되는데 즉, 음이온은 양극으로 이동하고 반면에 양이온은 음극으로 이동한다. 그리 고 토양내의 간극수는 전기삼투현상에 의하여 양극에서 음극으로 이동하게 된다. 따라서 양극에 물을 게속적으로 주입하게 되면 전기삼투에 의하여 간극수 및 주입수가 음극으로 이동하게 되고 이때에 토양에 흡착되었거나 간극수에 존재하고 있는 오염물질도 동시에 이동하게 된다.

결국 음 극에서 이들을 배수시킴으로서 오염토양 및 지하수내의 오염물질을 추출할 수가 있다. 또한 양극 에서 물이 공급되지 않아 간극수가 이동되지 않는 정지흐름상태라 하더라도 공급된 전기장에 의 한 전기이동현상에 의하여 토양내의 이온물질이 효과적으로 제거될 수 있다.

따라서 공급된 전기장에 의한 이온이동과 전기삼투의 이중효과에 의하여 그림 3.16에 보이는 바 와 같이 토양 및 지하수로부터 오염물질을 효과적으로 제거할 수가 있다. 특히, 세립토와 같이 투 수성이 낮은 토양의 경우에 기존의 양수, 토양세척, 공기추출 등의 방법은 현실적으로 적용하기 어려우나 본 공법은 적용성이 매우 높다.

4.2 동전기 정화 메카니즘

포화된 지중내에 전극을 삽입하고 직류전류를 가하면 전극 바로 주위에서 물이 이온화되어 전기 분해 반응이 생긴다. 따라서 아래에 서술된 전기분해 반응식과 같이 양극에서는 물의 산화가 일 어나고 음극에서는 물의 환원이 일어난다. 따라서 양극에서는 산전선(acid front)이 생성되고 음극 에서는 염기전선(base front)이 형성된다. 그리고 양극에서는 산소가 방출되고 음극에서는 수소가 방출된다. 시간이 지나면서 양극에서 생성된 산전선은 토양을 통과하여 음극으로 진행하게 된다. 이로인하여 토양내의 ph가 부분적으로 산성으로 변하게 된다.

오염된 토양을 효과적으로 정화하기 위해서는 토양으로부터 중금속을 탈착시키는 것이 필요하다. 흡착/탈착 메카니즘은 토양내 점토광물 표면의 전하밀도, 양이온교환능력, 양이온물질의 특성과 농도, 유기물질과 탄산염의 존재에 좌우된다. 또한 흡착/탈착 메카니즘은 ph에도 크게 좌우된다. 전기분해에 의하여 음극에서 생성되는 염기전선에 의하여 부분적으로 중금속 이온이 결정체가 되 어 침전된다. 침전정도는 이온물질의 종류에 따라 다르며 흙입자와 간극수의 ph에 크게 영항을 받는다. 이렇게 음극부에 침전된 침전물은 양극에서 생성되는 산전선이 음극으로 진행하면서 용 해되며 용해정도는 토양 및 침전물의 종류에 따라 다르게 된다.

간극수에 존재하거나 토립자표면으로부터 탈착된 오염물질은 자신들의 전하특성에 따라 양극 또 는 음극방향으로 이동하게 된다. 오염물질은 전기삼투예 의한 이류, 전기경사에 의한 이온이동 및 농도경사예 의한 확산에 의하여 토체를 통하여 이동하게 된다. 상기예 언급된 메카니즘에 의하여 토양 및 지하수내 양이온은 음극으로 모이게 되고 음이온은 양극으로 모이게 된다. 특히, 중금속 등의 오염물질은 음극부에 농축되게 되므로 음극부에서 유출수를 지상으로 추출한다. 그리고 지 상으로 추출된 유출수를 이온교환방법 등의 환경공학적 처리방법을 이용하여 오염물질을 계거하 면 된다.

4.3 동전기정화 모형실험

본 연구에서 적용한 동전기정화 실험장치는 셀, 전극, 전원장치로 구성되어 있다. 셀은 원통관으 로 재질은 부식 및 내화학성이 강한 플렉시유리와 아크릴 재질로 하였으며, 규격은 직경 10cm, 길이 10cm 그리과 체적 785 cm3으로 하였다. 셀의 양단에는 체적이 300cm인 전극조를 부착하였 으며 여기에는 유입수 및 유출수의 유동을 위한 공간과 밸브구멍 그리고 가스의 방출을 위한 밸 브구멍을 설치하였다. 각 전극조에는 수조를 연결하여 물이 공급, 순환되도록 하였다. 전극은 양질의 흑연판으로 하였으며 두께는 0.8 cm, 직경은 9.5 cm이고 흑연판내에는 일정한 간 격으로 구멍을 천공하여 전원공급 및 물의 유동을 원활히 하도록 하였다. 전원 공급기로는 Hewlett packard시가의 직류전원 공급기를 사용하였다.

