박 재 광 교수(미국 위스콘신대학 건설환경공학과)
전문인력 결여·잦은 인사이동이 상수도 발전 저해
수돗물 수질, 급격히 향상되었지만 국민 공감대 얻기에 역부족
한국은 70년대 이후 지속적인 경제발전과 더불어 국민의 의식도 선진화되었으나, 수돗물의 수질에 있어서는 아직도 국민의 공감대를 이루기에는 역부족인 듯 하다.
주요 이유로는 상수원 보호구역 원수에서의 빈번한 조류발생경보, 수돗물에서의 녹물발생 및 미세particle 함유 그리고 바이러스의 위험도 등 수돗물 불신임에 대한 매스컴에서 많은 발표가 잇따르고 있으며, 특히, 실질적으로 문제가 되는 크립토스포리디움과 같은 원생동물에 대한 대책은 거의 전무한 상황이다. 이러한 문제를 극복하고 국민의 불신을 불식시키기 위해서는 보다 적극적인 대처를 하여야 한다.
또한, 아직은 정수장의 설계 및 설비 능력 등은 선진국 수준보다는 아직 미숙하고 최소한의 유지·보수만을 해 왔기 때문에 낙후 시설이 많다. 정수장의 운전요원을 전문화시키기까지에는 통상 동일 분야에서 많은 경험과 시간을 요하나 잦은 인사이동 때문에 기술축적을 하는데 문제가 있다.
현재 한국에는 상수도 분야에 전문지식을 가진 고급인력이 있으나, 아직은 선진외국에 비교하여 운영체제나 처리기술수준이 못 미치고 있다. 향후, 국민소득의 향상 및 현재의 국민적 욕구를 참조하여 장·단기적 기술보완 및 뉴테크 기술적용 계획이 절실히 필요하다.
상기한 문제점을 하나씩 분석하고 한국의 상수도 발전에 대한 방향을 제시하려 한다.
이취미·저류조 청결·녹물 문제가 수돗물 불신 불러
크립토스포리디움 등 원생동물 적극적으로 대처해야
1. 수질 현황
한국의 대형 정수장의 경우 수질은 대부분 규제치 내에 있어 마시기에 적합하나 소형 정수장의 경우 운전 미숙, 설비의 낙후 등으로 인하여 수질에 문제가 발생할 가능성이 많다. 또한 정수장을 설계용량에서 운전 할 경우 시설 상의 문제로 인하여 수질을 운전 목표치까지 맞추기 어려운 실정이다. 환경부에서는 수질검사항목을 계속 늘려가고 있으나 탁도, pH, 알칼리도, 경도, 염소잔류농도 등 운전에 필요한 인자 이외에는 각 정수장에서 분석하지 않고 지정 실험실에서 연 4회 시료를 채취해 분석함으로써 실험기기나 요원의 중복투자를 방지하고 정수장 설비에 더 많은 투자를 할 수 있도록 유도하여야 할 것이다. 또한 규제치를 강화하고 있으나 이에 따른 비용은 지자체에 일임하여 예산 확보에 어려움을 겪고 있어 규제치를 안정적으로 맞추는데 문제가 발생할 여지가 있다.
많은 정수장이 지아디아에 대한 규정을 맞출 수 있도록 정수지의 용량을 확장하고 도류벽을 설치하였으나 아직도 미비한 정수장이 상당수 있다. 크립토스포리디움에 대한 미국의 규정을 맞출 수 있는 정수장은 현재 거의 전무한 형편이다. 한국의 대다수 정수장은 미국의 정수장에서 생산하고 있는 수돗물에 비하여 수질이 떨어지는 것은 사실이다. 예를 들면 미국에서는 역세척 후 고탁도의 여과수를 초기 탁도를 시동방수를 하거나 고분자 응집제 주입이나 운전상의 개선으로 0.1 NTU 미만이 되어야 비로서 정수지로 보내나 한국의 경우에는 이러한 시동방수를 철저하게 하는 정수장이 드물다.
