폐기물 오염문제에 대한 국민적 인지도가 높아지면서 폐기물 처리시설에 대한 주민의 반대는 최근 커다란 사회적인 문제로 등장하고 있다. 혐오시설인 매립장의 입지를 반대하는 현상은 개인의 효용을 중시하는 경제주체의 경제행태 논리상 무시할 수 없는 현상이다. 주택가격과 주택까지의 거리와의 함수관계를 파악함으로써 주변지역주민들의 매립장 기피의사를 파악하고자 하였다. 추정결과 주택가격으로 지불하는 금액을 통해서 주민들이 매립장을 피하기 위해 부담하고자 하는 의사는 유의성이 있었다. 비용부담의사는 매립장과 가까이 거주할수록 높았고, 거리가 멀어짐에 따라 감소하는 것으로 나타났다.
폐기물매립장에서의 침출수 유출을 확인하고 경로를 파악하기 위해 추적자시험이 실시되었다. 추적자는 요오드와 Rhodamine WT를 이용하였으며, 추적자는 T-2, 4, 5공에서 주입하였다. 관측지점으로는 매립장내 우수관 출구와 측면배수구에서 모니터링 하였으며, 또한 주입공 하부의 9개 지하수공에서 모니터링 하였다. T-4, T-2와 T-5 지하수공에서 요오드와 Rhodamine WT 용액을 주입한 추적자시험 결촤 매립장의 바닥 차수막이 파손되어 침출수가 우수관내로 유출되고 있음이 입증되었으며, 또한 매립장내의 투수성이 매우 높아 일반적인 자연상태에 비해 매립장에서 우수관내로의 침출수 유입이 매우 빠름을 알 수 있었다. T-4와 T-2 지하수공에서 실시된 추적자시험에서 매립장의 차수벽 하부에 위치한 B-5와 B-6공에서 다량의 추적자가 관측되어 하부차수벽을 통해 침출수가 유출되고 있음이 확인되었다. 본 현장에서 실시된 추적자시험을 통해 매립장에서의 침출수 유출은 매우 빠른 속도로 발생하고 있으며, 또한 주 유출경로로는 T-4와 T-5 지하수공 주변의 바닥차수막과 매립장의 하부차수벽을 통해 유출 되어지고 있음을 확인할 수 있었다.
국내 주요 매립장 지역의 휘발성 유기화합물(VOC)에 대한 농도분포와 배출특성을 규명하기 위한 노력의 일환으로, 본 연구진은 주요 매립장지역에 대한 연구를 2000년 9월부터 2004년 12월까지 지속적으로 진행하였다. 본 연구의 일환으로 서울의 난지도 매립장을 위시한 전국의 7개 매립장을 주 조사대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 여러 유형의 매립장으로부터 조사한 VOC 배출량자료를 토대로 VOC의 주요 배출원으로 간주할 수 있는 매립장 환경의 배출특성을 정의하고자 하였다. 이들 조사 대상은 1개의 대규모, 5개의 중규모, 2개의 소규모 매립장으로 구성되었다. 이들 지점으로부터 4년 이상 각매립장의 VOC 배출특성을 조사하였다. 이러한 연구자료는 향후 매립장의 VOC 배출에 대한 관리를 위한 여러 가지 기초자료로서 유용한 정보를 제공할 것으로 기대된다.
본 연구에서는 매립장의 체적관리를 위한 체적 모니터링 시스템 구현에 대한 연구에 대해 논의한다. 레이저 로봇 기술에 기반한 삼차원 스캐너를 제작하여 삼차원 물체의 표면에 대한 포인트 클라우드(point cloud)를 이용한 매립장의 쓰레기 체적 감시 시스템을 제안하였다. 이를 통해 연속적으로 매립장의 쓰레기 체적 변화를 감시할 수 있게 되었으며 매립장 수명의 가용한 쓰레기 매립 수명을 예측할 수 있게 되었다. 그리고 완성된 매립장 체적 감시 시스템은 안성시 매립장에 구현되었다.
