쓰레기 더미에서는 무염연소(불꽃 없이 타는 현상)와 화재(불꽃이 있는 연소)가 자연적으로 발생할 수 있습니다.
이는 쓰레기 속 다양한 물질이 자연 발화하거나, 외부 요인에 의해 점화되기 때문입니다.
이번 글에서는 쓰레기 더미에서 연소가 발생하는 주요 원인을 설명하겠습니다.
1. 무염연소란? (불꽃 없이 서서히 타는 연소)
✅ 무염연소(無焰燃燒, Smoldering combustion)란?
- 불꽃 없이 산소와 반응하여 서서히 타는 연소 현상을 의미함.
- 연소 속도가 느리며 짙은 연기와 일산화탄소(CO)가 발생함.
- 산소 공급이 부족한 상태에서도 고체 연료(목재, 석탄, 종이, 섬유 등)가 천천히 산화되며 열을 방출함.
- 쓰레기 더미 내부에서는 밀폐된 환경과 유기물 축적으로 인해 무염연소가 쉽게 발생함.
2. 쓰레기 더미에서 무염연소 및 화재가 발생하는 주요 원인
1) 미생물 발효에 의한 자연 발화
- 음식물 쓰레기나 유기물이 포함된 폐기물에서 미생물이 발효(부패)하면서 열을 발생함.
- 쓰레기 더미 내부는 통풍이 어렵고, 열이 빠져나가지 못해 온도가 상승함.
- 특정 온도(약 50~100°C 이상)에 도달하면 종이, 목재, 섬유 등 가연성 물질이 열분해되면서 점화되거나 무염연소가 발생함.
- 발효 과정에서 발생한 메탄(CH₄) 가스가 축적되면, 작은 불씨에도 폭발적 화재가 발생할 수 있음.
👉 발효로 인한 온도 상승 + 가연성 가스 배출 → 자연 발화 위험 증가
2) 금속 산화 반응 (특히 알루미늄, 철, 리튬 배터리 등)
- 폐기물 속에 포함된 금속(알루미늄, 철, 마그네슘 등)이 공기 중에서 산화하면서 열을 발생시킴.
- 특히 알루미늄 분진, 철가루, 마그네슘 등의 금속은 산소와 반응할 때 높은 열을 내며 연소 가능성이 높음.
- 리튬 배터리(스마트폰 배터리, 전자기기) 폐기물은 과열되거나 손상되면 화재를 유발할 수 있음.
👉 산화 반응으로 온도 상승 → 쓰레기 더미 내 연소 발생 가능
3) 온도 상승 및 태양열 축적
- 야외에 쌓인 쓰레기 더미는 햇빛을 장시간 흡수하여 내부 온도가 상승할 수 있음.
- 플라스틱, 유리 조각, 금속 등은 햇빛을 반사하여 특정 부분의 온도를 급격히 올릴 수 있음.
- 온도가 높아지면 가연성 물질(종이, 나무, 섬유 등)이 자연 발화할 가능성이 커짐.
👉 여름철, 햇빛 노출된 쓰레기 더미에서 발화 위험 증가
4) 산소 부족 상태에서의 지속적 열 축적 (매립지 화재와 유사한 원리)
- 쓰레기 더미 내부는 밀폐된 구조로 산소 공급이 부족하지만, 열이 빠져나가지 못해 내부 온도가 지속적으로 상승함.
- 특히, 고온에서 분해되는 가연성 물질(플라스틱, 고무, 섬유 등)이 많으면, 저온 열분해가 진행되면서 가스가 발생함.
- 내부에서 무염연소가 진행되다가 산소가 공급되면 갑자기 불꽃을 동반한 화재로 전환될 가능성이 있음.
👉 쓰레기 더미 내부에서 서서히 연소 → 산소 공급 시 급격한 화재 발생
5) 화학 반응에 의한 발화 (산화제, 유기물, 오일 잔여물 등)
- 쓰레기 속에 포함된 화학 물질(예: 페인트, 기름, 가연성 용제)이 산소와 반응하여 연소를 일으킬 수 있음.
- 기름걸레, 폐유가 묻은 종이, 천 조각 등은 자연 발화 가능성이 높음.
- 건설 폐기물이나 산업 폐기물 속의 산화제(과산화수소, 질산염 등)는 산소를 빠르게 방출하며 자체 발화할 수 있음.
👉 기름, 화학물질과 산소 반응 → 연소 및 자연 발화 유발
3. 쓰레기 더미 화재 예방 방법
✅ 쓰레기 더미 내부 발효 온도 감시 (특히 음식물 쓰레기 포함된 경우)
✅ 리튬 배터리, 금속류, 유기용제 등의 분리 배출 철저히 시행
✅ 기름이 묻은 천, 종이는 밀폐 용기 보관 후 처리
✅ 야외 쓰레기 더미에 직사광선이 닿지 않도록 차폐막 설치
✅ 쓰레기 매립장 및 대형 쓰레기 집하장에서는 온도 모니터링 시스템 운영