그러나 우리나라 국민들의 수돗물에 대한 불신은 아주 높아 최근 환경부에서 여론전문조사기관인 월드리서치에 의뢰하여 조사한 결과 수돗물을 공급받는 국민의 71.5%가 수돗물이 식수로서는 부적합하다고 생각하고 있으며 그 사유로는 막연한 불안감(32.2%), 냄새(31.2%), 언론보도(11.2%) 물맛(10.1%)의 순서로 나타났고, 수돗물을 그대로 마시는 국민은 1.0%(2000년은 2.5%)에 불과한 것으로 나타났다.
우리나라는 '80년대 중반까지 주로 수돗물의 공급에 치중하여 수돗물의 수질개선은 소홀히 하였다. 그러던 중 '89년부터 매년 중금속, 트리할로메탄, 폐놀, 휘발성 유기용제, 바이러스 등에 의한 수돗물오염사고가 빈발하면서 수돗물에 대한 불신은 증폭되었다. 그래서 정부에서는 수돗물의 수질을 개선하기 위하여 대도시 정수장에서는 광역상수도망을 구축하여 상수원을 비교적 수질이 양호한 호소수로 변경하였고, 상수원수의 수질이 나쁜 낙동강, 금강, 영산강유역의 정수장에서는 전처리를 하거나 오존, 활성탄 등의 고도정수처리시설을 하기 시작하였다. 그러나 고도정수처리시설은 대규모의 경우 정수장 1개소당 약 1,000억원이 소요되기 때문에 많은 정수장에 도입하기는 어렵다. 또한 고도정수처리가 만능은 아니며 기존의 일반정수처리공정을 개선하여도 충분한 효과를 얻을 수 있다.
특히 '97년 이후 논쟁이 되고 있는 바이러스나 미국에서 가장 큰 수돗물 오염사고의 원인인 크립토스포리듐 등은 기존 정수처리공정을 최적화하면 충분히 제거할 수 있다. 미국에서도 고도정수처리보다는 수돗물의 정수처리공정과 운영을 진단하고 개선방안을 도출하여 정수처리공정을 최적화하여 수돗물의 수질개선을 하고 있다.
우리나라에서도 바이러스의 논쟁이후 이 제도를 도입하여 정수장의 정수처리공정을 진단·평가하여 시설 및 운영조건을 개선하는 작업을 진행하고 있다. 수돗물의 정수처리방법은 상수원의 종류와 수질에 따라서 다르기 때문에 우리나라 수돗물의 정수처리공정을 평가하기 위하여는 미국의 정수처리조건 즉 상수원, 정수처리방법, 수돗물의 수질에 대하여 고찰하여 보는 것도 큰 의의가 있을 것이라고 생각한다.
수돗물 공급현황
미국은 최선진국이어서 수돗물의 급수율, 정수처리시설, 정수처리방법, 공급, 수질등 모든 면에서 최상의 수준일 것이라고 생각하고 있다. 그러나 수도의 보급률은 90%에 불과하여 우리나라의 94.1%보다도 낮다. 미국은 국토가 넓고 인구밀도가 낮아 우리나라와 같이 집중적으로 수도시설을 하여 수돗물을 공급하기가 어렵다.
우리나라에서는 수도시설이라 함은 일반적으로 정수장만을 의미하고 있다. 그러나 미국은 급수가구가 15개소이상이고, 급수인구가 25명이상에게 1년에 60일이상 공급하는 시설을 공공급수시설(Public Water System)이라고 부른다. 공공급수시설은 다시 3그룹으로 분류하고 있다.
첫째가 Community Water System(CWS)으로서 우리나라에서의 상수도, 간이상수도 및 소규모급수시설을 모두 포함한 급수시설에 해당된다. 둘째는 Non-Transient Non- Community Water System (NTNCWS)으로서 병원, 학교, 건물, 기숙사 등의 소유주가 급수시설을 하여 수돗물을 공급하는 시설로서 우리나라의 전용상수도와 유사하다. 셋째는 켐핑장, 주유소와 같이 사람들이 장기간 거주하지는 않으나 많은 사람들이 출입하는 곳에 설치된 급수시설로서 Transient Non-Community Water System (TNCWS)이 있다.
