표제지
목차
요약 14
제1장 서론 18
1.1. 연구배경 및 목적 20
1.2. 연구수행 방법 21
제2장 성형숯과 숯의 법적 정의와 분류 22
2.1. 성형숯 및 숯의 품질규격과 방법 24
1) 성형숯의 법적 지위 24
2) 성형숯의 종류 24
3) 성형숯의 등급분류 및 품질규격 25
2.2. 성형숯 및 숯의 안전성 문제 27
제3장 국내 숯과 성형숯 시장 현황 30
3.1. 조사 개요 32
3.1.1. 조사 목적과 설계 32
3.1.2. 조사 내용 33
3.1.3. 자료 처리 및 분석 34
3.2. 응답자 특성 36
3.2.1. 생산 및 유통업체 36
3.2.2. 음식점 37
3.2.3. 일반소비자 39
3.3. 생산·수입·유통 업체 40
3.3.1. 생산·수입·유통 업체 현황 40
3.3.2. 2018년 기준 숯(흑탄) 수입현황 조사 결과 41
3.3.3. 2018년 기준 숯(백탄) 수입현황 조사 결과 42
3.3.4. 2018년 기준 숯(대나무숯) 수입현황 조사 결과 42
3.3.4. 2018년 기준 성형숯(톱밥성형탄_열탄) 수입현황 조사 결과 43
3.3.5. 2018년 기준 성형숯(숯가루성형탄_아래로탄) 수입현황 조사 결과 43
3.3.6. 2018년 기준 성형술(구멍탄착화용성형탄_번개탄) 수입현황 조사 결과 44
3.4. 숯 및 성형숯의 국내 판매 형태 조사 44
3.4.1. 2018년 숯(흑탄, 백탄)의 생산, 수입업체의 판매형태 조사 결과 44
3.4.2. 2018년 숯의 판매 형태 51
3.4.3. 2018년 성형숯의 판매 형태 51
3.4.4. 2018년 성형숯의 판매 형태 57
3.4.5. 2018년 생산, 수입업체의 유통형태 57
3.4.6. 2018년 숯 및 성형숯의 유통구조 합계 61
3.5. 음식점에서 숯 및 성형숯 사용 현황 62
3.5.1. 2018년 음식점의 숯(흑탄, 백탄) 이용현황 62
3.5.2. 2018년 음식점의 숯(흑탄, 백탄, 성형숯) 이용 66
3.6. 숯 및 성형숯 사용하는 음식점 환경 조사 74
3.6.1. 음식점 설비현황 74
3.6.2. 손님들의 음식점 체류 시간 조사 80
3.7. 일반인의 숯 및 성형숯 사용 조사 81
3.7.1. 조사현황 81
3.7.2. 사용 현황 조샤 84
3.8. 장작 구매 88
3.9. 일반인의 음식점 체류시간 91
3.9.1. 체류 시간 조사 91
3.9.2. 음식점 환기에 대한 인식 92
제4장 성형숯과 숯 등 탄화된 바이오매스의 중금속 함량 분석 94
4.1. 연구 개요 96
4.1.1. 연구 필요성 96
4.1.2. 현행 품질분석 방법 98
4.2. 연구 목적 98
4.3. 연구내용 및 범위 99
4.3.1. 연구내용 99
4.3.2. 연구범위 101
4.4. 용어 및 분석방법 102
4.4.1. 용어 및 설명 102
4.4.2. 분석방법 및 연구사례 105
4.5. 재료 및 방법 108
4.5.1. 성형숯 및 숯의 대표시료 조제 108
4.5.2. 성형숯 및 숯의 중금속 분석을 위한 전처리 113
4.5.3. 중금속 분석장비와 분석원리 115
4.6. 연구결과 및 고찰 132
4.6.1. 전처리 방법별 결과 132
4.6.2. 측정방법에 따른 중금속 함량 분석결과 140
4.7. 결론 144
제5장 시중 유통 중인 성형숯과 숯 등 전처리 방법 개발 148
5.1. 연구 개요 150
5.2. 연구 방법 151
5.3. 연구 결과 154
5.3.1. (시나리오1)의 물리적 전처리에 의한 분석결과 변화 154
5.3.2. (시나리오2)의 물리적 전처리에 의한 변화 분석결과 157
5.3.4. 국내 유통되는 탄화된 목재제품(백탄, 성형숯)의 연료특성 분석 160
