공간정보를 활용한 재해폐기물 성상별 최적 관리방안

Abstract

This is a policy-focused study of disaster waste management system that uses GIS. Floods with heavy rain strike Korea almost every year and unless appropriate response measures are taken, they inflict tremendous damages by flood waste and even secondary damages. In flood waste, there are numerous materials that can be recycled such as furniture and electronic items, which means that depending simply on the conventional method of landfill will result in wasting resources and shortening the life of landfills. Also, due to the urgent need to remove debris, hazardous wastes including household chemicals end up in landfills along with municipal waste rather than being treated properly, raising environmental and public health concerns. In this report, we suggest measures for better treatment of flood waste by its properties and optimal flood waste transportation paths derived through a network analysis of previous flooding areas using GIS. Firstly, we analyzed the current state of flood waste management system at home and abroad through literature review and identified four problems of Korea’s flood debris management based on a case study of Busan’s flood event in 2014 consisted of interviews with responsible government officers, surveys and field visits. ① Failure to take regional characteristics into account when estimating waste generated by flood. ② Difficulty of procuring temporary waste storage sites (especially secondary sites) in urban areas ③ Absence of detailed property-specific waste management plan ④ Inconsistent statistics on amount of flood waste and classification system In order to support wide-area disposal of flood wastes, this study conducted network analysis using spatial information. For this purpose, spatial information was constructed to enable display of the position, role, storage capacity, and capacity of provisional reclamation area and waste treatment facility of each municipality on the map. Six scenarios suggesting the optimal waste transportation path were drawn for Dongnae-gu, Busan, based on which the current system which depends on landfill was compared to the case of processing by waste type and to the case of using waste sorting facilities of adjacent local