• 한국환경농학회지
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• 제28권4호
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• pp.378-385
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• 2009

Arsenic (As) is known to be very toxic and carcinogenic to human beings. Arsenic contaminated soil was collected from a timber mill site at Busan Metropolitan City, Korea, where chromated copper arsenate (CCA) had been used to protect wood from rotting caused by insects and microbial agents. The soil was stabilized using both natural oyster shells (NOS) and calcinated oyster shells (POS). The calcination of natural oyster shells was accomplished at a high temperature in order to activate quicklime from calcite. Two different oyster shell particle sizes (-#10 mesh and -#20 mesh) and curing periods of up to 28 days were investigated. The stabilization effectiveness was evaluated based on the Korean Standard Test (KST) method (1N HCl extraction). The stabilization results showed that the POS treatment was more effective than the NOS treatment at immobilizing the As in the contaminated soils. A significant As reduction (96%) was attained upon a POS treatment at 20 wt% and passed the Korean warning standard of 20 mg/kg ('Na' area). However, an As reduction of only 47% (169 mg/kg) was achieved upon a NOS treatment at 20 wt%. The -#20 mesh oyster shells seem to perform better than the -#10 materials. The scanning electron microscopy (SEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) results showed that As immobilization was strongly associated with Ca and O in the presence of Al and Si.

• 한국환경농학회지
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• 제28권4호
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• pp.340-346
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• 2009

Chromated copper arsenate (CCA) is a chemical wood preservative that has been intensively used to protect wood from decay during the last few decades. CCA is widely used to build structures such as decks, fences, playgrounds and boardwalks. However, structures constructed of CCA-treated wood have caused adverse environmental effects due to leaching of Cr, Cu and As into surrounding soils. This research was conducted to monitor the vertical and horizontal distribution of Cr, Cu and As in soils adjacent to CCA-treated wood structures in Korea. Two structures constructed with CCA-treated wood were selected at Hongcheon and Chuncheon in Gangwon Province, South Korea. Eleven soil profile samples were collected at depths of 0 to 80 cm at each site, while 12 surface soil samples were collected at distances of 0 to 200 cm from each structure. The soil chemical properties, soil particle size distribution and total metal concentrations were then determined. The results revealed that soils near CCA-treated wood structures were generally contaminated with Cr, Cu and As when compared to the background concentration of each metal. In addition, the concentrations of Cr, Cu and As in soils decreased as the vertical and horizontal distance from the structure increased. Further studies should be conducted to evaluate the mobility and distribution of these metals in the environment as well as to develop novel technologies for remediation of CCA contaminated soils.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제37권2호
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• pp.137-140
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• 2009

Chromated copper arsenate (CCA), a long history of successful preservative, have raised environmental concerns. Adsorption characteristics of domestic soils for chromium, copper, and arsenic were assessed by measuring distribution coefficient ($K_d$) values of these metal components in a laboratory scale. The results revealed that $K_d$ values were higher in chromium, followed by arsenic and copper in soil matrix. Different soil matrixes resulted in varying mobilities of CCA components. The values of $K_d$ for all three metals increased with organic matter contents. The results suggest that the mobility of metal components may be very limited to the surface area adjacent to CCA-treated wood due to their fairly large distribution coefficient ($K_d$). However, the metal components would be persistent and accumulated in the soil, resulting in high chemical concentration in service area of treated wood.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권2호
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• pp.12-20
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• 2008

본 연구는 chromated copper arsenate(CCA)로 처리된 목재로 지은 세 개의 통나무 구조물과 하나의 방음벽 주변 토양에서 CCA 금속들의 공간적인 분포를 조사하기 위해 수행되었다. 13개의 배경 토양 시료뿐만 아니라 목재 구조물 주변에서 66개의 지표 및 35개의 종단면 토양 시료를 채취하였다. 구조물에 인접한 곳에서 채취한 토양 시료에서 크롬, 구리 및 비소의 농도는 하나의 구조물을 제외하고는 모두 배경 토양에서의 농도보다 높았으며, 3년 된 구조물에 인접한 표토에서의 농도는 8년 된 구조물에서의 농도보다 높게 나타났다. 비록 금속들의 수평 분포는 구조물에 따라 다르긴 하였지만, 크롬과 비소는 각각 20-60 cm 및 40-100 cm 내에서 농도 구배를 보이는 것 같았다. 구리는 가장 이동성이 작아서, 단지 20 cm 이내에서만 농도 구배를 나타냈다. 종단면 토양 시료 분석에 따르면 어떤 금속도 명확한 수직 분포를 보이지는 않았지만, 크롬과 구리는 각각 5 및 10 cm까지, 그리고 비소는 35 cm까지 구배를 보였다. 이 연구의 대상지역에서 CCA로 처리된 목재로부터 토양으로 용탈된 금속들은 수평 및 수직으로 인근 지역에 한정적으로 이동하여 분포하고, 가능한 생태적인 영향은 작은 범위 내에서만 일어날 것임을 보여주었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제31권6호
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• pp.55-59
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• 2003