제6장 숯과 성형숯의 연소 시나리오에 따른 유해가스 배출량 측정 170
6.1. 서론 172
6.2. 숯 및 성형숯의 사용환경에 따른 실험방법 모사 178
6.2.1. 실험방법 178
6.2.2. 성형숯 연소 시나리오 181
6.3. 실험 결과 183
6.3.1. 연소 시나리오1에 따른 주요 유해가스 농도 변화 183
6.3.2. 연소 시나리오2, 3, 4에 따른 구멍탄착화용 성형숯의 연소 187
제7장 질산바륨 함량에 따른 착화 특성 비교 192
7.1. 서론 194
7.1.1. 연구배경 194
7.1.2. 연구에 사용된 질산바륨 함량 195
7.2. 분석결과 195
7.2.1. 연료 특성 분석 195
7.2.2. 착화 특성 197
7.2.3. 연소가스 분석 198
7.3. 결론 및 안전사용 가이드라인 201
7.4. 숯 및 성형숯의 안전사용을 위한 가이드라인 204
7.4.1. 밀폐공간과 질식 205
7.4.2. 안전사용 가이드 207
제8장 참고문헌 208
국립산림과학원 연구보고 목록 212
판권기 223
〈표 1〉 성형숯의 분류체계 25
〈표 2〉 성형숯의 용도별 등급별 품질기준 26
〈표 3〉 구멍탄착화용 성형숯의 품질기준 27
〈표 4〉 조사 개요 33
〈표 5〉 조사 내용_생산·수입 및 유통업체 33
〈표 6〉 조사 내용_음식점 34
〈표 7〉 조사 내용_일반소비자 34
〈표 8〉 분석 변수_생산자 및 유통업체 35
〈표 9〉 분석 변수_음식점 35
〈표 10〉 분석 변수_일반소비자 36
〈표 11〉 응답자 특성_생산 및 유통업체 37
〈표 12〉 응답자 특성_음식점 38
〈표 13〉 응답자 특성_일반소비자 39
〈표 14〉 숯_흑탄 수입 현황 41
〈표 15〉 숯_백탄 수입 현황 42
〈표 16〉 숯_대나무숯 수입 현황 42
〈표 17〉 성형숯_톱밥성형탄(열탄) 수입 현황 43
〈표 18〉 성형숯_숯가루성형탄(아래로탄) 수입 현황 43
〈표 19〉 흑탄 구이용(조리용) 판매 형태 44
〈표 20〉 흑탄 구이용(조리용) 주요 포장단위 및 판매가격 45
〈표 21〉 흑탄 산업용(건설현장, 제철소) 판매 형태 45
〈표 22〉 흑탄 산업용(건설현장, 제철소) 주요 포장단위 및 판매가격 46
〈표 23〉 흑탄 기타(비장탄) 판매 형태 46
〈표 24〉 흑탄 기타(비장탄) 주요 포장단위 및 판매가격 46
〈표 25〉 백탄 구이용(조리용) 판매 형태 47
〈표 26〉 백탄 구이용(조리용) 주요 포장단위 및 판매가격 47
〈표 27〉 백탄 산업용(건설현장, 제철소) 판매 형태 48
〈표 28〉 백탄 산업용(건설현장, 제철소) 주요 포장단위 및 판매가격 48
〈표 29〉 백탄 기타(관상용 및 비장탄) 판매 형태 49
〈표 30〉 흑탄 기타(관상용 및 비장탄) 주요 포장단위 및 판매가격 49
〈표 31〉 대나무숯 구이용(조리용) 판매 형태 49
〈표 32〉 대나무숯 구이용(조리용) 주요 포장단위 및 판매가격 50
〈표 33〉 대나무숯 산업용(건설현장, 제철소) 판매 형태 50
〈표 34〉 대나무숯 산업용(건설현장, 제철소) 주요 포장단위 및 판매가격 50
〈표 35〉 숯 판매 형태 51
〈표 36〉 톱밥성형탄(열탄) 구이용(조리용) 판매 형태 51
〈표 37〉 톱밥성형탄(열탄) 구이용(조리용) 주요 포장단위 및 판매가격 52
〈표 38〉 톱밥성형탄(열탄) 산업용(건설현장, 제철소) 판매 형태 52
〈표 39〉 톱밥성형탄(열탄) 산업용(건설현장, 제철소) 주요 포장단위 및 판매가격 52
〈표 40〉 톱밥성형탄(열탄) 기타(불탄) 판매 형태 53
〈표 41〉 톱밥성형탄(열탄) 기타(불탄) 주요 포장단위 및 판매가격 53
