본 연구는 호기성 연속회분식반응기(SBR)에서 낙농폐수의 생물학적처리 과정에서 발생되는 휘발성 유기물질 발생량을 분석한 것이다. 호기성처리 상태에서 악취성분인 휘발성 지방산(VFAs) 및 휘발성 유기물질(VOCs)은 원래 상태보다도 크게 감소하였다 호기성 연속회분식반응기에서 휘발성지방산은 1,450 mg/L 이하를 나타내고 있었다. 축산폐수처리과정에서 악취처리는 호기성연속회분식반응기(SBR) 처리 기술이 효과적인 방법이라고 확인되었다. 호기성 연속회분식반응기 시스템은 고액분리된 액상물의 악취물질 제거에 사용될 수 있었다.
우리나라는 경제발전과 더불어 하수종말처리장과 음식물쓰레기처리시설의 수가 꾸준히 증가해왔다. 이들 시설들은 상수원 수질보전과 음식물쓰레기 재활용과 같은 긍정적인 역할을 수행하지만 한편으로는 심각한 악취문제를 유발해 인근주민들의 쾌적한 생활을 해치고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 부산시 환경기초시설에서 발생되고 있는 탈수슬러지케잌 및 음식물쓰레기샘플을 채취, 황화수소 발생 가능량을 예측함과 동시에 발생 가능량이 많을 것으로 나타난 1개 시료를 선정하여 실험실 규모의 Flux Chamber 실험을 통해 대기 시료를 포집하여 GC/FPD분석을 실시, 혐기성 상태일 때 이들 처리장폐기물에서 대기 중으로 배출하는 황계열 악취물질에 대한 배출농도 측정결과를 제시하고자 하였다. 황화수소발생량이 가장 많은 시료는 녹산 하수처리장의 슬러지 샘플로 농도가 156.18mg/kg이었고, GC/FPD로 분석을 실시한 결과를 토대로 악취농도지수(Odor Quotient)를 산정해 본 결과 개별 악취물질중 $CH_3SH$(methylmercaptan)이 총악취농도지수에서 차지하는 비율이 47.3%로 가장 주요 악취원인물질로 나타났다.
대기중의 황화합물 분석은 현행 우리나라 악취공정시험법에 고시되어 있으나 복잡한 농축장치를 필요로하고 조작법이 복잡하고 시간이 많이 소요된다. 특히 황화합물은 주요 악취물질로서 대기오염을 일으키고 있으며, 극미량에서(ppb) 악취를 발생시키는 악취물질임에도 불구하고 분석방법 및 정확도에 많은 문제점을 갖고 있다. 본 연구에서는 황화물 시료농축이 간단하며, 직접 주입, 분석할 수 있는 SPME(Solid-phase microextraction)을 이용하여 황화물을 신속하게 분석할 수 있는 분석법을 개발하고 저 하였다. 분석방법에 대한 분석재현성, 분석한계를 조사하였으며, 이 분석방법이 대기중 황화물분석 방법으로 활용될 수 있도록 분석법을 확립하고자 하였다. (중략)
도시와 산업의 발달 및 인구의 도시 집중화로 다양한 종류의 오염물질이 다량으로 대기 중으로 배출되는 통 환경오염이 날로 심각해지고 상황에서, 특히 악취(odor)와 VOCs(Volatile Organic Compounds) 물질이 사회의 중요한 환경오염 문제고 부각되고 있다 광화학스모그의 선구물질인 VOC의 주요 배출원은 도로차량, 비도로차량, 용제사용과 유류저장으로 파악되고 있으며 그중 용제사용 부문에는 세정, 인쇄, 세탁, 도장, 농약살포, 소비용품, 도로포장 통에서 대부분 배출되는 것으로 알려져 있다 또한 환경기초시설인 하폐수처리장, 폐기물 소각장 및 매립장 등에서도 다량의 VOC/악취 물질들이 배출되고 있다. (중략)
본 연구는 시화공단 단지에서 발생하는 주요 악취물질의 특성을 조사하였다. TVOC의 블록 별 분포를 보면 기계블록인 장소 D의 농도가 74 ppb로 가장 높았다. 화학블록인 장소 A가 그 다음으로 높은 50 ppb의 농도를 보였으며, 복합블록과 금속블록, 공원 등은 30 ppb 내외의 유사한 농도 수준을 보였고, 복합블록인 장소 F에서 평균 TVOC가 18 ppb로 가장 낮게 측정되었다. 평균 TVOC 농도는 35 ppb로 나타났다. 아세트알데히드, 뷰티르알데히드 등을 비롯한 알데히드류와 황화수소의 농도가 시화공단 지역의 악취물질 중에서 높게 나타났다. 대표적으로 악취 강도가 높은 물질인 아세트알데히드, 뷰티르알데히드, 황화수소를 중심으로 블록 별 악취강도를 비교해 본 결과 장소 A, B(화학블록)와 장소 D, I(기계블록), 장소 H(금속블록)에서 세 물질의 악취강도가 모두 1을 넘었다. 아세트알데히드의 경우 악취강도가 2 내외로 비교적 높게 나타나는 경우가 많았다. 황화수소의 경우 상관계수의 값이(r) 0.91로 악취강도와 황화수소 성분 사이에 매우 높은 양의 상관성이 있는 것으로 확인되었다. 뷰티르알데히드도 상관계수가 0.82로 역시 높은 양의 상관성을 보였다. 악취물질 농도로는 가장 큰 값을 보였던 아세트알데히드는 상관계수가 0.62로 악취강도와 어느 정도의 상관성이 있는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 합류식 하수도에서 발생하는 악취에 대해 연구하였다. 도심 지역 합류식 하수도와 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설로 나누어 연구를 진행 하였다. 각 각에 대해 특징을 갖는 지역을 선정하여 모니터링을 실시하였다. 도심 지역 합류식 하수도의 경우 황화합물에 대한 실시간 모니터링과 더불어 복합악취 분석을 하였다. 도심 지역의 합류식 하수도 악취는 이동 유동 인구의 변화와 정화조 유출수에 영향을 받았다. 합류식 하수도 주요 악취 발생 시설의 경우 정화조 유출수의 영향이 큰 것으로 나타났다. 합류식 하수도의 주요 악취 유발 물질은 황화수소와 메틸머캅탄 등의 황화합물로판명되었다. 합류식 하수도의 악취 저감을 위해서는 정화조 유출수에 대한 개선 및 황화합물 발생 억제를 위한 대책이 필요할 것이라 판단된다.
