Abstract
Recently, wood-framed houses has been built in the Korea for pension. Wood is good material for human healthy, while the construction lumbers are treated with preservative such as CCA (chromated copper arsenate), which contain some toxic elements for human body. However, if the waste woody biomass treated with various heavy metals, which has been collected from house construction or demolition, was fired in the field, and incinerated or landfilled after mass collection, such components will result in the toxic air pollutants in the burning or land fills, and spreaded into other areas. So the careful selection of wood and chemicals are required in advance for house construction, in particular, for environment-friendly housings. Therefore, this study was carried out to determine the content of toxic heavy metals in woody materials such as domestic hinoki and imported hemlock treated with CCA for housing materials, and the post-treated wood components such as organic fertilizer, sludge, dry-distilled charcoal and carbonized charcoal, to be returned finally into soil. The results are as follows. 1) The chemical analysis of toxic trace elements in various solid biomass required accurate control and management of laboratory environment, and reagents and water used, because of the error of data due to various foreign substances added in various processing and transporting steps. So a systematic analyzers was necessary to monitor the toxic pollutants of construction materials. 2) In particular, the biomass treated with industrial biological or thermal conditions such as sludge or charcoals was not fully dissolvable after third addition of $HNO_3$ and HF. 3) The natural woody materials such as organic fertilizer, sludge. and charcoals without any treatment of preservatives or heavy metal components were nontoxic in landfill because of the standard of organic fertilizers, even after thermal or biological treatments. 4) The CC A-treated wood for making the construction wood durable should not be landfilled, because of its higher contents of toxic metals than the criterion of organic fertilizer for agriculture or of natural environment. So the demolished waste should be treated separately from municipal wastes.
생태건축에서 주로 사용되는 목재는 자연환경에서 쉽게 생분해되기 때문에 목재의 내구성 향상을 위하여 각종 방부제나 방화제 또논 도료를 사용한다. 그러나 이들 약품 중에는 살균 및 살충을 위한 각종 독성 중금속이 함유되어 있다. 특히 비바람과 토양에 직접 접촉하는 지반(foundation)과 외장벽(exterior wall)에 사용되는 목재는 인체에 독성이 강한 CCA (chromated copper arsenate)로 처리하는 경우가 많다. 더욱이 건축 폐재는 법률적으로 소각하도록 규정되어 있어 재활용되지 않는 한, 소각 시 발생하는 배출물질 중 대기환경을 오염시키는 다양한 물질을 방출하여 호흡기 질병을 유발하고, 토양 매립시는 용출되어 토양을 오염시킨다. 따라서 건축용 목재로 사용되는 편백나무와 CCA처리된 미국산 Hemlock외에, 목재로부터 제조되어 시판되고 있는 유기질 비료와 하수 슬렷지, 건류목탄과 백탄에 함유된 중금속이온을 분석한 결과 다음과 같았다. 1) 미량원소분석을 위하여 시료 용해에 사용된 분석시약과 용수 중에 함유된 불순물이 분석결과에 영향을 미치기 때문에 체계적이고 전문적인 분석시스템 개발과 전문가가 필요하였다. 2) 특히 생화학적으로 전처리된 유기질비료와 슬렷지 또는 열화학적으로 전처리된 건류목탄과 백탄은 [$HNO_3+HF$] 혼합액으로 3회이상 처리하여도 완전 용해되지는 않았다. 3) 약품 전처리가 없는 목재의 경우, 열처리한 목탄이나 유기질퇴비는 환경오염을 초래하지 않았다. 4) 목재의 내구향상을 위하여 CCA 처리 목재는 유기질 비료 기준과 토양 환경 기준치를 크게 초과하여 토양에 매립하면, 심각한 토양오염을 야기할 것이다. 따라서 CCA처리된 토목건축용 목재는 특정 폐기물로 규정하여 별도 처리가 필요하고, 최종 처리될 때는 환경 친화적 소각이나 매립을 위하여서는 오염된 중금속을 분리한 후 목재성분만을 이용하는 바이오메스 폐기기술개발이 필요한 반면, 미래에는 환경 친화적인 저독성 또는 무독성 목재 방부제 개발이 필요하다.