〈표 42〉 숯가루성형탄(아래로탄) 구이용(조리용) 판매 형태 54
〈표 43〉 숯가루성형탄(아래로탄) 구이용(조리용) 주요 포장단위 및 판매가격 54
〈표 44〉 숯가루성형탄(아래로탄) 착화용(번개탄) 판매 형태 55
〈표 45〉 숯가루성형탄(아래로탄) 착화용(번개탄) 주요 포장단위 및 판매가격 55
〈표 46〉 숯가루성형탄(아래로탄) 기타(야자숯) 판매 형태 56
〈표 47〉 숯가루성형탄(아래로탄) 기타(야자숯) 주요 포장단위 및 판매가격 56
〈표 48〉 구멍탄착화용성형탄(번개탄) 착화용(번개탄) 판매 형태 56
〈표 49〉 구멍탄착화용성형탄(번개탄) 착화용(번개탄) 주요 포장단위 및 판매가격 57
〈표 50〉 성형숯 판매 형태 57
〈표 51〉 취급 브랜드 수 58
〈표 52〉 흑탄 용도별 유통 형태 58
〈표 53〉 백탄 용도별 유통 형태 59
〈표 54〉 대나무숯 용도별 유통 형태 59
〈표 55〉 톱밥성형탄(열탄) 용도별 유통 형태 60
〈표 56〉 숯가루성형탄(아래로탄) 용도별 유통 형태 60
〈표 57〉 구멍탄착화용성형탄(번개탄) 용도별 유통 형태 61
〈표 58〉 숯 및 성형숯 유통 형태 61
〈표 59〉 음식점 규모에 따른 숯 및 성형숯 사용 비율 63
〈표 60〉 흑탄 이용 현황 64
〈표 61〉 백탄 이용 현황 64
〈표 62〉 대나무숯 이용 현황 65
〈표 63〉 톱밥성형탄(열탄) 이용 현황 65
〈표 64〉 숯가루성형탄(아래로탄) 이용 현황 66
〈표 65〉 구명탄착화용성형탄(번개탄) 이용 현황 66
〈표 66〉 일평균 사용량 67
〈표 67〉 음식점 규모별 일평균 사용량 67
〈표 68〉 음식점 규모 및 이용제품별 월평균 제품 구매 횟수 68
〈표 69〉 음식점 규모별 제품별 구매 비율 비교 69
〈표 70〉 음식점 규모별 제품별 선호 원인 비교 70
〈표 71〉 음식점 규모별 제품별 상품 고려 여부 비교 71
〈표 72〉 제품 구매시 브랜드 비교 개수 72
〈표 73〉 제품 구매처 73
〈표 74〉 업소 실내 접객 구역 규모 및 화구 개수 75
〈표 75〉 음식점 규모별 제품별 환기시설 보유 비율 비교 76
〈표 76〉 (환기시설 미보유업체) 환기시설을 사용하지 않는 주된 이유 77
〈표 77〉 (환기시설 보유업체) 환기시설의 환기구 방향 및 흡입되는 용량 77
〈표 78〉 음식점 규모별 제품별 착화 방식 비교 79
〈표 79〉 별도의 환기시설 보유 여부 79
〈표 80〉 업소의 손님과 종업원 평균 체류 시간 81
〈표 81〉 숯 및 성형숯 구매 경험 82
〈표 82〉 일반인의 숯 및 성형숯 유형별 구매 경험 비교 83
〈표 83〉 제품 선호 이유 85
〈표 84〉 제품 구매처 85
〈표 85〉 제품 주된 용도 86
〈표 86〉 제품 사용 장소 86
〈표 87〉 제품 평균 사용시간 87
〈표 88〉 제품 사용 빈도 87
〈표 89〉 제품 주된 용도(비 구이용) 88
〈표 90〉 화목(장작) 구매 경험 89
〈표 91〉 화목(장작) 구매 경로 및 가격 90
〈표 92〉 화목(장작) 구매 빈도 91
〈표 93〉 음식점 평균 체류 시간(분) 92
〈표 94〉 음식점 방문 시 환기 상태 만족도 93
〈표 95〉 배치별 시료 개수 111
〈표 96〉 혼합 및 분배과정의 확인을 위한 균질성 평가결과 112
〈표 97〉 마이크로웨이브 프로그램 조건 114
〈표 98〉 ICP-MS 분석기기 조건 116
〈표 99〉 ICP-MS 정도관리 목표치 118
〈표 100〉 ICP-MS 정밀도 및 정확도 결과 120
〈표 101〉 ICP-MS 방법검출한계 및 정량한계 결과 121
