제5절 도시하천 수질관리 방안을 위한 연구(1993년) 1. 문제의 제기

문서에서 서울시정개발연구원 SEOUL DEVELOPMENT INSTITUTE (페이지 39-46)

안양천은 전형적인 한국의 도시하천으로 상류로부터 경기도 7개 시와 서울 특별시 6개 구의 행정구역을 관류하고 있다. 최근 안양천 주변 도시들의 급속 한 발전과 더불어 토지이용 변화에 따른 공공주택 및 산업체의 증가가 두드러 진 상황이다.

이러한 급격한 토지이용 변화와 이에 따른 인구증가에 의해 발생하는 생활 하수에 대한 하수관거의 미정비, 적절한 처리시설 용량부족 등으로 인하여 생 활하수의 상당한 양이 안양천으로 유입됨으로써 하천수질이 악화되고 있다.

특히 안양천 상류에 위치한 군포시, 안양시에 밀집된 산업체에서 발생하는 산 업폐수의 일부가 안양천에 유입되고 있어 오염상태가 심각한 상황이다.

안양천의 하상은 유입된 각종 오염물이 퇴적물을 형성하여 부패한 실정이 다. 이로 인하여 용존산소 고갈 및 악취발생을 유발하고 있다. 그리고 하상퇴 적물 중에 포함된 중금속 등 독성물질은 수중생태계를 파괴하고 있다. 따라서 안양천 하천수질의 악화로 하천 본래의 기능과 도시민의 휴식 및 친수공간으 로서의 기능을 상실하게 되었다.

여러 해 동안 서울시에서 시행한 가양 하수처리사업소(현 서남물재생센터) 건설과 안양천을 따라 서울시 행정구역에 대해서는 차집관거를 매설한 상태이 나 안양천 중ㆍ상류 경기도 지역은 1996년까지 안양시 하수처리장 증설계획 과 아울러 차집관거를 매설할 계획이다.

이러한 상황에서 안양천의 오염된 하천수가 한강에 유입되어 한강 하류부를 크게 오염시키고 있어 한강 오염부하량 감축을 위한 안양천 수질관리 대책이 시급한 실정이며, 장래 친수목적으로 이용하기 위한 수질보전 방안이 요청되 고 있다.

따라서 안양천의 수질관리 방안 모색 및 하천환경 개선을 위하여 다음과 같 은 목적으로 본 과제를 수행하였다. 1)안양천 유역의 일반현황을 조사, 2)안양 천 본류 및 지류의 수량ㆍ수질을 측정하여 오염현황 및 오염의 정도를 파악, 그 원인을 분석, 3)안양천 목표수질을 달성하기 위한 오염부하량 감축대책 수 립, 4)수질예측모델 적용으로 안양천의 수질향상을 위한 조건 제시, 5)안양천 수질관리를 위한 통합적인 방안의 제시가 그것이다.

2. 결론

1) 수질오염 현황

본 과제 연구기간 중 안양천 본류 10지점, 지류 3지점, 즉 서울시 구간 5지 점, 경기도 지역 5지점, 도림천, 목감천, 학의천의 3개의 지류에 대해 1993년 2 월부터 10월까지 9회에 걸쳐 수량 및 수질 측정을 실시하였으며 또한, 4월과 10월에는 24시간 연속측정을 2회에 걸쳐 실시하였다. 하상퇴적물에 대해서도 4월과 9월에 2회에 걸쳐 실시하였다.

안양천의 수질기준은 수질환경보전법에 V등급으로 규정되어 있으며, 하천 의 유기오염 정도를 나타내는 대표적인 수질인 생물화학적 산소요구량(BOD) 은 10㎎/L 이하, 수소이온농도(pH)는 6.0~8.5, 용존산소량 2㎎/L 이상, 부유물 질은 쓰레기 등이 떠 있지 아니할 것 등으로 되어 있다.

각 항목에 대한 수질조사 결과를 보면 수소이온농도(pH)는 환경기준인 6.5~8.5를 만족시키고 있다. 생물화학적 산소요구량(BOD)은 안양천의 환경기 준이 10㎎/L로서 생활환경보전 측면에서 국민의 일상생활에 불쾌감을 주지 아 니할 정도로 되어 있으나 하천수질이 도시민이 접근할 수 없는 정도의 혼탁함 과 하상퇴적물의 부패로 접근이 어려운 실정이다. 1993년 현재 안양천의 수질 조사 결과를 조사시기로 살펴보면 안양천과 한강하류가 만나는 지점인 양화교 에서의 하천수질을 BOD 기준으로 보면 봄;31.3, 여름;15.5, 가을;34.7, 겨 울;47.4㎎/L이며 연평균은 32.3㎎/L로 조사되었다.