4.4 오염물질 제거효과

동전기 정화작업에 의한 토양 및 지하수내 오염물질 제거효과를 살펴보기 위하여 동전기 정화실 험을 완료한 후에 실험시료를 10개의 절편으로 절단하여 각 절편에 대한 오염물질의 잔류농도를 분석하였다. 농도분석을 실시한 후에 각 절편별로 초기농도와 최종농도와의 비율를 구하여 상호 비교분석하였다.

동전기정화에 의한 납성분의 제거효율을 살펴보면 그림9에 도시한 바와 같다. 그림에서 알 수 있 는 바와같이 오염물질의 잔류농도가 가동기간 5일인 경우에는 0.3∼1.6 정도가 되며 가동기간이 15일인 경우에는 0.09∼0.15 정도가 된다. 그러므로 동전기 정화작업에 의하여 토양 및 지하수내 의 납 제거율이 가동기간이 5일인 경우에는 -60∼70 %이고 가동기간이 15일인 경우에는 약 90 % 정도가 됨을 알 수 있다.

공급전류에 따른 납의 제거효율을 살펴보면 그림10에 도시한 바와같다. 그림에서 보는 바와 같이 공급전류가 10mA인 경우에는 오염물질의 잔류농도가 0.3∼1.2 정도가 되고 공급전류가 50mA인 경우에는 약 0.09∼0.15 정도가 되며 공급전류가 100mA인 경우에는 약 0.05∼0.07 정도가 된다. 따라서 동전기 정화작업에 의하여 토양 및 지하수내의 납 제거율이 공급전류가 10mA인 경우에 는 -20∼70 % 정도가 되고 공급전류가 50mA인 경우에는 약 90%정도가 되며 공급전류가 100 mA인 경우에는 약 94% 정도가 된다.

그림9. 가동기간에 따른 오염물질 제거효과

그림10. 공급전류에 따른 오염물질 제거효과

5. 결 론

본 연구에서는 국내 토양 및 지하수의 오염이 날로 심각해지고 이로 인하여 주변 생태계 및 자연 이 파손됨에 따라 이의 복구방안을 제시하기 위하여 현재 국내실정으로 볼때 실용성이 매우 높은 차폐기술과 향후 적용성이 높고 기타 토양환경분야에의 응용가능성이 클 것으로 예상되는 최첨단 기술인 동전기정화기술을 개발.발전시켰다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다.

(1) 국내의 경우 도심지, 산업공단, 광산지역, 농촌지역 등이 각종 폐기물, 유류, 농약, 화학약품 등에 의하여 토양, 지하수, 하천, 상수원 등의 오염이 심각한 상태에 있다. 특히 전국적으로 산재 한 수백여개의 불량매립지, 주유소 및 폐광산에 의하여 많은 오염이 이루어 지고 있다.

(2) 오염지역의 차폐시설로는 불투수성과 투수성 차폐시설이 있으며 불투수성 차폐재로는 슬러리 월, 시이트파일, 그라우팅, 흙교반. 동결벽 등이 있고 투수성 재료로는 석회, 조개껍질. 활성탄, 수 지, 폐타이어 등이 있다.

(3) 오염지역 차폐시설 설치방법에는 불투수층내 삽입식, 투수층내 현수식의 연직배치 방법과 전 주변, 상류구배, 하류구배의 수평배치 방법이 있으며 오염종류, 오염정도, 지질특성, 경제성, 시공 성 등을 고려하여 적절한 배치방법을 조합하여 사용한다.

(4) 슬러리월 재료에 대한 강도, 투수, 화학반응성특성 실험을 통하여 적절한 배합을 가진 흙벤트 나이트, 시멘트 벤토나이트, 시멘트/플라이에쉬 벤토나이트, 플라스틱콘크리트 혼합재료를 개발하 였다. 강도면에서는 흙 벤토나이트. 시멘트 벤토나이트, 플라스틱 콘크리트 순으로 크게 나타났고 투수성에서는 시멘트 벤토나이트, 플라스틱 콘크리트, 흙 벤토나이트 순으로 작게 나타났다.

(5) 슬러리월 굴착시 안정액으로 사용되는 벤토나이트 슬러리와 침출수의 반응성 실험결과 화학 물질의 영향에 의하여 벤토나이트 슬러리가 국부적으로 응집이 이루어지고 슬러리 현탁액이 제대 로 형성되지 않는 현상이 발생하였다. 따라서 오염지역 차폐에 슬러리월 공법을 적용할 경우에는 반드시 오염물질과 슬러리의 반응성 분석이 실시되어야 하며 적절한 첨가제 등을 혼합하여 이에 대한 해결방안을 강구하여야 한다.