〈표 102〉 ICP-OES 분석기기 조건 122
〈표 103〉 ICP-OES 정도관리 목표치 125
〈표 104〉 ICP-OES 정밀도 및 정확도 결과 126
〈표 105〉 ICP-OES 방법검출한계 및 정량한계 결과 127
〈표 106〉 수은분석기 분석기기 조건 128
〈표 107〉 수은분석기의 정도관리 목표치 129
〈표 108〉 수은분석기 정밀도 및 정확도 결과 130
〈표 109〉 수은분석기의 방법검출한계 및 정량한계 결과 131
〈표 110〉 산처리 조건에 따른 ICP-MS 측정결과 132
〈표 111〉 분해방법에 따른 ICP-MS 측정결과 133
〈표 112〉 시료량에 따라 마이크로웨이브로 전처리한 ICP-MS 측정결과 135
〈표 113〉 시료량에 따라 히팅블력으로 전처리한 ICP-MS 측정결과 136
〈표 114〉 시료별 중금속 총함량 137
〈표 115〉 시료별 중금속 총함량 139
〈표 116〉 습식 및 건식회화 결과 140
〈표 117〉 ICP-MS와 ICP-OES의 결과 비교 141
〈표 118〉 수은 측정결과 비교 142
〈표 119〉 바륨 측정방법별 결과 비교 143
〈표 120〉 건식회화 후 ICP-OES방법을 이용한 바륨의 측정 결과 비교 144
〈표 121〉 [시나리오1]에 따라 처리한 시료의 공업분석 결과 156
〈표 122〉 [시나리오2]에 따른 시료의 공업분석 159
〈표 123〉 백탄의 원소분석과 고위발열량 분석결과 요약 160
〈표 124〉 국내 백탄의 원소함량 및 고위발열량 161
〈표 125〉 백탄의 공업분석 결과 요약 163
〈표 126〉 국내 백탄의 공업분석 결과 164
〈표 127〉 국내 성형숯의 원소함량 및 고위발열량 166
〈표 128〉 국내 성형숯의 공업분석 결과 167
〈표 129〉 성형숯의 원소분석 및 발열량 측정 결과 167
〈표 130〉 성형숯의 공업분석 결과 167
〈표 131〉 회분함량에 따른 분류 168
〈표 132〉 설치 허가 대상 특정대기유해물질 배출시설의 적용기준(제24조의 2 관련) 172
〈표 133〉 기존사업장 및 신규사업장 배출허용기준 일부 발췌 174
〈표 134〉 사업장 분류기준(시행령 제13조 관련) 174
〈표 135〉 실내공기질 관리법 내 다중이용시설의 종류 175
〈표 136〉 실내공기질 관리법 시행규칙 내 오염물질의 종류 176
〈표 137〉 본 연구에서 적용한 일산화탄소 및 산소의 기준 농도 176
〈표 138〉 공시재료의 공업분석, 원소분석(C, H, N, S) 및 발열량 분석 결과 179
〈표 139〉 관리대상 유해물질 관련 국소배기장치 후드의 제어풍속(제429조 관련) 182
〈표 140〉 환기팬 속도에 따른 연소실험실 내부 공기 순환 소요 시간 183
〈표 141〉 구명탄착화용 성형숯의 연소시나리오 구성 188
〈표 142〉 질산바륨 함량변화에 따른 공업분석 결과 196
〈표 143〉 일산화탄소 농도별 인체 영향 206
〈그림 1〉 착화제가 포함된 성형숯 연소 20
〈그림 2〉 성형숯과 숯의 종류 25
〈그림 3〉 OECD 국가 연령표준화 자살률 비교 27
〈그림 4〉 최근 10년간(2010-2019) 유해인자별 사망자 수 28
〈그림 5〉 숯 및 성형숯 사업 현황 41
〈그림 6〉 숯 및 성형숯 온라인 판매 비중 62
〈그림 7〉 음식점의 숯 및 성형숯 종류별 사용 비율 63
〈그림 8〉 음식점의월간 숯 및 성형숯 구매 방식 69
〈그림 9〉 음식점의 숯과 성형숯 선호 주요 요인 70
〈그림 10〉 음식점의 제품 상표 고려 비율 71
〈그림 11〉 제품 구매처 73
〈그림 12〉 화목(장작) 구매 경험 74
