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표제지

요약문

목차

I. 서론 28

1. 배경 및 필요성 28

2. 연구의 목적 29

II. 연구내용과 방법 30

1. 침목 특성에 관한 연구 30

가. 목재방부제의 종류와 특성 30

나. 침목의 종류와 용도 30

다. 목재침목의 유해물질 특성 30

2. 유해물질 분석방법에 관한 연구 30

가. 시료채취와 조제방법 30

나. 분석항목별 시험방법 31

3. 유해물질 유출에 관한 연구 32

4. 폐침목 재활용 현장에서의 유해물질 노출에 관한 연구 33

가. 조사지점 선정 33

나. 재활용 현장 유해물질 분석결과 33

5. 폐침목 위해성 평가에 관한 연구 35

가. 폐침목 위해도 평가방법과 평가범위 설정 35

나. 노출 실험자료 평가 37

다. 독성자료 및 위해성 평가인자 수집 37

라. 사용 용도별 노출시나리오 작성 37

마. 사용 용도별 위해도 평가와 결과 종합 38

바. 연구추진전략 39

6. 폐침목 관리방안에 관한 연구 39

가. 국내 폐침목 관리현황 39

나. 국외 폐목재 침목 관리현황 39

다. 국외 폐콘크리트 침목 관리현황 40

라. 폐침목 위해성 평가 결과 고찰 40

마. 폐침목 재활용 용도와 품질기준 제시 40

바. 폐침목 재활용을 위한 처리기술 40

III. 연구결과와 고찰 41

1. 침목 특성에 관한 연구 41

가. 목재방부제의 종류와 특성 41

나. 침목의 종류와 용도 51

다. 목재 침목의 유해물질 특성 61

2. 유해물질 분석방법에 관한 연구 65

가. 시료채취와 조제방법 65

나. 분석항목별 시험방법 90

3. 유해물질 유출에 관한 연구 139

가. 철도 침목 조사 139

나. 통계분석결과 145

다. 철도침목 주변 토양 유해물질 함유특성 154

라. 유해물질의 유출 특성 158

마. 유해물질의 유출량 예측 170

4. 폐침목 재활용 현장에서의 유해물질 노출에 관한 연구 172

가. 조사지점 선정 172

나. 재활용 현장 유해물질 분석결과 177

다. 재활용 현장 인체노출 분석결과 185

5. 폐침목 위해성 평가에 관한 연구 187

가. 위해성 평가 방법 187

나. 폐침목 및 크레오소트유에 대한 위해성 평가 사례 연구 194

다. 재활용 폐침목에 대한 위해성 평가 204

6. 폐침목 관리방안에 관한 연구 230

가. 국내 폐침목 관리현황 230

나. 국외 폐목재 침목 관리현황 238

다. 국외 폐콘크리트 침목 관리현황 268

라. 폐침목 위해성 평가에 따른 제안사항 274

마. 폐침목 재활용 방안 제시 279

바. 폐침목 재활용을 위한 처리기술 289

7. 대국민 홍보와 인식제고를 위한 공개토론회 290

참고문헌 292

부록 304

I. 현장조사지침서 304

I-A. 철도역 현장조사 지침 306

I-B. 재활용지점 현장조사 지침 312

II. 관리방안 고시(안) 318

연구사업 참여자 322

표목차

〈표 II-3-1〉 철도역 관련 항목별 시료 건수 32

〈표 III-1-1〉 단일염 방부제의 종류 및 성분 42

〈표 III-1-2〉 목재방부제의 종류와 기호 44

〈표 III-1-3〉 목재방부제의 사용환경 조건과 사용가능 방부제의 구분 45

〈표 III-1-4〉 BTEX 분석결과 47

〈표 III-1-5〉 C-oil 함유 PAHs 분석결과 48

〈표 III-1-6〉 C-oil 함유 phenols 분석결과 50

〈표 III-1-7〉 용도 및 종류에 따른 침목의 치수 51

〈표 III-1-8〉 KS 규격 방부 처리 침목용 수종 52

〈표 III-1-9〉 기타 방부 처리 침목용 수종 52

〈표 III-1-10〉 콘크리트침목의 종류와 용도 57

〈표 III-1-11〉 신침목 BTEX 함유 농도 61

〈표 III-1-12〉 신침목 PAHs 함유 농도 62

〈표 III-1-13〉 신침목 phenols 함유 농도 62

〈표 III-1-14〉 폐침목 BTEX 함유 농도 63