governments. Based on the problems identified as above, we suggest five areas of improvement for management of disaster waste. ① Estimation of the volume of generated flood waste and calculation of the amount of post-disaster debris by properties of waste. ② Site selection and management plan for secondary temporary storage site ③ Optimal treatment plan which minimizes the transportation distance was derived in consideration of the capacity of waste disposal facility and the transportation network such as the distance between the disaster area and the secondary temporary reclamation site, and the distances between the secondary reclamation facility and the intermediate treatment facility and the final disposal facility. ④ Specific treatment plan for flood waste by type including waste categorization (timber, metal, furniture, e-waste, plastics, combustibles/ incombustibles, vehicles, concrete etc.), and types of facilities where flood waste can potentially be disposed or recycled ⑤ Establishing statistical data for post-disaster reporting We developed a guideline on flood debris management for municipalities using the results of this study and hope that in the future, it helps local government prepare a flood waste management manual tailored to their circumstances. Furthermore, there is a need to progress research into the safe disposal and treatment of disaster waste generated not only from floods but also from other natural and man-made disasters such as earthquakes and nuclear accidents.

최근 규모 5 이상의 강도 높은 지진이 국내에 발생(2016.9.12)하였으며, 지진의 잔해물을 처리하기도 전에 이어진 태풍 및 집중호우로 인해 도로 곳곳이 침수되고 상당수의 주택이 파손·침수되는 등 그 피해가 상당하였다. 지난 10년간 매년 15건 가량의 재해가 평균적으로 발생하고 있으며, 자연재해 중 수해가 차지하는 비율이 가장 높다. 수해 발생 시 피해 지역을 중심으로 상당량의 폐기물이 부유하고 유해물질이 이동하므로 적절한 대처가 이루어지지 않으면 또 다른 2차 피해를 유발하게 된다. 이미 환경부에서는 2003년 ？장마철 수해쓰레기 처리 추진대책？과 2013년 ？재난폐기물 안전관리 지침？을 수립한 바 있으며, 지자체에서는 재해 대응 관련 매뉴얼을 마련하고 있다. 하지만, 실무적인 업무를 담당하는 지자체의 경우 별도의 수해폐기물 처리 지침을 구비하기보다는 매뉴얼 내 하나의 장(chapter)으로 폐기물 부문을 다루고 있으며, 포괄적인 내용으로 구성되어 있어 구체적인 사전계획 및 사후관리 방안을 정립하기에는 여전히 제한적인 측면이 있다. 수해폐기물에는 가구나 가전제품 등 재활용 가능한 물질이 다량 포함되어 있어 기존대로 단순 매립에 의존할 경우 자원 낭비를 야기하고 매립지의 수명을 단축시키게 된다. 또한 유해폐기물이 적절하게 처리되지 않고 일반폐기물과 혼합된 채로 매립 처분되고 있어 이에 따른 환경 및 인체 건강상 안전문제도 우려되는 상황이다. 한편, 일본의 경우 수해폐기물의 70%가 소각과 재활용으로 처리되고 나머지 30%가 매립되고 있어 국내 현황과 크게 대조된다. 