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공단지역 토양 중 환경오염물질 농도 분포 특성 (Distribution Characteristics of Environmental Contaminant at Soil in an Industrial Complex Area)

  • 정종현;조상원;임현술
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.200-208
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    • 2012
  • 본 연구는 공단지역 주민들의 환경오염물질에 의한 건강피해를 예방하기 위한 기초연구의 일환으로 수행되었다. 이를 위하여 공단지역 및 대조지역에 대한 토양 중의 환경오염물질과 다환방향족탄화수소화합물(PAHs)의 농도수준 및 분포특성을 조사하였다. 시료채취는 공단지역과 대조지역의 토양을 대상으로 실시하였으며, 토양 중의 중금속, VOCs(휘발성 유기화합물), PAHs 및 PCB(폴리클로리 네이티드비페닐) 등 토양오염물질 농도를 분석하였다. 직접노출군에 속하는 가까운 거리의 송도동, 해도동, 제철동 등은 거리가 먼 장기면에 비하여 비교적 높은 농도를 나타났다. 특히 배출원 주변의 직접노출지역(제철동)이 대조지역(장기면) 보다 오염물질의 농도가 높은 것으로 조사되었다. 토양 중의 중금속 농도는 제1지역 우려기준에 비해 대체로 낮은 것으로 나타났으나, 아연은 전 지역이 제1지역 우려기준(300 mg/kg)의 약 20.8~58.9% 수준으로 비교적 높은 농도를 나타내었다. 불소는 모든 지점에서 기준치 이하로 나타났으나, 직접노출지역인 제철동의 경우 제1지역의 우려기준(400 mg/kg)의 약 74% 수준으로 조사되어, 불소에 대한 모니터링과 배출원 관리가 필요한 것으로 판단된다. 또한, 유기인, PCB, 페놀류와 VOCs인 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 등은 분석기기의 검출한계 이하로 나타났고, 석유계총탄화수소(TPH)의 경우에는 송도동이 높게 나타났다. 한편, 토양 중 PAHs 화합물의 농도 수준은 18.71~1744.59 ng/g이었으며, 발암가능물질 6종에 대한 PAHcarc의 농도수준은 6.54~695.94 ng/g을 나타내었다. 송도동에서 가장 높은 농도수준을 나타내어, 직접노출지역인 공업단지로부터 근거리 지점에서의 PAHs 농도가 원거리 지점인 간접노출지역보다 비교적 높은 농도를 나타내었다.

한국인 상용 과일과 채소의 계절별 무기질 함량 변화 (Seasonal Variation of Mineral Nutrients in Korean Common Fruits and Vegetables)

