생활하수, 하천수질에 절대적 영향 미쳐
하수처리장 방류수 기준, 1등급 수질기준 보다 10배 높아
(BOD 10mg/L) (BOD 1mg/L)
4대강 수질오염문제 해결 열쇠는 생활하수의 철저한 처리
“생활하수로 인한 하천 수질오염 원인은 하수관거 등 생활하수 수집체계 불완전성과 하수처리장 방류수 수질기준이 너무 높기 때문”
수질오염의 발생원은 생활하수, 산업폐수, 축산폐수 등과 같은 점오염원과 산림, 농경지, 도시나 공장, 도로 등에서 유출되는 유출수와 같은 비점오염원으로 구분된다.
이들 중 하수종말처리장 방류수와 같은 점오염원과 합류식 하수관거 월류수나 분류식 하수관거 누출수와 같은 비점오염원의 성격을 함께 가지고 있는 생활하수는 수역에 따라 약간의 차이는 있지만, 생물화학적산소요구량(BOD), 총인(T-N), 총질소(T-P), 총대장균(TC), 분원성대장균 (FC) 등과 같은 수질오염물질이 가장 큰 발생원이다.
사람이 살지 않는 청정지역인 상류 하천의 수질은 일반적으로 생물화학적산소요구량 0.5mg/L 이하, 총질소 0.1mg/L 이하, 총인 0.01mg/L 이하, 총대장균 50개/100mL 이하, 분원성대장균군 10개/100mL 이하이다.
우리나라의 상류 하천에 속하는 수질측정지점인 내린천1, 내린천2, 번천, 골지천1, 옥동천1, 옥동천2, 북천 등의 연평균 BOD는 0.7mg/L, 총인은 0.01mg/L, 총질소는 1.8mg/L, 총대장균은 470개/100mL, 분원성대장균군은 4개/100mL로, 청정지역에 가까운 수질로 나타내고 있다([그림1], [그림2], [그림3], [그림4] 참조).
하수처리장 하류 하천 오염 극심
그러나 중류 하천과 하류 하천 및 하수종말처리장 방류구 하류 하천구간은 수질오염이 극심한 것으로 나타났다([그림1], [그림2], [그림3], [그림4]). 여기서 중류하천이란 면소재지 정도 이상, 중소도시 규모 이하의 인구로부터 발생하는 생활하수의 영향을 직접 받는 하천을 말하고, 하류하천이란 대도시 규모의 인구로부터 발생하는 생활하수의 영향을 직접 받는 하천을 말한다.
중류 하천에 속하는 조종천3, 가평천3, 거창 위천2, 경안천4, 남대천, 갑천1, 광주천1, 왕숙천1 등 8개 측점지점의 최근 5년간 연평균 BOD는 2.3mg/L, 총인 0.14mg/L, 총질소 4.1mg/L, 총대장균 2천551개/100 mL, 분원성대장균군 245개/100mL로 나타났다.
또 하류 하천에 속하는 왕숙천3, 왕숙천4, 탄천1, 탄천3, 안양천1, 안양천2, 금호강4, 금호강5, 갑천2, 갑천3, 전주천4, 삼천2, 무심천1, 무심천2 등 14개 측정지점의 최근 5년간 연평균 BOD는 3.7mg/L, 총인 0.22mg/L, 총질소 5.4mg/L, 총대장균 1만4천948개/100mL, 분원성대장균군 2천987개/100mL로 나타났다.
하류 하천 구간 중에서도 하수종말처리장 방류구 하류 하천구간의 수질오염이 극심하다. 하수종말처리장 방류구 하류 하천구간의 측정지점의 최근 5년간 연평균 BOD는 7mg/L, 총인 0.93mg/L, 총질소 12.2mg/L, 총대장균 8만7천886개/100mL, 분원성대장균군 2만6천160개/100mL로 나타났다([그림1], [그림2], [그림3], [그림4] 참조).
총인·총질소 농도 200배 높아
생활하수로 인해 하천의 수질이 오염되는 이유로는 2가지가 있다. 하나는 하수관거 등 생활하수 수집체계의 불완전성이 문제점이고 다른 하나는 하수종말처리장의 방류수 수질기준이 너무 높다는 문제점이다.
가정 등 생활하수 발생원에서부터 하수종말처리장 사이에는 생활하수를 수집하기 위한 하수관거 등이 설치되는데 이를 위해서는 밀폐된 분류식 하수관거가 가장 이상적이지만 현재 분류식 하수관거와 함께 사용되고 있는 합류식 하수관거는 생활하수와 우수가 함께 흐르도록 되어 있어 비가 올 때 발생하는 월류수로 인해 하천오염의 주요 원인이 되고 있다.
