수질오염

1. 수질오염이란

-자연수역(自然水域)의 수질이 폐물질(廢物質)의 유입 때문에 오염되는 일.

-하천·호수·바다 등과 자연수역에 문명사회로부터 배출된 오염물질이 섞여 들어가서 생물체가 살아가기 힘들게 된 상태

- 수질이 자연수의 성격을 상실한 상태

자연수란? 가공되거나 오염되지 않은 표면수 또는 지하수

-물리적 : 부유물질, 악취, 거품, 색깔이 없으며 수온이 주위의 온도와 비슷하다.

-화학적 : 생물에 필요한 적당한 산소와 무기질 함유하고 있으며 무독성이다.

-생물학적 : 동식물의 생활과 서식을 위해 생태적으로 안정된 물.

결과적으로 자연적 또는 인위적 요인에 의해 분해되어 지장을 초래한다.

2. 수질 오염원의 종류

-점오염원 : 오염물질의 배출지점이 명확하다. 특수한 지점에서 지속적인 오염이 발생한다.

ex) 가정하수, 뷴뇨 처리장, 공장, 양식장

-비점오염원 : 오염지점이 불명확하여 확산시키며 오염이 발생한다. 또는 강수에 의한 유출로 광범위한 오염이 발생하기도 한다.

ex) 대기 및 강수, 산지, 농지, 도시

3.수질 오염의 원인

1) 생활하수 - 액체형태로 배출되는 각종폐기물이 섞인 액체.

높은 소비생활과 각종 산업 활동을 하는 현대사회에서는 그러한 물질적 문명 활동의 부     산물로서 각종 폐기물이 끊임없이 배출되는데, 그 중에서 액체형태로 배출되는 것을 가     리켜서 폐수라고 합니다.(합성세제의 사용, 축산물 오수 등)

2) 식품(가공)폐수 - 주로 식품의 가공, 제조 과정에서 발생하는 폐수.

3) 기름오염 - 대형 유조선 사고로 직접적으로 해양으로 유입되는 기름.

매년 해양으로 유입되는 기름은 평균 325만 t이며, 이 중 유조선 사고로 직접 바다로 들     어가는 기름은 40만 t에 달합니다.

4) 납 오염 - 낚시 추와 같은 납이 물속에 축척 되어 수질과 어류에 영향을 준다.

5) 도축장폐수 - 가축의 도축 시 작업 공정에서 배출되는 폐수. 도축장 폐수에서 문제가     되는 것은 가축의 도살, 내장제 해체, 세정 등의 작업 공정에서 배출되는 폐수로 혈액에    의하여 붉은색을 띠며, 단백질 ·살조각 ·체모 · 그리스 등이 포함됩니다.

6) 독수: 화산·온천에서 흘러나오는 무기산성의 자연적 독수와, 광산의 채굴 ·정련 등에 수   반되는 독수나 화학공장의 폐액에 의한 독수 등 인공적 독수가 있습니다.

7) 물리적 폐수처리: 종류에는 저류·스크린·파쇄·부상·침전·농축·폭기·역삼투·흡착 ·여과 등   이 포함됩니다.

8) 빈산소괴: 수질계에 유기물이나 영양염류가 대량 흘러들어오면 부패 또는 플랑크톤의    이상 번식으로 인해 산소가 적어지면서 생기는 수괴(水塊)를 말합니다. 적조, 청조의 원인   이 되며 상수원이나 어패류에 막대한 피해를 줍니다.

9) 산성호수: 산성도의 강도는 pH로 나타내는데, 레몬즙은 pH 2.3, 식용 식초는 pH 3.3,   중성은 pH 7입니다.

4. 수질오염의 형태

1) 부영양화 : 하천, 호수, 강이나 바다에 유기물을 함유한 생활하수와 분뇨가 과량 흘러 들어가면 미생물이 유기물을 과량 분해하므로 수역에 영양이 많아지는 현상이다. 즉 자정능력을 넘는 대량의 유기물이나 염류가 강, 바다 에 유입되면 수역은 분해산물 또는 이차생성물 등의 영양염류가 풍부해지는 현상이 일어나며 이로 인하여 수초와 녹조류가 번창하고 생물학적 산소 요구량(BOD) 이 증가하게 되며 물속의 산소 부족으로 물고기 등 수중생물이 살 수 없게 됩니다.