〈표 III-1-15〉 폐침목 PAHs 함유 농도 63

〈표 III-1-16〉 폐침목 phenols 함유 농도 64

〈표 III-2-1〉 흡착제 선정을 위한 지침 81

〈표 III-2-2〉 방출 포집 조건 84

〈표 III-2-3〉 용출 실험조건 87

〈표 III-2-4〉 분석 대상 BTEX 93

〈표 III-2-5〉 BTEX의 퍼지-트랩 분석 조건 96

〈표 III-2-6〉 BTEX의 가스크로마토그래피 기기분석 조건 97

〈표 III-2-7〉 BTEX의 질량스펙트럼 특성 이온들 98

〈표 III-2-8〉 focusing trap 106

〈표 III-2-9〉 ATD-GC/MS 기기 분석 조건 108

〈표 III-2-10〉 침목, 토양, C-oil 중 BTEX 기기 분석 조건 111

〈표 III-2-11〉 16종의 다환방향족탄화수소류 112

〈표 III-2-12〉 정제용 내부표준물질 주입량 115

〈표 III-2-13〉 표준내부물진 주입량 115

〈표 III-2-14〉 PAHs의 기체크로마토그래피 기기분석 조건 116

〈표 III-2-15〉 다환방향족탄화수소류 질량분석기 이온 선택 116

〈표 III-2-16〉 가속용배 추출장치 작동 조건 117

〈표 III-2-17〉 멀티자동농축장치 작동 조건 119

〈표 III-2-18〉 침목, 토양, 유류 중 PAHs 기기 분석 조건 130

〈표 III-2-19〉 21종의 페놀류 131

〈표 III-2-20〉 페놀류의 기체크로마토그래피 기기분석 조건 132

〈표 III-2-21〉 페놀류 질량분석기 선택 이온(SIM방식) 133

〈표 III-2-22〉 가속용매 추출장치(Soxtech 2050, FOSS사) 작동 조건 133

〈표 III-2-23〉 멀티자동농축장치 작동 조건 134

〈표 III-2-24〉 침목, 토양, 유류중 phenols 기기 분석 조건 138

〈표 III-3-1〉 철도역 선정 결과표 139

〈표 III-3-2〉 제조년도별 철도 침목 시료 개수와 분석항목 140

〈표 III-3-3〉 철도 침목 무게 141

〈표 III-3-4〉 철도 침목 기름성분 농도 142

〈표 III-3-5〉 철도 침목의 BTEX 농도 143

〈표 III-3-6〉 철도 침목의 PAHs 농도 143

〈표 III-3-7〉 철도 침목의 phenols 농도 144

〈표 III-3-8〉 제조년도, 무게, 기름성분 , BTEX, PAHs, phenols, BaP의 상관분석 결과 145

〈표 III-3-9〉 기름성분과 PAHs 회귀 모델의 유의성 150

〈표 III-3-10〉 기름성분과 PAHs 회귀 모델 계수의 유의성 150

〈표 III-3-11〉 기름성분과 BaP 회귀 모델의 유의성 151

〈표 III-3-12〉 기름성분과 BaP 회귀 모델 계수의 유의성 152

〈표 III-3-13〉 기름성분과 BTEX 회귀 모델의 유의성 153

〈표 III-3-14〉 기름성분과 BTEX 회귀 모델 계수의 유의성 153

〈표 III-3-15〉 철도역 주변 토양 특성 154

〈표 III-3-16〉 철도역 주변 토양 BTEX 농도 및 환경기준 154

〈표 III-3-17〉 철도역 주변 토영 PAHs 농도와 환경기준 155

〈표 III-3-18〉 침목과의 거리에 따른 토양 PAHs의 농도 분포 156

〈표 III-3-19〉 철도역 주변 토양 phenols 농도 156

〈표 III-3-20〉 권역별 철도침목 주변 토양 특성 157

〈표 III-3-21〉 단위 면적당 BTEX 방출량 159

〈표 III-3-22〉 10년간 대기 중으로서의 예측 유출량 170

〈표 III-3-23〉 10년간 용출액으로의 예측 유출량 170

〈표 III-3-24〉 10년간 폐침목 개당 총 유출량 171

〈표 III-4-1〉 폐침목 재활용현장 지점 수 172

〈표 III-4-2〉 폐침목 재활용현장 확인조사 지점 수 173

〈표 III-4-3〉 폐침목 재활용현장 조사지점 최종목록 173

〈표 III-4-4〉 폐침목 재활용현장 조사지점 항목별 시료채취 현황 174

〈표 III-4-5〉 재활용지점 폐침목의 기름성분 함유 농도 177