또한, 합류식 하수관거와 분류식 하수관거의 정비가 부실하여 하수관거가 파손되었을 경우 비가 올 때는 물론 비가 오지 않을 때에도 생활하수가 누출되어 하천의 수질오염을 유발하게 된다.
생활하수로 인한 수질오염의 다른 하나의 이유는 하수종말처리장의 방류수에 포함된 수질오염물질의 농도가 너무 높다는 것이다([표1] 참조). 1등급 수질환경기준의 BOD 농도는 1mg/L인데 하수종말처리장의 방류수 수질기준은 10mg/L로 10배나 높다.
또 총인 농도는 0.01mg/L인데 하수종말처리장 방류수 수질기준은 2mg/L로 200배나 높으며 총질소 농도는 0.1mg/L인데 하수종말처리장 방류수 수질기준은 20mg/L로 역시 200배나 높다. 총대장균군의 농도는 50개/100mL인데 하수종말처리장 방류수 수질기준은 30만 개/100mL로 6천 배나 높다.
하수처리장 방류수 기준 강화 시급
우리나라 하천의 수질오염을 근본적으로 방지하기 위해서는 먼저 하수관거를 정비하여 가능한 한 합류식 하수관거를 분류식 하수관거로 교체하고 합류식 하수관거를 분류식 하수관거로 교체하는 것이 물리적, 기술적으로 불가능한 경우에는 합류식 하수관거 월류수(CSOs)의 발생이 최소화되도록 생활하수 수집 시스템을 개선해야 한다.
또한 합류식 하수관거와 분류식 하수관거의 유지관리를 철저히 하여 하수관거의 파손이나 배수설비와 공공하수도의 잘못 연결 등으로 인한 생활하수의 누출을 방지해야 한다. 이와 같이 하수관거가 정비되면 우리나라 하천의 중류 및 하류의 수질은 근본적으로 개선되어 1등급 수질을 유지할 수 있게 될 것이다.
다음은 하수종말처리장 방류구 하류 하천의 극심한 수질오염을 방지하기 위해서는 하수종말처리장의 방류수 수질기준을 대폭 강화해야 한다. BOD의 경우에 1a등급 수질을 유지하기 위해서는 현행 방류수 수질기준을 적용할 경우 상류의 유량이 방류수 유량의 10배 이상 되어야 하고 1b등급 수질을 유지하기 위해서도 상류유량이 방류수 유량의 5배 이상 되어야 한다.
총인과 총질소 및 총대장균군의 경우 현행 방류수 수질기준을 적용할 경우 1a등급 수질을 유지하기 위해서는 상류유량이 방류수 유량의 200배 내지 6천 배가 되어야 한다.
그러나 하수종말처리장 방류구 상류의 유량을 늘리는 것은 불가능함으로 방류구 하류의 수질오염을 방지하기 위해서는 하수종말처리장 방류수의 수질기준을 대폭 강화할 수밖에 없다. 하천의 자정능력을 고려하더라도 하수종말처리장의 방류수 수질기준을 작게는 현재의 몇 분의 1에서 크게는 현재의 수백분의 1로 강화해야 한다.
우리나라 대부분의 하천의 총대장균군의 농도는 1등급 수질의 수십 배 내지 수천 배에 달하고 있어 ‘멱 감을 수 있는 하천’은 거의 없고, 대도시를 관류하는 하류 하천의 총인(T-P) 등 부영양화 물질의 농도가 너무 높아 하천바닥에는 수서해충의 좋은 서식처를 제공하는 ‘혐오성 수중생물’이 번창하고 있다.
생활하수, 하천 수질에 치명적 영향
이와 같이 우리나라 하천의 수질에 치명적인 영향을 미치는 것은 생활하수이다. 4대강의 수질문제는 강물의 흐름을 늦추어 수질오염물질의 침전과 축적을 유발하는 보의 설치에 있고 보의 설치로 인한 수질문제는 느려진 유속으로 인한 총인 등 영양염류로 인한 부영양화와 BOD와 같은 유기물질의 분해로 인한 용존산소의 고갈이다.
이러한 물질의 대부분을 생활하수가 차지하고 있음으로 생활하수만 철저히 처리하면 ‘4대강 살리기’ 사업 중 보(洑) 설치로 인한 부영양화 등 수질오염 문제의 주요 부분을 해결할 수 있다.
그리고 생활하수의 철저한 처리는 하수관거 등 생활하수 수집체계의 완비와 하수종말처리장 방류수 수질기준의 대폭 강화를 통해 이루어질 수 있다.