우리나라 하천·호소 DO (용존산소) 농도 큰 문제없어 
총인·병원성 미생물 농도는 너무 높아
병원성 미생물 주요 발생원은 하수처리장 방류수와 하수관거 월류수

일반적으로 하천수와 호소수에는 자연적인 요인과 인위적인 요인에 의해 많은 물질이 혼합되어 있다. 그러나 물 속에 있는 모든 물질이 수질오염물질은 아니다.

‘물이 천연적으로 가지고 있는 물리적·화학적·생물학적 또는 세균학적 특성이 상호 연관된 자연적, 인위적 요인에 의해 변화함으로써 사람의 물 이용에 지장을 초래하거나 물 환경에 변화를 야기시켜 수중생물에 악영향을 주는 상태로 변화하는 것’이라는 수질오염의 정의에 해당되는 물질만이 수질오염물질이다.

이와 같은 수질오염물질이 지역에 따라 달라지는 것은 물론 하천과 호소별로 달라질 수 있고 시간의 흐름에 따라 달라질 수도 있다. 그것은 주로 인위적인 요인에 의해 새로운 수질오염물질이 하천과 호소에 유입되거나 기존의 수질오염물질의 유입량이 변화할 수 있기 때문이다.

상수원을 제외한 우리나라의 하천과 호소의 수질목표는 “물고기 뛰놀고 멱 감을 수 있는 물”이다. ‘물고기 뛰놀고’는 물 생태계를 건강하게 유지할 수 있는 수질을 말하며 ‘멱 감을 수 있는’은 수영, 유선행위 등 사람의 친수활동에 적합한 수질을 말한다. 

생태적 건강한 하천과 호소 수질

수질목표는 특정 하천과 호소의 수질에 결정적 영향을 미치는 수질오염물질과 그 수질오염물질별 한계농도라는 2개의 요소로 구성되며, 하천과 호소의 물의 용도에 따라 수질오염물질과 그 한계농도가 달라질 수 있다.

생태적으로 건강한 물의 수질을 결정하는 주요 수질오염물질은 수소이온농도(pH)와 용존산소(DO), 부유물질(SS) 및  총인(T-P)이다.

pH는 물 속에 있는 많은 화합물과 상호 작용하여 독성을 증가시키거나 하천이나 호소의 바닥에 있는 중금속을 용출시켜 수중생태계에 나쁜 영향을 준다. 생태적으로 무해한 pH의 수중농도는 담수의 경우 6.5∼9.0mg/L이고 해양의 경우 6.5∼8.5mg/L이다.

DO는 물고기 등 산소호흡을 하는 수중생물의 번식과 성장을 위한 중요한 물질이다. 수중생물에 대한 DO의 영향은 수중생물의 종류와 성장단계에 따라 달라진다.

맑은 물에 사는 수서생물의 경우 DO의 농도가 9mg/L가 되면 산란된 알의 부화에 약간의 나쁜 영향을 미치게 되고, 7mg/L가 되면 아주 나쁜 영향을 미치게 된다. 탁수 수서생물의 경우에도 DO의 농도가 5.5mg/L 이하가 되면 번식과 성장에 나쁜 영향을 미치게 된다.

부유물질은 수중생태계에 여러 가지 나쁜 영향을 미친다. 물 속의 부유물질은 물고기의 아가미에 부착하여 물고기를 죽이거나 성장률을 둔화시키고 질병에 대한 저항력을 감소시킨다. 부유물질은 산란된 물고기 알의 부화를 방해하기도 한다.

하천이나 호소바닥에 침전된 부유물질은 무척추동물의 생육에 치명적인 영향을 미친다. 생태적으로 무해한 부유물질의 농도는 계절적으로 설정된 기준농도의 10%를 초과하지 않아야 한다.

과도한 총인, 수중생태계에 악영향

과도한 총인의 존재는 하천과 호소의 수중생태계에 나쁜 영향을 미친다. 하천에서 혐오감을 주는 수생식물의 성장을 방지하기 위한 총인의 허용농도는 0.05mg/L이며, 호소의 부영양화를 방지할 수 있는 총인의 최대 허용농도는 0.025mg/L이다.

