화학과 석유화학 산업의 많은 공정에서는 가연성가스가 공정 가스로 사용되거나 발생될 수도 있다. 최근 석유화학단지에서 화재 및 폭발이 빈번하게 발생되고 있으므로 이에 대한 재해를 예방하기 위해서는 공정 조건에서의 이들 가연성가스의 연소특성을 알 필요가 있다. 연소특성들로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화점, 최소산소농도, 최소발화에너지, 연소열 등을 들 수 있다.(중략)
본 연구에서는 대산 석유화학 산업단지에서 배출되는 BTEX (benzene toluene, ethylbenzene, and xylene)의 농도 및 분포 특성을 조사하여 지역주민에 대한 잠재적 위해성을 파악하였다. 산업단지 인근 지역주민들은 다양한 매체(공기, 물, 토양), 특히 공기를 통해 화학물질에 노출될 수 있다. 이 연구는 결정론적 및 확률론적 위해성 평가 접근 방식을 모두 사용하여 흡입에 의한 인체 건강 위험을 평가하였다. 결정론적 위해성 평가 결과 모든 지점에 대해 비발암 위해도의 유해지수(HI) 1.0보다 훨씬 낮은 결과가 나타났다. 그러나 발암 위해성 평가 결과, 산업단지 내에 위치한 A 지점에서 벤젠에 대한 초과발암위해도는 2.28×10-6로 기준치인 1.0×10-6을 약간 상회하는 것으로 나타났다. 또한, 해당 지점에 대한 확률론적 위해성 평가 결과, 보수적 기준인 1.0×10-6을 초과하는 Percentile은 45.3%로 나타났으며, 민감도 분석 결과 노출시간(ET)가 결과에 미치는 영향이 가장 크다고 판단되었다. 인체 위해성 평가 결과, 에틸벤젠, 톨루엔, 자일렌에 대해서는 인체에 위해한 영향이 적은 것으로 판단되었으나, 벤젠은 초과발암위해도 기준(1.0×10-6)을 초과하는 것으로 나타났다. 산업단지에서 공기 중 VOCs에 대한 광범위한 모니터링을 통해 이러한 잠재적 위험을 평가하기 위한 추가적인 연구가 필요하다.
여수 국가산업단지(이하 여수산단, 구 여천산단)는 울산지역과 함께 1967년부터 중화학공업 육성을 위한 석유화학단지로 조성되기 시작하였다. 이 지역은 안전사고와 환경오염으로 인한 피해 분쟁이 빈발하였으며, 휘발성유기화합물질 (VOCs)로 인한 대기오염 문제가 최초로 제기된 지역이기도 하다. 이에 따라 환경부에서는 1996년 9월 여수산단을 대기보전특별대책지역으로 지정하고, 석유정제 및 석유화학 제품 제조시설 등에 대하여 VOCs 배출억제 및 방지시설을 설치하도록 하는 한편, 기존 배출시설에 대해서는 엄격한 배출허용기준을, 신규배출시설에 대하여는 특별배출허용기준을 각각 적용하고 있다. (중략)
국내 주요 국가산업단지인 여수국가산업단지, 울산국가산업단지 및 시화 반월산업단지 주변 토양에 대해서 2006년부터 2008년까지 3년 동안 상반기와 하반기로 각각 나누어 시료를 채취한 다음 중금속 농도와 분포특성을 파악하고, 부화지수를 이용한 토양 중금속 오염도를 평가하였다. 여수국가산업단지의 토양 중 Cd, Hg, Pb, Zn 및 Ni 농도가 다른 두 국가산업단지에서의 농도보다 더 높게 나타났으며, 시화 반월산업단지의 토양에서는 Cu, As 및 Cr의 농도가 높게 나타났으나 토양오염우려기준은 초과하지 않았다. 대체적으로 여수국가산업단지의 토양 중 중금속 오염이 다른 두 국가산업단지지역에 비하여 더 높게 나타난 것은 종합석유화학공업기지인 여수국가산업단지에는 입주해있는 석유화학공장들에서 발생하는 오염물질과 또한 이들을 수송하는 자동차 등의 비점오염원의 영향을 더 많이 받았기 때문인 것으로 판단되었다. 연구대상 지역별로 각각 구분하여 토양 중금속 결과를 이용한 주성분 분석결과 세 지역 모두 고유치가 1 이상인 주성분 2개를 각각 추출할 수 있었다. 여수 및 시화 반월국가산업단지에서는 Cd, Cu, Pb, Cr, Zn 및 Ni이 요인 1로, 그리고 As 및 Hg이 요인 2로 설명되었으며, 이는 두 지역 모두 석유화학과 기계, 철강, 전기전자 등의 배출원 영향을 받는 것으로 판단되었다. 울산국가산업단지은 Cd, Pb, Cr 및 Ni이 요인 1로, 그리고 Cu, As, Hg 및 Zn이 요인 2로 설명되었으며, 이는 기계, 석유화학, 운송장비, 비제조 등의 배출원 영향을 받는 것으로 판단되었다. 부화지수(EF)에 의한 오염도 평가 결과 3개 지역 모두 Cd, Pb 및 Zn의 EF값이 1 이상으로 나타나 이들 항목들의 오염개연성이 타 항목들에 비하여 높은 것으로 판단되었다. Cr은 시화 반월국가산업단지에서 1을 초과한 것으로 나타났으며, 3개 지역 모두 Zn의 부화지수가 상당히 높게 나타났다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, 국가산업단지 토양의 중금속 오염은 토양환경 및 주변 농업환경에 악영향을 미칠 수 있으므로 다양한 중금속 배출원을 파악하여 각 배출원별로 철저한 관리가 필요할 것으로 판단된다.