-BOD(Biochemical Oxygen Demand)는 수질오염의 측정에서 가장 많이 사용되고 있는 지표로서, 수중의 유기물질(오염물질)을 미생물에 의해 호기성(好氣性, 산소를 계속 요구하는 성질) 상태에서 무해한 상태로 분해하여 안정시키는 데 요구되는 산소의 양을 의미한다. 단위는 주로 ppm(mg/L)으로 표시하며 수질오염이 심할수록 BOD의 수치가 높아진다.

-COD(Chemical Oxygen Demand)는 수중의 유기물을 화학적으로 산화시킬 때 필요한 산화제의 양을 산소의 양으로 환산한 것으로 BOD와 마찬가지로 폐수 내의 유기물을 간접적으로 측정하는 방법이다. COD 측정에 주로 사용되는 산화제는 과망간산칼륨(KMnO4), 중크롬산칼륨(K2Cr2O)등이다.

-DO(Dissolved Oxygen)는 용존산소량으로 물속에 녹아있는 산소의 양을 말한다.

-부유물질(suspended solids)은 물에 녹지 않고 수중에 현탁되어 있는 유기물과 무기물을 모두 포함한 고형 물질로서 여과기에서 여과되지 않고 남는 부분을 말한다. 침전 가능한 것과 침전 불가능한 것이 있는데 후자는 콜로이드(colloid, 현탁액) 상태의 미소립자이기 때문에 응집이나 생물학적 산화처리를 하지 않으면 제거하기 힘들다.

2) 중금속 오염 : 공장폐수 중 수은(Hg), 납(Pb), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr) 등은 물에 분해되거나 안정한 화합물로 되지 않고 혼합상태로 남아 수질과 토양 을 오염시키므로 먹이연쇄에 따라 물고기 등 각종 음식물을 통하여 몸 속 으로 이동, 축적되며 아울러 중금속에 의한 신경마비, 언어장애, 사지마비 등 무서운 질병을 일으킵니다.

3) 합성세제·농약의 오염 : PCB, DDT, BHC 등이 물에 섞여 들어가게 되면 분해되거나 감소되지 않고 먹이연쇄에 따라 동물 속에 축적되어 피부염, 암, 기형아 출산 등의 원인이 됩니다.

4) 적조현상 : 바닷물에 생활하수, 공장폐수 등이 많이 들어가면 쌍편모류 (Gymnodinium Gonyaulax) 가 많이 증식되어 바닷물이 붉은색 또는 적황색 을 띄는 현상이 나타나고 여기에서 나오는 독소와 산소 부족으로 바닷물고기, 조개류가 죽게 됩니다. 이런 독소가 많은 물고기, 조개류를 사람이 먹으면 식중독을 일으키고, 심할 경우 죽을 수도 있습니다

5)지하수 오염 : 지하수는 지표수가 토양에 침투하여 생성되는 것으로 생활용수로써 뿐만 아니라 잠재된 수자원으로서 중요하다. 각종 오염원이 토양을 침투하여 지하 암반 깊숙한 곳으로 스며들어가 지하수를 오염시킨다. 일단 오염된 지하수는 지하 깊은 곳에서 축적되기 때문에 산소가 부족하여 미생물에 의한 자연적 분해가 사실상 어렵다. 또한 지하수의 오염정도를 측정하기란 힘들며 인위적인 정화 또는 힘든 실정이다.

우리나라의 4대강 수계 오염현황

한강수계 - 한강수계는 탄천, 중랑천, 안양천과 같은 주요 오염지천의 수질이 꾸준히 개선되는 추세이나 아직도 오염도는 높은 상태이다. 한강 본류는 대부분 수질오염도가 높아지고 있다. 서울시민의 젖줄인 팔당호의 수질이 악화되는 주요인은 호수 주변지역의 위락시설과 규제기준에 미달한 배출시설이 증가하기 때문이다. 팔당호 주변은 1997년 말 현재 지난 1990년에 비해 음식 숙박업소가 3.5배, 공장은 3.6배 증가한 것으로 조사되었다.

금강수계 - 대청호는 금강수계 중 대전을 비롯한 중부권의 광역상수원으로서 1992년 이래 수질이 지속적으로 개선되는 추세를 보이고 있으며, 상수원수 2급수 이내의 양호한 수질을 유지하고 있다. 금강수계의 중인 청원 이후부터 하류까지는 대전관역시 생활하수와 산업폐수가 집중적으로 유입되는 갑천의 합류로 인해 상수원수 2급수 수질에 못 미치고 있다.