미국에서의 공공급수시설현황은 표 1과 같다. 전체 수도시설은 161,316개소로서 CWS가 53,437개소로서 급수시설의 33.1%에 불과하나 급수인구의 90.3%에게 공급하고 있어 수돗물의 주 공급시스템이라고 할 수 있다. NTNCWS는 18,687개소가 있으나 급수인구는 2.0%에 불과하며 TNCWS는 가장 많은 89,192개소이나 급수인구는 7.7%에 불과하다. 미국에서의 수돗물 급수인구의 대부분이 CWS에서 공급받고 있어서 이 후에는 주로 CWS만을 대상으로 하였다. CWS의 시설 규모는 표 2와 같이 전체 급수시설의 84%인 45,034개소가 3,300명이하에게 급수하는 시설로서 우리나라의 간이상수도시설(100∼2,500명) 수준의 소규모로서 전체 급수인구의 10%에만 공급하고 있다. 미국의 급수시스템 중에서 우리나라와 크게 다른 것이 급수시설의 운영 주체이다. 우리나라에서는 대부분의 정수장이 지방자치단체에서 운영하고 있고, 소수의 정수장만이 상수원수를 공급하는 한국수자원공사에서 운영하고 있다.
그러나 미국에서는 표 2와 같이 CWS의 51.1%는 민간 수도사업자가 운영하고 48.9%만이 공공기관에서 운영하고 있다. 특히 지하수를 상수원으로 하는 시설에서는 62.0%가 민간인이 운영하고 있다.
수돗물의 정수처리방법
상수원 수돗물의 원수는 가능한 한 오염물질이 적어야 정수처리비용도 적고 처리된 수돗물의 수질도 비교적 양호하다. 상수원수는 그 나라의 수자원 부존 상태에 따라서 지하수 또는 지표수의 이용률이 다르다.
지하수는 지하에 존재하고 있어 각 종 산업활동에서 발생되는 오염물질의 영향을 적게 받아 지표수에 비해 상대적으로 수질이 양호하다. 미국에서의 상수원수 이용현황은 표 4와 같이 CWS의 78%인 41,691개소에서는 지하수를 상수원수로 이용하고 있고, 지표수를 상수원수로 이용하는 시설은 22%에 불과하다.
그러나 급수인구를 기준으로 하면 69%가 지표수를 상수원수로 이용하고 있다. 그러나 미국에서는 지표수도 식수 전용댐 또는 오염되지 않은 댐, 호소 등에서 취수하고 있어 상수원수의 수질은 우리나라보다 훨씬 양호하다.
우리나라는 지하수의 부존량이 절대적으로 적고, 대규모의 수돗물공급에 적합한 지하수원이 없어서 상수원수로 이용하는 양은 8.2%에 불과하다. 다만, 우리나라도 미국의 CWS급수시설로 분류되는 간이상수도에서는 77%가 지하수를 이용하고 있어서 지하수를 상수원수로 이용하는 급수시설의 비율은 미국과 유사할 것으로 추정되다. 그러나 지표수는 아직도 하천수에 의존하는 비율이 높아서 수질이 양호하지 않아 정수처리비용이 많이 소요되고 있다.
정수처리방법 수돗물의 정수처리목적은 상수원수에 포함되어 있는 유해한 물질과 심미적으로 불쾌감을 주는 물질을 제거하기 위한 것이다. 상수원수중의 오염물질은 수원에 따라 달라서 지하수는 오염물질의 절대량이 적고, 주로 지하 암석 성분에서 유래하는 중금속, 불소, 경도성분과 산업장에서 유래되는 휘발성 유기화학물질류이다.
반면에 지표수는 오염물질의 절대량이 많고, 그 종류도 산업활동과 관련된 중금속, 유기화학물질, 농약뿐만 아니라 조류생성물, 정수처리과정에서 생성되는 소독부산물등 유형이 다양하다. 물론 수돗물의 정수처리목적은 주로입자, 탁도물질, 병원성미생물의 제거이지만 상수원수의 종류, 수질에 따라서 정수처리목적도 조금씩은 다르다.
미국 EPA에서 2000년에 수돗물의 정수처리현황을 파악하기 위하여 Community Water System 1,246개소를 조사한 결과는 표 5와 같다. 수돗물의 정수처리목적은 소독(97.8%), 철(41.3%), 부식조절(31.3%), 입자와 탁도물질(23.3%), 연수화(13.5%)의 순서이었으며 방사성물질의 제거목적도 2.5%를 차지하였다.
상수원의 종류별로 보면 지하수에서는 철, 망간 및 불소(75.4%)의 제거목적의 비중이 높았고, 지표수에서는 입자·탁도(85.9%), 부식조절(57.6%), 냄새·맛(49.2%), 불소(45.4%), 조류(33.6%), 철·망간(29%)등을 제거하기 위한 목적이었다.
