• 제목/요약/키워드: Energy recycling

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전통주거공간의 환경친화적 설계기법 추출 및 현대적 적용 - 경상북도 독락당을 사례로 - (A Study on the Environmentally-friendly Design Techniques Extract and Applying Modern of Traditional Residential Area - The Case of Dokrakdang in Kyungbuk Province -)

  • 허준;송병화
    • 한국전통조경학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.63-72
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    • 2011
  • 본 연구는 전통주거공간 속에서 환경친화적인 설계기법과 원칙을 파악하여 그 원리를 재정립하고자 수행되었다. 이를 위해서 문헌연구를 통해 전통주거공간에 반영된 환경친화성을 자원보전적 측면, 입지적 측면, 공간구성적 측면으로 구분하고, 사례지를 선정하여 현대적 적용방안을 모색하였다. 사례지는 조선시대에 조영된 상류주택 중 비교적 원형이 잘 보존되고 있으며, 양호한 건축년도가 명확한 주택인 독락당을 선정하였다. 입지적 측면에서는 지형의 변경을 최소화하는 건물축조기법을 하고 있었으며, 환경보전적 측면에서는 열환경조절을 위해 실내 온도를 조절한 기법을 볼 수 있었다. 물질순환 측면에서는 자연재료의 재활용을 하고 있었으며, 수순환기법 및 조절을 통해 물을 적극적으로 활용하였다. 또한, 경관조망을 중요시 하여 내부에서 외부로 바라보는 경관의 다양한 조절을 통하여 내부공간을 외부로 확장시키고 끌어들이는 기법을 활용하였다. 현대적 공간에서의 전통성 추구는 단순히 단절된 전통의 복원이나 회복에 있기 보다는 전통 공간 속에 내재하는 구성원리 등을 추출하여 현대의 사회적, 문화적 환경공간에 대한 이해의 바탕위에서 수용 가능하다. 전통주거공간에 있어서 환경친화적 설계기법은 오랜 시간동안 경험에 의해 발전된 것으로 이의 현대적 적용은 지구환경과 에너지 문제를 해결하고 쾌적한 인간의 생활환경을 창출해 낸다는 점에서 중요한 의미를 내포하고 있다.

폐목재를 이용한 KOH, NaOH, ZnCl2 화학적 활성화로 생성된 바이오차의 흡착특성에 관한 연구 (Adsorption Characteristics of Biochar from Wood Waste by KOH, NaOH, ZnCl2 Chemical Activation)

  • 원민희;조우리;장진만;이재영
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.272-278
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    • 2023
  • 흡착을 이용한 오염물질 정화 방법에 많은 관심이 집중되고 있으며, 최근에는 바이오차를 이용하여 유기 및 무기오염물질 제거에도 이용할 수 있다는 연구가 진행되고 있다. 특히 폐자원 바이오매스로 폐목재는 바이오매스 재활용 방안이 필요한 상황으로 폐목재를 이용하여 생성된 바이오차를 흡착용량을 증가하기 위한 방법이 필요하다. 저온고압을 이용하여 에너지 소비가 낮고 수분 제거 전처리가 필요없는 열수가압탄화(Hydrothermal Carbonization, HTC)를 이용하여 탄화하여 바이오차를 생성하고, KOH, NaOH, ZnCl2 약품을 이용한 화학적 활성화법으로 생성된 바이오차를 약품별 활성화에 따른 요오드 흡착능, 비표면적, 세공크기, 세공부피, 세공분포 및 SEM을 분석하여 흡착특성을 파악하였다. HTC 300℃, 4 hr에서 생성된 바이오차를 KOH, NaOH, ZnCl2 약품별로 활성화로 생성된 바이오차 중 요오드흡착능이 높은 바이오차를 선정하여 비표면적, 세공부피, 세공크기 및 세공분포를 분석한 결과, 비표면적은 774~1.387 m2/g으로 활성탄과 같은 높은 비표면적을 나타냈으며, 평균세공크기 21~24 Å 범위의 미세공이 형성되었음을 확인하였다. 또한 SEM 관찰한 결과 활성화에 따라 표면이 일정한 형태의 균일한 세공이 발달되고 세공의 수가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

전기로 제강슬래그로 안정화된 연약점토의 강도 발현 특성 (Strength Development Characteristics of Clay Stabilized with Electric Furnace Steel Slag)