영산강수계 - 영산강수계는 4대 하천 중 수질오염도가 가장 높은 하천이다. 그 이유는 하천 유로연장이 4대강 중에서 가장 짧고 유역면적 역시 가장 작아 근본적으로 수량이 적어 오염에 취약한 하천이기 때문이다.

낙동강수계 - 낙동강수계의 주요 오염지천인 금호가의 오염도(BOD)는 1992년 부로 크게 개선되었다. 더구나 영남지방의 극심한 가뭄의 영향에도 불구하고 계속적인 환경기초 시설 설치로 인해 낙동강 중하류의 수질은 점차 개선되고 있다.

수질오염의 피해

1. 이타이이타이병이 카드뮴에 오염도니 어패류를 먹은 사람들에게서 발생되었고 미나마타병은 수은에 오염된 어패류를 먹은 어민들에게서 발생하였다.

2. 사용하고 있는 화학물질들이 유출되어 물을 오염시켜 치명적 피해를 주며 우리가 마실 경우 상당한 위협을 준다.

3. 유조차나 송유관 등이 파괴도어 거기에서 흘러나오는 기름이 어패류 같은 생물들을 죽게 하고 병들게 하여 어패류의 상품가치를 떨어뜨리기도 한다.

4. 수계환경이 파괴되어 생태계에 치명적인 영향을 끼친다.

피해사례

낙동강 페놀오염 사건

두 번에 걸쳐 일어난 낙동강 페놀오염사건은 우리나라의 대표적인 수질오염 사건이다. 페놀은 유독물로 피부암과 생식이상을 일으키고 타아에도 영향을 끼치는 유해물질이다. 1차 페놀오염은 구미공단 두산전자에서 페놀원액이 파손된 파이프를 통해 낙동강으로 유입되어 발생하였다. 정수장에서는 페놀원액의 유입사실을 모르고 염소투입량을 늘렸다. 이 결과 염소와 페놀이 반응하여 클로로페놀을 생성 악취가 심하게 발생하였다. 오염된 정수장 물이 대구시 거의 모든 지역에 식수로 공급되어 이 물을 식수로 마신 일부 주민들은 두통과 구토 증세를 보이기도 했다. 2차 페놀 오염은 부실 보수공사로 인해 페놀탱크 파이프 이음새 부분이 파열되어 페놀원액 1.3톤 가량이 낙동강으로 유입되면서 대구지역에 다시시 식수공급 중단 되었다. 이 사고에 대해 피해보상을 요구한 신고건수는 1958건에 액수는 24억5천만원에 이르렀다. 이중에는 임산부 8명이 자연유산, 인신 중절 등으로 인한 정신적 신체적 피해보상을 요구하기도 하였다.

썩은 호수 - 시화호

환경영향 평가 시 오염원(인구)의 예측이 잘못되었고 하수관거 오접합에 읜한 오폐숭의 시화호 유입이 발생하였으며 화성군 5개 면의 하수도 정비 미 실시로 96년 1~8월 평균 시화호의 BOD가 15.2PPM으로 나타나 외해의 95년 평균 1.6PPM보다 10배가량 증가하여 수질 오염문제가 대두되었다.

대책 및 해결방안

수질오염 대책

1) 생활하수 처리 : 수질오염의 70% 정도가 생활하수와 쓰레기에 의한 것으로 조사되었으며 각 가정, 학교, 음식점, 호텔 등의 세탁장, 화장실, 조리실 등에서 나오는 폐수(유기물, 세제 화공약품)의 정수처리(여과, 침전), 쓰레기 양 줄이기와 제대로 버리기를 철저히 시행해야 합니다.

2) 공장, 공업단지 등의 산업장, 병원, 연구소 등의 폐수와 쓰레기 처리 : 전국의 산업장 및 병원, 연구기관에서는 자체적으로 폐수 정화시설을 반드시 설치하고 오염물질(유기물, 약품, 약병, 중금속류 등)을 하수로 무단방류 하지 않도록 해야 한다.

3) 농축산 사육장, 골프장, 농축산물 가공업소의 정수시설 : 분뇨, 소독·살균, 약 품 등의 폐수를 무단 방류하지 않도록 해야 한다.

4) 학교, 아파트의 물탱크 : 음용수, 생활용수로 사용하는 물탱크는 수시로 적정 시기에 깨끗이 청소하고 상·하수도를 청결하게 유지 관리하여 수질오염 예방 을 실천해야 한다.

5) 수질오염 감시, 기술개발 : 정부의 해당 기관에서는 지역별로 악성 폐수의 무단방류 현상을 감시 단속하고 대국민 계몽을 철저히 하며 상수원 수질개선을 위한 기술도 지속적으로 개발, 도입하여 지역별로 방지대책을 실천해야 한다.