  • 김주현;김미정;오현경;장문정;김선희
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.860-875
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    • 2007
  • 본 연구에서는 우리나라 농산물 중 한국인이 주로 많이 섭취하는 채소나 과일을 중심으로 봄, 여름, 가을, 겨울의 4 계절간 성분의 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 따라서 4계절에 모두 구입 가능하면서 섭취빈도가 높은과일 4종, 채소 17종 총 21종을 봄, 여름, 가을, 겨울 계절별로 구입하여 그 성분을 분석하였다. 그 결과는 다음과 같이 요약할 수 있다. 1.다량 무기질의 함유량을 살펴보면, Na의 경우 사과에는 가을에 가장 함유량이 많았고 반면 귤에는 가을에 가장 적었으며, 채소 중에는 시금치, 당근, 상추에 비교적 다량의 Na가 들어 있었다. K는 과일 중에는 딸기가 가장 함유량이 많았으며, 채소 중 오이, 배추, 호박, 미나리의 경우 가을철에 가장 K 함량이 많았다. Ca의 경우에는 겨울철 사과와 봄철 딸기, 가을 배, 가을 배추에 함량이 많았으며, 깻잎, 상추, 시금치에도 Ca가 많이 함유되어 있었다. 딸기에는 봄철에 가장 Mg 함량이 많았으며, 사과는 겨울에, 배는 가을에, 글은 겨울에 Mg 함량이 많아 제철 과일에 Mg함량이 가장 많음을 알 수 있었다. 인은 사과는 겨울이, 귤은 가을과 겨울에, 배추는 가을에, 시금치는 봄에 다른 계절에 비해 높은 함량을 보였다. 2. 미량 무기질의 함유량을 살펴보면, Fe 함량의 경우에 귤은 겨울철에, 딸기에는 봄철에, 배와 배추에는 가을에 Fe가 많이 함유되어 있었다. Cr의 경우에는 가을과 겨울사과가 함량이 많고, 겨울 배와 귤에도 많았다. 그러나 다른 무기질과 마찬가지로 딸기는 봄철 딸기에 가장 Cr이 많이 들어있는 것으로 나타났다. 다른 무기질에서와 같이 Mn 함량도 사과는 여름과 겨울에, 배는 여름과 가을에 Mn함량이 많았으며, 딸기는 봄철에 가장 Mn함량이 많았다. Cu의 함량은 사과는 겨울이 딸기의 경우, 봄에 다른 계절에 비해 함량이 높게 나타났다. 채소에서는 깻잎과 양송이버섯, 콩나물, 브로콜리 등이 계절별로 약간의 차이가 있었으나, 비교적 Cu함량이 높은 것으로 나타났다. 배추는 겨울이, 무는 봄의 것이 Zn 함량이 높았으며, 채소 중에는 깻잎, 브로콜리, 상추, 시금치, 오이 등이 높은 것으로 나타났으며 특히 가을의 냉이는 실험한 채소 중 Zn의 함량이 가장 높았다. 채소보다는 과일에 다소 많은 Se이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 사과와 귤은 고르게 함량이 높았고, 채소 중 특히 대파, 양파, 당근, 냉이, 콩나물, 깻잎, 브로콜리 등에 $10{\mu}g$정도의 Se가 함유되어 있다. 실험에 사용한 과일과 채소는 전체적으로 Al의 함량이 낮았다. 봄의 딸기와 봄 무와 대파에서 비교적 함량이 높았고 겨울과 봄의 시금치, 당근, 상추에서, 그리고 봄과 여름의 깻잎에서 비교적 함량이 높게 나타났다. 위와 같이 식품의 종류에 따라 제철 과일이나 채소에서 수분 함량이 적으면서 고형물의 함량이 많고 특히 무기질 함량이 많음을 알 수 있으므로 제철 과일을 섭취함이 권장된다고 볼 수 있다. 미량 무기질의 경우에서는 식품의 종류에 따라 차이가 있으므로 필요한 무기질의 종류에 따라, 예를 들면, 당뇨환자의 경우에 Cr, 빈혈환자의 경우 Fe 등의 무기질의 선별적 섭취가 필요하다고 제안된다. 그러나 분석한 시료의 수가 제한되어 계절별 차이를 통계적으로 유의한 수준에서 살펴보지 못한 제한점이 있으므로 미량무기질의 우수한 급 원인 채소와 과일의 계절별 무기질 함량을 ICP-mass와 같은 최신 장비를 이용해 분석한 많은 데이터를 가지고 토의할 수 있기를 기대해본다.

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포항제철(주) 슬러지와 Dust를 이용한 폐황산 중화반응에서 얻어진 석고의 결정성장연구 (Crystal growth of gypsum by neutralization reaction of waste sulphuric acid using sludge and dust in Pohang Iron & Steel plant)

  • Ji whan Ahn;Ka yeon Kim;Hwan Kim;Sang bop Lee;Eu dug Hwang
    • 한국결정성장학회지
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    • 제7권4호
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    • pp.673-680
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    • 1997
  • 금속 표면 처리 공정 및 체련 공정 중에 발생하는 폐황산의 중화처리에는 NaOH,$Na_2CO_3,CaO,Ca(OH)_2,CaCO_3$ 등이 널리 사용되고 있다. 그러나, 이러한 중화제의 사용시 드는 높은 처리비용으로 인해, 본 연구에서는 포항제철(주)의 소성 공장으로부터 나오는 슬러지 와 스테인레스 제조 꽁청에서 나오는 dust의 활용을 모색하였으며, 이 때 나오는 석고부산물의 결정 및 재활용 연구를 수행하였다. 본 연구 결과, 슬러지를 중화제로 사용할 경우 캉산 영역 ( (pH < 2)에서는 소성 후 수화시킨 것을 사용한 후 약산영역(pH>2)에서 순수한 슬러지를 사용 하여 중화시키는 방법이 효과적얼 것으로 판단되었으며, 이 때 생성되는 석고 부산물의 화학 분석 결과는 석고원료 품질규격에 부합됨을 확인할 수 있어 이 제조법에 의한 석고원료 공급부 족현상 해결에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 스테인레스 제조 공청에서 나오는 d dust를 이용해 순수한 황산 빛 폐황산의 중화 과정에서 생성되는 석고의 상 빛 형상을 비교한 결과, 순수한 황산의 경우 높은 반응성과 반응온도로 인해 구형의 응집체형 석고가 생성되고, 폐황산의 경우 순수한 황산에 비해 낮은 반응성으로 인해 휘스커형 석고가 생성됨을 전자현미 경 사진으로부터 확인할 수 있었다.

