도시생활폐기물 소각시설 배출가스 중 PCDD/DFs, dioxin-like PCBs의 배출 특성에 관한 연구

Abstract

본 연구는 대형 도시 생활폐기물 소각장들의 최종 배출되는 다이옥신류와 배출의 생성을 조사하여 소각시설로부터 환경 중으로 배출되는 특성을 평가하고, 도시 생활 폐기물 소각에 의한 배출량 산정과 저감 제어를 위한 기초자료를 축적해 나가기 위한 목적으로 실시되었다. ·4개의 도시쓰레기 소각장에서 연돌을 통해 배출되는 배출가스를 분석하였다. 도시생활폐기물 소각장에서 배출되는 PCDD/DFs의 농도 수준은 64.1～23049.1 pg/Nm3이였고, WHO-TEQ 환산농도는 0.0～72.5 pg-TEQ/Nm3의 범위를 나타내었다. ·독성등가이성체의 profile 중 2,3,4,7,8-PeCDF가 15 % 를 나타내는 MSWI-D룰 제외하고 전체의 46～64%로 지배적인 congener로 나타났으며, 총 TEQ농도는 2,3,4,7,8-PeCDF 의 농도기여율이 지배되는 것으로 밝혀졌다. ·동족체 profile은 TeCDFs와 PeCDFs가 81～87%의 농도 기여율로 총 농도에 대한 지배적 동족체로 나타났다. ·DLPCBs의 TEQ농도는 0.02～16.87 pg-TEQ/Nm3으로 나타나며, 대부분의 소각시설에서 3,3′,4,4′,5-PeCB(126)의 농도 기여율이 가장 높게 나타났다. ·소각시설 A, B, C, D의 process 구성과 운전조건, 특히 온도의 비교를 통해 배출가스 온도에 대한 초기 연소실의 연소온도, 방지 시설 간 온도유지, 활성탄 투입량 등의 영향이 최종 배출 농도에 큰 영향을 끼치는 것을 알 수 있다. ·동일 시설에서 채취한 각각의 배출가스 농도 및 profile pattern의 차이는 운전 온도, 유입 폐기물 관리, 연소실 내 폐기물 소각 기술 등의 운전 조건에 의해 나타나는 것으로 사료된다. ·향후, 배출가스 방지 시설의 각 process 별 제거 효율 특성에 관한 연구와 운전 조건 및 상세한 폐기물 성상에 따른 다이옥신류의 농도 저감의 효과에 대한 상세 연구의 필요성이 있는 것으로 판단되며, 이에 따른 연구가 진행되어야 할 것이다.

Polychlorinated dibenzo-p-dioxins (PCDDs), polychlorinated dibenzofurans (PCDFs), and dioxin-like polychlorinated biphenyls (DL-PCBs) in flue gas from 4 municipal solid waste incinerators (MSWIs) in Korea were estimated using stack sampler and high resolution gas chromatography coupled to high resolution mass spectrometer (HRGC/HRMS). Twenty-nine target compounds including 17 of 2,3,7,8-substituted PCDD/Fs and 12 of DL-PCBs were investigated to levels and congener profiles in flue gas from MSWIs with different air pollution control device (APCD) systems. Concentrations of PCDD/Fs in this study ranged from 0.0 to 72.5 pg TEQ/Nm3, and the values were below guideline of PCDD/Fs (0.1 ng TEQ/Nm3) for flue gas in MSWIs in Korea. Concentrations of DL-PCBs varied from 0.02 to 16.9 pg TEQ/Nm3, which were lower than those of PCDD/DFs. Dominant congeners were 2,3,4,7,8-PeCDF and 3,3',4,4',5-PeCB (PCB 126) in most gas samples for PCDD/Fs and DL-PCBs, respectively, consistent with those from other studies. Concentrations of PCDD/Fs and DL-PCBs were dependant on APCD processing system. In particular, temperature in APCD and combustion chamber, and amount of activated carbons were the important factors governing the emission of these toxic chemicals in this study. The results indicate that processing system in MSWIs to reduce emission of PCDD/Fs and dioxin-like compounds should be considered to protect the environment from toxic chemicals in Korea.