표제지
목차
요약 11
I. 서론 13
1. 연구배경 및 필요성 13
2. 연구목적 및 범위 14
II. 이론적 배경 15
1. 플라스틱 폐기물 발생과 미세플라스틱의 분석방법 15
1.1. 플라스틱의 물성 15
1.2. 국내 폐플라스틱 발생 및 처리 현황 16
1.3. 미세플라스틱 분석방법 20
2. 폐플라스틱을 이용한 투수블록 제조 23
2.1. 투수블록이란? 23
2.2. 폐플라스틱 binder를 이용한 제조방법 25
2.3. 폐 PET 투수블록 제조공정 26
3. 폐 PET 투수블록의 환경성 평가 29
3.1. 투수블록의 장기 사용에 따른 마모 모사실험 29
3.2. 미세플라스틱의 분리/희석방법 34
3.3. 물벼룩을 이용한 급성독성시험 35
III. 실험 방법 38
1. 재료 38
2. 투수블록 마모 모사 시험 39
2.1. LA 마모시험 39
2.2. 마모된 미세플라스틱과 골재의 체 분석 선별 41
3. 미세플라스틱 부유선별 41
3.1. CaCl₂ 용액을 이용한 미세플라스틱 부유선별 41
4. 미세플라스틱 입자크기 및 정량분석 44
4.1. 광학현미경을 이용한 미세플라스틱 분석 44
4.2. Image J 소프트웨어를 이용한 미세플라스틱 입자크기 분석 44
4.3. 입도 분석기를 이용한 미세플라스틱 입자크기 분석 45
4.4. FT-IR 분광기를 이용한 미세플라스틱 성분 분석 46
5. 투수블록 추출액의 환경성 평가 47
5.1. 투수블록 용출시험 47
5.2. 추출액의 Ca 농도 측정 48
5.3. 물벼룩을 이용한 추출액 급성독성시험 48
5.4. Probit Analysis 51
IV. 실험 결과 및 고찰 52
1. LA 마모시험 52
1.1. LA 마모시험 후 투수블록 마모감량 52
2. 염화칼슘 용액을 이용한 부유선별 54
2.1. 폐 PET 투수블록에서의 미세플라스틱 생성 54
3. 미세플라스틱 크기 및 정량분석 55
3.1. 입도 분석기를 이용한 미세플라스틱 입자크기 분석 55
3.2. 광학현미경+Image J 소프트웨어를 이용한 입자크기 분석 57
3.3. FT-IR을 이용한 미세플라스틱 정성분석 59
4. 투수블록 추출액에 대한 환경성 평가 61
4.1. 원자흡수분광기를 이용한 투수블록의 Ca 농도 비교 61
4.2. 추출액의 물벼룩을 이용한 급성독성시험 61
V. 결론 66
참고문헌 68
Abstract 74
Table 2.1. 플라스틱 물성 15
Table 2.2. 연도별 전국 폐플라스틱 발생량 17
Table 2.3. 연도별 전국 폐플라스틱 재활용 가능 자원 가격변동추이 19
Table 2.4. 미세플라스틱의 분류 20
Table 2.5. 미세플라스틱 분석기법 22
Table 2.6. 시중에 판매되는 투수블록의 예 24
Table 2.7. 열적/화학적 방법을 통한 폐플라스틱 binder 제조 26
Table 2.8. 폐 PET 투수블록과 시멘트 투수블록의 장단점 비교 29
Table 2.9. 파쇄기 종류별 특성 30
Table 2.10. 부유선별법 적용사례 35
Table 3.1. 투수블록의 평균 중량 및 크기 39
Table 3.2. 진탕배양기 추출조건 48
Table 3.3. 물벼룩 표준 독성시험 결과 51
Table 4.1. 폐 PET 투수블록의 마모감량 실험 53
Table 4.2. 시멘트 투수블록의 마모감량 실험 53
Table 4.3. 체 분석(No. 18)/부유선별 후 미세플라스틱 생성 54
Table 4.4. LA-350 입도 분석기를 이용한 통과 누적에 따른 입도분석 결과 56
Table 4.5. 원자흡수분광기를 이용한 투수블록 추출액의 pH와 Ca 농도 61
Table 4.6. 폐 PET 투수블록 추출액에 대한 물벼룩 급성독성시험 결과 62
Table 4.7. 시멘트 계열 투수블록 추출액에 대한 물벼룩 급성독성시험 결과 63
Table 4.8. 소석회의 pH에 따른 물벼룩 영향 65
Fig. 1.1. 연구 및 실험범위 모식도 14
Fig. 2.1. 연도별 폐플라스틱 발생량 변화 18
Fig. 2.2. 폐 PET를 이용한 투수블록 공정도 27
Fig. 2.3. 폐 PET 투수블록 제조 재료: 분쇄된 폐 PET 조각(좌), 굵은 골재(우) 28
Fig. 2.4. (주)천년기업의 폐 PET를 이용한 투수블록 제조 장치 28
Fig. 2.5. 회전 커터날 시험기 32
Fig. 2.6. 가속연마기 33
Fig. 3.1. 절단 전·후의 폐 PET 투수블록(좌)과 시멘트 계열 투수블록(우) 38
Fig. 3.2. LA 마모시험 진행 과정 40
Fig. 3.3. LA 마모시험기 운전: 외관(좌), 내관(우) 41
Fig. 3.4. CaCl₂를 이용한 미세플라스틱 부유선별 42
Fig. 3.5. 시료를 42% CaCl에 혼합한 직후(좌), 24시간 후(우) 43
Fig. 3.6. 72시간 자연 건조 후 생성된 미세플라스틱 43
Fig. 3.7. 광학 현미경으로 촬영한 시료 44
Fig. 3.8. Image J를 적용한 미세플라스틱 입자크기 분석 45
Fig. 3.9. 입도 분석기 LA-350 외부(좌), 디텍터 내부(우) 46
Fig. 3.10. Miracle 10 옵션을 추가한 FT-IR 47
Fig. 3.11. 물벼룩을 이용한 급성독성시험 과정 49
Fig. 3.12. 멀티 테스트 웰의 물벼룩을 이용한 급성독성시험 진행 과정 50
Fig. 4.1. 폐 PET 투수블록 및 시멘트 계열 투수블록의 마모감량 비교 53
Fig. 4.2. 회전수에 따른 미세플라스틱 생성 55
Fig. 4.3. 입도 분석기에 의한 시료 S1 입도분석 결과 56
Fig. 4.4. 입도 분석기에 의한 시료 S2 입도분석 결과 56
Fig. 4.5. 입도 분석기에 의한 시료 S3 입도분석 결과 57
Fig. 4.6. Image J를 통한 입도분석(S1) 58
Fig. 4.7. Image J를 통한 입도분석(S2) 58
Fig. 4.8. Image J를 통한 입도분석(S3) 59
Fig. 4.9. IRTracer-100을 이용한 순수 PET 및 마모/생성된 폐 PET 투... 60
Fig. 4.10. 다른 논문에서의 PET 분석에 대한 자료 60
Fig. 4.11. 시멘트 계열 투수블록 추출액에 대한 Probit analysis(A1) 63
Fig. 4.12. 시멘트 계열 투수블록 추출액에 대한 Probit analysis(A2) 64
Fig. 4.13. 시멘트 계열 투수블록 추출액에 대한 Probit analysis(A3) 64