2) 하상퇴적물 오염현황

안양천의 하상퇴적물 오염현황을 파악하기 위하여 4월과 9월 2차례에 걸쳐 본류 5개 지점, 지류 3개 지점에 대하여 조사하였다. 각 측정지점에 대한 측정 항목별 농도변화를 보면 다음과 같다.

수소이온농도(pH)는 5.5~6.7로 약산성을 띠고 있으나 기아대교가 5.5로 가

장 낮게 나타났다. 휘발성고형물(VSS)은 유기물의 함량을 나타내는 지표로 전 지점에서 5.1g/㎏~63.9g/㎏의 범위에 있어 지점 간의 큰 차이를 보이고 있다.

총유기성탄소(TOC)는 18.4g/㎏~83.7g/㎏의 범위로 주로 지류가 합류되는 지점 에서 높게 나타났다. 총킬달질소(TKN)는 유기성질소와 암모니아성 질소의 합 을 나타내는 항목으로 7.7g/㎏~88.9g/㎏의 변화폭을 보였다. 총인(T-P)의 농도 변화는 3.77g/㎏~21.71g/㎏으로 도림천 지점의 T-P의 농도가 3.77g/㎏으로 가 장 낮았으며 주로 지류에 합류되는 지점에서의 T-P의 농도가 높게 나타나 TKN의 농도분포와 비슷한 경향을 나타내고 있다.

안양천 전 구간에 대한 중금속 농도변화를 살펴보면 As 0.003g/㎏~0.014g/

㎏, Cd 0.0004g/㎏~0.0032g/㎏, Cr 0.093g/㎏~0.314g/㎏, Hg 0.0g/㎏~0.002g/㎏, Pb 0.033g/㎏~0.361g/㎏으로 조사되었다. 수질오염 및 하상퇴적물 오염현황에 대한 분석결과로 볼 때, 안양천의 수질오염은 상류에서부터 오염이 되어 하류 부에 이르도록 자생능력을 상실한 상태이다.

상류로부터 생활하수, 산업폐수의 유입과 안양시 환경사업소의 처리용량 부 족으로 인해 방류되는 하ㆍ폐수가 안양천을 크게 오염시키고 있으며 하상퇴적 물 농도변화로 지류가 합류되는 지역인 오목교와 양화교 지점에서 유기물 및 중금속 농도가 증가하는 것으로 나타났다. 또한 한강 합류지점인 양화교 지점 의 용존산소가 거의 고갈된 혐기성 상태임을 고려할 때 하천수 오염 및 하상 퇴적물의 오염물질이 용출되어 한강 하류부의 수질에 큰 영향을 미침을 알 수 있다.

3) 오염부하량 발생현황 및 전망

수질오염에 영향을 미칠 수 있는 오염원은 일반적으로 점오염원과 비점오염 원으로 구분된다. 안양천 수질오염에 영향을 미치는 오염원은 점오염원 즉, 인 구에 의한 생활오염원, 축산오염원, 그리고 공장 등 산업시설에서 배출되는 지 류 중 도림천 14.96㎎/L, 목감천 35.7㎎/L, 학의천 39.6㎎/L로서 이 연구기간

중 조사한 모든 지류의 수질이 안양천 본류의 수질을 악화시키고 있다.

용존산소량(DO)은 연평균 2.1㎎/L로 수질환경기준치를 겨우 만족시키고 있 으나 수생태계 보존 유지수준인 5㎎/L에는 미흡하다. 안양천 지류 중 도림천 은 5.9㎎/L, 목감천은 2.16㎎/L, 학의천은 2.98㎎/L로 조사되었다.

부유물질(SS)은 수중에서 빛의 투과를 차단하는 유기오염물질의 지표로, 농 도가 증가하면 빛의 투과율이 낮아져 수중 동식물에게 악영향을 미치게 되며, 수계의 정상 생산활동을 위해서는 25㎎/L 이하인 것이 바람직하다. 이 연구의 조사기간 중 2월을 제외한 전 기간의 시료는 평균 40㎎/L를 상회하는 것으로 나타나 수생태계에 악영향을 미친다고 볼 수 있다. 안양천 지류 중 도림천은 18.74㎎/L, 목감천은 108.7㎎/L, 학의천은 65.75㎎/L로 조사되었다.

