바이오차는 농업 부산물이나 목질계 바이오매스 등을 열분해하여 만든 탄소 소재로, 토양개량과 탄소저장 등에 활용할 수 있습니다. 하지만 어떤 원료를 사용했는지, 어떤 조건에서 열분해했는지에 따라 안전성이 크게 달라질 수 있습니다.

특히 농업용 바이오차는 토양에 직접 투입되기 때문에 단순히 탄소 함량이나 pH만 확인해서는 부족합니다. 중금속, PAH, PCB, 다이옥신류 등 잠재적인 유해물질과 원료의 오염 가능성을 함께 확인해야 합니다. 국제바이오차이니셔티브(IBI) 역시 바이오차의 안전성을 평가하기 위해 금속류와 PAH, 다이옥신, PCB 등을 주요 시험항목으로 다뤄왔으며, 현재 IBI의 표준 체계는 Carbon Standards International(CSI)의 World Biochar Certificate(WBC) 체계와 통합되었습니다. (Biochar International)

1. 가장 먼저 확인해야 할 것은 ‘원료’입니다

바이오차의 안전성을 판단할 때는 완성된 제품의 분석성적서뿐만 아니라 바이오차가 무엇으로 만들어졌는지를 확인하는 것이 중요합니다.

예를 들어 다음과 같은 원료는 오염 가능성을 특별히 검토해야 합니다.

농업 부산물
목재 및 임산 부산물
왕겨·볏짚 등 작물 잔재물
가축분
하수슬러지
산업 부산물
폐목재
도시·생활계 폐기물

특히 산업폐기물이나 매립·폐기물계 원료처럼 오염 가능성이 높은 원료는 주의해야 합니다. IBI도 바이오차 원료에는 허용할 수 없는 수준의 독성물질, 특히 중금속이 포함되어서는 안 된다고 설명하고 있습니다. (Biochar International)

따라서 바이오차를 구매할 때는 먼저

“이 바이오차는 어떤 원료로 만들어졌는가?”

를 확인하는 것이 첫 번째 단계입니다.

2. 중금속

농업용 바이오차에서 가장 먼저 확인해야 할 유해물질 중 하나가 중금속입니다.

대표적으로 다음과 같은 원소를 확인합니다.

납(Pb)
카드뮴(Cd)
수은(Hg)
비소(As)
크롬(Cr)
니켈(Ni)
구리(Cu)
아연(Zn)
코발트(Co)
셀레늄(Se)
몰리브덴(Mo)

원료에 존재하던 중금속은 열분해 과정에서 없어지기보다는 바이오차의 무기성분에 농축될 수 있기 때문에 원료 선택과 완제품 분석이 모두 중요합니다.

IBI의 기존 바이오차 표준에서도 Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Hg, Ni, Se, Zn 등을 주요 독성물질 관리 대상으로 제시했습니다. (Biochar International)

어떻게 확인할까?

중금속은 육안이나 간단한 현장 측정으로 정확하게 판단하기 어렵습니다.

따라서 공인 또는 적절한 전문 분석기관의 시험성적서를 확인하는 것이 가장 확실합니다.

시험성적서에서는 단순히 “중금속 적합”이라는 문구만 보기보다는 다음을 확인하는 것이 좋습니다.

항목명 → 측정값 → 단위 → 건물 기준 여부 → 적용 기준 → 판정

특히 mg/kg 단위의 결과가 건물 기준(dry weight)인지 확인해야 서로 다른 제품을 정확하게 비교할 수 있습니다.

3. PAH(다환방향족탄화수소)

바이오차에서 또 하나 중요한 유해물질이 PAH(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, 다환방향족탄화수소)입니다.

PAH는 열분해 과정에서 생성될 수 있는 다양한 방향족 화합물군으로, 일부 물질은 독성 및 발암성과 관련되어 있습니다.

따라서 농업용 바이오차를 평가할 때는 단순히 탄소 함량이 높다는 이유만으로 안전하다고 판단해서는 안 됩니다.

IBI의 기존 표준에서도 PAH를 바이오차의 주요 독성물질 분석항목으로 포함했습니다. (Biochar International)

또한 EBC의 실제 배치 인증서에서도 EFSA-PAH 등의 분석 결과를 별도로 제시하고 있습니다. (유럽 바이오차 인증원)

PAH는 왜 생산조건이 중요할까?

바이오차의 특성은 원료뿐 아니라 열분해 온도와 체류시간, 산소 공급 조건 등 생산공정의 영향을 받습니다.

따라서 PAH 분석결과를 확인할 때는 오염물질 수치만 보는 것이 아니라,

원료 → 열분해 조건 → PAH 분석결과

를 함께 살펴보는 것이 좋습니다.