〈표 III-4-6〉 재활용지점 폐침목 BTEX 함유 농도 178

〈표 III-4-7〉 재활용지점 폐침목의 PAHs 함유 농도 178

〈표 III-4-8〉 재활용지점 폐침목 주변 토양 특성 179

〈표 III-4-9〉 재활용지점 폐침목 주변 토양 PAHs 함유 농도 180

〈표 III-4-10〉 재활용지점 폐침목 주변 토양의 TOC 농도 180

〈표 III-4-11〉 재활용지점 하천 저질 토양의 PAHs 함유 농도 181

〈표 III-4-12〉 재활용지점 폐침목 주변 토양의 TOC 농도 182

〈표 III-4-13〉 접촉 시료의 PAHs 함유 농도 183

〈표 III-4-14〉 재활용지점 폐침목 주변 공기질 시료의 BTEX 농도 184

〈표 III-4-15〉 재활용지점 폐침목 주변 공기질 시료의 PAHs 농도 184

〈표 III-4-16〉 재활용지점 인체노출 시료의 PAHs 농도 185

〈표 III-5-1〉 크레오소트유 처리 목재가 사용된 놀이터의 노출량 평가에 사용된 노출 계수 196

〈표 III-5-2〉 크레오소트유 처리 목재가 사용된 놀이터에서의 노출 경로별 benzo(a)pyrene의... 197

〈표 III-5-3〉 CCA처리 목재 및 오염 토양에 대한 노출경로 199

〈표 III-5-4〉 CCA처리 목재 및 오염 토양에 대한 노출계수 199

〈표 III-5-5〉 폐침목 재활용 지점 선정 기준 204

〈표 III-5-6〉 크레오소트유의 물리화학적 특성 207

〈표 III-5-7〉 각 PAHs에 대한 TEF(Nisbet, 1992로부터 수정) 211

〈표 III-5-8〉 발암성에 따른 물질의 분류 211

〈표 III-5-9〉 대상물질의 인체 발암/비발암 독성 212

〈표 III-5-10〉 대상물질의 물리화학적 특성(BTEX, Phenols) 213

〈표 III-5-11〉 대상물질의 물리화학적 특성(PAHs) 214

〈표 III-5-12〉 현장의 토양 특성(위해성 평가 용) 215

〈표 III-5-13〉 인체 노출량 계산식 219

〈표 III-5-14〉 체중 및 수명에 대한 노출계수 221

〈표 III-5-15〉 폐침목 접촉 후 섭취에 대한 노출계수(아동) 221

〈표 III-5-16〉 폐침목 및 토양 접촉에 대한 노출계수(아동) 222

〈표 III-5-17〉 토양 섭취에 대한 노출계수(성인, 아동) 222

〈표 III-5-18〉 대기 중 공기 흡입에 대한 노출계수(성인, 아동) 222

〈표 III-5-19〉 실내 공기 흡입에 대한 노출계수(성인) 223

〈표 III-5-20〉 폐침목 접촉 및 접촉 후 섭취에 대한 발암위해도 224

〈표 III-5-21〉 폐침목 접촉 및 접촉 후 섭취에 대한 비발암위해도 224

〈표 III-5-22〉 B(a)Peq에 대한 지역별 흡입 발암위해도 226

〈표 III-5-23〉 B(a)Peq에 대한 흡입 발암위해도(방출 실험) 228

〈표 III-5-24〉 노출경로, 물질별 최대 위해도 229

〈표 III-6-1〉 연도별 침목 사용량 231

〈표 III-6-2〉 폐침목 발생과 처리현황 232

〈표 III-6-3〉 지역별 폐침목 재활용 현황 234

〈표 III-6-4〉 최근 사용된 처리방법별 방부목재 수량 241

〈표 III-6-5〉 크레오소트유로 처리된 목재 제품 규제 기준 243

〈표 III-6-6〉 일본에서의 폐침목의 재활용 용도와 사용처 245

〈표 III-6-7〉 위험한 물질, 혼합물 및 제조물 수송의, 화학물법에 따근 금지 및 제한에... 250

〈표 III-6-8〉 폐목재의 분류기준 및 용도 253

〈표 III-6-9〉 폐목재 물질 재활용을 위한 처리과정 253

〈표 III-6-10〉 EN 335에 따른 European hazard classes(EHC) 요약 256

〈표 III-6-11〉 현재 시장에서 통용되고 있는 구리계열 방부제 257

〈표 III-6-12〉 크레오소트유 방부처리목재의 사용제한용도(EU directive 2001/90/EC) 259