Particle count의 경우 2㎛ 이상의 경우 0∼2개/㎖ 사이의 여과수를 생산하나 한국의 정수장에서는 보통 10에서 50개/㎖ 이상까지도 기록되고 있다. 물론 한국 정수장의 여과수가 세계에서 권장하는 수질기준에는 부합된다고 말할 수 있지만 아직도 개선할 사항이 많다. 한국의 여과지는 작은 예산으로 용량이 큰 정수장을 건설하였기 때문에 수질보다는 양에 중점을 두었다.
따라서 많은 여과지는 전세계의 어느 정수장에서도 볼 수 없는 저렴한 한국형으로 건설될 수밖에 없었다. 이러한 여과지를 선진국 수준의 여과수 수질로 안정되게 생산하는 유일한 방법은 설계용량의 50% 미만으로 생산하는 것이다. 한국의 많은 여과지는 사실 여과지로 부르기에 부적합한 설비들이 많이 있는 실정이다. 따라서 현재의 운전방법 또는 시설수준으로는 조류가 발생하거나 홍수로 인하여 탁도가 증가하는 비상시의 경우에는 용이하게 대처하기 어렵다. 할 경우 수질 사고가 날 가능성이 많다.
큰 수질사고 없이 수돗물을 생산하는 것은 정수장 운전요원이 혼신을 다하여 운전하기 때문일 것이다. 미국의 경우 설비를 완벽하게 설계하고 시공하기 때문에 운전요원이 큰 신경을 안 쓰고 용이하고 안전하게 정수장을 운전하고 있는 것에 비하면 한국은 아직도 갈길이 멀다. 문제는 설비는 선진국을 따라가지 못하는데 외형적으로 정수장 근무인력만 감소시키는 것이다.
이제 정수장 설비는 식품가공공장에 버금가도록 청결한 상태에서 최상의 설비를 갖추어야 한다. 저가의 정수장은 국민의 불신만을 야기시키고 운전사고가 날 가능성이 많기 때문이다.
이취미 문제는 고도정수처리를 하는 약 17%의 정수장을 제외하고는 빈번하게 발생하고 있으며 이로 인하여 수돗물의 불신이 커지고 있다. 또 다른 수돗물의 불신은 단수시 또는 옥내배관의 부식으로 인한 녹물 발생이다. 현재 수도관 총 연장 중 설치 후 21년 이상 경과된 관은 11.7%이며, 16∼20년 사이는 16.4%, 11∼15년에는 25.5%, 6∼10년에는 25.2%, 5년 이내는 21.2% 이다(환경부, 2003).
이러한 수치는 선진국과 견줄 수 있을 정도로 많은 노후관이 교체되었다. 그러나 주철관이 34%를 차지하여 방청액 주입의 필요성이 절실하다. 한국의 수돗물은 경도가 낮고 알칼리도가 낮아 응집제 주입 후 pH가 7 이하로 떨어져 부식성이 강하다. 따라서 pH 조절 및 인(P)을 함유한 방청액을 정수장에서 정량으로 주입하는 것이 바람직하다.
아파트 등의 저류조에 대한 국민의 불신도 심각하다. 정기적으로 청소하도록 법으로 규정되어 있고 정부에서도 많은 신경을 쓰나 저류조에 대한 불신을 부식시키지 못 하여 정수기를 설치하는 가정이 많이 늘고 있는 실정이다. 보다 적극적으로 저류조 관리에 신경을 쓰고 가급적이면 직접 공급하는 시설로 교체하는 것이 바람직하다.
한국의 수돗물은 대부분 수질기준에 맞으나 선진국의 수질에는 미달하고 이취미, 저류조 청결, 녹물 문제로 인하여 국민의 불신을 사고 있다. 정수장을 개량하고 저류조 관리를 철저히 하며 방청액을 주입하여야 한다.