우리나라 대부분의 하천과 호소의 DO 농도는 Ⅰa등급인 7.5mg/L 를 넘어서고 있다. DO의 농도에 결정적인 영향을 미치는 생물화학적 산소요구량(BOD)과 DO의 관계를 보면 BOD의 농도가 높을수록 DO의 농도가 낮아지는 것으로 나타난다([그림 1] 참조).

생태적으로 건강한 하천의 총인의 최대 허용농도는 0.05mg/L이고 호소의 부영양화를 방지할 수 있는 총인의 최대 허용농도는 0.025mg/L이다.

4대강 본류의 중상류 수역의 총인 농도는 0.05mg/L 이하 수준으로 나타나고 있으나 하류수역의 총인 농도는 대부분 0.1mg/L 수준을 넘어서고 있다.

인구밀집지역을 관류하는 금호강, 광주천, 왕숙천, 탄천 등의 경우에는 총인의 농도가 최대 1.26mg/L로 나타나고 있으며, 혐오성 수서생물의 번성으로 수중생태계가 파괴되고 있다([그림 2] 참조). 더욱이 우리나라의 하천은 댐과 보의 설치로 유속이 느려지면서 하천형 호소의 성격이 짙어져 총인으로 인한 부영양화 현상의 발생이 보편화되고 있다.

수영이나 유선행위 등 사람의 몸과 물이 직접 또는 간접으로 접촉하는 친수활동에 중대한 영향을 주는 하천과 호소의 주요 수질오염물질은 병원성 미생물, 총인 및 부유물질이다. 수인성 전염병은 물을 음용하였을 경우에 주로 발생하지만 수영 등 신체접촉을 통해서도 발생할 수 있다.

총인은 유속이 느린 하천과 호소의 부영양화의 원인물질이지만 혐오성 수서생물의 번성을 가능하게 하여 심미적 공해를 일으키기도 하고 해충의 서식지가 되기도 한다. 부유물질은 물을 흐리게 하여 수영 등 친수활동에 방해가 되고 물 속의 장해물을 볼 수 없게 하여 물놀이를 위험하게 할 수 있다.

사람의 친수활동에 가장 위협적인 것은 물 속에 있는 병원성 미생물이다. 물 속에 있는 병원성 미생물의 종류가 많고 직접측정이 어려운 것이 많기 때문에 병원성 미생물을 직접 측정하는 대신 지표미생물을 측정하여 병원성 미생물의 존재여부를 판단하는 방법이 세계적으로 널리 사용되고 있다.
 
우리나라는 이러한 병원성 미생물의 지표로 총대장균군과 분원성대장균군을 사용하고 있다. 현재 Ⅰa등급 수질의 총대장균군 농도는 50개/100mL이고 분원성대장균군의 농도는 10개/100mL이다.

그리고 Ⅰb등급과 Ⅱ등급 수질의 총대장균군과 분원성대장균군의 농도는 각각 500개/100mL와 100개/100mL, 1천 개/100mL와 200개/100mL이며, 총대장균군과 분원성대장균군의 농도가 각각 5천 개/100mL 와 1천 개/100mL 이상이면 Ⅲ등급 수질 이하가 된다.

그러나 우리나라 대부분의 하천의 총대장균군과 분원성대장균군의 농도는 100mL 당 낮게는 수천 개, 높게는 수만 개 내지 수십만 개에 이르고 있다.

한강의 경우 팔당댐을 기준으로 하류로 내려갈수록 총대장균군과 분원성대장균군의 농도가 높아져 측정지점 팔당에서는 총대장균군과 분원성대장균군의 농도가 각각 373개/100mL 및 35개/100mL로, 이것은 Ⅰb등급의 수질이나 하류의 측정지점인 보광의 총대장균군과 분원성대장균군의 농도는 각각 2만4천425 개/100mL 및 4천90개/100mL로 Ⅰa등급 수질의 400∼500배에 이른다([그림 3] 참조).

이와 같이 우리나라 대부분의 하천이 병원성 미생물로 크게 오염되어 있는 것은 하수처리장의 살균소독이 불충분하여 방류수 중 병원성 미생물 농도가 너무 높은 것과 하수관거 정비가 제대로 되지 않아 하수관거 월류수 중의 병원성 미생물이 그대로 공공수역으로 유입되기 때문이다.