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용선슬래그를 활용한 고화토의 역학적 특성 분석 (Analysis of Mechanical Properties of Solidified soil using Pig Iron Slag)

  • 양철진;배준석;변호석;이강휘;이종식
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.1-10
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    • 2018
  • 제철 공정에서 발생되는 부산물인 용선 슬래그를 재활용하여 활성제를 융합한 표층처리공법용 고화재를 개발하는 연구를 수행하였다. 연구 목적은 폐기 또는 매립되는 제철소의 용선 슬래그를 재활용하여 자원 순환 및 고화재의 기능성을 부여하고 토양의 유실, 침하, 싱크홀 등의 기초지반의 강도 및 내구성을 향상하여 표층토양의 문제점 해결하는데 있다. 이를 위하여 용선슬래그 및 활성재를 융합한 고화재를 가지고 압축강도, 유해물질용출시험, 투수계수 시험을 통해 용선슬래그의 고화재 원료로서의 사용 가능성을 평가하였다. 압축강도 시험 결과 고화재 혼합률이 12%인 고화토의 양생 28일 강도의 값이 각각 0.93, 0.96, 1.3MPa의 값으로 본 연구 개발 고화재의 소요강도 값인 1MPa에 만족하는 값을 나타내었으며, 투수계수의 경우에는 고화재 혼합률 12%에서 각각 $4.1{\times}10^{-8}$, $7.0{\times}10^{-7}$, $1.7{\times}10^{-7}cm/sec$로 최소값을 나타내었다. 또한 유해물질용출시험 결과 6가 크롬 항목에서 미소량 검출되었지만 함유기준을 만족하였으며, 나머지 항목에서는 중금속이 용출되지 않았다.

국내 도료 및 제철·제강산업 발생 폐기물 중 잔류성 유기오염물질류의 함량 특성 -PCDD/DFs, PAHs, PCBs- (Content characteristics of persistent organic pollutants waste from paint, iron making and steel making process)

  • 김동운;김우일;강영렬;이동진;정성경;조윤아;연진모;신선경;오길종
    • 분석과학
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    • 제24권5호
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    • pp.395-400
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    • 2011
  • 본 연구는 [지정폐기물 중 신규유해물질 항목설정 및 시험방법 확립에 관한 연구]에 선정된 우선관리대상 미규제 유기물질 3종(PCDD/DFs, PAHs, PCBs)에 대해 효과적인 관리를 위하여 수행하였다. 국립환경과학원에서 제시된 함량시험법에 따라 분석하였으며, 폐유기용제, 폐페인트, 분진이 포함된 도료 및 제철 제강공정에서 발생하는 폐기물을 대상으로 함량을 결정하였다. GC/MSD를 이용한 PAHs 7종을 조사한 결과, 나프탈렌(N.D~1631.33 mg/kg)이 검출되었다. 폐유기용제와 폐페인트의 나프탈렌 결과 값은 해양배출처리기준을 초과하는 것으로 조사되었다. PCB 7종에 대해 함량 분석값은 전부 불검출로 나타났다. PCDD/DFs 분석결과, 바젤협약 기술지침서의 low POP 기준에 부합한 것으로 조사되었다. 10공정(빌렛, 불룸)에서 배출되는 분진 시료에서 PCDD/DFs의 함량 결과는 N.D~5.66 ng I-TEQ/g으로 조사되었다.

특수항만구조하에서의 물류비용 최적화에 관한 연구 - 포항제철의 원료부두 사례를 중심으로 - (Optimizing Total Transport Cost Incurred under Specific Port System: With a Case of Managing POSCO-owned Berths)