기자재, 관리 용이한 것 선정을…최저가 구매 관습 버려야
전국 700개 정수장 선진국 수준 올리기 위해선 5조원 필요
2. 상수도 기술인력
2002년 12월말 현재 상수도 업무에 종사하는 인력은 총 1만5천218명으로 이중 행정직이 11.7%, 기술직이 21.5%, 기능직이 41.2%, 청경 및 일용직 등이 25.7%이다. 행정직 및 기타 부수인원이 선진국에 비해 월등히 많으며, 이를 기술적으로 보조하는 용역회사의 전문인원은 수백명 밖에 안되며 전문화도 이루어지지 않고 기술 축적도 제대로 되어 있지 않은 실정이다.
특히 상수도에 투자하는 금액이 한정되어 있고 노후관 교체와 같이 한 분야에 집중적으로 일이 몰려 전문가를 양성할 여건이 갖추어져 있지 못하다. 선진국과 같이 상수도 분야를 국가 기간산업으로 일정수 이상의 전문가 집단을 이룩할 수 있도록 지속적인 투자가 필요하다.
대부분의 상수도 전문인력들은 공공기관에 근무하는 인력으로 수십년의 경력을 가진 경우도 있으나 대부분 정기적인 인사이동으로 인하여 상수도에서 전혀 다른 분야로 발령을 받아 기술축적이 제대로 이루어지지 못 하고 있다. 따라서 정수장의 인력의 전문화 및 고급화를 위하여 정수장은 수질특성이 유사한 권역별로 분류하여 광역화하고 정수장 근무자는 유사분야에만 근무하여 완전히 설비를 습득하도록 하며 평생근무지 개념을 도입하여 근무자로 하여금 운전하기 편하고 사고를 방지하는 설비를 갖추는데 힘을 쓰도록 하여야 한다.
환경부 및 관련 단체에서는 상수도 분야가 국가 기간산업이 될 수 있도록 체계적인 예산확보와 계획 하에 상수도 전 분야에 걸쳐서 사업이 있도록 하여 각 분야의 전문가를 양성할 수 있는 여건을 마련하여야 한다. 또한 상수도 관련 기술자의 위상을 높이기 위해서 오퍼레이터 자격증 등을 실시하고 인센티브를 주도록 하여야 한다.
퇴직을 한 후 용역회사나 설비회사에 취직하여 영향력을 행사하여 공사를 수주하는 병폐는 지향되어야 한다. 운영자가 원하지 않은 공정이 위에서 결정되어 일방적으로 공사가 실시되어 원성을 사고 예산 낭비를 하는 경우가 발생할 소지가 많기 때문이다. 운영자가 정수장의 설계나 개량계획에 적극적으로 참여하도록 하고 기기도 가급적이면 유지·관리 측면에서 용이한 것으로 선정하여 최저가의 기기를 구매하는 관습을 버려야 할 것이다.
미국의 경우 운영자가 직접 용역회사와 상담하여 고가의 장비를 구입하는 경우가 많으나 한국은 입찰방식, 감사 등에 의하여 운영자가 소신 것 원하는 설비를 구매하지 못하는 경우가 많아 설치 후 비효율적으로 운전되고 있다. 경험은 많으나 최신 기술 정보에 어두운 전문가가 퇴직 후에도 같은 정수장의 개선사업에 관여할 경우 새롭고 효율적인 설비를 갖추는데 한계가 있기 때문에 경험은 이용하되 너무 의존해서는 안될 것이다.
한국의 소위 상수도 전문가 중 선진국에서 보면 엄밀하게 전문가가 아닌 사람도 있을 수 있다. 공부는 안 하고 현장경험도 없는 사람들이 단지 여기저기 불려 다니면서 전문가인척 하면서 일을 그르치는 경우가 있을 수 있다.
상수도 관련 인원은 현재 아주 고령화되어 있어 젊은층의 양성이 필요하다. 주기적으로 재교육을 통한 기술 보완 시스템 및 교육과정을 활성화시키고 일을 세분화하여 결정권이 한 곳에 몰리지 않도록 함으로써 젊은층과 경험자와의 조화를 이루어 일에 대한 성취감을 고취시키는 방향을 모색해야 한다. 현재의 수직적인 인사체계를 수평화, 전문화하여 팀별로 운영하도록 하며, 전문가를 양성시켜야 할 것이다.