(6) 시이트파일에 대한 모형실험을 통하여 팽창지수재 도포방법, 시이트파일 설치방법, 토양조건, 압력수두에 따른 투수특성을 파악하였으며 시이트파일 연결부의 효과적인 지수방안을 강구하였 다. 시이트파일의 장기적인 지수효과는 시이트파일 연결부의 자연적인 막힘현상에 의하여 얻을 수 있으며 단기적인 지수효과는 지수재 도포에 의하여 효과적으로 얻을 수 있다.

(7) 기존에 보편적으로 사용되고 있는 오염물질 제거기술인 토양세척, 중기추출. 스팀제거, 미생물 정화 공법등은 투수성이 큰 사질토 토양에 적용성이 높으나 본 연구에서 개발 발전시킨 동전기 공법은 토양의 투수성에는 관계없이 사질토 토양 및 점성토 토양에 모두 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다.

(8) 동전기정화작업이 토양내의 오염물질은 양극에서 음극으로 이동되며 오염물질의 이동메카니 즘에는 전기에 의한 이온이동, 이온물질의 농도에 의한 확산 및 전기삼투에 의한 이류 등이 관계 되는 것으로 나타났다. 전기분해에 의하여 양극에서는 산전선이 발생하고 음극에서는 염기전선이 발생하며 전기삼투현상에 의하여 산전선은 시료를 가로질러 음극으로 이동하고 토양내의 pH변화 및 오염물질제거에 영향을 미친다.

(9) 동전기정화 실내모형실험에 의하여 토양내의 납 및 페놀성분이 90%이상 제거되었으며 이로 부터 동전기정화기법은 토양 및 지하수내의 증금속과 유기물질 제거에 효과적인 것으로 나타났 다.

준설오니 처리대안

5.1. 준설오니의 처리/처분 기술

5.1.1. 준설오니 처리기술의 연구동향

국내의 준설오니 처리와 관련된 기술개발은 거의 초보적인 단계에 머무르고 있는 반면, 활발한 오니준설공사를 수행한 경험이 있는 일본, 미국 및 캐나다는 다양한 연구를 수행하고 있다. 일본은 최근 소성처리를 이용한 재활용관련 기술 개발을 완료하였으며, 미국 및 캐나다(EPA)에서는 5대호의 주요 오염지역 5개지점을 선정하여 최근 5년(’88~’94)동안 Assess-ment and Remediation of Contaimniated Sediments(ARCS) Program을 통하여 생물학적 처리, 소각, 열탈착, 토양세척, 고형화/안전화, 용매추출 등의 기술에 대한 벤치 및 피일로트 규모의 연구를 완료하였다.

5.1.2 준설오니 처리/처분기술의 원리

1) 생물학적 처리

생물학적 처리는 자연적으로 발생 혹은 인위적으로 개발한 미생물을 이용하여 유기오염물질을 분해, 안정화 또는 파괴하는 것으로 미생물은 에너지원과 탄소원으로 오염된 토양을 이용한다. 따라서 생물학적 처리기술은 유기성 폐기물에 국한되어 적용되므로 공정 적용시 이에 대한 검토가 필요하다.

모든 미생물은 성장과 번식을 위하여 에너지원과 탄소원을 필요로 한다. 많은 미생물(autotrophic)은 이산화탄소(CO2)와 같은 무기화합물을 탄소원으로 이용하고, 다른 미생물(hetro-trophic)은 유기화합물을 탄소원으로 이용한다. 미생물이 유기물질을 분해하기 위한 방법은 산소의 이용여부에 따라 호기성과 혐기성으로 나누어 볼 수 있다. 미생물은 호기성 호흡을 하는 동안 복잡한 유기화합물질을 단순한 무기염, 이산화탄소 그리고 물로 분해한다. 이러한 미생물은 전자수용체(호기성일 경우 산소), 질소와 인과 같은 영양물질, 그리고 기타 미세물질을 필요로 한다.

① 슬러리 상태의 생물학적 처리

슬러리 상태의 생물학적 처리란 이동성 생물반응조를 이용하여 오염 토양이나 슬러지를 처리하는 것으로 미생물의 최적 성장조건을 부여하기 위하여 유해물질과 미생물의 접촉과 적절한 혼합이 요구된다. 일반적인 처리대상 오염물질은 살충제, 기름, 크레오소트, PCP, PCBs, 그리고 할로겐족 유기화합물 등이며, 다양한 오염물질이 존재하더라도 처리가 용이한 것이 특징이다. 그러나 중금속이 존재할 경우, 미생물의 신진대사에 방해요소로 작용하게 된다. 따라서 토양세척 또는 묽은 산 등을 이용한 중금속 추출공정을 슬러리상 반응조와 조합함으로써 오염물질을 처리할 수 있다.