환경친화적 개발 가능성에 있어서 쓰레기 매립지 골프장 건설은 골프장 이미지 개선, 부지 매입가격 절감, 메탄 에너지 재활용, 국토 이용률 상승, 녹지공간의 확보, 기술 경쟁력 확보 등의 매우 많은 이점을 가지고 있다. 이러한 이점을 개발하기 위해 본 연구에서는, 국내의 쓰레기 매립지 골프장 개발 가능요인과 쓰레기 매립지 현황을 조사하였다. 조사 결과 이용가능성이 있는 매립지는 5%내외이며, 골프장과 같이 녹지를 제공하는 시설의 설치가 미흡한 것으로 나타났다. 이와 함께 이미 개발된 미국의 쓰레기 매립지 골프장 시공 사례를 알아보고, 쓰레기 매립지 골프장 개발의 적극적인 도입을 위해 매립지 토지이용절차와 이용시 판단기준, 토지활용시 고려사항 등을 연구하였다. 이러한 기초자료를 바탕으로 미래의 쓰레기 매립지 활용에 있어 골프장 부지로 사용하고, 건설할 수 있는 타당성과 구체적인 대안을 제시하였다.
매립장 내의 설치된 중간 복토층(intermediate cover)은 매립 도중 혹은 매립완료 후 종종 침출수가 하부의 침출수 집배수관으로 이동하는 것을 막아 매립장 내에 일정 침출수위를 형성시킨다. 이렇듯 중간 복토층은 침출수의 원활한 순환을 막아 매립장 바닥에 형성되어야 하는 침출수위가 중간복토층 위에 형성되도록 하는데, 이는 매립장의 구조적 안정성을 깨뜨리고 주변으로 침출수 누출을 유발시키게 된다. 본 연구에서는 이처럼 중간복토층 상부에 형성된 침출수위를 저하시키기 위하여, 폐기물 매립시 중간복토층에 투수성이 뛰어나고 역학적 강도와 화학적 내구성을 갖는 배수파일(Drain Pile)을 설치할 것을 제안하였다. 배수파일은 중간복토층 상부에 형성될 수 있는 침출수를 매립장 바닥으로 배수시키고, 침출수 집배수정으로 이송이 가능하게 만든다. 또한 배수파일은 매립장 내부에 설치됨으로써 폐기물의 자체 강성을 증가시키고, 동시에 매립장의 측방유동을 막아 구조적 안정성을 확보하는 효과도 기대할 수 있다. 실내시험을 통해 배수파일 충진재로서 굴패각의 활용가능성을 확인한 결과, 산업 폐기물인 굴패각이 침출수의 pH를 중화시키고 유해물질인 NH$_{4}$$^{+}$를 제거하는데 효과적임을 확인할 수 있었다. 한편, 실제현장의 침출수흐름을 모사하기 위해 범용 프로그램(SEEP/W)을 이용하여 매립지 내에서 배수 파일의 효과를 확인하였다.
난지도 매립장의 매립물 특성과 지하구조를 파악하기 위해서 난지도 매립장 상부에서 슐럼버져 전기비저항 탐사와 동일송수신기 배열 시간영역 전자탐사를 실시하였다. 또한 6개의 측점에서는 두가지 탐사를 함께 실시하여 지하구조 해석 결과의 신뢰도를 높이고자 하였다. 전기탐사와 시간영역 전자탐사로부터 구한 지하구조 모델은 서로 상당히 일치하는 양상을 보인다. 매립장의 전기비저항 구조는 천부에 높은 전기 비저항을 보이는 표층 아래에 낮은 비저항층이 존재하며, 저비저항층 하부에 다시 고비저항층이 존재하는 양상을 보인다. 중간층의 저비저항은 매립물의 분해와 강수의 유입에 의해 생성된 것으로 보이며, 하부의 고비저항층은 난지도 지역의 기반암을 나타내는 것으로 보인다. 이상의 결과는 매립장 및 주변지역에서 실시된 슐럼버져 전기탐사 및 쌍극자배열 전기탐사의 결과와도 잘 대비된다. 매립장의 저비저항층이 기반암이 존재하는 것으로 생각되는 깊이까지 발달하고 있고, 난지도 지역에 오염물질의 수직이동을 막을 수 있는 불투수성 지층이 존재하지 않는 점을 고려할 때, 매립장에서 생성된 오염물질은 난지도 매립장 지하의 지하수로 바로 유입되는 것으로 보인다.