이제 상수도는 연 5조원에 해당하는 막대한 기간산업으로 자리를 차지하고 있으나 국민들의 불신과 전문가 집단의 부재로 제자리를 찾지 못하고 상수도 관련 전문가의 지위 향상을 이루지 못하고 있다. 전문화 할 수 있는 방안을 마련하여 기술축적을 해나가야 할 것이다.
수돗물, 이대로 가다간 허드렛물 전락 우려…대책 시급
젊고 유능한 인재 소신있게 일할 수 있는 여건 마련돼야
3. 정수장 설비
한국의 정수장 시설 대부분은 현재 전통적인 방법을 그대로 사용하고 있고, 최근에 도입된 고도처리방법은 선진국의 기술사례를 국산화하여 적용하거나 계획 중에 있다.
환경부에서 발주한 한국의 고도처리 현황에 대한 용역에서는 단지 현황을 조사하고 문제점만 제시할 뿐 개선책에 대한 언급이 없다. 기존 정수장의 경우 모두 기준치에 맞기때문에 아무 문제가 없다고 하나, 사실 현장을 방문해 보면 시설이 노후화 되어 도저히 수돗물을 생산할 수 있을 것 같지 않은 곳이 많이 있다. 이제는 “괜찮다”, “아무 문제없다”라는 상습적인 말만 할 것이 아니라 문제의 발생빈도수가 높거나 예측되는 정수장은 개량 또는 고도처리화 하고 오래된 것은 과감히 버리고 새로 건설하여야 한다.
700개 이상의 정수장을 선진국 수준으로 올리기 위해서는 적어도 2조억원이라는 예산이 필요할 것으로 예상된다. 정부와 국회에서는 이러한 재원을 시급히 마련하여야 할 것이다. 수도료를 현실화하고, 공사화하여 현장운영요원 이외의 행정요원, 본부요원 등 불필요한 인원을 감소시키고, 시설개선으로 인한 효율적인 운영으로 상수도사업이 경영 합리화가 이루어 질 경우 이러한 재원을 충분히 회수할 수 있을 것이다.
환경부에서는 지난 십여년 동안 수처리 선진화 기술개발의 일환으로 막대한 연구비를 투자하였다. 그러나 아직도 상수도 관련 기술이 향상되지 않았고 정수장도 개선이 되지 않고 있다. 그 예산을 차라리 정수장 개량사업에 사용하였다면 지금 수돗물을 생산하기에 부적합한 정수장을 일부만이라도 개량하여 국민이 안심하고 마실 수 있는 물을 생산할 수 있었을 것이다.
환경부에서 투자하는 연구는 미국의 경우 용역회사에서 거의 대부분 기술 확보한 것으로 투자 효율성이 의심된다. 미국의 용역회사에 상응하는 회사가 한국에서도 성공한다면 환경부에서는 정책이나 특정기술에 대한 연구투자만 하고 나머지는 보조금으로 현장에 투자하도록 유도하여야 할 것이다.
미국에서 정수장이 민영화가 안 되는 이유는 바로 엄청난 기술축적을 한 용역회사가 각 정수장의 설계, 운전, 유지·보수에 관여하여 최적의 운전 합리화를 하였기 때문에 어느 누가 운전을 하여도 더 이상 잘 할 수 없기 때문이다. 따라서, 국민의 안전한 물 공급을 위하여 시급을 요하는 기술은 선진외국의 기술 도입 등을 통한 열린기술정책도 필요하다.