총질소(T-N)는 연평균치가 16.7㎎/L로 조사되었다. 그러나 호소의 T-N 환경 기준치(수질 2~3등급)인 0.4~0.6㎎/L 이하와 비교해 보면 조사된 안양천의 T-N 농도는 30배 정도의 높은 수치가 되며 이렇게 오염된 하천수가 한강으로 유입되고 있기 때문에 한강하류부의 부영양화에 큰 영향을 미치고 있다. 지류 T-N 수질의 경우 도림천은 9.2㎎/L, 목감천은 15.9㎎/L, 학의천은 12.2㎎/L로 조사되었다.

총인(T-P)은 연평균 1.58㎎/L로 조사되었으며, 하천수질기준에는 없지만 호 소의 T-P 환경기준치 수질 2~3등급인 0.03~0.05㎎/L 이하와 비교해 보면 조사 된 안양천의 T-P 농도는 약 40배 정도의 수치가 되며 이렇게 오염된 하천수는 한강 하류부의 부영양화에 상당한 영향을 미칠 것으로 판단된다. 안양천 지류의 경우 도림천은 0.8㎎/L, 목감천은 1.58㎎/L, 학의천은 1.66㎎/L로 조사되었다.

안양천 본류에서 조사된 중금속 분석결과를 연평균 값으로 살펴보면, Cd가 0.106㎎/L, Cr이 0.094㎎/L, Pb는 0.038㎎/L로 조사되었으며, As와 Hg는 검출 되지 않았다. 각 지류의 수중 중금속 함량은 본류와 비슷한 수치를 보였다. 시 가화 면적이 비시가화 면적에 비해 차지하는 비율이 해가 거듭될수록 커짐에 따라 비점오염원에 의한 하천오염은 점차 줄어들 전망이다. 안양천 유역의 점

오염원에 대한 오염부하량을 BOD 기준으로 서울 지역과 경기도 지역을 비교 해 보면, 1993년 현재 서울;157,920㎏/일, 경기도;96,233㎏/일이 발생한다. 구 성비로 보면 서울지역이 전체의 62%, 경기도지역이 전체의 38%를 차지하고 있지만, 2011년에는 서울;204,462㎏/일, 경기도;186,617㎏/일로 서울이 전체의 52.2%, 경기도가 전체의 47.8%를 차지할 것으로 예상돼 경기도 지역에서 오 염원발생량이 점차 증가하는 추세이다. 이에 따라 안양천 상류부에 위치한 경 기도 지역의 하ㆍ폐수의 처리가 안양천 수질관리에 지대한 영향을 미칠 것으 로 판단된다.

4) 모형에 의한 안양천 수질 분석

하천 수질관리 대책수립에 있어 가장 중요한 사항은 현재의 수질에 대한 정 확한 오염부하 평가와 현재의 수질에 바탕을 둔 장래 하천수질에 대한 정확한 예측이다. 하천수질 예측은 하천자체의 특성상 물리적, 화학적, 생물학적 과정 등 복합적인 과정을 거치기 때문에 합리적이고, 과학적인 방법이 요구된다. 이 러한 관점에서 관리대상인 안양천의 현재수질의 평가 및 장래 수질을 대안별 로 예측해 보고자 한다.

이 연구에서는 하천수질의 중심이 되는 BOD, DO와 영양염류를 모의발생 할 수 있고, 국내에 적용사례가 있는 미국 환경처(US EPA)에서 개발한 수질 모형 중 WASP5 모형을 안양천 수질 예측모형으로 선정하였다.

안양천 수질측정 결과치 및 모델계산치와 비교하여 상관계수(R2)에 대하여, NH3-N;0.976, NO3-N;0.925, PO4-P;0.904, BOD;0.857, DO;0.881, Org-N;0.858, Org-P;0.863으로 나타났다. 이러한 결과와 이 연구기간 중 조사한 각종 자료를 종합하여 대안별 안양천의 장래수질을 예측하였다. 하수처리와 하수관거 정비

안양천 수질측정 결과치 및 모델계산치와 비교하여 상관계수(R2)에 대하여, NH3-N;0.976, NO3-N;0.925, PO4-P;0.904, BOD;0.857, DO;0.881, Org-N;0.858, Org-P;0.863으로 나타났다. 이러한 결과와 이 연구기간 중 조사한 각종 자료를 종합하여 대안별 안양천의 장래수질을 예측하였다. 하수처리와 하수관거 정비

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