4. PCB(폴리염화비페닐)

PCB(Polychlorinated Biphenyls) 역시 바이오차 안전성 평가에서 고려할 수 있는 유해물질입니다.

특히 원료 자체가 오염되어 있을 가능성이 있는 경우에는 PCB 검토가 중요합니다.

IBI의 기존 시험체계에서도 PAH, 다이옥신, PCB와 금속류를 바이오차의 독성물질 분석 범주에 포함했습니다. (Biochar International)

따라서 폐기물계 원료나 출처가 불명확한 원료를 사용한 바이오차라면 PCB 분석 여부를 확인하는 것이 바람직합니다.

5. 다이옥신류(PCDD/F)

바이오차의 안전성을 평가할 때 다이옥신 및 퓨란류(PCDD/F)도 고려 대상입니다.

특히 원료가 오염되어 있거나 생산공정이 적절하게 관리되지 않은 경우에는 다이옥신류에 대한 검토가 필요할 수 있습니다.

IBI의 기존 표준에서도 다이옥신류를 독성물질 분석항목에 포함하고 있으며, 독성등가계수(TEF)를 이용한 평가 체계도 제시했습니다. (Biochar International)

다만 모든 바이오차에서 동일한 수준의 위험이 있다고 보는 것은 적절하지 않습니다.

원료와 공정의 위험도가 높을수록 분석 필요성이 커진다고 이해하는 것이 좋습니다.

6. 염소·황 등 무기성분도 확인할 필요가 있습니다

염소(Cl), 황(S) 등의 성분은 일반적으로 중금속이나 PAH처럼 직접적인 유해물질로만 해석하는 것은 적절하지 않습니다.

그러나 원료의 특성을 파악하고 연소·열분해 과정에서 발생할 수 있는 잠재적 환경 영향을 평가하는 데 도움이 되는 정보입니다.

따라서 품질성적서를 확인할 때는 주요 중금속과 유기오염물질뿐 아니라 원소 조성 및 회분 함량도 함께 확인하면 좋습니다.

7. ‘총함량’과 ‘실제 위험성’을 구분해야 합니다

바이오차 분석결과를 해석할 때 매우 중요한 부분입니다.

어떤 물질이 검출됐다고 해서 곧바로 “위험한 바이오차”라고 판단할 수는 없습니다.

실제 안전성은 다음 요소를 종합적으로 판단해야 합니다.

검출농도 + 물질의 유해성 + 적용 기준 + 토양 투입량 + 적용 목적 + 토양 특성

예를 들어 같은 중금속 농도라도 바이오차를 소량 사용하는 경우와 대량으로 사용하는 경우 토양에 추가되는 총량은 달라질 수 있습니다.

따라서 분석성적서에서 단순히 “검출/불검출”만 확인하기보다는 해당 물질의 농도와 적용 기준을 함께 비교해야 합니다.

8. 시험성적서는 이렇게 확인하세요

농업용 바이오차를 구매할 때는 판매자가 제공하는 시험성적서 또는 배치 인증서(Batch Certificate)를 확인하는 것이 좋습니다.

실제 EBC 인증서에는 원료와 생산온도뿐 아니라 유기탄소, H/Corg, pH, 수분, 중금속, 전기전도도, PAH 등의 항목이 함께 표시됩니다. (유럽 바이오차 인증원)

특히 다음 항목을 체크해 보세요.

확인 항목	확인 내용
원료	무엇을 열분해했는가
생산조건	열분해 온도·공정은 적절한가
Pb	납 농도
Cd	카드뮴 농도
Hg	수은 농도
As	비소 농도
Cr	크롬 농도
Ni	니켈 농도
Cu·Zn	구리·아연 농도
PAH	다환방향족탄화수소
PCB	필요 시 분석 여부 확인
PCDD/F	필요 시 다이옥신류 확인
분석방법	어떤 표준방법으로 측정했는가
시험일자·배치	현재 제품과 동일한 배치인가

9. 분석기관과 분석방법도 중요합니다

“분석을 했다”는 사실만으로 충분하지 않습니다.

어디에서, 어떤 방법으로, 어떤 시료를 분석했는지가 중요합니다.

EBC의 분석방법에서도 대표성 있는 시료를 확보하기 위해 시료를 균질화하고 대표적으로 분취하는 절차를 규정하고 있습니다. 분석 대상 바이오차를 제대로 대표하지 못하는 시료를 사용하면 아무리 정밀한 장비로 분석하더라도 결과의 신뢰성이 떨어질 수 있습니다. (유럽 바이오차 인증원)

따라서 대량 구매나 지속적인 농업 활용을 목적으로 한다면

분석기관의 신뢰성 + 표준화된 분석방법 + 대표성 있는 시료채취 + 배치 추적성

을 함께 확인하는 것이 좋습니다.