〈그림 13〉 음식점의 환기시설 보유 비율 76
〈그림 14〉 제품에 불을 붙이는 방식 78
〈그림 15〉 업소의 손님과 종업원 평균 체류시간 80
〈그림 16〉 숯 및 성형숯 구매 경험 81
〈그림 17〉 숯 및 성형숯 유형별 구매 경험 82
〈그림 18〉 숯 및 성형숯 유형별 구입량 및 구매가격(1회 기준) 83
〈그림 19〉 숯 및 성형숯 월평균 구입 횟수 및 구입량 84
〈그림 20〉 화목(장작) 구매 경험 88
〈그림 21〉 화목(장작) 구매 경로 89
〈그림 22〉 화목(장작) 구매 빈도 90
〈그림 23〉 음식점 평균 체류 시간(분) 91
〈그림 24〉 음식점 방문 시 환기 상태 만족도 92
〈그림 25〉 대표시료 조제과정 100
〈그림 26〉 단계별 분쇄 시료 및 분쇄 장비 109
〈그림 27〉 입도 분리장비 110
〈그림 28〉 시료 제조를 위한 3D믹서 장비 111
〈그림 29〉 ICP-MS 구조도 116
〈그림 30〉 ICP-MS의 원소별 검정곡선 119
〈그림 31〉 ICP-OES 구조도 123
〈그림 32〉 ICP-OES의 원소별 검정곡선 125
〈그림 33〉 수은분석기의 구조도 129
〈그림 34〉 수은분석기의 검정곡성 130
〈그림 35〉 분해방법에 따른 원소별 결과 비교 134
〈그림 36〉 시료량에 따른 원소별 결과비교 137
〈그림 37〉 시료별 중금속 총함량 그래프 138
〈그림 38〉 바이오매스와 바이오매스 탄화 시료 152
〈그림 39〉 시료의 기계적 전처리 공정((a)시나리오 1, (b)시나리오2) 153
〈그림 40〉 [시나리오1] 시료의 입도분포결과 155
〈그림 41〉 [시나리오2]에 따른 시료의 입도분포 158
〈그림 42〉 백탄의 탄소함량과 황 및 질소 함량의 상관관계 분석결과 161
〈그림 43〉 백탄의 고정탄소와 휘발분 및 회분과의 상관관계 164
〈그림 44〉 그룹에 따른 회분(좌)과 탄소(우) 함량 비교 168
〈그림 45〉 성형숯에서 회분과 탄소함량, 휘발분의 관계 169
〈그림 46〉 성형숯에서 고정탄소와 회분의 관계 169
〈그림 47〉 일산화탄소 중독 위험경고 표시 178
〈그림 48〉 실험에 사용된 숯과 성형숯의 주요 특성 요약 179
〈그림 49〉 공시재료의 연료적 특성 분석 결과 비교 180
〈그림 50〉 모형연소실 구축 180
〈그림 51〉 연소가스 측정기와 풍량 측정 장비 181
〈그림 52〉 연소시험 시나리오 182
〈그림 53〉 백탄의 연소조건에 따른 연소가스 농도 변화 184
〈그림 54〉 흑탄의 연소조건에 따른 연소가스 농도 변화 185
〈그림 55〉 성형숯 3종(성형숯1, 2, 3)의 연소조건에 따른 연소가스 농도 변화 186
〈그림 56〉 성형숯의 일산화탄소 발생량 비교 187
〈그림 57〉 연소 시나리오에 따른 성형숯 무게 변화 188
〈그림 58〉 연소 조건에 따른 구명탄착화용 성형탄의 연소가스 배출량 변화 190
〈그림 59〉 질산바륨 함량별 분석 시료 준비 194
〈그림 60〉 질산바륨 함량별 시료의 원소분석 결과 196
〈그림 61〉 질산바륨 함량에 따른 발열량 변화 197
〈그림 62〉 질산바륨 함량에 따른 착화 특성 차이 비교 198
〈그림 63〉 질산바륨 함량(15%, 20%)에 따른 연소가스 발생량 변화 199
〈그림 64〉 질산바륨 함량(25%, 30%)에 따른 연소가스 발생량 변화 199
〈그림 65〉 질산바륨 함량에 따른 일산화탄소 발생량 비교 200
〈그림 66〉 질산바륨 함량에 따른 일산화질소 발생량 비교 200
〈그림 67〉 질산바륨 함량에 따른 이산화질소 발생량 비교 201
〈그림 68〉 산소농도별 인체영향 206