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I. 연구과제명
○ 주관과제명 : 매몰지 오염토양 모니터링 및 환경친화형 정화기술 개발
○ 위탁과제명 : Black carbon/토양미생물/목본식물을 이용한 토양정화 기술 개발
II. 연구개발의 목적 및 필요성
우리나라에서는 구제역이 발생하면 가축전염병예방법에 따라 살처분한 가축사체에 대해 신속히 소각 및 매몰을 하도록 하고 있다. 가축사체 매몰지는 환경부에서 2010년 발표한 가축매몰지 환경관리지침에 따라 철저히 관리하도록 되어있다.
매몰지 내 가축 사체에는 병원성 전염균을 포함한 사체 자체에 포함된 약 70% 수분을 함유한 부패성 유기 물질이 존재하기 때문에 사체 매몰 후 부패 과정에서 침출되는 침출수와 여기에 함유되어 있는 각종 오염 물질의 영향으로 매몰지 주변의 토양 및 수계 환경은 잠재적인 오염 위험성을 안고 있다. 특히 대규모로 매몰된 가축사체에서는 고농도로 오염된 대량의 침출수가 유출되기 때문에 토양 및 지하수에 많은 악영향을 미칠 수 있다. 특히 대부분의 살처분 사체처리를 매몰에 의존하고 있는 우리나라의 경우 기 생성된 매몰지 주변의 오염토양 및 지하수를 복원하기 위해 환경친화적인 복원공정 개발이 시급한 실정이다.
따라서, 본 연구에서는 가축매몰지 주변 오염토양 및 지하수 정화를 위한 친환경 정화기술을 실제 현장에 적용하여 실증을 통한 환경친화형 정화기술을 개발하고자 한다.
III. 연구개발의 내용 및 범위
(1) 매몰지 주변 토양 및 수질 모니터링
(2) Black carbon, 토양미생물, 목본식물을 이용한 환경 친화적인 정화기술개발
(3) 가축매몰지에 적용하기 위한 최적의 phytoremediation 기술 개발
(4) 가축 매몰지 주변 토양환경 중 항생물질의 실용적 처리기술 개발
(5) 매몰지 원격 모니터링 시스템 및 통합 운영관리 시스템 개발
IV. 연구개발 결과
일부 매몰지를 대상으로 모니터링을 실시한 결과 병원성 미생물은 검출되지 않았으며, 일부 취약 매몰지의 관측정에서 암모니아질소 농도가 기준치를 넘는 것으로 측정되었고, 주변 토양에서 암모니아 질소 및 염소이온이 주변 토양보다 높게 검출되었다. 다만, 농도 상승의 원인이 침출수 뿐만 아니라 주변 축사나 가축분 적재장으로부터 유출되는 유출수 등으로 농도가 높아질 가능성이 높은 것이 모니터링 결과 나타났다.
매몰지로부터 유출되는 침출수를 정화하기 위해 BC 및 식물을 이용한 phyto-barrier를 개발하였다. 이 기술은 투수성 반응벽체와 식물정화기법을 통합한 기법으로 농업지역이 대다수인 매몰지 주변 환경에 맞는 환경친화형 정화기술이다. 반응벽체를 이용한 매몰지 침출수 정화 결과 농업용수 기준을 만족하는 결과를 도출하였다. 목본식물을 이용한 식물정화 기술은 보다 깊은 토양에서 정화가 이뤄지도록 가드컬럼을 이용하여 식물을 식재하였으며, 현장적용결과 식물의 생육과 뿌리발달이 잘 이뤄졌고, 심부 토양 정화에도 효과가 있었다.
또한, 식물을 이용해 매몰지 오염토양을 정화하는 기술을 개발하였다. 이는 침출수 및 가축사체로 오염된 토양을 식물로 정화하여 재이용할 수 있도록 하는 기술로 현장실증단지에서 적용한 결과 토양 중 질소농도가 감소하였으며, 토양 중 암모니아 질소가 침출법을 분석한 결과 검출되지 않는 것으로 나타났다.
항생제 식물전이(토마토, 오이, 상추)에 대한 연구결과 토양 중 항생제가 식물로 전이된다는 것을 확인하였으며, 종자(토마토, 상추, 양배추) 발아시험 결과 발아가 억제되는 것으로 나타났다. 이에 BC을 이용한 항생제 전이 억제 기술을 개발하였고, 랩 테스트 결과 항생제로 오염된 토양에서 BC가 항생제의 식물전이를 억제하는데 효과적인 것으로 나타났다.
마지막으로 매몰지 사후관리를 위해 원격 모니터링 기술 및 원격으로 관리 및 운영 할 수 있는 통합 관리 시스템을 개발하였다.
V. 연구개발결과의 활용계획(기대효과)
본 연구를 통해 개발된 가축 매몰지역 모니터링 기법과 토양 및 지하수 오염 정화공정은 조합을 통해 하나의 시나리오로 구성이 될 수 있다. 특히, 가축 매몰지역이라는 특성상 오염 확산이 예측되어도 쉽게 처리할 수 없는 실정에서 본 연구에서 개발한 공법은 가축 매몰지에서 유래된 오염원 제거를 효율적으로 적용할 수 있다.
본 연구기술은 가축매몰지와 비슷한 비위생 매립지에도 활용이 가능하며, 농·축산지역 및 비점오염원 지역에도 널리 활용 가능하다.
또한, 각 지자체에서 매몰지 소멸화 사업이 활발히 추진 중에 있다.
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