  • 김형주;함태규;박태웅;김태언
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.29-37
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    • 2024
  • 본 연구는 산화칼슘 개질제로 제강슬래그를 사용하여 연약점토와 혼합 시 발생하는 화학적 성분의 변화가 수경성 및 양생시간에 따른 압축강도 발현 특성을 파악하고자 XRF시험과 SEM 촬영, 베인전단강도, 일축압축강도시험을 수행하였다. 제강슬래그로부터 용출되는 칼슘(Ca)은 점토 내 Ca 함량을 증가시키고, SiO2 및 Al2O3 성분과의 화학적 반응으로 칼슘실리카게이트 수화물 (CaO-SiO2-H2O) 반응으로 점토의 피막층이 형성되어 결정체 입자수를 증가시킨다. 따라서, 중량혼합비 Rss 30%(제강슬래그 30% + 점토 70%) 상태에서 초기 비활성영역의 베인전단강도는 4.4~18.4kN/m2로 나타났다. 활성영역의 경우 양생시간 480시간 경과 시 최대일축압축강도는 431.8kN/m2까지 증가되었으며, 이는 포졸란 반응에 의해 점토의 겉보기 점착(Attraction) 강도를 증가시킨다. 본 연구를 통해 토목현장에서 제강슬래그의 재활용을 위해 연약점토와 혼합 시 제강슬래그의 혼합율(Rss)에 따라 연약점토는 강도발현이 되므로 활용성을 높일 수 있다.

전과정평가를 이용한 유채재배의 환경영향 평가 (Environmental Impact Assessment of Rapeseed Cultivation by Life Cycle Assessment)

  • 홍승길;남재작;신중두;옥용식;최봉수;양재의;김정규;이성은
    • 한국환경농학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.24-30
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    • 2011
  • 유채 재배 전과정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가 기법으로 분석하였다. 유채재배 과정을 평가하기 위해 비료, 농약, 농기계 사용에 따른 에너지 소비량, 작업시간 등을 조사하여 평가의 기능 단위인 유채 1톤을 기준으로 분석하였다. Eco-Indicator 95방법으로 8개 영향범주에 대해 전과정영향을 평가한 결과 유채 1톤을 생산하는데 온실가스 216 kg $CO_2$-eq., 오존층 고갈 3.98E-05 kg CFC-11-eq., 산성화 1.78 kg $SO_2$-eq., 부영양화 0.28 kg $PO_4$-eq., 중금속 5.23E-03 kg Pb-eq., 발암 물질 2.51E-05 kg B(a)p-eq., 스모그 1.24 kg SPM-eq., 에너지자원 6,460 MJ LHV의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 중 90%가 화학비료에서 기인하는 것으로 분석되었다. 유채 생산량이 1 톤 증가하였을 경우에 대한 민감도 분석에서는 배출량은 동일하였으나 단위 면적당 생산량이 증가하여 유채 1톤에 대한 환경 부하는 22% 감소하는 것으로 평가되었다. 따라서 친환경농업 또는 자원순환농업을 통하여 화학비료의 사용량을 줄이면 유채 재배에 있어 농업부문 온실가스 배출량이 상당부분 감소될 것으로 판단되었다.

Magnetic Core-shell ZnFe2O4@ZnO@SiO2 Nanoparticle의 합성과 성질에 관한 연구 (Synthesis and Characterization of Magnetic Core-shell ZnFe2O4@ZnO@SiO2 Nanoparticles)

  • 유정열;이영기;김종규
    • 대한화학회지
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    • 제59권5호
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    • pp.397-406
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    • 2015
  • II-VI 족 무기 화합물 반도체인 ZnO는 폭 넓은 응용분야 때문에 많은 관심을 받고 있다. ZnO는 넓은 밴드갭(3.37 eV)과 큰 excitation binding energy(60 meV)를 가지고 있고 광학특성, 반도체, 압전특성, 자성, 항균성, 광촉매 등 여러 분야에 응용 가능한 물질로 알려져 있다. 특히 광촉매 분야에 적용할 때 재수득의 문제를 위해 자성을 갖는 물질과 core-shell 구조를 이루는 연구가 활발히 진행 되고 있다. 본 연구에서, magnetic core-shell ZnFe2O4@ZnO@SiO2 nanoparticles(NPs)는 3단계 과정을 통해 성공적으로 합성하였다. 합성된 물질들의 구조적 특성을 확인하기 위해 X-ray diffraction(XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR)을 사용하였다. ZnFe2O4 spinel 구조와 ZnO wurtzite 구조는 XRD를 사용하여 확인되었고, 전구체의 농도별 분석을 통해 ZnO 생성 비율을 확인 하였다. 합성된 물질들은SEM을 통하여 표면의 변화를 확인하였다. SiO2층의 형성과 ZnFe2O4@ZnO@SiO2 NPs의 합성은 FT-IR을 통해 Fe-O, Zn-O 및 Si-O-Si 결합을 확인하였다. 합성된 물질들의 자기적 성질은 Vibrating sample magnetometer(VSM)을 사용 하여 분석하였다. ZnO층과 SiO2 층의 형성의 결과는 자성의 증가와 감소로 확인하였다. 합성된 ZnFe2O4@ZnO@SiO2 NPs의 광촉매 효과는 오염물질 대신 methylene blue(MB)를 사용하여 UV 조사 하에 암실에서 실험하였다.