시화, 반원공단은 수도권의 공장 분산정책에 의해 형성된 다양한 업종의 영세한 중소기업에 의해 구성된 공단이다. 서해안과 인접한 지역에 위치하며, 풍하방향에 배후 주거단지가 입주하면서 악취민원이 지속되고 있는 지역이다. 이러한 악취현상에 대응하기 위해 관련부처와 연구기관에서는 다양한 방법으로 악취현상의 규명노력과 저감대책을 시행하여 왔다 지금까지의 대부분의 악취 측정에 관한 연구는 주요 악취 발생지점에서의 악취원인물질을 규명하려는 노력에 집중되었고, 이 지역 악취현상의 공간적인 분포를 파악하기 위한 자료는 부족하였다. (중략)
악취는 이웃주민들로 하여금 민원을 유발시키는 주요 원인이기 때문에 악취관리는 지속가능한 축산과 매우 밀접한 관계가 있다. 본 연구는 메탄발효와 퇴비화 공정이 연계된 가축분뇨 처리시설에서 각 공정별로 기기분석과 직접 관능법을 병행하여 악취 물질의 농도, 악취 강도 및 악취 불쾌도를 측정하고자 수행하였으며, 하계와 동계로 구분하여 처리 공정과 부지경계선에서 각각 암모니아, 황화합물 및 휘발성 저급지방산의 농도를 분석하였다. 높은 외기온에 기인하여 하계의 악취농도가 동계보다 높은 것으로 나타났다. 공정별로는 혼합된 분뇨를 교반하는 퇴비화 공정에서 악취 농도가 가장 높게 검출되었으며, 분뇨 투입조, 퇴비 후숙조, 분뇨 유출조 및 퇴비 선별과 포장 공정의 순으로 악취 농도가 낮았다. 검출된 악취 물질 중 가장 높은 농도는 암모니아로 3.4에서 224.7 ppm의 농도 범위로 분석되었다. 황화합물 중에서는 황화수소가 가장 높은 농도인 2.3 ppm인 것으로 분석되었으며, 대부분의 황화합물 농도가 기존에 보고된 최소감지한계농도를 초과하는 것으로 측정되었다. 또한 아세트산은 휘발성 저급지방산 가운데 51에서 89%로 가장 놓은 비율을 차지하고 있으며, 다음으로는 프로피온산과 부트르산이 각각 1.9에서 35% 및 1.8에서 15%의 비율을 보이는 것으로 나타났다. 처리공정에서 발생되는 주요 악취원인 물질을 예측하고자 각각의 공정에서 측정된 악취물질의 농도를 최소감지한계농도로 나누어 악취농도지수를 계산하였다. 그 결과 퇴비화 공정에서는 황화수소, 암모니아, 황화메틸 및 메틸머캅탄이 악취원인 물질로 밀접한 연관이 있는 것으로 나타났으며, 분뇨 투입조에서는 황화수소, 메틸머캅탄 및 부트르산이 주요 악취물질인 것으로 나타났다.
산업화가 급속히 진행됨에 따라 삶의 질은 향상된 반면, 대기오염으로 인한 피해는 증가하고 있다. 대기 중 존재하는 휘발성 유기화합물 (VOCs)은 인체에 독성을 가지며 암을 유발하고, 오존의 전구물질(precursor), 광화학 스모그의 원인물질, 성층권의 오존층 파괴 및 지구온난화에도 영향을 미칠 뿐 아니라 (Derwent et al., 1996) 악취를 유발하기도 한다. 악취는 황화수소(hydrogen sulfide), 메르캅탄류(mercaptans), 아민류(amines) 등 기타 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는 냄새로 정의되며, 주로 인체의 위해성보다는 정신적ㆍ심리적인 피해를 일으키는 감각공해라고 할 수 있다 (환경부, 2002). (중략)
대기중의 유해 유기오염물질의 배출농도를 규제하는 법규와 표준지침이 제정되어 있으나 시료채취와 분석까지 시간이 많이 걸려 빠른시간내 확인하기엔 어려운 실정이다. 특히 악취성 휘발성 유기물은 오염발생이 순간적으로 일어나 이를 신속하게 규명하지 않으면 원인 규명이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이동형 FT-IR을 사용하여 대기중에 존재하는 유해 유기오염물질의 신속하게 분석할 수 있는 분석법을 확립하고자 하였다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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