6. 학교, 아파트의 물탱크 : 음용수, 생활용수로 사용하는 물탱크는 수시로 적정 시기에 깨끗이 청소하고 상·하수도를 청결하게 유지 관리하여 수질오염 예방 을 실천해야 한다.

7. 수질오염 감시, 기술개발 : 정부의 해당 기관에서는 지역별로 악성 폐수의 무 단방류 현상을 감시 단속하고 대국민 계몽을 철저히 하며 상수원 수질개선을 위한 기술도 지속적으로 개발, 도입하여 지역별로 방지대책을 실천해야 한다.

해결방안

⑴ 고체액체분리법:

침전이나 침사 등을 거쳐서 폐수 속의 부유물이나 상대적으로 큰 크기에 오염물질들을 분리제거 하는 것이 목적이다.

⑵ 물리화학적 처리법

중화·pH조정, 산화·환원, 추출, 흡착, 이온교환, 전기투석, 역삼투막 등을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법이다.

⑶ 생물학적 처리법

미생물을 이용하여 폐수를 처리하는 방법이다. 간단히 미생물이 분해가능한 오염물질들을 미생물로 분해시켜서 제거하는 방법입니다. 이것은 특히 유기성 폐수에 유용하다.

⑷ 열 처리법

방류하는 곳의 환경조건이 좋지 않을 경우 등 물을 증발시켜 폐수를 내보내지 않기 위해서 하게 되는데, 폐수처리로 인해 생성된 오니의 처리에도 많이 이용된다.

피해사례

독일의 라인강

2차 세계 대전 이후, 산업이 발달되고 인구가 밀집되자 라인강 주변의 도시들에서는 각종 산업폐수와 생활하수를 라인강으로 방류했다. 그 결과 1946년부터는 수질 오염에 매우 민감한 연어가 사라지게 되고 어류가 떼죽음을 당하는 경우도 발생할 정도로 라인강의 수질이 악화되었다.

이렇게 라인강의 수질이 악화되자 유럽의 여러 나라들은 수자원을 잘 이용하고 보호하기 위하여 1963년에는 ‘국제 라인강 수질 오염 방지 위원회’를 만들어 1976년에 ‘라인강 화학 오염 방지조약’과 ‘라인강 염화물 오염 방지 조약’을 체결시켰다. 이 위원회에서는 스위스,프랑스,독일,네덜란드 등 라인강이 흐르는 지역 49곳에 수질 측정소 설치하여 수질 오염 상태를 측정했다. 특히 라인강 수질 측정소에서는 세계 최첨단의 오염 감시 시스템인 “생물 경보기”를 사용하였는데, 이것은 하천의 독극물이 유입되면 이에 민감하게 반응하는 물고기,물벼룩,발광,세균,조개류 등의 움직임을 감지하여 경보를 발령하는 것이다. 실제 이 생물 경보기를 사용해서 1986년 라인강 상류인 스위스 바젤에 있는 화확 회사인 ‘산도스사’에서 독극물을 유출한 것을 조기에 발견함으로써, 신속하세 취수 금지 조치를 내리게 한 적도 있었다.

그리고 교수들이 연구한‘라인강 탐색 프로젝트’에서는 라인강에서 발생한 환경 오염 사건들을 연구하여 프랑스, 독일,스위스 등에 있는 화학 회사들에게 유해 화학 물질과 아연, 납, 카드뮴 등의 중금속 유출을 엄격하게 규제하는 조치에 동의하도록 유도했고, 오염물 배출 회사와의 소송과 협상에 필요한 정보를 제공하고 있다.

라인강 수질 개선을 위해 활동한 민간 환경 단체인 ‘세계 야생 동물 보호 기금’의 지원을 받는 아우엔 연구소에서는 라인강 인공적으로 관리하기 위해서, 쌓았던 제방을 헐어 물꼬를 터줌으로써 자연스런 지류와 늪지대를 형성하고 수생 생물에 알맞은 서식 환경을 조성하자고 주장했다. 정부에서는 이 주장을 받아들였고, 민관이 합동으로 생태계 복원 사업을 진행시켰다. 이처럼 정부가 다각적인 노력을 기울여서 수질 개선에 성공한 경우로서, 무엇보닫도 전문가의 과학적인 자료를 근거로 한 제언이 정부의 수질 개선 노력에 크게 기여했다