〈표 III-6-13〉 철거 PC침목에 대한 굽히기 시험 결과 268

〈표 III-6-14〉 환경에 좋은 활용예 270

〈표 III-6-15〉 Generic Protection Level 275

〈표 III-6-16〉 수용체, 노출경로별 Generic Protection Level(발암위해도 기준) 276

〈표 III-6-17〉 수용체, 노출경로별 Generic Protection Level(비발암위해도 기준) 277

〈표 III-6-18〉 폐목재 등급 분류기준 279

〈표 III-6-19〉 폐기물 배출자 보관기간 280

〈표 III-6-20〉 폐기물 배출자 보관기간에 대한 개정안 281

〈표 III-6-21〉 콘크리트 침목 잠재 재활용량 286

〈표 III-6-22〉 폐콘크리트 침목 발생과 처리 예측량 287

〈표 III-6-23〉 철도차량 보유수 287

〈표 III-6-24〉 품질 기준 적용에 따른 연간 재활용 예측량 288

그림목차

〈그림 II-5-1〉 위해도 평가의 일반적인 4단계 35

〈그림 II-5-2〉 예상 가능한 폐침목 내 유해물질의 인체 노출경로모델 38

〈그림 II-5-3〉 폐침목 위해성 평가 추진전략도 39

〈그림 III-1-1〉 BTEX 표준물질 크로마토그램 46

〈그림 III-1-2〉 분석 시료의 BTEX 크로마토그램 46

〈그림 III-1-3〉 PAHs 표준물질 크로마토그램 47

〈그림 III-1-4〉 분석 시료의 PAHs 크로마토그램 47

〈그림 III-1-5〉 Phenols 표준물질 크로마토그램 49

〈그림 III-1-6〉 분석 시료의 Phenols 크로마토그램 49

〈그림 III-1-7〉 조목 53

〈그림 III-1-8〉 제재 54

〈그림 III-1-9〉 건조 54

〈그림 III-1-10〉 프리보링(Free boring) 55

〈그림 III-1-11〉 인사이징(Incising) 55

〈그림 III-1-12〉 방부처리 탱크 56

〈그림 III-1-13〉 강선배치 및 인장 59

〈그림 III-1-14〉 타설 장비 59

〈그림 III-1-15〉 단부마감 60

〈그림 III-1-16〉 RC침목 제조공정 60

〈그림 III-2-1〉 철도침목 시료채취 위치의 선정 및 작업 예 66

〈그림 III-2-2〉 토양시료 채취 지점의 선정 예 67

〈그림 III-2-3〉 재활용침목 및 토양시료 채취 지점의 선정 예 69

〈그림 III-2-4〉 하천저토 채취 예 71

〈그림 III-2-5〉 기체상 채취용 물질의 세척과정 73

〈그림 III-2-6〉 High Volume Air Sampler(TE-1000PUE, TISCH, U.S.A)의 적용 사례 76

〈그림 III-2-7〉 PUF cartridge & supporter(SUS) 77

〈그림 III-2-8〉 High Volume Air Sampler의 내부 구조 77

〈그림 III-2-9〉 Personal Air Sampler(AirCheck 2000, SKC, U.S.A)의 적용 사례 79

〈그림 III-2-10〉 Mini Volume Air Sampler(MP-Σ30, SIBATA, JAPAN)의 적용 사례 83

〈그림 III-2-11〉 PAHs와 VOCs 시료 채취 소형챔버 구성 84

〈그림 III-2-12〉 소형챔버 및 고체 흡착관 85

〈그림 III-2-13〉 PAHs, phenols 시료 포집 85

〈그림 III-2-14〉 방출시료 포집 과정 86

〈그림 III-2-15〉 용출시험 과정 87

〈그림 III-2-16〉 용출시험 체계도 88

〈그림 III-2-17〉 인체노출시험의 적용 사례 89

〈그림 III-2-18〉 Analysis flow diagram(BTEX) 101

〈그림 III-2-19〉 Low volume Air Sampler 106

〈그림 III-2-20〉 ATD-GC/MS chromatograph TO-14 standard 200 ng(example) 109

〈그림 III-2-21〉 C-oil 중 BTEX 시험 방법 110

〈그림 III-2-22〉 용출시료 중 BTEX 시험 방법 110