젖소 사육에서 탄소 순환 체계에 관한 고찰 연구 (Review Study on Integrated Carbon Cycle System for the Dairy Cattle Production)

  • 김기연;고한종;김치호;최은규;김종구;유영선;김현태
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.19-24
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    • 2012
  • 젖소를 사육하는 유우농가 마을을 대상으로 선행 국내/외 문헌자료들에 대한 고찰을 통해 탄소 유입과 배출에 따른 각 부문별 발생량 원단위에 대한 다음과 같은 결론을 도출하였다. 1. 젖소 사육과정에서 탄소 유입에 대한 발생량 원단위는 젖소의 사료 섭취에 의한 탄소 유입(${\fallingdotseq}$ 5.9 ton C/head/year), 젖소 분뇨 퇴비를 초지로 환원시 탄소 유입(${\fallingdotseq}$ 2.3 ton C/head/year), 초지가 함유하고 있는 유기탄소(${\fallingdotseq}$ 318g C/$m^2$/year), 사료작물이 함유하고 있는 유기탄소(${\fallingdotseq}$ 145 g C/$m^2$/year) 및 광합성에의한 대기 중 $CO_2$의 초지 사료작물 흡수(${\fallingdotseq}$ 17 g C/$m^2$/year)로 정리할 수 있다. 2. 젖소 사육과정에서 탄소 배출에 대한 발생량 원단위는 젖소 호흡 및 트림에 의한 대기 중으로 $CO_2$$CH_4$ 배출(${\fallingdotseq}$ 2,9 ton C/head/year), 젖소 분뇨내 유기탄소 분해에 의한 대기 중으로 $CO_2$$CH_4$ 배출(${\fallingdotseq}$ 0.4 ton C/head/year), 초지에서 대기 중으로의 $CO_2$ 배출(${\fallingdotseq}$ 440 g C/$m^2$/year), 및 초지 내 유기탄소의 지하수 용출(${\fallingdotseq}$ 0)로 정리 할 수 있다.

중국 환경문제에 대한 재인식 -경제발전과 환경보호의 딜레마- (A New Understanding on Environmental Problems in China - Dilemma between Economic Development and Environmental Protection -)

  • 원동욱
    • 환경정책연구
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    • 제5권1호
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    • pp.45-70
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    • 2006
  • 개혁개방정책에 의해 시장경제체제로의 신속한 전환을 진행해 온 중국은 현재까지 연평균 9% 이상의 놀라운 경제성장을 이룩하였다. 이와 대조적으로 같은 시기 중국의 환경은 급속한 도시화와 공언화로 인해 대기 및 수질 오염이 대량으로 발생하는 등 심각한 악화의 길을 걸었다. 중국은 현재 임계치에 달한 환경오염과 생태파괴로 인해 도리어 경제발전의 발목을 잡는 상황에 직면해 있으며, 이제 중국의 환경문제는 단순한 오염문제에서 벗어나 사회변동의 도화선이 되어가고 있다. 중국 환경문제의 근원과 배경으로는 우선적으로 개혁개방 이전 환경문제에 대한 중국 당국의 인식결여와 정치 및 이데올로기적 편향에 따른 그릇된 경제정책을 들 수 있다. 또한 개혁개방 이후 경제의 고속성장에 따른 약탈적 자원개발과 이용, 그리고 발전 속도에만 치중하고 지속가능성을 고려하지 않는 '경제우선주의'가 결국 중국 환경문제의 심각성을 더해 준 요인이자 특성이라고 할 수 있다. 이 외에도 중국의 방대한 인구와 빈곤문제는 환경문제의 가속페달로서 문제를 더욱 심각하게 만들고 있으며, 환경문제 해결치 어려움을 더욱 가중시키고 있다. 환경문제의 해결을 위해 중국 전부는 그간 관련 법 제도를 구축하였고, 환경투자를 강화하였으며, 제한된 범위이긴 하나 NGO 및 대중의 참여를 확대하고 있다. 하지만 이러한 중국의 노력은 발전단계의 제약에 따른 환경투자의 부족, 법 집행의 구조적 한계와 지방보호주의, 비정부조직(NGO)의 정치적 독립성의 한계와 대중 참여의 부족 등으로 실제적인 효과를 거두고 있지 못하다. 중국은 심각한 환경문제로 인해 국내외로부터 이중적 압력에 직면해 있다. 한편으로는 환경오염과 생태파괴로 인한 피해가 확산되면서 중국 대중들의 항의와 시위가 확대되고 있으며, 다른 한편으로는 국제사회 특히 주변국가들에게 환경적 재앙을 불러일으키는 주범으로 인식되고 있다. 이러한 국내외적 압력에 직면하여 중국은 에너지 다소비형 업종의 구조개혁과 환경적 법 집행의 강도를 높임으로써 지속가능한 발전을 보장하는 '순환형 경제'를 모색하고 있다. 이러한 점에서 향후 중국의 환경문제를 해결하기 위한 지역협력은 보다 점진적이고 실제적이며 중국 자체의 문제해결능력을 제고하는 방향으로 추진되는 것이 바람직하다.

