팔당호의 총인 오염은
점오염원·비점오염원 모두가 원인
점오염원과 비점오염원별·계절별로 달리 관리해야

“팔당호의 경우 부영양화 발생시기를 선택하여 그 기간 동안에만 적용되는 총인 목표수질을 설정하는 것이 팔당호 총인 관리의 올바른 방향”

팔당호는 경기도 광주군, 남양주시, 양평군 및 하남시에 걸쳐 있는 호소로서 북한강과 남한강이 합류하는 지점에 건설된 인공호소이다. 팔당호 상류 유역 면적은 2만 432㎢이며 만수위 때의 수면 면적은 36.5㎢이다.

수도권 상수원수의 42%를 공급하는 팔당호는 1973년 남양주시 조안면 능내리와 하남시 배알미동 아래배알머리 사이의 협곡에 건설된 높이 28m, 길이 575m의 팔당댐이 건설되어 만들어진 호소이며 총 저수용량은 2억4천400만㎥이다.

[그림 1]에서 보는 것과 같이 팔당호 유입수의 최단 체류기간은 0.6일이고 최장 체류기간은 19일이며 평균 체류기간은 8.9일이다. 4월 초순부터 10월 초순까지 6개월의 기간 동안은 팔당호 유입수의 체류기간이 평균 체류기간보다 짧으나 10월 중순부터 이듬해 3월 하순까지는 그 체류기간이 평균 체류기간보다 길다.

특히, 우기인 7월 중순부터 9월 중순까지의 약 70일의 기간 동안에는 그 평균 체류기간이 2일로 매우 짧다. 팔당호의 이와 같은 수문학적 특성을 고려할 때 비점오염물질이 집중적으로 유입되는 여름철의 수질은 하천수의 오염 특성을 가진다고 볼 수 있다.


 

팔당호 현재 수질은 Ⅲ등급 이하

팔당호의 목표수질은 Ⅰa등급이다(환경부고시 제2006-227호). Ⅰa 등급의 수질은 [표 1]에서 보는 것과 같이 화학적 산소요구량(COD) 2㎎/L 이하, 부유물질량 1㎎/L 이하, 총인 0.01㎎/L 이하, 총질소 0.2㎎/L 이하, 총대장균군 50 MPN/100mL 이하, 분원성대장균군 10 MPN/100mL 이하이다.

그러나 팔당호의 2008년 연평균 수질은 화학적 산소요구량(COD) 4.1㎎/L, 부유물질량 7.5㎎/L, 총인 0.058㎎/L, 총질소 2.365㎎/L, 클로로필-a 16.3㎎/㎥, 총대장균군 178MPN/100mL, 분원성대장균군 83MPN/100mL으로 대장균군을 제외한 다른 수질환경기준 항목들의 수질은 Ⅲ등급 이하이다.


 

팔당호, BOD 수질 큰 문제없어

 2004∼2008년 기간 중 팔당호의 생물화학적 산소요구량(BOD)의 최저, 최고 및 평균 월평균농도는 각각 0.9mg/L, 1.7mg/L 및 1.2mg/L이었다. [그림 2]에서와 같이 유량이 적은 겨울철과 유량이 많은 여름철의 BOD 농도가 비슷하게 나타난 것은 점오염원의 BOD 부하가 연중 일정하다고 가정할 경우 강수량이 많은 7월부터 9월까지는 비점오염원에서 발생한 BOD 부하가 강수량에 비례하여 커진 것이라고 볼 수 있다.  

이와 같이 팔당호의 경우 비점오염원의 부하가 거의 없는 계절에는 BOD의 농도가 1mg/L 수준이고 비점오염원의 부하가 큰 계절에도 BOD의 농도가 비슷한 수준으로 나타났다. 그러나 3월부터 6월까지의 기간 중에는 유량의 증가폭보다는 비점오염원에 의한 BOD 부하의 증가폭이 약간 커서 그 농도가 다소 높아진 것으로 나타났다.


 

이 기간 동안은 비경작기이면서 강수량이 매우 적기 때문에 팔당호의 총인의 농도는 대부분 점오염원에서 배출된 총인의 부하에 의해 결정된다고 볼 수 있으며, 이것은 팔당호 상류에 있는 점오염원의 배출부하를 감축함으로써 팔당호 총인의 농도를 그만큼 낮출 수 있다는 것을 의미한다.


 

그러나 유량이 많은 7월부터 9월까지 3개월간의 총인의 평균농도는 0.08mg/L 수준으로 나타났으며, 그것은 경작기인 여름철의 많은 강수량에 의해 비점오염원인 농경지와 축산시설 등에서 발생한 총인의 부하가 유량보다 더 크게 증가했기 때문인 것으로 볼 수 있다.

[그림 4]에서와 같이 7월부터 9월까지 3개 월 간 팔당호의 평균유입수량은 그 외 기간의 평균유입수량의 약 5배로 나타났으며, 그것은 같은 기간 동안 팔당호 총인의 90%가 비점오염원에 의한 부하라는 것을 의미하고, 비점오염원에 의한 총인의 부하가 큰 7월부터 9월까지의 기간에는 점오염원에 의한 부하를 감축해도 팔당호의 총인 농도에는 10%의 영향 밖에 미치지 못한다는 것을 말한다.

갈수기, 점오염원 감축방안 검토를

이와 같이 팔당호의 총인 농도를 높이는 것은 점오염원과 비점오염원에 의한 총인의 부하 때문이며 좀 더 구체적으로 분석해 보면 강수가 적은 시기에는 하수처리장 방류수나 하수관거월류수(CSOs) 등 점오염원에 의한 총인의 부하가 팔당호 총인 농도에 절대적인 영향을 미치고 강수가 많은 시기에는 비점오염원에 의한 총인의 부하가 팔당호 총인 농도에 절대적인 영향을 미친다는 것을 알 수 있다.

현재 팔당호의 총인의 농도는 연평균 0.05 mg/L로 Ⅲ등급을 나타내고 있으며 목표수질 농도인 연평균 0.01 mg/L인 Ⅰ등급에 비해 턱 없이 높은 수준이다. 그러나 호소의 총인의 농도를 낮추려는 것은 주로 호소의 부영향화를 방지하려는 것이므로 연중 총인의 목표수질을 0.01 mg/L로 설정할 것이 아니라 팔당호의 경우 부영양화가 발생할 수 있는 시기를 선택하여 그 기간 동안에만 적용되는 총인의 목표수질을 설정하는 것이 팔당호 총인 관리의 올바른 방향이 될 것이다.

7월부터 9월까지 기간 중 팔당호 유입수의 체류기간은 평균 2일 정도로 거의 하천 수준의 유속을 가지기 때문에 이 기간 중에는 팔당호를 하천으로 볼 수 있어 높은 총인의 농도로 인한 부영향화의 가능성이 그리 높지는 않으나 비점오염원에 의한 과도한 총인의 부하를 감축하기 위해 농경지와 축산시설 등 비점오염원에 대한 최선관리기법(BMP)을 적용하는 방안을 검토할 필요가 있다.

또한 수온이 상승하는 5월과 6월에는 팔당호 유입수의 체류기간이 길고 총인의 농도가 0.04mg/L 수준으로, 강수가 많은 여름철에 비해 그 농도가 낮기는 하나, 부영양화 발생 가능성이 있으므로 점오염원에 의한 총인의 부하를 감축하는 방안을 검토할 필요가 있다.