〈그림 III-2-23〉 속실렛 추출장치와 구데르나다니쉬(K-D) 농축장치 118

〈그림 III-2-24〉 정제용 컬럼 119

〈그림 III-2-25〉 Analysis flow diagram(PAHs) 124

〈그림 III-2-26〉 High Volume Sampler(Calibration & flow chart) 126

〈그림 III-2-27〉 침목, 토양 등의 PAHs 분석절차 128

〈그림 III-2-28〉 용출액 시료 및 방출액 시료 중 PAHs 분석절차 129

〈그림 III-2-29〉 Analysis flow diagram - Phenols 135

〈그림 III-2-30〉 C-oil 중 phenols 분석 전처리 절차 136

〈그림 III-2-31〉 용출시, 방출포집액 시료 중 Phenols 분석 절차 137

〈그림 III-3-1〉 철도 침목 무게 분포 140

〈그림 III-3-2〉 폐침목의 방부제 투입 형태 141

〈그림 III-3-3〉 신침목의 방부제 투입 형태 142

〈그림 III-3-4〉 우리나라 낮 시간대 일평균 온도와 습도 158

〈그림 III-3-5〉 단위 면적당 PAHs 방출량 160

〈그림 III-3-6〉 침목별 면적당 PAHs 방출량 161

〈그림 III-3-7〉 온도에 따른 면적당 총 PAHs 방출량 161

〈그림 III-3-8〉 폐침목 면적당 BTEX 용출량 163

〈그림 III-3-9〉 침목 종류에 따른 면적당 BTEX 용출량 163

〈그림 III-3-10〉 침목별 BTEX 용출량 164

〈그림 III-3-11〉 침목별 총 BTEX 용출량 비교 165

〈그림 III-3-12〉 폐침목 면적당 PAHs 용출량 165

〈그림 III-3-13〉 침목 종류에 따른 면적당 PAHs 용출량 166

〈그림 III-3-14〉 침목별 총 PAHs 용출량 167

〈그림 III-3-15〉 침목별 총 PAHs 용출량 비교 167

〈그림 III-3-16〉 폐침목 면적당 phenols 용출량 168

〈그림 III-3-17〉 침목 종류에 따른 면적당 phenols 용출량 168

〈그림 III-3-18〉 침목별 총 phenols 용출량 169

〈그림 III-3-19〉 침목별 총 phenols 용출량 비교 169

〈그림 III-3-20〉 10년간 폐침목 개당 총 유출량 171

〈그림 III-5-1〉 위해성 평가 및 관리의 주요 요소 및 과정(NRC/NAS... 188

〈그림 III-5-2〉 성인에 대한 노출경로 218

〈그림 III-5-3〉 아동에 대한 노출경로 218

〈그림 III-6-1〉 폐침목 발생과 처리현황도 233

〈그림 III-6-2〉 용도별 폐목재 침목 재활용 분포 235

〈그림 III-6-3〉 폐목재 침목 재활용 실태 236

〈그림 III-6-4〉 폐콘크리트 침목 재활용 가능 용도 237

〈그림 III-6-5〉 미국에서의 폐침목 재활용 예시 240

〈그림 III-6-6〉 해외의 방부목재 품질관리 242

〈그림 III-6-7〉 (좌) Reclaimed Hardwood Sleepers/(우) Reclaimed Oak Sleepers 260

〈그림 III-6-8〉 영국 내 폐침목 재활용의 예 261

〈그림 III-6-9〉 국내 조경/원예용 폐침목 등급 구분 267

〈그림 III-6-10〉 국외 수출용 폐침목 등급 구분 267

〈그림 III-6-11〉 폐콘침목의 간이 포장용 재활용 예 269

〈그림 III-6-12〉 폐콘침목의 고급 바닥재 재활용 예 269

〈그림 III-6-13〉 폐콘침목의 인공어초 재활용 예 270

〈그림 III-6-14〉 폐콘크리트 침목 분쇄 272

〈그림 III-6-15〉 적재되어 있는 폐콘크리트 침목 272

〈그림 III-6-16〉 폐콘크리트 침목으로 포장된 길 273

〈그림 III-7-1〉 공개토론회 진행모습 290

〈그림 III-7-2〉 공개토론회 초청장 291

〈그림 III-7-3〉 공개토론회 전시포스터 예시 291

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