일본과 미국 등 해외에서는 재해폐기물 성상별 구체적인 처리방안이 마련되어 있으며, 재활용·소각·매립 등 폐기물 처리의 선택지를 사전에 계획하도록 하고 있다. 이에 본 연구에서는 국내에서 가장 빈번하게 발생하는 수해로 인한 침수지역에서의 폐기물, 즉 ‘수해폐기물’을 대상으로 성상별 관리를 위한 개선방안을 마련하고, 특히 침수사례지역에서 공간정보를 활용한 네트워크 분석을 통해 수해폐기물 임시적환장 및 폐기물 처리시설 선정에 있어 최적 경로를 위한 의사결정을 지원하고자 한다. 이를 통해 수해폐기물을 보다 신속하고 효율적으로 처리하는 동시에, 매립률을 줄이고 자원순환율을 제고하는 데 목적을 두고 있다. 우선 수해폐기물 관련 국내외 관리 현황 및 지침을 비교·분석하였으며, 2014년 부산시 수해 사례조사(실무자 면담, 설문조사, 현장 방문)를 바탕으로 국내 수해폐기물 관리상 문제점을 크게 4가지로 도출하였다. ① 지침 내 지역적 특성 미반영 ② 도심지역에서 2차 임시적환장 확보의 어려움 ③ 수해폐기물 성상별 구체적인 처리계획 부재 ④ 통계자료 간 수해폐기물 발생량 및 분류체계 상이 첫째, 환경부 ？재난폐기물 안전관리 지침？(2013)에서는 지자체별로 과거 피해 자료를 바탕으로 수해폐기물 발생량을 산정하도록 권고하고 있으며, 수해로 인한 기존 자료가 부재할 경우 침수건물 1동당 폐기물 발생량 원단위(1톤~1.7톤)를 사용하도록 하고 있다. 하지만 지역적 여건에 따라 발생하는 수해폐기물의 성상 및 특성에 차이가 존재하므로 서로 다른 지역에 하나의 원단위로만 적용할 경우 예측의 불확실성이 존재할 수 있다. 또한 전국 단위로 하나의 지침을 적용하기보다는 도심지역(특별시, 광역시), 도 이하, 해안 인접지역, 농촌지역 등 그 지역의 지리적 특수성을 고려하여 수해폐기물 관리지침을 수립할 필요가 있다. 해안가에 인접한 지역의 경우 해안에서 유입된 폐기물의 처리를 고려해야 하는 등 지역적 특성 및 지형적 조건에 따라 발생할 수 있는 폐기물의 종류가 상이하기 때문에 우선 지자체를 유형별로 분류하고 이에 해당하는 지역 맞춤형 지침을 마련할 필요가 있다. 둘째, 수해폐기물 선별을 위한 2차 임시적환장의 확보 및 관리가 미흡한 상황이다. 1차 임시적환장(집결지)이 수해폐기물의 빠른 수거를 위해 피해 지역 인근에 설치된 보관 장소라면, 2차 임시적환장(선별지)은 중간처리 및 자원화가 가능하도록 수해폐기물 선별을 위한 전처리 작업이 수행되는 장소로 매립률 감소를 위한 필수 인프라에 해당한다. 환경부의 지자체별 재난폐기물 사전대비 현황자료(2014)에 따르면, 1차 및 2차 임시적환장을 구분하고 있지 않으며 ‘기타’로 분류된 곳이 전체 임시적환장의 24%에 해당하여 용도가 불분명한 사례가 많았다. 또한 임시적환장을 1개소 이하로 지정한 기초지자체가 54곳으로 조사되었다. 현재 임시적환장으로 대부분 공원, 학교 운동장, 시민회관 등을 활용하고 있다. 이들 장소는 민간인 접근성이 높고, 보건 위생적인 측면에서도 민원이 발생할 가능성이 높다. 특히, 2차 임시적환장은 1차 적환장 대비 장기간 운영되며 중간처리를 위한 분리·선별 장소이므로 폐기물 적체로 인한 침출수 등 환경오염 우려가 있다. 이에 미국 및 호주 등에서는 임시적환장 부지 선정 시 환경오염 측면을 중요하게 다루고 있으며, 주거지역, 학교, 교회, 병원 및 기타 민감한 지역 근처는 피하고 있다. 우리나라도 2차 임시적환장 부지 선정기준에 따라 재침수로 인해 폐기물이 유실될 우려가 없고 주거지역과 격리된 지역을 선정할 필요가 있다. 임시적환장은 행정구역상 ‘구’ 혹은 ‘군’ 단위로 선정하여 운영 관리되고 있다. 특별시 및 광역시의 경우 하나의 ‘구’에서 보유하고 있는 임시적환장의 개수는 일반 시 대비 30%에 불과하였으며, 면적 및 보관 가능량 또한 일반 시 대비 각각 8.7%와 5% 이내에 해당하였다. 즉, 도심지역에 위치한 ‘구’의 경우 임시적환장 공간이 매우 협소하므로 향후 임시적환장 부지 확보 여부가 자원화율을 제고하는 데 중요한 관건이라 할 수 있다. 셋째, 수해폐기물을 성상별로 적절히 분류하고 구체적인 처리계획을 마련할 필요가 있다. 2차 임시적환장 배치도를 국내·외적으로 비교하면, 국내의 경우 가연성/불연성/대형/혼합물로 분류하고 있으며 유해폐기물이나 발화성물질은 별도 분류하고 있지 않다. 한편, 미국과 일본 등에서는 2차 임시적환장에서 수해폐기물 성상에 따라 품목별로 분류하고 있다. 가령, 미국의 경우 건설폐기물, 초목류, 유해폐기물을, 일본의 경우에는 가전제품, 콘크리트, 금속, 목재류, 다다미, 가연성, 불연성, 유해폐기물로 구분하여 배치하고 있다. 