낙동강 원수사용 정수장 유해물질조사결과에 부산시 응답하라
부산대 오정은교수, 낙동강수계 과불화합물 농도 더 높다
녹조만 제거하면 수돗물 안전하다는 부산시, 집에서 안전한 수돗물만 마신다면서 홍보하는 부산시 상수도사업본부장 믿어도 될까요
인간생활의 편의와 산업 활동으로 인해 많은 종류의 화학물질이 사용되고 있으나 이로 인한 환경오염 및 인체 유해성에 대한 문제는 늘 규명이 필요하다. 환경 뿐 아니라 먹는 물에서도 미량유해화학물질들이 검출되는 것으 로 알려져 이에 대한 안정성 평가나 가이드라인 마련 요구가 점차 커지고 있다. 특히 수계에 산업단지가 조성되어 있고 하천수를 상수원으로 사용하는 영 남 지역 수돗물 안전성에 대한 우려가 지속적으로 제기되고 있어 낙동강 수계 취 · 정수장에서의 미량유해물질 발생에 관한 현황 파악이 필요한 상황이다.
부산대 오정은 교수를 연구책임자로 한 부산대학교 산학협력단은 낙동강 원수 사용 정수장과 댐의 인체 유해물질을 2017년 4월 27일부터 2018년 4월 26일까지 1년간 조사 연구하여 그 결과를 발표하였다.
오교수팀은 낙동강 수계 취·정수장에서 미량유해물질을 모니터링하여 검출 정도 및 제거율을 확인하고 실제 취·정수장에 적용 가능한 정수처리 방법을 제안하였다.
저수지를 원수로 사용하는 정수장 2지점 (양덕, 명장)의 원, 정수 수질 시료 를 대상으로 의약물질과 과불화합물 (PFASs)을 분석하였다. 원수 시료의 경우 분석대상 의약물질 총 46종 중 20종이, 정수 시료에서는 6 종이 검출되었다. 원수에서 metformin이 평균 727 ng/L (58.3~4918 ng/L) 수준으로 가장 높게 나타났으며, 다음으로 caffeine, crotamiton이 각각 평균 22.4 ng/L (ND~79.4 ng/L), 4.27 ng/L (ND~10.39 ng/L) 수준으로 검출되었 다. 정수에서의 농도 수준은 일부 시료를 제외하고 대부분 10 ng/L 이하 수준 으로 미량 검출 되었다. 분석대상 PFASs 총 14종 중 12종이 검출 되었으며, 특히 PFHxS의 경우 원수 내에서 평균 0.0884 μg/L (ND~0.5996 μg/L) 수준으로 가장 높았다.
조사연구의 내용 및 범위는 최근 수계에서 검출이 많이 되고 있는 과불화합물과 의약물질을 본 연구 대상물질로 선정하였으며 조사연구 내용은 다음과 같다.
① 낙동강수계 취정수장 정 · 원수에서 미량유해물질 분석 및 모니터링 ② LC-QTOF-MS/MS를 이용한 원수 및 정수 내 비표적스크리닝을 통한 불특정 다수 물질 특정 및 정수장 별 분포 특성 확인 ③ 실제 정수장 내 단위처리공정별 의약물질과 PFASs 제거율 조사 ④실험실 규모의 오존/GAC 공정에 의한 실험변수에 따른 의약물질과 PFASs 제거율 분석 ⑤ 미량유해물질 관리 등 안전성 제고방안 마련
조사연구결과로서 낙동강 본류를 원수로 사용하는 정수장 4지점 (구미, 매곡, 칠서, 덕산), 댐에 나타나는 것으로 확인되었다. 이 외에 PFOA 평균 0.0072 μg/L (0.0008~0.0652 μg/L) 와 PFHxA 평균 0.0083 μg/L (0.0004~0.0329 μg/L) 수준으로 검출되었다. 정수 시료 역시 농도 수준 또한 물질에 따라 다소 차이는 있지만 원수와 비슷하 거나 약간 낮은 수준으로 확인 되었다. 정수 내 PFHxS는 92% 검출빈도로 평 균 0.0582 μg/L (ND~0.4542 μg/L) 수준으로 검출 되었고, PFOA는 96% 검 출빈도로 평균 0.0101 μg/L (ND~0.0649 μg/L) 농도 수준으로 검출 되었다.
PFHxA는 전 지점에서 검출 되었으며, 평균 0.0079 μg/L (0.0004~0.0337 μg/L) 수준으로 검출 되었다. 또한 각 PFASs 물질에 따른 수계 원수 내 농도 수준 변화를 확인하였으며, 물질의 특성과 배출원에 따라 서로 다른 농도 변동 특성을 확인하였다.