포항 옥명 폐기물 매립장과 매립장 입구 전방지역에서 1997년 8월과 1998년 1월에 걸쳐 슐럼버져 전기비저항 수직탐사, 쌍극자 비저항탐사 및 전자기 유도방식을 이용한 전기전도도 수평탐사를 실시하였다. 전기비저항 수직탐사는 매립장 내부와 매립장 입구 전방지역에서 11점과 4점이 실시되었으며, 쌍극자 비저항탐사도 각각 1측선씩 실시되었다. 또한 전기전도도 수평탐사는 총 164점이 4개의 측선을 따라 매립장 입구 전방지역에서 수행되었다. 자료의 해석결과 제 6매립장에서는 0.3∼3 Ωm의 저비저항대가 지표하 65 m까지 나타나고 있어 하부지층의 침출수에 의한 오염가능성을 시사하고 있으며, 예상 침출수위는 지표하 3∼6 m로 추정되었다. 제 9매립장은 2 Ωm이하의 저비저항대가 지표하 11∼15 m까지 나타나고 있어 하부지층의 오염가능성은 없는 것으로 판단된다. 한편 매립장 입구 전방지역에서는 비저항 탐사자료나 전기전도도 수평탐사 자료 모두 천부의 비저항값이 낮게 나타나 이 지역에서는 풍화대의 오염가능성이 매우 큰 것으로 생각된다. 또한 같은 지역내에서도 제 6매립장이 가까이 위치하는 남쪽지역이 침출수의 영향을 더욱 많이 받는 것으로 나타났다.
매립장에서의 쓰레기는 주변 지역에 지하수오염, 악취, 유독가스 발생 등 큰 문제를 일으키고 있다. 본 연구에서는 최근에 부산시에서 만 6년 동안 사용해 왔었던 석대 폐기물 매립장 주변의 지하수 오염실태를 파악하고, 그 오염을 최소화할 수 있는 방안 연구를 목표로 매립장 주변의 우물과 시추공 내의 지하수위, 수질, 대수층 특성 등을 조사하고, 또 주변 하천의 수질, 매립장 일대의 지하수 분포 및 유동 상태 등을 연구하였다. 그 결과 지하로 침투하는 순수 침출수량은 일 평균 약 520 m$^3$로 추정되며, 침출수에 의한 지하수 오염범위가 매립장 중심에서 약 1-1.5 km 정도 까지에 이른다. 오염물질도 중금속류를 비롯한 기타 유해 성분들이 다량 존재한다. 앞으로 이 일대의 지하수를 보전 및 관리하기 위해서는 매립장과 지하수오염물질이 확산되고 있는 곳에 감시정을 여러개 설치하여 지하수위와 수질을 주기적으로 조사하고, 채수정을 설치하여 오염된 지하수를 뽑아내어 침출수 처리장에서 처리한 후 하천에 방류하여야 한다. 아울러 지하수 오염물질이 확산되고 있는 매립장 주변 지역에 차수벽 설치가 요구된다.
매립장 침출수로 인해 오염된 매립장 주변 지하수 정화를 위한 실내실험을 실시하였다. 오염물로는 대표적 염화용제인 TCE와 PCE, 그리고 중금속인 As, Cd, Cr, Pb에 대하여 Air-sparging, 오존 산화법, 화학적 처리방법에 의한 정화효율 실험을 실시하였다. Air-sparging은 TCE, PCE에서 높은 제거효율을 가졌으며, 오존 산화법은 Cr, Pb에서 제거 효율이 좋았다. 반응제를 첨가한 공침방법의 경우, 모든 중금속에 대하여 소석회 첨가시 매우 높은 제거효율을 보였으며, As는 황산제일철에서, Cd, Cr, Pb는 탄산칼슘과 제올라이트 첨가시 높은 제거효율을 나타내었다. 실험결과로부터, 유기오염물과 중금속이 혼합되어 나타나는 매립장 주변 오염 지하수의 경우 휘발성 유기오염물의 제거를 위해서는 폭기방법이, 중금속의 경우에는 공침방법에 의해 수산화물, 탄산염으로 만들어 고형물로 처리하는 방법이 제거효과가 좋은 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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