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I. 제목
영산강수계 지천중심 잠정관리 유해물질 분포 및 오염경로 조사
II. 조사연구의 목적 및 필요성
국가의 경쟁력이 향상되면서 국민의 관심이 건강과 여가 활동에 대해 집중되기 시작하였다. 1970년대와 1980년대에 경제 성장 위주의 정책을 시행해온 결과로 전 국토에 걸쳐 많은 산과 들, 하천이 환경 문제로 몸살을 앓고 있는 상황에 놓이게 되었다. 하지만 최근까지도 환경문제에 대한 개념적인 인식만 존재하였지 이를 해결하기 위한 적극적인 노력은 성장위주의 정책에 밀려 그 중요성이 많이 퇴색되어왔었다. 아직까지도 지역별로 지자체의 공업단지 유치와 환경을 보호하고자 하는 환경단체간의 힘겨루기가 진행되고 있는 상황이며, 결과적으로 환경은 경제적인 보상을 바라는 부류의 사람들에게 희생이 되어왔다. 환경의 보전은 그것을 손상시키면서 얻어지는 경제적인 보상에 비해 피해가 매우 크다고 보여 진다. 현재 국내의 4대강 유역에 위치한 많은 공장들에서 다양한 산업폐수가 배출되고 있으며, 생활의 편의를 위해 수많은 화학물질들이 개발되고 사용되어 최종적으로 하천으로 유입되고 있다. 현재 전 세계적으로 수십만종의 화학물질이 유통되고 있으며, 몇몇 화학물질들은 인간의 편의에 의해 사용되었다가 이로 인한 심각한 환경문제가 심각하게 대두되어 사용이 중지되기도 한다. 하지만 한번 환경 중으로 유입된 화학물질은 쉽게 분해되지 못하고 그 이후로도 지속적으로 인간에게 영향을 미치고 있다. 현재 국내의 하천은 기존에 BOD, COD, SS, TN, TP 등 영양염류를 중심으로 관리하고 있으나, 향후에는 유해화학물질로 인한 위해성이 증가될 것으로 예측되고 있다. 지속적으로, 산업폐수 처리장에서 방류되는 방류수나 공공수역 등에서 유해물질에 대한 모니터링이 수행되고 있으나, 하천 생태계의 건강성을 확보하거나 인체에 대한 위해성을 예측하기에는 유해 화학물질에 대한 정보, 생태위해성 자료, 수계 노출 실태 등에 대한 자료가 많이 부족한 실정이다. 새로운 화학물질로 인한 수질오염으로부터 건강한 수 환경을 조성하고 지켜나갈 필요성이 점점 커지고 있다. 국민건강과 생태계 및 환경상의 위해를 예방하고, 지류 및 본류하천 등 공공수역의 수질 및 수생태계를 적정하게 관리 보전하기위해서는 각 수계별 환경유해물질에 대한 실태조사와 지속적인 연구가 필요하다. 본 과제의 연구 목적은 새로운 화학물질에 대한 수질환경기준마련을 위한 기초조사로 유해물질에 대한 수질규제 현황과 수질기준 등을 조사하는 한편, 영산강 수계 지천 중심을 대상으로 유해물질의 실태를 조사하고 검출유해물질에 대한 스크리닝단계의 위해성을 평가하고자 하였다.
III. 조사연구의 내용 및 범위
당해 연도 '수계별 잠정관리 유해물질 실태조사 및 오염경로조사' 사업에서의 내용은 2013년 국내외 수질기준 조사, 정도관리 및 유해물질 분포실태조사, 위해성 평가, 조사자료 데이터베이스(DB) 구축에 있다.
본 연구에서는 문헌 연구와 외국에서 제안한 수질기준을 바탕으로 조사사업의 물질별 검출수준에 대한 인체 위해성을 평가하였다. 여러 국가에서 제안한 수질기준과 그 도출 근거에 대한 자료를 조사하였다. 또한, 인체 및 생태위해성 자료들을 바탕으로 위해성 평가에 요구되는 분석결과를 도출하기위한 분석방법을 마련하였으며, 분석 결과에 대한 검증을 위해 요구되는 모든 분석절차(시료채취, 수송 및 보관, 전처리 및 분석, 데이터검증)에 이르기까지 각 단계에서의 정도관리를 수행하였다. 분석결과의 신뢰도를 바탕으로 시기별 지역별 오염물질의 분포실태 조사자료를 데이터베이스(DB)화 하였다.
