================================================================
o 오존층 파괴, 지구온난화, 산성비등의 원인이 되는 대기오염으로부터
지구환경을 보전하기 위한 구체적인 관심 및 세계 각국의 배출규제
강화 추세에 따라 대기오염 방지 기술에 대한 특허출원이 증가하고
있다.

o 특히 생물체내에 축적되면 배출되지 않고, 농축되어 궁극적으로는
먹이사슬의 정점에 있는 사람에게 고도로 농축될 수 있는 다이옥신
에 대책기술에 대한 출원이 90년대 전반기에는 평균 15건 정도가
출원되었으나, 95년부터 출원이 증가하기 시작하여, 90년대 후반기
에는 전반기 대비 5배 정도가 증가한 평균 80건 정도가 출원되고
있다.

o 특허출원은 발생된 다이옥신을 저감시키는 기술에서, 다이옥신의
생성을 예방하고 방지할 수 있는 분야로 그 기술흐름이 전이되고
있다.
================================================================

□ 다이옥신의 개요

다이옥신은 2개의 벤젠링이 1∼2개의 산소원자를 사이에 두고 결합하고,
벤젠링이 갖는 수소원자중의 1∼8개가 염소원자로 치환된 것이며, 염소의
수나 치환되는 위치에 따라 그 종류가 다양하다.


다이옥신의 독성

다이옥신은 강한 독성을 갖지만, 인공 독인 사린이나 시안화칼륨(청산
칼리) 등과 달리 자연적으로 생성되어 환경 중에 매우 저농도로 확산되어
있기 때문에, 미량 섭취에 의한 급성적인 영향을 일으키는 것은 아니나,
물에 잘 녹지 않고, 기름에 쉽게 녹는 성질이 있기 때문에, 생체에 섭취
될 때 체내의 지질(脂質)에 용해되어 잘 배출되지 않는다. 따라서 환경
중의 물, 대기 등에 유출된 다이옥신은 생물체내에 농축되며 먹이사슬의
정점에 있는 인간에게는 고도로 농축됨을 알 수 있다.

다이옥신 생성기구

다이옥신은 연소과정에서 주로 생성되며, 그 생성기구는 불완전연소와
데노보반응이다. 탄소를 함유하는 유기물을 완전연소시켰을 때 염소성분은
염화수소(염산)로 되어 다이옥신은 생성되지 않으며 만일 있어도 분해
되나, 산소가 부족하여 불완전 연소될 때에는 벤젠링이 여러 개 연결된
다핵방향족 탄화수소나 폴리 염화벤젠등으로부터 다이옥신이 합성된다.

데노보 반응이란, 분자 구조적으로 다이옥신과는 관계가 적은 화합물로
부터 다이옥신이 합성되는 반응이며, 구체적으로는 250∼350℃에서 공기,
무기염소 등이 미연 탄소의 입자 표면상에서 반응하여 다이옥신이 합성
되는 현상이다.

□ 다이옥신 대책기술의 현황

소각로 계통의 다이옥신 생성억제기술과 오·폐수 처리기술이 있으며,
이들 처리가 불충분하여 토양으로 다이옥신이 누출되는 경우 다이옥신에
오염된 토양의 회복기술로 크게 구분할 수 있다.

소각로 계통의 다이옥신 생성억제기술

- 소각로내에 있어서의 다이옥신 생성억제기술

연소법과 연소로의 형식에 의한 기술로 구분할 수 있으며, 연소법은
쓰레기의 일차연소(주목적은 살균, 용적감소)를 완전히 실시하는 데
목적이 있으며, 완전연소를 달성하기 위한 주요인자로는 노내 연소가스
온도, 발생가스의 노내 체류시간, 노내의 가스교반 등이 있다.

연소로 형식에서 종래부터 대표적으로 많이 사용되고 있는 노는 화격자
타입으로 대형화 경향에 있으며, 중·소형 노에서 연속식으로 될 경우에는
유동상형 노의 선택이 증가하고 있다. 이것은 상승, 하강시에 열매체인
모래의 온도를 조절하여 다이옥신의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.

- 배기가스중의 다이옥신 제거

쓰레기 소각로의 배기가스 온도는 800∼900℃로 고온이기 때문에, 이
상태에서 집진기로 바로 공급하면 영향을 미치기 때문에 냉각이 필요하다.
다이옥신은 배기가스 냉각과정의 250∼600℃ 온도영역에서 재생성되기
쉽다. 소각로 출구의 폐열 보일러부분이나 공기 예열기 튜브는 fly ash가
퇴적되기 쉽기 때문에 다이옥신의 재 합성이 용이한 환경이다.

다이옥신대책을 고려한 배기가스 처리기술에서는, 백 필터의 입구에서
소석회의 공급을 통한 다이옥신 생성 원료인 염소의 제거, 활성탄을 공급
하거나 혹은 후단에 활성 코크스 흡착탑을 설치하여 흡착·제거, 산화
촉매를 사용한 분해 등이 제안되어 있다.