전형적인 토양 슬러리는 고형물 중량기준으로 약 50%이며, 고형물의 부상과 적당한 반응조건을 유지하기 위하여 기계적인 혼합을 필요로 한다. 그 밖에 영양염류, 산소, 산 또는 알칼리를 첨가하여 최적 반응조건을 유지할 수 있으며, 중금속과 염소는 미생물의 신진대사에 방해요소로 작용한다. 생물반응조의 체류 시간은 슬러지 조직, 오염물질의 물리화학적 성질 및 오염물질의 생분해도에 따라 달라질 수 있으나 대체적으로 수시간에서 수일 범위에 있다.

②고형상 생물학적 처리

고형상 생물학적 처리에는 Aerated static pile, Land farming 등의 기술이 있는데, 재래식 토양처리 공정보다 처리효율을 높이기 위하여 미생물의 분해 오염물질을 모래층에 투입하고, 원활한 산소공급을 위하여 토양내 공극을 유지시킨 후 생화학적 반응이 일어나도록 15-30cm(Land farming) 또는 최고 6m(Aerated static pile) 깊이로 혼합하고 필요에 따라 질소와 인과 같은 영양염류를 첨가하기도 한다. 이처럼 고형상 처리는 가장 오래전 부터 유해물질을 처리하기 위한 사용한 기술로 많은 경험이 축적되어 있다.

2) 토양세척

토양세척은 액상 매개체를 이용하여 오염물질을 제거하는 기술로 토양, 슬러지를 처리하는 기술이다. 이 기술은 중금속, 할로겐족 용매, 방향족 화합물, 가솔린, 석유계 물질, PCBs, 페놀 등 다양한 오염물질 제거에 적용할 수 있으며, 모래와 같은 조세입자에 대해서는 탁월한 제거효과를 나타내나 점토나 실트와 같은 미세입자에는 낮은 적용성을 나타낸다.

굴착된 토양 혹은 슬러지는 1차적으로 선별기를 통하여 거대한 물질을 제거한 후 처리되며 물, 산 염기, 착염물질, 계면활성제 등과 같은 용매를 사용하되 오염물질의 특성에 따라 선정한다. 세척공정을 거친 결과물은 두가지 형태의 물질로 구별되는데 입자가 큰 자갈이나 모래는 분리되어 헹굼을 거쳐 탈수되고 대부분의 오염물질이 포함되어 있는 미세입자의 물질은 화학적 추출장치로 유입되어 오염물질을 제거한다. 추출장치내의 세척액은 유입토양과 반대방향으로 주입하여 세척효과를 향상시킬 수 있다. 이후 세척액과 함께 수거된 오염물질을 제거하여 세척액을 재활용하고 정화된 토양은 탈수하여 현장에 뒤메움한다.

3) 고형화/안정화

유해폐기물을 정화하기 위한 가장 경제적이고 환경적으로 안전한 방법은 매립지역의 안정성을 보장하는 것이다. 폐기물에 함유되어 있는 유해물질은 지하수, 지표수, 대기 또는 주변지역으로 이동하여 오염시키게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 오염물질이 안정화되고 불용화되어야 한다. 고형화는 고상, 액상 혹은 슬러지 상태의 폐기물에 적용될 수 있으나 다음과 같은 항목을 만족해야 한다.

·폐기물중의 독성성분이 유출되지 않아야 한다.

·고형화에 의하여 폐기물의 취급이 용이해야 한다.

·처리물질의 반응성과 분해성이 없어야 한다.

·구조적으로 안정해야 한다.

오염물질의 결합은 실질적으로 혼합된 화학물질과 폐기물의 특성에 의존하게 되므로 안정화 공정은 폐기물의 물리적/화학적 특성과 전처리과정에 대한 용이성, 비용 등에 대한 고려가 필요하다 고형화 공정은 사용된 화학물질에 따라 다음과 같이 분류된다.

①Cement-based Techniques

고형화를 시키기 위하여 폐기물 양과 같거나 많은 양의 포틀랜드 시멘트와 보조제 같은 물질을 사용하는 방법으로 중금속 오염물질을 처리하는데 가장 적합하다.

②Silicate-based Techniques

라임과 시멘트에 규산염을 첨가하는 방법으로 최종물질의 지속성을 연장할 수 있다.

③Thermoplastic-based Techniques폐기물의 종류에 따라 아스팔트, 파라핀, 폴리에틸렌과 같은 플라스틱물질을 사용할 수 있으며 물과 분해에 대한 저항성을 기대할 수 있다.

④Surface Microencapsulation

유해폐기물은 유기접합제 혹은 합성수지와 같은 물질로 밀봉시켜 침출성이나 유동성을 막을 수 있다. Microencapsulation은 고형물이나 슬러지처리에 적용할 수 있으며, 특히 주로 무기물질에 적용되며 유기물질의 적용은 연구중에 있다.

〈다음호에 계속〉