  • 김원재
    • 한국항만경제학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.42-55
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    • 2010
  • 본 논문의 핵심은 일정한 전용항만을 운용하는데 있어 발생되는 물유비용을 크게 3가지로 나누어 이들의 합계가 최소화 될 수 있는 선박톤수 별 연간 발주 항차 수를 최적화하는 것이다. 즉 항만에서 적항과 양항간을 오가며 발생되는 해상수송비용, 도착 선박이 항만에서 선석을 기다리며 발생되는 대기비용, 그리고 수입된 화물이 하역되어 야적장에 보관된 상태에서 발생되는 재고유지비용 등의 비용발생 행태가 대, 중, 소 3가지 선급별 연간 항차 수의 배정에 따라 상이한 만큼, 이들 비용의 합계가 최소화 될 수 있는 최적 항차 배정 의사결정이 요구된다. 이때 해상수송비용은 주어진 선급 별, 항만 별 요율로써 확정할 수 있고, 항만 대기비용은 시뮬레이션 모델로써 추정할 수 있다. 그리고 야적장의 화물 재고유지비용은 연간 평균재고량에 화물 별 단가(單價)와 이자율 등을 감안하여 추정할 수 있다. 포항제철(주)의 원료수입 전용부두를 운영하는 사례 분석 결과에서 규모의 경제 효과에 의한 해상수송비용을 최소화하기 위해 대형선박의 연간 항차 배정 율을 증가시킬 경우, 일정 비율을 지나면 선박 대기비용이 급격히 상승하고 야적장의 재고비용도 다소 상승되어 결국 총비용이 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 현재의 전용항만 구조하에서 물류비용을 최소화하기 위해서는 중형선은 연간 총 배정 항차 수의 약 50% 정도의 비중으로, 대형선은 약 33% 정도, 그리고 소형선은 약 17% 내외로 구성하는 것이 최적인 것으로 나타났다. 물론 이러한 분석 결과는 추후 새로운 선석의 건설, 수입화종과 화물량, 단가 등의 변수에 따라 달라질 수 있다.

제강분진을 이용한 침출수의 화학적 산화처리

  • 장윤영;강정우;정재현;배범한;박규홍;장윤석
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.107-110
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    • 2001
  • 제철소에서 매년 대량 발생되어 주로 매립처분되고 있는 제강분진의 재활용 방안으로서, 폐수처리분야에 널리 사용되고 있는 펜톤산화공정의 반응촉매원인 Fe 공급원으로서 제강분 진의 활용 가능성에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 포항제철소에서 제철부산물로 발생되는 제강분진을 전처리 없이 산화촉매로 사용하여 김포 수도권 매립지의 침출수 처리 공정에서 펜톤산화조에 유입되는 원수를 대상으로 과산화수소에 의한 산화처리 실험을 수행하였다. 반응은 회분식으로 수행하였으며, 일반적으로 알려진 펜톤산화반응의 주요 반응조 건인 운전 pH, 과산화수소 주입량 및 분할주입, 제강분진의 주입량 등의 변화에 따른 각 조 건별 시간에 따른 반응결과를 알아보았다. 또한 기존의 Fe 공급원으로 사용되고 있는 FeSO$_4$와 처리성능 및 적용조건에 대한 비교 실험도 수행하였다. 침출수 수질변화는 TOC (Total Organic Carbon) analyzer를 사용하여 측정한 TOC값으로 나타냈으며, pH controller 와 정량펌프를 사용하여 HCl과 NaOH주입을 통해 반응기간동안 일정 pH를 유지하였다. 본 연구결과, 최적 pH 조건인 4에서 최대 75% TOC 제거율을 나타내었으며, 대부분의 반응은 30분 이내에 이루어졌다. 주어진 실험조건에서 FeSO$_4$와 비교하여 반응속도와 처리효율에서 향상된 결과를 나타내었으며 반응 후 응집침전실험에서도 보다 높은 처리효과를 얻을 수 있었다. 결론적으로, 과산화수소/제강분진 시스템을 이용한 화학적 산화처리방법은 경제성과 처리성능에서 기존의 펜톤산화공정의 대체방안으로서 향 후 적용가능성이 높을 것으로 기대된다.g, 200 mg/kg, 300 mg/kg의 순서로 함량이 점차 감소하는 결과를 얻을 수 있었다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 가자 메탄올추출물은 PQ 유도독성을 신장 및 폐조직에서 효과적으로 경감시키는 것으로 나타났다.ted retailers ("sellers") must accept end-of-life items returned to them by the consumers. At the local level, Taipei City implements a pay-as-you-throw program, whereby citizens pay waste collection and treatment fees through the purchase of special trash bags approved by the Taipei City Government. However. recyclables that are separated by citizens are collected free-of-charge by the City. Taichung City and Kaohsiung City, on the other hand, enforce mandatory sorting schemes, whereby citizens face penalties if they don't separate recyclables from the trash before pick-up. These programs have resulted in a significant reduction in municipal waste. Per capita waste collected per day has dropped from 1.143

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고대 제철기술 복원실험에서 산출된 제련재의 칼슘함량에 따른 재료학적 특성 (Material Characteristics of Smelting Slags Produced by Reproduction Experiment of Ancient Iron Smelting : According to Ca Content)