한국의 경우 공무원 체제 하에서는 한계가 있다. 시설개선, 투자를 하는데 감사를 두려워하고 내가 있는 동안에는 아무 일도 안 하는 복지부동 자세를 취하는 한 한국의 상수도 발전에는 한계가 있다. 상수관련 부서장이 행정직이 퇴직 전에 머무는 곳으로 활용되고 최고 책임자가 행정직으로 6개월, 1년이 안되어서 이동하는 한 상수도 발전은 갈 길이 멀고 말로만 안전한 수돗물을 생산한다고 하지만 선진국 수준의 수돗물을 생산하기에는 역부족이다.
한국의 정수장이 보다 나은 안전한 식수를 공급하기 위해서는 첫 번째 구조적인 문제점으로 목표수질에 못미치는 수질을 생산하는 정수장은 우선적으로 시설개선을 하거나, 개선에 한계가 있는 경우는 신설하는 경우가 더 경제적일 경우가 많다. 두 번째, 공정이 너무 틀에 박혀 있어 원수의 수질에 맞는 공정을 배합하는 기술을 터득하여야 한다. 세 번째 multi-barrier 개념의 완벽한 수돗물을 생산해 내는 공정을 갖추어야 한다. 예를 들면 소독을 염소에만 의존하지 말고 오존이나 UV에 의해 소독하여 완벽하게 살균을 하는 것이다. 또 여과지도 단층여과가 아니라 다층으로 하여 유기물질 제거를 함과 동시에 탁질도 제거하는 방식도 고려해 보아야 한다.
현재 미국에서는 이취미 문제로 한국과 같이 오존 및 생물학적 활성탄 여과지를 많이 도입하고 있다. 오존 사용시 활성탄을 미생물이 번식하여 유기물질을 생분해 할 수 있도록 하여 흡착에 의존하지 않음으로써 고가의 활성탄을 교체하지 않고 있다. 오존은 대부분 액체산소나 대형 정수장의 경우 현장에서 산소를 발생하여 생산해 내고 있어 수년 전에 비해 초기시설비나 운전비가 50%까지 감소되었다. 따라서 이제 오존은 비싼 공정으로 간주되고 있지 않다. 접촉시간은 8분에서 40분으로 되어 있다. 접촉시간이 짧은 경우는 단지 이취미 문제를 해결하기 위한 것이며 40분 이상의 접촉시간은 원생동물을 살균하기 위한 것이다.
최근 EPA의 새로운 Ct값으로 보면 수온이 낮은 경우 오존도 원생동물의 살균효율이 현저히 떨어져 오존으로 Ct값을 맞추는 것은 비경제적인 것으로 알려져 있다. 따라서 오존은 이취미 물질 제거, 유기물질 산화, 바이러스 및 미생물 살균, 부분적 원생동물 살균에만 적용되어야 한다.
원생동물의 살균에 대한 대안으로 2002년 8월 미국 EPA에서는 UV를 원생동물의 살균에 가장 효율적이고 경제적인 것으로 인정하였다. 특허권 상에 문제가 있으나 특허료 지불여부에 관계없이 UV가 한국에서도 가장 경제적인 것으로 사료된다. 특허료는 톤당 약 2∼5원 정도이나 형편에 따라 일시 기술료를 지불하던지 다른 목적으로 사용한다는 증거를 제시할 경우 특허료을 지불하지 않을 수도 있다. 제일 최신 기술이고 전 세계적으로 특허가 인정도고 있는 UV를 한국의 정수에 도입한다면 수돗물에 대한 국민의 신뢰가 향상될 수 있을지 모른다.
여과지의 탁도는 원생동물의 제거를 최대화하기 위하여 0.1 NTU 미만으로 운전하도록 유도하고 있으며 particle counter까지 설치하여 입자수를 최소화하도록 노력하고 있다. 만일 UV를 설치할 경우 여과수의 탁도는 0.5 NTU 미만이라면 큰 문제가 없다. 왜냐하면 UV로 효율적으로 원생동물을 살균할 수 있고, 0.1과 0.5 NTU의 여과수는 육안이나 맛으로 구별할 수 없기 때문이다. 따라서 UV를 설치할 경우 정수장 운영이 매우 용이해지며 여과속도를 증가시킬 수 있어 여과지 면적을 줄여 경비절감을 할 수 있다. 기존설비의 용량을 큰비용을 들이지 않고 늘릴 수 있는 편리한 방법이다.
