독립 행정법인·산업기술 종합 연구소(AIST)의 환경 관리 기술 연구부문은 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물(VOC)(주 1)의 무해화 처리를 할 때 기존 설비에 비해 소형화, 저비용화가 가능한 분해 기술 개발에 대한 전망을 제시하였다.

신기술은 상온·상압의 환경 하에서 정·부(正?負)의 하전 입자가 공존하는 `저온 플라즈마`와 무해화(無害化) 반응속도를 높이는 `촉매`의 2개를 복합시켰다. 이는 소형화·저비용화를 가능하게 한 것으로 중소기업의 VOC 대책에 새로운 길을 놓는 것으로서 주목을 받고 있다.

VOC 처리를 하는 기존 설비에는 현재 "연소", "흡착 제거" 그리고 미생물 분해에 의한 "바이오 필터" 등의 방식이 있지만, 모두 대형으로 실제 거의 대기업 밖에 도입되어 있지 않은 것이 실정이다. 대기 오염 방지법에 의거하는 VOC 규제에서도 그 대상으로 하고 있는 것은 대기로의 배출량이 연간 50톤 이상의 시설이고 소규모 설비는 대상 외가 되고 있다.

그렇지만 환경 의식 고양은 기업, 특히 중소기업에 있어서 향후 법 규제뿐만 아니라 공급 체인(supply-chain) 관리나 투명성 등에 따르는 기업의 자주적인 참여 강화에 대비한 대응을 요구한다. 산업기술 종합연구소의 새로운 기술은 이러한 요구에 대응하는 것으로서 주목을 받고 있다.

VOC는 도장, 세정, 인쇄 등의 공정으로 발생한다. 이번에 개발한 VOC 분해 기술은 촉매와 저온 플라즈마에 의한 처리 공정을 교대로 진행한다. 구체적으로는 촉매에 대상이 되는 VOC를 흡착·축적하여 그것이 일정 농도에 이른 시점에서 저온 플라즈마 처리를 한다.

이 때 플라즈마의 하전 입자가 격렬하게 움직여 VOC 분자에 충돌해서 분해·무해화시킨다. 시범 제작 설비에 의한 실험에서는 대표적 VOC의 디클로로메탄(dichloromethane)이 농도 1,000ppm(1 ppm는 100만 분의 1)일 때 99% 이상 분해시킬 수 있다고 한다.

시스템에는 촉매에 VOC를 농축하는 공정이 들어가기 때문에 처리하는 VOC의 농도가 높거나 낮아도 정상 운전이 가능하고 농도 변동에 대응할 수 있는 이점이 있다. 이에 의해 거의 완전한 무해화 처리가 가능하며 배출되는 것은 이산화탄소와 물뿐이다.

향후 촉매 개량, 적은 에너지 투입 등 VOC 분해라는 효율화 연구가 진행될 예정이라고 한다.

일본 국내에서의 VOC 규제 강화는 2006년 4월 개정 대기오염 방지법의 시행을 계기로 실시되었다. 목적은 인체에 미치는 악영향이 염려되는 광화학 스모그나 부유 입자상 물질(SPM)의 저감이다. 이를 위해 일본 정부는 2000년도 일본 국내 대기 배출량(약 150만 톤)을 기준으로 2010년도까지 약 30% 삭감하는 목표를 내걸고 있다.

그러나 개정법에 따르는 규제 대상은 대규모 사업소만으로, 예를 들면 도장 시설(분사 도장에 한정)의 경우 시설 내 공조에 이용하는 배풍기의 배풍능력이 1시간 당 10만 입방미터 이상으로 규정되어 중소기업의 작은 공장은 대상에서 제외되고 있다.

일본 전체에서 배출되는 연간 약 150만 톤의 VOC 가운데 법규제의 대상이 되는 것은 약 20%로, 나머지 약 80%는 중소기업의 자주성에 맡기고 있는 것이 현재 실정이다. VOC 대책의 실효성을 높이기 위해서는 중소기업도 규제해야 하지만 지금까지는 대응하려고 해도 사업 규모에 알맞은 적절한 설비가 없었다.

이번 기술이 실용화되면 VOC 대책의 대폭적인 전진으로 연결될 가능성도 있다. 산업기술 종합연구소는 향후 기업과 제휴하면서 제품화를 목표로 할 방침으로 중소기업이 도입하기 쉬운 제품 자체 저비용화의 실현은 반드시 필요하다.

(주 1) 휘발성 유기 화합물(VOC)
상온에서 기화하는 유기 화합물의 총칭으로, 도료, 접착제, 세제, 가솔린, 시너 등에 포함된 톨루엔, 크실렌, 초산에틸 등이 대표적이고 대기오염이나 새집증후군의 원인 물질로 간주되고 있다.