영산강·섬진강 중권역 대표지점 중 선정된 20개 지점에 대한 19가지 항목의 잠정관리 유해물질 실태조사를 통한 환경시료 측정 및 분석 기술정립, 위해성 평가, 새로운 유해물질의 수질 기준안 마련을 위한 기초자료를 제공하고자 하였다.
IV. 조사연구결과
Dicamba는 영산강 상류(대전천, 지석천)와 중류(영산천)지점에서 총 4회 검출되었다. 검출 농도는 캐나다 담수수질기준(10,000 ng/L)에 비해 약 100배 낮게 검출되었다. Metolachlor는 중영산강 중류(영본C, 1차시료)에서 약 500 ng/L가 검출되었으며, 고막원천 4차시료, 함평천 4차시료, 무안1 1차 시료에서 독일 수생태 보호기준(200 ng/L)을 초과한 것으로 나타났다. 앞서 언급한 바와 같이 호수 내 반감기는 약 11일 휴믹 물질 존재 시 210일로 증가하게 되지만, 본 연구는 강을 대상으로 하기 때문에 지속적인 모니터링을 통해 검출 특성을 파악할 필요가 있을 것으로 판단된다. Thiophanate-methyl의 경우, 전 수계에서 160 ng/L 이하의 낮은 검출 수준을 나타내었으며, 국외 수생생물 수질기준이 없어 오스트레일리아의 먹는물 수질기준(90ug/L)과 비교하였다. Chlorpyrifos의 경우, 영산강 중류 내 영산천 3차 시료에서 약 120 ng/L로 유럽연합의 수생생물 보호기준(100 ng/L)을 초과하여 검출되었으나, 그 하류인 죽산 3차 시료에서는 검출되지 않았다. 영산천을 제외한 영산강 및 섬진강 시료에서 국제 수질기준보다 낮게 검출되는 것으로 보아 수생태계 내 위험성은 없을 것으로 판단된다. Pentachlorophenol의 경우, 캐나다 수생생물 수질기준은 500 ng/L로 현재 검출된 수준은 이보다 25배 낮은 수준에서 검출되었다. Methidathion의 최대 검출농도는 영산강 중류 영산천 4차시료에서 약 90 ng/L로 검출되었으나, 오스트레일리아에 인체 수질기준(6000 ng/L)보다 매우 낮은 수준이었다. 생태기준이 없고, 환경 중 반감기가 짧은 것으로 보아 환경 중 독성이 낮을 것으로 판단된다. Pendimethalin의 최대 검출농도는 영산강 하류 고막원천 4차 시료에서 영국 담수생물 보호 수질기준(1,500 ng/L)의 1/3 수준으로 검출되었다. 대부분 기준치 15배 이하에서 검출되었으며, 수생생물에 영향을 미치지 않는 수준으로 검출되었다. 4-n-nonylphenol의 영산강과 섬진강 전역에 걸쳐 100 ng/L 수준에서 검출되었다. 검출농도 대부분은 캐나다 담수수생생물 보호를 위한 수질기준(1,000 ng/L)의 1/10 수준 이하이다. 100 ng/L를 초과하여 검출된 지점은 영산강 상류 중 대전천 3차시료, 광주2-1 1차시료이며, 영산강 중류와 하류 및 섬진강에서는 100 ng/L이하로 검출되었다. 하류로 내려갈수록 검출농도가 감소되는 것으로 보아 대부분의 오염원은 상류에 집중되어 있으며, 하류로 이동함에 따라 희석되는 것으로 판단된다. 내분비계 장애물질 중 ethynylestradiol(EE2)는 검출되지 않았으며, 그 외 물질은 정성적으로 검출되었다.
