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한강을 비롯한 4대강의 수질은 생물학적 산소요구량(BOD)을 기준으로 정기적으로 발표된다. 따라서 생물학적 산소요구량이 수질을 평가하는데 있어서 어떤 의미가 있는지 정확한 이해가 필요하다. 이번호에서는 과연 BOD가 수질오염 상태를 한눈에 파악하는 절대 척도인지 알아본다.
BOD는 이렇게 측정 된다 - 측정원리의 이해
생물학적 산소요구량은 물속의 유기물 오염도를 상대적으로 평가하는데 사용되는 하나의 지표인데 이 의미를 올바로 파악하기 위해서 어떻게 생물학적 산소요구량을 측정하는지 그 방법에 대한 이해가 필요하다.
분석하고자 하는 강물이나 호수 물, 바닷물 또는 생활하수나 산업폐수를 채집하여 여러 개의 병 속에 담아 그 중 일부는 채집할 당시 물속에 녹아 있는 산소의 양인 용존산소량(DO: Dissolved Oxygen)을 먼저 측정한다.
나머지 다른 병들은 통상 5일간 어두운 곳에 보관한 후에 그 물 속에 남아있는 용존산소량을 측정하여 초기에 측정한 용존산소량과 비교한다. 이때 측정된 두 값의 차이가 5일간 시료를 보관하는 동안 산소가 줄어 든 양이며 이 차이 값이 바로 얻으려고 하는 생물학적 산소요구량 값이다. 강물이나 하수의 시료를 5일간 보관하는 동안 그 속에 살고 있는 미생물들이 오염물질인 유기물질을 먹이로 이용하여 성장하며 이때 미생물들도 호흡을 하므로 산소를 소비하게 되어 물속에 녹아 있던 산소량이 줄어들게 된다. 그런데 미생물들은 자신의 영양분인 유기물이 많을수록 더 왕성하게 성장하게 되며 따라서 산소의 소비도 더 많게 된다.
따라서 5일간 시료를 보관하는 동안 산소의 소비가 많으면 많을수록 상대적으로 시료 속의 오염된 유기물의 양이 더 많은 것으로 판정하게 되고 산소의 소비가 적으면 상대적으로 그 시료는 유기물에 의한 오염이 적은 것으로 해석하게 된다.
즉, 생물학적 산소요구량이란 물속에 존재하는 오염된 유기물 총량을 정확하게 정량 분석하는 것이 아니라 물속에 살고 있는 미생물이 유기물을 분해시키는 동안 소비하는 산소의 양을 기준으로 유기물농도를 상대적으로 평가를 하는 것이다. 미생물을 이용하여 유기물오염도를 상대적으로 평가하는 까닭은 분석이 비교적 쉽다는 이유 외에도 미생물은 자연계의 청소부로서 자정작용에서 핵심적인 역할을 하기 때문이다.
오판의 소지가 많은 ‘생물학적 산소요구량’
이상과 같은 지식을 바탕으로 다음과 같은 경우를 생각해 보자. 만약 팔당호나 낙동강에 육안으로 보아도 확인 할 수 있을 정도로 공장폐수에 의한 오염이 심하게 일어나고 있는데 막상 생물학적 산소요구량을 측정해 보니 5일 후에 산소가 거의 소비되지 않아 유기물에 의한 오염이 없는 것으로 판정되었다고 할 경우 이 결과를 어떻게 해석하여야 되나?
이러한 결과를 초래할 수 있는 몇 가지 가능성을 정리해 보면 첫째, 실제로 공장폐수에 유기물 오염량이 극히 적을 수가 있다. 공장폐수의 주성분이 유기물이 아닌 질소, 인 또는 중금속 같은 무기물질일 경우 생물학적 산소요구량은 낮게 된다. 두 번째 가능성은 실제로 공장폐수 안에는 고농도의 유기물질이 다량 포함되어 있더라도 이 유기물이 인공 합성된 고분자물질이라서 미생물이 분해를 전혀 시키지 못하거나, 분해를 시켜도 몇 달 이상 매우 오랜 시간이 걸릴 경우 5일이라는 짧은 배양기간으로는 산소가 소비되지 않아 결과적으로 유기물에 의한 오염이 전혀 일어나지 않은 것으로 판정하게 된다. 세 번째 가능성은 공장폐수 속의 유기물이 강한 독성을 가질 경우 물속에 살고 있는 미생물들을 죽이게 되어 아무리 많은 유기물이 유입되더라도 산소소비는 일어 날 수가 없고 유기물에 의한 오염은 없는 것으로 오판하게 된다.
중금속 등 독성물질에 대한 종합수질평가 절실
즉, 생물학적 산소요구량에 의한 유기물오염도 평가는 전체 유기물오염도를 정확하게 반영하지 못할 뿐 아니라 경우에 따라서는 실제 오염여부를 상당히 왜곡시킬 수도 있다. 따라서 생물학적 산소요구량을 기준으로 정부가 정기적으로 발표하는 내용으로 국민들은 4대강 수질을 판단하게 되나 이는 실제 오염도를 제대로 반영하기 어려울 수 있다.
특히, 팔당호, 대청호, 물금지역 같은 상수원수는 수돗물을 생산하는 원료로 이용되고 있으므로 국민건강과 직결되기 때문에 보다 정확한 오염실태에 대한 정보가 국민들에게 제공되어야 하며 생물학적 산소요구량 만을 기준으로 발표하는 것은 오염도를 축소시키려 한다는 오해를 받을 수도 있다.
우리 몸의 건강이 여러 요인에 의해 손상을 받는 것처럼 자연의 병도 여러 가지 원인에 의해 일어나기 때문에 어느 한 가지 항목만 가지고 평가하는 것은 오진과 오판을 불러일으키게 된다. 현행법에도 환경정책기본법에 수질을 평가하는 기준항목들을 지정하고 있다.
여기에는 생물학적 산소요구량 이외에도 탁도, 용존산소량, 대장균군, 질소, 인, 화학적 산소요구량, 산성도 등 여러 항목을 등급별로 분석하도록 되어 있을 뿐 아니라 중금속이나 농약성분 같은 독성물질도 포함되어 있기 때문에 이들을 종합적으로 평가하여야 하는 것은 당연하다.
환경보전의 궁극적인 목표는 자연과 인간의 건강함을 추구하는 것이다. 자연과 인간을 병들게 하는 수많은 요인들에 대한 종합적인 평가 없이는 올바른 진단과 처방이 어렵다는 것은 자명한 일이다. 과학이 발달할수록 더 정확한 새로운 측정방법들이 개발되어 이제까지 알려지지 않은 오염사실들이 새롭게 밝혀지고 있다. 이제는 발암물질에서부터 수인성 질병을 일으키는 바이러스까지 우리의 건강을 위협하는 다양한 신규 오염물질들을 포함하여 자연생태계의 건강상태를 종합 평가할 수 있는 시스템의 도입이 시급하다.
<환경과공해연구회>
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