또한 수해폐기물 성상에 따른 재활용, 소각, 매립 등의 폐기물 처리시설을 사전에 확인하고 이를 처리계획에 포함시키는 것이 중요하다. 이를 위해서는 기존 폐기물 처리시설의 여유용량 등을 파악하고 불측의 사태에 대비하여 민간 처리시설의 활용 등의 백업을 고려하여 계획할 필요가 있다. 넷째, 일부 통계자료 간 수해폐기물 발생량 및 분류체계가 상이한 측면이 있다. 2014년 부산시의 경우 재해연보에서의 수치(16만 2,779톤)와 부산시로부터 확보한 자료 내 발생량(9,353톤)간에 큰 차이가 있었으며, 2011년 서울시의 경우에도 재해연보에서의 수해폐기물(육상쓰레기) 발생량(5,200톤)과 수도권매립지로의 반입량(1만 6,734톤)간 수치가 상이함을 확인할 수 있었다. 또한 하나의 광역시 내에서도 수해폐기물의 분류체계에 차이가 있어 향후 통계자료 및 사후보고 체계가 일관성 있게 공유되도록 개선될 필요가 있다. 상기의 문제점을 바탕으로 크게 5가지 측면에서 수해폐기물 관리의 개선방안을 도출하였으며, 이를 반영한 지자체 단위의 수해폐기물 처리지침(안)을 마련하였다. ① 수해폐기물 발생량 예측 및 사후 성상별 발생량 산정방안 ② 2차 임시적환장의 부지 선정 및 운영 관리방안 ③ 공간정보와 연계한 수해폐기물 광역처리 및 관리계획 수립방안 ④ 수해폐기물의 성상별 구체적인 처리방안 ⑤ 사후보고 측면에서의 통계자료 구축방안 첫째, 수해폐기물 처리계획을 사전에 수립하기 위해서는 지자체별로 과거 수해 자료를 분석하여 발생량 ‘원단위’ 혹은 회귀식을 산정하되, 시·군·구별로 지형적 여건 및 특성에 따라 발생할 수 있는 수해폐기물의 종류 및 성상이 상이하므로 발생량 예측 시 이를 반영할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 229개 기초지자체 시·군·구를 위치적 특성, 도시와의 통합성 등을 고려하여 1차적으로는 내륙형, 해안(연안)형으로, 2차적으로는 도시 형태에 따라 4개 군집(대도시형, 중소도시형, 도농복합형, 농(어)촌형)으로 유형화하였다. 과거(2011~2014년) 수해로 인한 특별재난지역 중 중소도시형(내륙형) 및 농어촌형(해안연안형)에 해당하는 기초지자체 8곳을 선정하여 원단위를 활용한 기존 발생량 예측 모형과 실제 발생량을 비교·분석하였다. 그 결과, 기존의 예측 모형은 침수건물 수가 주요 변수로 작용하여 특히 농어촌형의 경우 예측치와 실제값에 격차가 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 도시형과는 달리 농어촌형의 경우 침수건물 수가 상대적으로 적은 반면, 피해 가축, 농작물이나 해초 등 다른 변수가 더 크게 작용하기 때문으로 해석된다. 즉, 지자체 유형별로 변수로 투입될 수 있는 항목이 상이 ？ 가령 도심지역의 경우 강우량 및 피해 건물 수(혹은 침수 피해 면적), 인구밀도를, 농어촌형의 경우 침수 농경지 면적, 피해 가축 수 혹은 유입된 해초, 부표 등을 주요 변수로 고려 ？ 하므로 향후 군집별로 지역의 지형 정보, 강우량, 주요 폐기물 성상 등을 반영한 분석모형을 도출하고 지속적인 데이터 축적을 통해 이를 검증하는 과정이 필요하다. 한편, 수해폐기물의 사전 발생량 예측치는 정확성의 리스크가 크기 때문에 임시적환장 수나 규모 등 계획 수립 시 활용 가능하나 실제 발생량과는 차이가 있다. 따라서 사후 발생량 산정을 통해 그 계획을 수정·보완하는 과정이 반드시 필요하다. 이를 위해 사전에 2차 임시적환장을 확보하고, 적환장 출입구에 트럭 저울을 설치하여 반입 시 차량 무게 및 수량을 측정하여 수해폐기물 발생량을 도출할 수 있다. 또한 적환장에서 수해폐기물을 분리 선별하여 재활용, 소각 등 폐기물 처리시설로 반출할 때에도 그 무게를 측정하여 성상별 실제 처리량을 산정할 수 있다. 이러한 방식 이외에도 사진측량(photogrammetry) 기술이나 드론(무인항공기)을 이용한 사진 촬영을 통해 폐기물의 부피를 측정할 수 있으며 표준밀도를 통해 질량 도출이 가능하다. 둘째, 수해폐기물의 성상에 따라 품목별로 분류하기 위해서는 어떠한 폐기물을 우선순위로 하여 배치할지에 대한 검토가 필요하다. 특히 국내의 경우 유해폐기물이나 발화성 물질 등을 별도 분리하지 않아 오염 및 폭발 가능성이 존재한다. 따라서 수해폐기물 품목별 분리 선별이 용이할 수 있도록 분류체계를 마련하고 성상에 따라 2차 임시적환장 배치도를 재구성하였다. 또한 2차 임시적환장 부지 선정을 위하여 7가지 항목으로 기준(안)을 마련하였다. 