현재 IBI는 WBC 인증을 위한 바이오차 시험이 CSI 요구사항에 따라 진행되며, 관련 시험이 가능한 실험실 정보를 제공하고 있습니다. (Biochar International)

10. 바이오차 품질을 볼 때 ‘안전성’과 ‘기능성’을 함께 봐야 합니다

바이오차는 유해물질이 기준 이하라고 해서 곧바로 우수한 농업용 바이오차가 되는 것은 아닙니다.

농업용으로 활용하려면 안전성과 함께 실제 기능을 확인해야 합니다.

① 안전성

중금속
PAH
PCB
다이옥신류
기타 원료 유래 오염물질

② 화학적 특성

pH
EC
유기탄소
H/Corg
회분
영양성분

③ 물리적 특성

수분 함량
수분보유력(WHC)
입자 크기
벌크밀도
비표면적

IBI의 바이오차 분류 도구 역시 탄소저장, 비료적 가치, 석회질 개량 가치, 입자 크기 등을 구분하여 평가하며, 이 도구가 종합적인 안전성 기준 자체를 대체하는 것은 아니라고 명시합니다. (Biochar International)

11. 현장에서 가장 중요한 것은 ‘원료 추적성’입니다

좋은 분석성적서를 가지고 있는 것도 중요하지만 그 성적서가 현재 사용하려는 바이오차와 실제로 연결되는지를 확인해야 합니다.

예를 들어 1년 전에 분석한 제품의 성적서를 현재 생산된 제품에 그대로 적용한다면 품질 변화를 놓칠 수 있습니다.

따라서 가능하면 다음 정보를 관리하는 것이 좋습니다.

원료 입고 → 생산일자 → 열분해 조건 → 생산 배치 → 분석성적서 → 출하 제품

이렇게 연결되는 배치 추적성이 확보되어야 합니다.

특히 원료가 변경되거나 생산조건이 크게 바뀌었다면 기존 분석결과를 그대로 적용하기보다 재분석을 검토하는 것이 안전합니다.

농업용 바이오차 안전성 확인 체크리스트

바이오차를 구매하거나 직접 생산한다면 다음 순서로 확인하면 좋습니다.

STEP 1. 원료 확인
→ 원료의 종류와 오염 가능성을 확인합니다.

STEP 2. 생산공정 확인
→ 열분해 온도와 생산조건을 확인합니다.

STEP 3. 중금속 분석 확인
→ Pb, Cd, Hg, As, Cr, Ni, Cu, Zn 등을 확인합니다.

STEP 4. 유기오염물질 확인
→ PAH를 기본적으로 확인하고 원료에 따라 PCB·다이옥신류 등의 분석 필요성을 검토합니다.

STEP 5. 분석방법 확인
→ 시험기관, 시험방법, 단위, 건물 기준 여부를 확인합니다.

STEP 6. 적용 기준과 비교
→ 해당 농업용도에 적용되는 인증 또는 규격의 기준과 비교합니다.

STEP 7. 배치 추적성 확인
→ 분석성적서가 실제 사용 제품과 동일한 생산 배치를 대상으로 하는지 확인합니다.

마무리

바이오차는 “천연 탄소 소재이기 때문에 무조건 안전하다”고 생각해서는 안 됩니다.

바이오차의 안전성은 원료와 생산공정, 그리고 최종 제품의 분석결과를 통해 확인해야 합니다. 특히 농업용으로 토양에 직접 투입할 경우에는 중금속과 PAH를 우선적으로 확인하고, 원료와 공정에 따라 PCB·다이옥신류 등의 분석 필요성도 검토하는 것이 바람직합니다. (Biochar International)

가장 중요한 것은 단순히 “유해물질이 검출되지 않았다”는 설명이 아니라,

어떤 원료로 만들었는가?
어떤 공정으로 생산했는가?
어떤 물질을 얼마나 포함하고 있는가?
어떤 기준으로 분석했는가?
현재 사용하려는 배치와 동일한가?

를 확인하는 것입니다.

결국 좋은 농업용 바이오차는 탄소저장이나 토양개량 효과뿐 아니라 안전성까지 객관적인 분석자료로 확인할 수 있는 제품이라고 할 수 있습니다. 현재 국제적으로도 바이오차의 안전성과 품질을 일관되게 확인하기 위한 인증·시험체계가 강화되고 있으며, IBI와 CSI의 통합된 WBC 체계가 그 방향 중 하나입니다.

바이오차에 포함될 수 있는 유해물질과 확인 방법