  • 이소담;조남철;김수철
    • 보존과학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.297-312
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    • 2017
  • 고대 제철 공정에서 원광석 내의 철과 기타 광물의 분리가 원활하게 이루어질 수 있도록 조재제를 첨가하는 경우가 많다. 하지만 조재제 첨가 유무를 판단할 수 있는 정확한 기준이 될 만한 자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 조재제 첨가에 따라 달라지는 슬래그의 재료학적 특성을 파악하기 위해 제련 실험을 진행하였다. 총 3차례 진행된 실험에서 산출된 슬래그의 미세조직을 관찰하고 성분을 분석하였다. 1차 실험은 조재제를 첨가하지 않았으며, 산출된 슬래그의 전철량은 39.45~52.94 wt%로 확인되었다. 조재제를 첨가한 2, 3차 실험에서는 34.89~38.92 wt%로 감소하였다. 미세조직 분석 결과 2, 3차 실험에서는 철산화물 이외에 Gehlenite, Hercynite와 같은 CaO 화합물이 나타난다. 비금속개재물 성분 간 비율을 비교한 결과, 1차 실험의 유리질바탕의 $CaO/SiO_2$ 값이 0.42를 기준으로, 이보다 높을 경우 조재제를 첨가하였을 것으로 판단된다. $Al_2O_3/SiO_2-CaO/SiO_2$ 비교 분석한 결과, $Al_2O_3-SiO_2$ 비율은 유사한 제련공정 시스템(원광, 노벽, 연료)을 판단하는 지표로 활용할 수 있을 것으로 본다.

충북 진천 송두리 유적 출토 노벽의 재료과학적 분석 (Materials Analysis of Furnace Wall Excavated from Songdu-ri Site in Jincheon, Chungbuk)

  • 장원진;한민수
    • 보존과학회지
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    • 제36권5호
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    • pp.421-429
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    • 2020
  • 본 연구는 진천 송두리 유적에서 출토된 노벽을 대상으로 총 11개의 층위별로 물리화학적인 분석을 실시하여 노벽의 층위 간 재료학적 차이 및 제작방법을 추론하였다. 미세조직 관찰 결과, 출토 노벽의 층위는 크게 3개의 그룹으로 나누어지며, 1층은 과소성층, 2~9층은 일부 피열이 관찰되는 소성층, 10~11층은 비소성 토양층으로 구분되었다. 입도분석 결과, 소성층은 굵은 모래의 함량이 비소성층에 비해 상대적으로 높았고, 곡률계수 분석결과에서도 차이를 확인하였다. 구성광물 분석결과, 전체적인 XRD 회절 패턴은 유사하나 저온성 광물과 고온성 광물의 강도가 층위 간 차이가 발생하여 피열의 정도가 달랐으며, 열분석 결과에서 1층과 2층에서만 뮬라이트 발열피크가 발견되지 않아 최종적으로 사용된 층위로 추정하였다. 결과적으로 노벽의 층위 간 재료학적 차이가 크지 않아 노벽 제작 시 기존 주변의 토양과 성분이 유사한 점토를 사용하여 축로하였을 것으로 판단되나, 층위 간 구성입자의 형상과 특징이 일부 다른 것으로 보아 수비를 하거나 석립을 일부 첨가했을 가능성이 있다.

정련·단접 공정 재현 실험을 통해 생산된 소재 및 부산물의 재료학적 특성 (Material Characteristics of Forge Welded Bar and By-product through Reproduction Experiment to the Refining and Forge Welding Process)

  • 오민지;조현경;조남철;한정욱
    • 보존과학회지
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    • 제34권2호
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    • pp.87-96
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    • 2018
  • 본 연구는 정련 단접 공정을 재현하고 그 과정에서 발생한 강괴 및 단조박편을 단접 횟수에 따라 분류하여 분석하였다. 강괴의 경우 단접 횟수가 증가함에 따라 불순물과 공극률이 26.09%에서 1.8%로 줄었다. 또한 경도는 평균 36.88HV 가량 높아졌다. 이는 금속 조직이 점차 치밀해지는 것을 관찰할 수 있었다. 단조박편의 경우 단접 횟수에 따라 전철량이 높아졌다. XRD 분석 결과 Quartz, Fayalite, $W{\ddot{u}stite$, Magnetite가 관찰되며 횟수가 증가함에 따라 Quartz의 양이 낮아졌다. 또한 단접 횟수가 늘어남에 따라 입상(粒狀)의 $W{\ddot{u}stite$들이 응집(凝集)하여 굵고 긴 백색의 띠 형태로 관찰되었다. 이상의 결과로 정련 단접 공정에서 발생한 강괴 및 단조박편의 횟수별 특징을 알 수 있었으며 향후 고대 제철공정 및 철기 제작기술 체계를 정립할 수 있는 기술 자료로 활용할 수 있을 것으로 본다.