국내 정수 내 PFASs 농도 조사결과와 비교하여 낙동강 수계 내 농도 수준이 높음을 확인하였으며 특히 PFHxS의 정수 내 농도수준이 크게 상승한 것을 확인 하였다. LC-QTOF-MS/MS를 이용하여 원수와 정수 내 비표적스크리닝을 실시한 결과 농약류, 의약물질, PCPs, 산업관련 화학물질 등 원수로부터 39개 물질, 정수로 부터 13개 물질을 특정하였다. 정수장 단위공정별 의약물질과 PFASs 제거율을 분석하였다. 대부분의 의약물 질은 전염소 또는 여과과정에 의해 제거되나 일부 의약물질 (metformin, caffeine, crotamiton, carbamazepine)은 정수장별로 상이한 제거 특성을 보였 다. PFASs는 현재 고도정수처리시설이 설치된 정수장에서도 제거효율이 상대 적으로 낮은 것으로 확인되었다.
실험실 규모의 오존/GAC공정실험을 통하여 의약물질 4종(metformin, sulfamethoxazole, crotamiton, carbamazepine), PFASs 4종(PFOS, PFOA, PFHxS, PFHxA)의 제거 효율을 확인하였다. 의약물질 중 metformin과 PFASs 은 화학적으로 안정한 구조를 가져 온도에 관계없이 오존에 의해 거의 제거가 되지 않는 것으로 나타났다.
산성 조건에서는 중성 조건과 비교하여 제거 효율 에 큰 차이가 없었으며, 알칼리 조건에서는 제거 효율이 오히려 감소하는 것으 로 확인되었다. 산화보조제인 H2O2를 첨가하였음에도 불구하고 metformin과 PFASs는 제거 효율은 개선되지 않았다. 대부분 대상물질들은 파과되지 않은 GAC에 의해 99% 이상 제거되나, metformin의 경우 GAC에 의한 처리효율이 현저히 떨어지는 것으로 확인되었 다. 다만, metformin은 알칼리 조건에서 deprotonation되어 전하가 사라지면서 친수성이 낮아지고, 이에 따라 GAC에 의한 제거율이 90% 이상으로 향상되는 것으로 나타났다.
낙동강 수계에 위치한 6개 정수장으로부터 원수와 정수를 4차례에 걸쳐 시료를 채취하였고, 이로부터 의약물질과 과불화화합물이 검출되는 것을 확인 하였으며, 원수의 취수 지점에 따라 검출농도와 검출 패턴이 상이함을 확인 하였다. 정수장으로 유입되는 원수와 각 정수처리공정을 거친 정수로부터 신규 오염물 질의 검출 가능성을 확인하였고, 특히 낙동강을 원수로 하는 중, 하류 지역 정 수의 유해물질 관리 필요성 및 신규오염물질 검출 가능성 확인에 따라 보다 심도 있고 장기적인 조사에 대한 필요성을 확인하였다.
오존 공정에서는 화학적으로 안정한 구조를 가진 metformin과 PFASs의 제거 효율이 현저히 떨어지며, GAC 공정에서는 친수성이 높은 metformin의 제거 효 율이 낮은 것으로 확인되었다. 그러나 알칼리 조건에서는 metformin의 친수성 이 감소하여 GAC에 의한 제거율이 향상되는 것을 확인하였다.
낙동강 수계 정수장 내 미량유해물질과 관련한 데이터베 이스를 확장함과 동시에, 효율적인 미량유해물질 수질관리방안 마련을 위한 기초자료이다. 각 단위공정별 제거율과 각 물질에 따른 제거 특성 정보는 실제 공정 운영 에서 미량유해물질의 관리를 위한 관리방안 수립 마련에 사용되어야 한다. 계절별 미량유해물질 발생 특성, 원, 정수 내 검출될 가능성이 큰 후보 물질 리스트는 향후 미량유해물질 관리 프로토콜 마련에 필요한 기본 자료로 활용하여 수질오염을 완화내지 제거할 수 있어야 할 것이다. 위 자료에서 알 수 있듯이 인간에게 치명적 위해를 주지만 우리가 조사할 수도 없는 화학물질이 해를 거듭할수록 연구를 통해 새로 밝혀지고 있는 것을 볼 때 더이상 낙동강표층수를 취수원으로 하지 말아야 한다는 것을 입증해준다.
샌프란시스코시도 하수를 100% 정수처리하여 화학성분상으로는 먹어도 된다고 하지만 시민이 먹는물은 시에라네바다 산맥의 댐물을 관으로 이송하여 수돗물로 공급하고 있다. 우리도 3만불 넘는 시대에 100세 팔팔한 건강을 담보하려면 먹는 물 공급은 깨끗한 청정지역의 댐물로 하여야 할 것이다.
대구시도 대구시장이 시장직을 걸고 노력한 결과 동구, 수성구 주민에게 운문댐 물 공급을 확보했다. 싱가포르도 말레이시아로부터 물을 사 먹고 있다. 시민들이 정수기 회사에 매달 내는 돈이 얼마인가. 전국에서 가장 비싼 상수도요금과 하수도요금을 우리 부산 시민이 내고 있다. 만병의 근원인 먹는 물 수질이 나쁘고 발암물질인 미세먼지농도가 최악이라서 부산시민의 암유병발생률이 7대 광역시중 최고라는 오명을 가지고 있다.
이제 부산시가 건강도시 부산을 위해 부산시민에게 답해야 한다