우리나라에서도 지표수의 경우에는 주로 소독, 입자와 탁도물질의 제거가 주목적이며, 최근에는 조류와 냄새제거의 비중이 높아지고 있다. 반면에 우리나라에서는 부식조절, 불소첨가 등은 거의 하지 않고 있으며, 지하수를 사용하는 소수의 정수장에서 철, 망간 및 불소를 제거하고 있다. 미국에서는 지하수, 지표수 모두 부식조절에 상당한 비중을 두고 있는 것을 알 수 있었다.
수돗물의 정수처리방법은 상수원수의 수질에 따라서 다르다. 미국에서는 상수원수 수질을 표 6과 같이 BOD, 대장균군 등 5종의 농도에 따라서 4등급으로 구분하고 있다. 또한 정수장에서는 표 7과 같이 상수원수의 수질을 BOD등 9종의 농도에 따라서 3등급으로 분류하여 원수의 수질에 따라서 정수처리방법을 달리하고 있다.
우리나라에서도 수질환경기준에 표 8과 같이 하천수와 호소수의 수질을 5등급으로 구분하고 3등급까지만 상수원수로 사용하도록 권고하고 있으며, 등급에 따라서 정수처리방법을 달리하도록 하고 있다.
미국에서의 수돗물 정수처리방법은 표 9와 같다. 미국에서는 전체 정수장의 49.4%는 소독만 하여 공급하고 있으며, 지표수의 경우에도 10.7%는 소독만을 하고 있다. 약품혼화, 응집·침전, 여과, 소독의 일반적인 정수처리공정을 거치는 정수장은 34.7%정도이다. 우리나라에서도 전체 정수장의 69%는 여과, 소독만을 하여 공급하고 있다.
상수원수 1급 : 여과 등에 의한 간이정수처리, 상수원수 2급 : 침전여과 등에 의한 일반적인 정수처리, 상수원수 3급 : 전처리 등을 거친 고도정수처리규모에 따라 분류한 결과는 표 10, 11과 같다.
상수원수를 지하수로 이용하는 정수장중에서 소규모시설의 경우에는 전혀 처리를 하지 않거나 소독만을 하여 공급하는 시설이 상당수 있었으며 정수처리하는 경우에도 부식조절, pH조절, 연화, 휘발성물질의 제거를 위한 폭기 등과 불소첨가등의 처리가 주이었으며 우리나라에서는 일반적으로 실시하는 여과처리도 상당히 적었다.
지표수에 있어서는 시설 규모가 클수록 일반적인 정수처리를 하는 비율이 높았으나, 직접여과 등의 여과처리와 연수화 처리를 하는 시설이 많았다. 우리나라에서는 여과라 하면 주로 급속여과를 지칭하고 소수의 정수장에서 완속여과를 실시하고 최근 일부 정수장에서 다층여과를 실시하는 정도이나 미국에서는 표 12와 같이 다양한 방법으로 여과를 하고 있었다.
수처리제 사용현황
수처리제의 종류 수돗물의 정수처리에는 여러 가지 수처리제가 사용되고 있으며, 용도에 따라 응집제, 살균·소독제, pH 조절제 등으로 구분한다. 미국에서는 EPA의 위임을 받아 국립위생재단(NSF)에서 제조업체가 수처리제로 지정 신청한 제품의 정수처리효과와 독성 등을 종합적으로 평가하여 수처리제로 인정하고 있으며, 인정시에는 제품의 최대사용량, 불순물 종류와 최대 함유량을 규정하고 있다. 불순물은 제조원료에서 유래하는 유해물질로서 유해중금속, 할로카본, 포름알데히드 등과 고분자응집제와 같은 고분자물질에서는 미 반응 원료물질(모노마)과 중간생성물 등이 규제되고 있다.
제품중의 불순물 함유량은 따로 기준이 설정된 것은 아니고, 이 제품의 최대사용량을 사용하였을 때 제품에서 유래된 불순물의 함유량이 먹는물 수질기준의 1/10이하이어야 한다는 원칙을 규정하고 있다.
또한 미국수도협회(AWWA)에서는 수처리제에 대한 품질기준을 설정하고 있다. NSF와 AWWA에서 지정된 수처리제는 표 13과 같다. NSF에서는 총 83종이 지정되어 있으며, AWWA에서는 총 31종의 품질기준이 설정되어 있다.8) 용도별로는 부식조절제가 24종으로 가장 많고, 다음으로는 응집제가 20종, pH조정제가 14종을 차지하고 있다.
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