석유화학단지내에서 석유화학공장과 정유공장과 같은 산업현장에서는 상당량의 수소가 부산물로 발생되고 있으나, 이는 대부분 자체적으로 연료로 사용되고 있다. 그러나 연료로 사용되는 상당량의 수소를 에너지원의 원료나 기타 공정의 원료로 재활용할 경우, 현재보다 수소의 가치를 높여서 사용할 수 있다. 본 연구에서는 석유화학단지내 공장간 수소 재활용 네트워크를 설계하였다. 수소 핀치 분석을 통하여 교환망 구성에 필요한 최소의 수소 요구 및 정제량을 파악하고, 네트워크 구성에 필요한 비용과 기타 제약 조건으로 최적화 문제를 구성하여 공급처(source)와 수요처(sink) 공장간에 최적으로 수소를 재활용하기 위한 네트워크를 설계하였다.
석유화학산업은 대규모 설비 투자비용이 소요되는 자본 및 기술집약적 장치산업으로 공급사슬 내 구성원 간의 협력과 통합을 통한 경쟁력 강화를 추구하고 있어 입지선정시 공급업체와 생산업체, 고객의 지리적 위치와 연결성을 고려한 물류요인이 중요해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 다중적 의사결정 기준을 반영하여 입지 선정요인의 상대적 중요성을 평가하고 그 중에서 물류요인의 중요성의 분석 및 국내 주요플랜트 입지 후보지를 평가하는 것을 목적으로 한다. 본 연구는 석유화학플랜트 입지선정 요인의 우선순위를 연구함에 있어 물류적 요인이 다른 산업경제학적인 요인과 비교하여 어떠한 중요성을 가지는지 분석한 연구로서 의의가 있다. 또한 도출된 상대적 중요성을 바탕으로 현재 석유화학단지의 입지를 평가했다는데 의의가 있다. 이는 석유화학기업들이 향후 플랜트 입지를 신규로 선정할 경우 물류적인 요인을 중요하게 고려해야 할 것이며, 정부나 지방자치 단체가 석유화학단지를 조성하거나 유치할 경우 물류비, 물류연계성과 같은 물류적인 기반이 확보되어야 한다는 시사점을 제공할 수 있다.
생태산업단지의 산업 공생망 구성을 위한 다중척도 의사결정 전략을 개발하고 이를 여수산업단지의 산/염기성 폐수 중화망 설계에 적용하였다. 산(또는 염기)성 폐수는 화학산업에서 공통적으로 나오며, 다른 곳에서 나온 염기(또는 산)성 폐수를 자체적으로 중화할 수 있는 원료가 될 수 있다. 따라서 산/염기성 폐수가 대량으로 발생되는 석유화학산업단지에서 대규모의 산업 공생망을 구축할 수 있는 가능성을 지나고 있다. 본 연구에서는 산/염기성 폐수의 상호 중화를 위한 물질 흐름 모델을 구성하고, 여기에 다중척도의사결정 전략을 적용하여 최적이며 대등한 다수의 산업 공생망 후보를 설계하고 이들의 성능을 비교 분석하였다.
본 연구는 전남 여천시에 입지한 여천산단을 사레로 공업단지의 입지가 지역변화에 미친 영향을 고찰하였다. 여천산단은 1970년대 초반 국가주도의 공업개발계획의 일환으로 건설되어 우리나라의 대표적인 석유화학공업단지로 성장하였다. 여천산단의 입지는 지역의 인구성장과 도시발전 그리고 지역의 산업구조와 고용구조 변화에 커다란 영향을 미쳤다. 여천산단의 입지로 인하여 여천지역의 경제구조는 농수산업 중심에서 제조업 중심으로 개편되었고, 지역의 제조업 구성에서 석유화학 관련제조업이 매우 높은 비중을 차지하였다. 또한 여천산단의 입지가 지역내 고용 및 산업구조에 미친 영향을 분석하기 위해 변이할당분석과 지역성장률 시차분석을 실시한 결과, 제조업과 건설업이 1987년 이후 지역의 고용성장에 커다란 파급효과를 제공한 것으로 나타났다. 그리고 여천산단의 입지는 여천시뿐만 아니라 인접한 여수시와 여천군의 경제구조변화에도 영향을 미친 것으로 밝혀졌다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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