수거 및 선별 활동으로 인한 소음 발생과 교통 편의 감소로 주거지역보다 재활용 선별장, 폐기물 처리시설 및 매립지 등을 우선 고려하고, 지표수 및 지하수 오염, 토양오염, 악취 등을 최소화할 수 있도록 부지 선정 시 환경적 영향, 피해 지역과의 접근성 및 교통, 보관용량 등을 종합적으로 검토할 필요가 있다. 현재 지정되어 있는 임시적환장의 경우 환경영향 측면에서 토양 및 수질 오염 가능성이 있는지 확인하는 것이 필요하다. 침출수 관리 측면에서는 바닥이 포장된 장소를 우선 고려하되, 그렇지 않은 경우에는 차수막 시트(방수포)를 설치하도록 권장한다. 2차 임시적환장은 행정구역상 ‘구’ 혹은 ‘군’ 단위로 운영되고 있으나, 도심지역에 속한 개별 ‘구’의 경우 임시적환장 부지 확보가 어려울 뿐만 아니라 부지로 적합한 재활용 선별장이나 폐기물 처리시설의 수가 제한되어 있으므로 여유용량이 부족한 경우에는 인접한 타 ‘구’의 임시적환장을 활용할 수 있도록 광역처리를 지원할 필요가 있다. 여기서 ‘광역처리’라 함은 시·도 내 최소 단위의 ‘군’ 혹은 ‘구’를 중심으로 발생된 수해폐기물을 그 외 지역에서의 2차 임시적환장 및 폐기물 처리시설 등을 활용하여 처리하는 것을 의미한다. 과거 2014년 부산시 사례에서도 알 수 있듯이 수해가 발생한 개별 ‘구’에서는 평상시에 계약을 맺은 청소업체의 도움에만 의존할 수밖에 없는 시스템상의 한계가 있었다. 이에 개별 ‘구’ 간, 지자체 간 수해폐기물 광역처리를 위한 보다 명확한 법적 근거가 마련될 필요가 있다. 셋째, 수해 발생 후에 임시적환장 확보 및 광역처리를 논하기에는 수해폐기물 처리의 긴급성 등으로 타협점을 찾기 어려우므로, 광역자치단체 주관으로 매년(연초 혹은 연말) ‘구’간에 사전 협의하고 조정할 수 있도록 법규화 할 필요가 있다. 이를 위해 ？재난 및 안전관리기본법？ 및 지자체 ？폐기물 관리조례？를 개정하여 수해폐기물 광역처리 지원을 위한 법적 근거를 마련할 수 있다. 수해폐기물 광역처리를 지원하기 위한 또 하나의 방법으로 공간정보(GIS)를 활용한 네트워크 분석을 들 수 있다. 지자체별로 공간정보에 기반을 두어 임시적환장 및 폐기물 처리시설을 지도화하고, 기본적인 정보(위치, 역할, 보관 가능용량, 수용용량 등)를 지도에 표시하여 정보를 전달할 수 있다. 또한 교통 네트워크 적합성(수해 지역과 2차 임시적환장과의 거리, 2차 임시적환장과 중간처리 및 최종처분 시설과의 거리)과 폐기물 처리시설의 여유용량 등을 고려하여 최단 거리 및 최소 비용 처리를 위한 의사결정을 지원할 수 있다. 본 연구에서는 부산시 동래구를 대상으로 6가지 시나리오를 도출하고, 이를 통해 현행 매립에 의존하는 시스템과 성상별 다각적 처리시스템을 비교·분석하여 수해폐기물 처리를 위한 최적 경로를 제시하였다. 넷째, ？재난폐기물 안전관리 지침？에서는 가연성폐기물은 가능한 소각처리하고 지역 및 현장 여건 상 소각처리가 불가능한 경우 매립 처분하도록 권고하고 있으나, 수해폐기물 성상별 구체적인 처리계획은 부재한 상황이다. 이에 국내 수해폐기물을 크게 폐목재, 폐금속, 폐가전제품, 대형(가구), 포장재(플라스틱, 유리병 등), 혼합(가연성/불연성), 유해폐기물, 폐자동차, 폐콘크리트로 분류하여 폐기물별 구체적인 처리방안을 제시하고 사전에 폐기물 처리시설로 연계 처리될 수 있도록 개선방안을 마련하였다. 마지막으로, 현재 시·군·구마다 수해폐기물을 분류하는 체계가 상이하고 각 통계자료 간 발생량 수치가 일부 상이한 경우가 있어 사후보고 측면에서 통계자료 구축표(안)을 제시하였다. 또한 2차 임시적환장을 거쳐 최종처분 단계에 이르기까지의 수해폐기물 처리 흐름도를 통해 성상별 처리 과정을 통계적으로 관리할 필요가 있다. 이러한 정보체계는 향후 지자체 여건에 적합한 시설 인프라를 구축하는 데 활용될 수 있을 것이다. 이 외에도 지자체 매립지를 대상으로 수해폐기물 처분지침을 마련할 필요가 있다. 수도권매립지관리공사에서는 수해폐기물 관리대책을 통해 별도의 매립구역을 지정하고 반입 절차 및 매립 시 소독·처리 방안을 제시하고 있다. 현재 수해폐기물의 처리 방식이 매립 처분에 대부분 의존하고 있는 만큼 타 매립지의 경우에도 수해폐기물 처분을 위한 별도의 계획 및 주민과의 협의 사항을 사전에 마련해야 할 것이다. 앞서의 사례조사 및 개선방안을 바탕으로 지자체 단위의 수해폐기물 처리지침(안)을 제안하였다. 수해폐기물 처리지침(안)은 크게 ①개요, ②수해폐기물 처리 지침 수립절차, ③사후보고체계 및 통계관리로 구성하였다. 마지막으로, 지진과 같은 환경재난에 따른 재해폐기물 및 폐기물 처리시설 관리 등 향후 연구과제를 도출하였다.