막(membrane)의 기술이 급속도로 발전하여 한국에서도 많은 관심을 갖고 있다. 원수의 탁도가 95% 이상 1∼3 NTU 정도 되고 단기간 동안 최대 100 NTU 미만일 경우 초기 설비 투자가 일반정수공정의 60% 소요되어 경제성이 있다. 미국에서 막이 도입된 대부분의 정수장은 원생동물을 제거하기 위한 것으로 2002년 8월 이전에 설계가 완성된 곳들이다. 이제는 UV가 막의 20∼30% 비용으로 원생동물을 제거할 수 있기 때문에 최근 1∼2년 동안에 막의 사용은 주로 플로리다주와 같이 염분을 제거할 때 사용되고 있다.
운전비는 일반 정수공정에 비해 동력비와 막 교체 비용 때문에 약 50% 더 소요되는 것으로 알려져 있다. 또한 TOC 제거가 거의 안 되며 이취미 유발물질의 제거에 한계가 있다. 그러나 첨단설비로 작은 면적이 소요되기 때문에 경우에 따라 선정되고 있다. 소규모인 경우 원거리에서 운전하기에 용이하나 막이 찢어지는 경우에 대비하여 integrity(보존성) test를 8∼24시간 간격으로 하여야 하며 막을 보수하기 위해서는 현장에 운전요원을 내보내야 한다. 현장의 조건에 따라 선별해서 사용할 경우 최상의 수돗물을 생산해 낼 수 있다. 막의 수명은 원수의 수질과 역세척·약품세척에 크게 좌우되며 처리수의 수온이 낮을 경우 처리량이 여름의 절반에 못 미치기 때문에 경험이 있는 회사를 선정하여야 할 것이다. 특히 막의 교체시 부담비용에 대하여 명확히 계약을 체결하여야 한다.
이제는 지금까지 설계해 왔던 방식에서 벗어나 새로운 개념의 정수장들이 신설되고 기존정수장도 개량되어야 한다. 선진국에서 1993년 밀워키시에서 발생한 크립토스포리디움 사고 이후 개발한 여러 기법을 한국에서도 도입하여 한국화하고 자체의 기술을 축적하여야 한다.
4. 결 론
이 글을 쓴 것은 누구의 잘잘못을 가리거나 비평을 하기 위한 것이 아니다. 한국의 상수도가 다시 거듭나기 위해서는 이제 선택과 집중이라는 최후의 결정을 할 시기이기 때문이다. 그렇지 않으면 국민의 건강과 직결이 되는 수돗물을 불신하여 정수기를 달고 약수를 뜨러 다니며 생수를 사먹어 수돗물이 허드렛물로 전략할 것이다.
상수도 관련산업이 하나의 중요한 국가의 기간산업으로 인식되고 시장이 형성되어 젊고 유능한 인재가 소신있게 일 할 수 있는 여건을 마련하여야 할 것이다. 이와함께 선진국의 기술을 습득하고 소화하여 현장에 적용함으로써 온 국민이 정말 믿고 마실 수 있는 수돗물을 생산해야 한다. 이를 위한 2조억원의 예산을 확보할 방안을 강구하여야 한다.
<참고문헌: 환경부 (2003) 2002년 상수도 통계>
박재광 교수
·연세대 도시공학과 졸업
·서울대 도시공학(환경공학) 석사
·영국 뉴캐슬업틴대 도시공학(공중보건학) 박사
·미국 캘리포니아 버클리대 위생공학 및 환경위해연구소 협력연구원
·미국 위스콘신대학 건설환경공학과 교수(현)
·미국 수도협회·국제수질협회·수질환경연맹 회원(현)
·본지 해외리포터 겸 자문위원(현)
·국제과학연맹 및 미 환경청(EPA) 등의 연구프로젝트 다수 수행