V. 결론
환경기초조사사업 2013년도의 주요 연구내용은 1) 정도관리 기준설정을 위한 국외 수질기준조사, 2) 유해화학물질의 물리·화학적 성질 조사, 3) 모니터링을 위한 정도관리 연구, 4) 모니터링 결과 도출, 5) 생태위해성평가로 요약된다. 본 연구의 결과를 통해 2015년까지 수생생물 보호를 위한 수질기준 도출의 기초자료로 활용할 예정이다. 본 연구의 결론은 다음과 같다.
북미와 유럽의 수질기준이 조사되었으며, 가장 낮은 수생생물 기준의 1/10 수준으로 검출한계를 정의하였다. 분석법 연구를 통해 수질기준 1/10 수준을 만족하지 못하는 경우 4대강 회의를 통해 현재 분석기술수준을 고려하여 검출한계를 조정하였다. 또한, 국외 화학물질 데이터베이스를 이용하여 유해화학물질의 물리·화학적 성질을 조사하였으며, 이를 통한 환경 중 거동을 예측하였다. 분석 정도관리는 국제적으로 공인된 시험방법 및 표준작업지침서에 준하여 수행되었으며, 연구기관 내 보유장비 및 분석항목 동시분석 가능성에 따라 구분되어 적용되었다. 각 유기오염물질의 별 검량선 상관성 분석결과 0.9774~0.9997의 높은 상관도를 확인하였다. 국외 수질기준 조사를 통해 검출한계를 수질기준 10분의 1수준으로 도출하였으며, 본 연구를 통해 미량분석을 위한 표준공정시험기준 도출 시 활용될 수 있도록 하였다.
공통항목 중 검출항목은 dicamba, metolachlor, thiophanate-methyl, chlorpyrifos, pentachlorophenol, methidathion, pendimethalin, 4-n-nonylphenol이며, 내분비계장애물질 항목 중 ethynylestradiol(EE2)는 검출되지 않았다. 공통항목 중 국외 수질기준을 초과하여 검출된 항목은 metolachlor, chlorpyrifos이며, 내분비계 장애물질 항목은 LC/MS/MS의 민감도 변화 때문에 EE2를 제외한 항목들이 정성적으로 검출이 되었으나 정량화는 별도의 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구는 수생태 보호를 위한 수질기준에 활용하고자 진행되었으며, 국내 생태독성관리제도 내 기준 생물종으로 설정되어 있는 물벼룩(Daphnia magna) 독성값을 활용하여 환경위해성평가를 수행하였다. 위해성평가는 측정된 데이터 중 90 백분위수를 활용하여 최악의 노출시나리오를 고려하여 수행되었으며, 그 결과 chorpyrifos의 위해성지수(risk quoteint) 3.18로 나타났으며 추가적 모니터링이 필요할 것으로 판단된다.
VI. 조사연구결과의 활용방안
영산강 수계에 대한 극미량 유해물질(농약류, 내분비계 장애영향 물질 중심)환경 중 잔류현황을 파악하여 모니터링 자료를 확보하고, 이를 활용하여 수질환경기준 예비 항목 및 설정(안)을 위한 기초자료로 제공하고자 하였다. 이러한 잠정관리 유해물질들이 영산강수계에 미치는 영향을 규명할 뿐만 아니라 환경 정책 결정과 수질관리의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 또한 이를 위한 극미량 유해물질 모니터링을 위한 체계적인 분석 방법을 확립할 수 있을 것으로 기대된다.
환경적 효과
- 영산강 수계 중권역 주요 지천 극미량 유해물질 DB 구축
- 극미량 유해물질 분석법 확립
- 극미량 유해물질이 영산강 수생태계 및 인간 건강에 미치는 영향 예측
- 영산강 수계 극미량 유해물질 관리 우선순위 도출
- 수질환경기준 예비항목 및 설정(안) 제시를 위한 기초자료 확보
활용 방안
- 수질환경기준 예비 항목 및 설정(안)을 위한 기초 자료로 활용
- 수질 오염 사고 시 오염원 추적 및 파악을 위한 기초 자료로 활용
- 안전한 수질 및 수생태계 관리를 위한 기초 자료로 활용
- 영산강 수계 잠정관리 유해물질 관리 방안 제시 가능
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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