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바텀애쉬와 폐유리를 사용하여 제조한 저온소성 경량골재의 열전도율과 기공특성 (Thermal Conductivity and Pore Characteristics of Low-Temperature Sintered Lightweight Aggregates Mode from Waste Glass and Bottom Ash)

  • 이한백;지석원;서치호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.851-858
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    • 2010
  • 이 연구에서는 대부분 폐기 매립되고 있는 산업부산물의 재활용 기술을 확보하고자, 연화점이 $700^{\circ}C$ 수준으로 낮은 폐유리와 에너지 연소물질을 포함하고 있는 바텀애쉬를 모재로 기존 경량골재의 소성온도보다 20~30%가 낮은 $800{\sim}900^{\circ}C$에서 제조가능한 에너지 절감형 저온소성 경량골재를 제조하고자 하였다. 경량골재의 열전도율은 $0.056{\sim}0.105W/m{\cdot}K$ 수준, 기공률은 40.36~84.89% 수준으로 나타났다. 열전도율과 기공률의 상관계수는 -0.97로 매우 높은 음(-)의 상관성을 보였는데, 기공률이 단열특성을 좌우하는 핵심 요소임을 확인할 수 있었다. 각 소성온도별 $CaCO_3$ 첨가량과 바텀애쉬 치환율에 따른 경량골재의 미세구조는 소성온도에 상관없이 $CaCO_3$ 첨가량이 증가할수록 기공크기도 증가하고, 바텀애쉬 치환율이 증가할수록 기공크기는 작아지며 일정하지 못하였다. 특히 바텀애쉬를 30% 치환한 경우 대부분의 기공형태가 구(球)형태의 폐기공이 아닌 불규칙한 형태의 개기공으로 존재했으며 기공크기도 바텀애쉬 0~20% 치환 사용한 경우에 비해 약 1/10~1/5 수준으로 관찰되었다. 또한 바텀애쉬 30% 치환시 소성온도 $900^{\circ}C$의 경우가 $700^{\circ}C$, $800^{\circ}C$에서 보다 더욱 불규칙한 형태의 개기공이 두드러지게 나타났는데, 이는 경량골재의 흡수율 증가, 강도 저하, 단열특성 저하에 일정부분 기여할 것으로 판단된다.

친환경측면에서 본 국내 실내건축자재의 현황 조사 및 분석 (An analysis of the Domestic Interior Materials as the Ecological Design Aspects)

