이차전지 산업폐수의 해양 방류에 따른 독성영향 예측 연구: 전과정 영향 평가 방법 적용

채수복; 신재돈; 정승우

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자료유형: 학술저널

저자정보: 채수복 (국립군산대학교) 신재돈 (국립군산대학교) 정승우 (국립군산대학교)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제47권 제4호

발행연도: 2025.4

수록면: 269 - 276 (8page)

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본 연구는 이차전지 산업폐수가 해양 생태계에 미치는 독성을 정량적으로 평가할 수 있는 방법론을 개발하고, 이를 바탕으로 허용 가능한 폐수 배출 기준을 도출하고자 하였다. 이를 위해 두 가지 연구 목적을 설정하였다. 첫째, 전과정영향평가(Life Cycle Impact Assessment, LCIA) 방법을 활용하여 폐수 방류로 인한 해양 생태독성 예상치를 정량화하였다. 둘째, LCIA 기반의 ‘지역 해양 생태독성 영향 허용치(Local Marine Ecotoxicity Impact Limit, Local MEIL)’를 설정하고, 이를 토대로 허용 가능한 폐수 배출 유량과 농도를 산정하였다. 연구 방법으로는 LC-Impact에서 제공하는 Korea Peninsula & Japan 해양의 Cu, Co, Ni, Mn에 대한 거동계수, 노출계수, 영향계수를 활용하여 한국·일본 해역의 생태 영향 특성화 계수를 산정하였다. 또한, Salinity(염분)에 대한 특성화 계수는 Roibas-Rozas et al. (2022)의 연구 결과를 적용하였다. 이를 바탕으로 각 물질의 특성화 계수와 폐수 배출량을 곱하여 예상 해양 생태독성을 평가하고, 폐수 배출 허용 기준과 특성화 계수를 활용해 Local MEIL을 산출하였다. 연구 결과, 군산 새만금 유역에서 예상되는 폐수 배출 조건(배출량 100,000 m3/day, Cu, Co, Ni, Mn 및 Salinity의 현재 알려진 농도)을 적용한 해양 생태독성은 3.16E+07 [PAF·m³·day]로 나타났다. 이는 허용치인 Local MEIL(1.22E+07 [PAF·m³·day])을 크게 초과하는 수준이었다. 특히, 해양 생태독성에 가장 크게 기여하는 물질은 Salinity로, 전체 독성의 94.8%를 차지하였다. 해양 생물에 미치는 독성을 허용 가능한 수준으로 낮추기 위해서는 Salinity 배출 농도를 기존 예상치(120,000 mg/L)에서 41,000 mg/L까지 낮추거나, 폐수 배출 유량을 38,500 m³/day 이하로 조정해야 하는 것으로 분석되었다. 이를 통해 해양 생태독성 영향을 최소화할 수 있을 것으로 판단된다.

This study aims to develop a quantitative methodology for assessing the marine ecotoxicity of wastewater from the secondary battery industry and to establish discharge limits based on this assessment. To achieve this, two key objectives were pursued. First, the ecotoxicity impact of wastewater discharge on the marine environment was quantified using the Life Cycle Impact Assessment (LCIA) method. Second, a Local Marine Ecotoxicity Impact Limit (Local MEIL) was derived from the LCIA results, and the corresponding allowable discharge flow rates and contaminant concentrations were determined.
To support this analysis, characterization factors for Cu, Co, Ni, and Mn in the Korea Peninsula & Japan marine region were calculated using fate, exposure, and effect factors provided by LC-Impact. Additionally, the characterization factor for salinity was adopted from Roibas-Rozas et al. (2022). The expected marine ecotoxicity was then estimated by multiplying the characterization factors of each substance by the corresponding wastewater discharge amounts. The Local MEIL was determined by integrating wastewater discharge limits with characterization factors.
The results indicate that under expected wastewater discharge conditions in the Saemangeum watershed, Gunsan (100,000 m³/day, with current known concentrations of Cu, Co, Ni, Mn, and salinity), the projected marine ecotoxicity is 3.16E+07 [PAF·m³·day], significantly exceeding the allowable Local MEIL of 1.22E+07 [PAF·m³·day]. Notably, salinity emerged as the dominant contributor to marine ecotoxicity, accounting for 94.8% of the total impact. To reduce ecotoxicity to an acceptable level, the salinity discharge concentration would need to be lowered from the expected 120,000 mg/L to 41,000 mg/L, or the wastewater discharge volume would need to be reduced to 38,500 m³/day or less. These findings highlight the importance of appropriate wastewater discharge management in mitigating marine ecotoxicity impacts.

#Lithium ion battery #Life Cycle Assessment #USEtox #Marine ecotoxicity #리튬 이차전지 #전과정평가 #해양 생태독성

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정승우

소속기관 군산대학교

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 TOP 5% 의약학 > 기초의학 > 예방의학·직업환경의학

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