The fixation and leaching characteristics of chromated copper arsenate (CCA Type C) and chromium- copper-fluoride-zinc (CCFZ) in domestic softwood (Japanese red pine, Korean pine, and Japanese larch) sapwood were investigated using the expressate method to follow chromium fixation and the American Wood-Preservers' Association (AWPA) leaching procedure to determine leaching properties after fixation. The rates of fixation were affected by preservative types; CCA was fixed much faster than CCFZ for all species evaluated. There were definite differences in the fixation rates of different species, with Korean pine requiring shorter to fix than the other species evaluated. Chromium fixation was greatly enhanced by elevated temperatures, and fixation time can be estimated according to fixation temperatures applied. The percentage of arsenic and zinc leached from domestic softwoods was relatively high compared to chromium and copper, indicating that there is still a relatively high unfixed arsenic and zinc components after complete chromium fixation in CCA-and CCFZ-treated samples, respectively.

• 분석과학
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2008

이 연구에서는 chromated copper arsenate(CCA)로 처리된 방부목재가 실외환경에 노출될 때 금속들의 용탈 특성을 알아보았다. CCA 방부목재를 수평 또는 토양에 묻은 채 수직으로 1년 동안 노출시켰다. 수평으로 노출된 목재의 옆면에서 매월 드릴로 목재 시료를 채취하였고, 노출이 종료된 후에는 톱밥 시료를 채취했다. 수직으로 노출시킨 목재 주변에서는 표토를, 그리고 깊이별로 토양 시료를 채취하였다. 채취한 시료는 원자흡광광도계(AAS)로 분석하였다. 목재 표면 부위에서의 농도는 강우에 따라 매월 변하였고, 목재가 수평으로 노출된 경우보다는 수직으로 노출된 경우 금속들이 더 많이 용탈되었다. 비소의 경우에는 노출 전에 비해 80 % 정도까지 용탈되었다. 또한 지상보다는 지하 부위에서 더 많이 용탈되었으며, 수직으로 세운 말뚝 주변의 토양은 금속으로 오염되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제34권4호
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• pp.37-45
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• 2006

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.

• Environmental Analysis Health and Toxicology
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• 제22권4호
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• pp.339-348
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• 2007

A laboratory experiment was conducted to study the characteristics of leaching of Cr, Cu, and As from chromated topper arsenate (CCA)-treated wood. The wood species tested was hemlock spruce ($10\;cm\;{\times}\;10\;cm\;{\times}\;10\;cm\;tube$). The leaching experiment was conducted over 60 days using I L of leachants whose pHs were adjusted to 2.0, 3.7, and 1.6, respectively with nitric acid, and also using lake water, according to the OECD guideline. Each leachate was analyzed for Cr and Cu using flame-AAS, and for As using vapor generation-AAS. Three metals were loathed at the highest levels at pH 2.0 but almost at similar levels at the other conditions. Cumulative quantifies over 60 days of a leaching period were in order of As>Cu>Cr. As was predicted to leach with an increase in flux over a 10 year period, while Cr and Cu fluxes were predicted to decrease with time. This result suggest that arsenic can pose a health risk to humans over a long period of time, when CCA-treated wood is used for building facilities (e.g., playgrounds, residential purposes, etc.) with which humans frequently contact.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제11권1호
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• pp.54-64
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• 2006