  • 천진희;김경아
    • 디자인학연구
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    • 제19권4호
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    • pp.133-144
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    • 2006
  • 최근 소비자보호원의 발표에 의하면, 신 개축 건물의 많은 입주자들이 통증을 호소하고 있으며, 예방을 위해 건축자재의 선별에 있어 각별한 주의가 요구된다고 한다. 국제적 동향 역시, 친환경성에 기초한 자재의 지속가능성을 사용자의 건강, 환경보전, 산업경쟁력의 제고 요인으로 인식하고 있다. 본 연구는 소비자가 친환경 건축자재에 대해 바르게 이해하고, 적극 활용할 수 있도록 정보를 제공하는데 목적이 있으며 이를 위해 웹 사이트 검색, 업체 카탈로그, 면담 등을 종합하여 목질계 바닥재, 합성수지바닥재, 타일, 벽지, 카펫 등에 대해 원자재, 생산, 사용 및 설치, 사용 후 등 각 단계별로 제품의 친환경적 측면을 조사 분석하였다. 조사결과, 1. 국내 자재 업체에서는 마케팅 전략의 일환으로 유해물질 저방출과 생산 과정에서 주성분 이외에 기능성(원적외선, 음이온, 황토, 숯, 옥 등) 성분을 첨가하여 친환경 개념을 강조한 제품개발과 신제품 출시에 박차를 가하고 있다. 그러나 제품의 전 라이프사이클을 통한 친환경적 측면이 재인식되어야하며 이에 부합하는 친환경제품이 개발되어야한다. 2. 국내제품 선택 시 가장 신뢰할 수 있는 기준은 EL, HB, GR 마크 획득인데, GR마크를 획득한 재활용 제품은 찾아보기 힘든 실정이므로 폐기물을 이용한 재활용 내장재 활성화를 위해 재활용 기술수준 향상과 지속가능한 소비를 위한 노력이 요구된다. 3. 친환경 관점에서 현재 국내 실내건축 자재를 평가할 때 가장 취약한 부분은 원자재였으며, 이를 극복하기위해서는 사용 후 폐기 시 분리수거가 가능하도록 제품을 디자인하는 방법, 폐자원을 재활용하여 훌륭한 제품을 개발하는 방법, 제품 소각 시 이를 에너지화하는 방법 등이 더욱 연구되어야할 것이다. 4. 지속가능한 개념의 생산과 소비가 촉진되기 위해서는 친환경 건축자재에 대한 바른 정보가 필요하며 이를 쉽게 정리한 가이드북이나 매뉴얼이 시급히 요구된다. 5. 국내 제품에 대한 표본조사 결과, 많은 업체들이 자사 제품에 대한 친환경성을 강조하고 있으나 친환경성이 입증되지 않은 제품에 대해서도 친환경 소재임을 내세워 소비자의 판단을 흐리는 경우가 많으므로 이에 대한 시정이 필요하다.

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초임계 이산화탄소를 이용한 폐콘크리트 순환골재의 중성화 (The pH Reduction of the Recycled Aggregate Originated from the Waste Concrete by the scCO2 Treatment)

  • 정철우;이민희;김선옥;김지현
    • 자원환경지질
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    • 제50권4호
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    • pp.257-266
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    • 2017
  • 본 연구에서는 초임계 $CO_2$($scCO_2$)를 이용하여 폐콘크리트 순환골재와 반응한 용출수의 pH를 9.8 이하로 유지시켜(중성화) 재활용할 수 있는 기술을 개발하기 위한 실내 배치실험을 수행하였다. 실험재료로는 건설폐기물중간처리업체에서 제공받은 세 종류의 순환골재를 사용하였으며, 각 종류별로 골재 입자크기 별로 선별하여 총 7개의 시료를 사용하였다. 먼저 $scCO_2$-물-순환골재 반응에 의해 순환골재의 pH가 지속적으로 낮게 유지되는지를 확인하는 반응실험을 수행하였다. 스테인레스강철로 만들어진 고압셀(150 mL 용량)에 테플론 비이커를 고정시킨 후, 3차 증류수 70 mL와 순환골재 시료 35 g을 혼한한 후 고압용 오븐과 고압시린지 펌프 및 압력조절 장치를 이용하여 10 MPa(100 bar), $50^{\circ}C$ 조건에서 50일간 반응시켰다. 반응시간(1, 5, 10, 15, 30, 50일)에 따른 증류수의 pH, 용존 양이온과 음이온 농도를 측정하였다. $scCO_2$ 반응에 의한 순환골재의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위하여 반응 전/후 XRD, SEM-EDS 등의 분석을 실시하였다. 마지막으로 $scCO_2$ 반응 후 순환골재의 용출수 pH 변화를 용출실험을 통하여 규명하였다. $scCO_2$-물-순환골재 반응 결과, 반응 전 순환골재의 pH는 평균 12보다 높은 값을 나타내었으나, $scCO_2$와 반응한 지 1시간 경과 후 증류수의 pH는 7이하로 낮아졌고 반응 50일 까지 pH가 8 이하로 안정되게 유지되었다. 순환골재 종류와 관계없이 $scCO_2$와의 용해 반응에 의해 수용액 내 $Ca^{2+}$, $Si^{4+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$ 이온들의 농도가 증가하였으며, $scCO_2$ 반응 후 골재의 XRD, SEM-EDS 분석 결과, 다량의 방해석과 일부 무정형의 규산염과 수산화물이 침전되었다. $scCO_2$로 처리하지 않은 순환골재의 용출수 pH는 용출 시간에 관계없이 12-13을 유지하였으나, $scCO_2$로 50일 처리한 경우와 1일 처리한 순환골재의 경우 모두, 입자크기와 관계없이 용출수의 pH가 9이하를 유지하여 건설현장에서 순환골재의 재활용이 가능할 것으로 판단되었다.