- 소각회의 무해화 처리

쓰레기는 위생상의 관점과 용적 감소화를 목적으로 소각처리 되며,
최종적으로 소각 잔사로서 재가 남게된다. 이 재는 통상 매립이라는
형태로 최종 처분되는데, 재 중에는 중금속류나 다이옥신 등이 함유되기
때문에, 매립장에서의 이차공해의 방지대책이 반드시 필요하다. 그리고,
최근 전국적으로 최종 처분장의 건설에 어려움이 따르고 있으므로 소각
회의 용적감소율을 높이는 것이 필요하다.

오·폐수 처리

다이옥신은 물에 대한 용해도는 매우 작으므로 오염된 물에 함유되는
다이옥신의 대부분은 공존하는 미립자 중에 존재한다. 따라서, 응집,
침전, 여과, 흡착을 엄격히 실시하여 다이옥신을 함유하는 유기물의
미립자를 완전히 제거하는 것이 우선 필요하다. 물에 용해성이 있는
기름이 용해되어 있으면, 다이옥신은 지용성이기 때문에 그 상에 용존하게
된다. 이 경우에는 위에서 설명한 물리적 방법으로는 제거, 분리할 수
없기 때문에, 산화법, 자외선 조사법 등의 화학적 방법에 의해 분해,
무독화 기법이 필요하다.

오염토양의 회복

IC기판이나 전자부품의 세정제, 금속부품의 전처리세정, 드라이클리닝
용 용제, 화학합성원료, 화학공업약품 등에는 그 제조공정에서 의도하지
않고 부생된 다이옥신 혹은 다이옥신 전구체가 함유되는 경우가 있다.
이들 유기화합물을 함유하는 오니를 부적정하게 매립처분한 경우, 혹은
액상상태의 폐용제, 드럼관에 넣은 폐용제의 부당투기 등에 의해 토양
오염을 일으킨다.

오염토양·지하수에서 대상물질을 제거하기 위해서는, 원위치에서 실시
하는 경우와 굴삭·제거후에 정화를 실시하는 경우로 구별되는 정화법이
있고, 그 처리방법으로는 오염토양 및 추출된 유기화합물을 분해·분리
한다. 대상지내에서 실시하는 경우와, 대상지외의 처리시설 등에서
실시하는 경우로 구별할 수 있다.

□ 특허로 본 기술개발동향

1991∼2000년 사이에 특허청에 출원된 특허를 대상으로 기술분류별로
살펴보면 다음과 같다.

┌────────┬────┬─────┐
│기술분야 │검색건수│합계 │
├────────┼────┼─────┤
│분 석 │3 │505 │
├────────┼────┤ │
│토양수복 │60 │ │
├────────┼────┤ │
│배기가스처리 │89 │ │
├────────┼────┤ │
│수·오니처리 │95 │ │
├────────┼────┤ │
│소각로내의 억제 │114 │ │
├────────┼────┤ │
│회처리 │144 │ │
└────────┴────┴─────┘

연도별 특허출원현황(표1 참조)

1990년대 전반기에는 연평균 15건 정도가 출원되었으나, 1995년부터
전체적으로 출원이 증가하기 시작하여, 1990년대 후반기에는 연평균 80건
정도가 출원되고 있다. 기술분야별로는 소각로에 있어서의 억제, 배기가스
처리기술 등 소각로 계통에 관한 출원을 중심으로 1998년부터 급격히
증가하기 시작하였고, 수·오니처리기술은 1999년부터 급격히 증가하였
으며, 분석 및 토양수복기술에 관한 출원은 타분야에 비해 적은 편이다.

출원인 현황(표 2, 3 참조)

기술분야별로 살펴보면, 출원건수가 가장 많은 것은 한국기업으로 40%를
차지하고 있으며, 그 다음으로는 일본기업, 한국개인, 유럽기업, 일본
개인, 미국기업 순으로 나타나고 있으며, 주요 출원인은 기계 및 철강업
분야의 기업이 많이 포함되어 있다.

외국의 특허출원 현황(표 4, 5 참조)

한국에 출원된 외국으로부터의 출원 189건 중 일본이 160건으로 84%로
절대다수를 차지하고 있고, 그 다음으로 유럽 10%, 미국 6%를 차지하고
있다. 외국의 출원건수가 가장 많은 분야는 수·오니처리분야 49건, 회처리
분야 45건 이다.

□ 향후전망

외국의 출원은 한국에 최근 많이 출원되고 있는 소각로내에 있어서의
다이옥신 대책기술, 수·오니처리 분야보다는 다이옥신이 생성을 예방하는
분야에서 상대적으로 많은 출원건수를 보이고 있다. 이와 같은 양상을
고려해 볼 때, 다이옥신 대책기술 분야는 다이옥신 생성의 예방분야 즉,
다이옥신이 발생하는 않는 신소재, 신제품의 개발로 그 기술흐름이 전이
될 것으로 판단된다.

<첨부> 특허출원건수 현황 그래프

* 문의 : 심사3국 무기화학심사담당관실
김상은 서기관. 전화 042)481-5568