목재 방부제인 chromated copper arsenate(CCA)는 박테리아, 곰팡이 및 곤충에 의한 공격으로부터 목재 제품을 보호할 목적으로 널리 사용되어 왔다. 그렇지만, CCA의 유해 성분인 크롬, 구리 및 비소가 사용 중에 목재로부터 환경으로 배출되어 인간 및 생태계에 영향을 줄 수 있기 때문에 많은 나라에서 사용을 금지하거나 제한된 용도로만 사용하도록 하고 있다. 이 연구는 두 개의 목재 시설물에 인접한 토양에서 크롬, 구리 및 비소의 분포를 알아보고자 실시하였다 연못 진입시설물에 대해서는 계단 바로 인접한 지점에서부터 0, 0.5 및 1m의 수평 거리에서 10개의 표토(0-2.5 cm) 시료를, 그리고 데크 바로 아래 지점에서는 9개의 표토 시료를 채취하였다. 방음벽에서는 시설물로부터 0, 1 및 2 m 거리에서 9개의 표토를 채취하였다. 각 구조물에 대해 배경농도를 측정하기 위한 토양시료도 채취하였다. 토양시료는 pH, 전기전도도, 유기물 함량, 입도 등의 물리화학적 성질에 대해 분석하였다. 시료는 microwave oven을 사용하여 추출한 후에 크롬, 구리 및 비소에 대해 분석하였다. 세 성분 모두 구조물과 인접한 지역에서 배경 지역에 비해 농도가 증가하여 사용 중에 목재로부터 용출되는 것을 알 수 있었다. 용출된 성분은 계단과 방음벽 시설물에서 모두 1m 이내의 거리까지 수평 이동하였다. 약 7개윌 된 데크 시설물에서 세 성분의 용출된 양은 서로 비슷하였으나 (배경 보정 농도: 크롬, 5.01 mg/kg; 구리 5.50 mg/kg; 비소 4.19 mg/kg), 방음벽 바로 아래(0 m)에서는 데크에 비해 더 높은 농도로 비소(49.7 mg/kg)>구리(44.7 mg/kg)>크롬(52.5 mg/kg)의 순서로 측정되었다. 이 때 배경농도는 비소, 구리 및 크롬에 대해 각각 9.88, 30.8 및 46.5 mg/kg이었다. 이 연구 결과를 통해 CCA 구성 성분은 방부목재로부터 환경 중으로 용출되는 것을 알 수 있었으며 그 성분들이 인간과 생태계에 미칠 악영향을 평가할 필요가 있음을 시사하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권1호
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• pp.60-67
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• 2010

목재방부제는 목재의 수명 연장을 위해 오랜 기간 사용되어 왔으나 이중 상당수는 환경에 유해한 금속을 다량 함유하고 있다. 특히 전세계적으로 목재방부시장을 점유하고 있는 크롬 구리 비소계열의 목재방부제 CCA (Chromated Copper Arsenate)는 환경에 유해한 독성 금속류로 구성되어 인체에 대한 피해와 환경오염에 대한 우려가 지적되고 있다. 미국의 경우 플로리다 주를 비롯하여 CCA 오염지역에 대한 복원사업을 추진하였으며 주별 CCA 오염도를 조사한 바 있다. 그러나 국내의 경우 목재방부제의 사용으로 인한 토양오염에 대한 연구는 극히 미비한 실정이므로 CCA에 대한 환경적 측면에서의 평가가 절실하다. 본 연구는 국내에서 가장 널리 사용된 목재방부제인 CCA를 선정하여 목재방부제 설치지역 토양의 깊이별 크롬 구리 비소 농도를 측정하였으며 국내에 널리 산재된 CCA 방무목 설치지역을 현장에서 효율적으로 검출할 수 있는 간이 PAN 지시약을 개발하고자 수행하였다. 토양 시료는 0~70cm 깊이에서 채취하였고 방부목은 목재 깊이별로 구분하여 채취한 후 산분해하였고 AAS를 이용하여 각 원소의 전함량을 측정하였다. 토양 중 비소와 구리는 0~1 cm에서 각각 34.38 mg/kg, 33.65 mg/kg 였으나 70 cm에서는 1.72 mg/kg, 7.84 mg/kg로 토양 깊이에 따라 급격히 감소하였다. 원소별 이동성의 경우 비소가 타 원소(크롬, 구리)에 비해 상대적으로 이동성이 높은 것으로 평가되었다. 목재 시료의 경우 내부보다는 표면 (외부)의 농도가 높게 나타났으며 각 원소별로 1,000~5,000 mg/kg의 수준으로 검출되었다. 현장에서 CCA 방부목을 효율적으로 판단하기 위한 지시약의 조성을 개발하고자 다양한 종류 및 농도의 용매와 PAN의 농도를 조절하며 발색 시간과 정도를 측정한 결과 100% 아세톤을 용매로 0.1% 수준의 PAN을 조제하는 경우 가장 �裏� 시간에 발색하여 현장에서 방부목을 효율적으로 검출할 수 있을 것으로 평가되었다.