Availability Evaluation of TOC as the Environmental Standard - Survey of Lakes in Nakdong River Basin -

1)

†To whom correspondence should be addressed.

Department of Environmental Engineering, Andong National University

E-mail: [email protected]

환경기준으로서의 TOC에 대한 활용성 평가 - 낙동강수계 호소를 대상으로 -

최병우･강미아^†

안동대학교 환경공학과

Availability Evaluation of TOC as the Environmental Standard - Survey of Lakes in Nakdong River Basin -

Byoungwoo Choi･Meea Kang

Department of Environmental Engineering, Andong National University

요 약

상수용, 농업용 등으로 사용되고 있는 낙동강수계의 30개소 호소를 대상으로 새로운 환경기준인 TOC(총유기탄소, Total organic carbon)의 활용성을 평가하였다. 적극적인 수자원의 이용은 양호한 수질을 확보하는 것으로 시작된다. 이는 사람과 자연에게 질적 안정성을 유지할 수 있게 하므로 양호한 수질 확보를 위해 수질기준은 보다 엄격하게 강화되고 있다. 생활환경 중 호소의 유기물질 오염수준을 개선하는 데에는 적절한 유기물질 지표의 활용성이 중요하다. 대상호소에서는 새로 도입된 TOC와 기존에 사용하던 COD(화학적산소요구량, Chemical oxygen demand)간의 상호성이 양의 관계로 나타났는데 이는 TOC의 COD 대체가능성을 의미한다. 그러나 TOC를 활용한 환경기준의 등급이 COD를 활용한 환경기준의 등급보다 더 양호한 것으로 나타나 TOC를 유기물질인자로 이용한 수질등급 수준이 완화된 것과 동일한 효과를 지니게 된다. 이것은 호소의 유기물질 지표를 활용하여 질적 수준을 판단하거나 개선하고자 할 때에 기존의 COD에 직접적으로 대체하기에 TOC의 한계를 나타내는 것이다. 따라서 호소의 질적 안전성을 확보하기 위해서는 수질등급 면에서 TOC의 환경기준 강화가 요구된다.

또 호소의 이용특성에 따라 TOC와 COD간의 상관성에도 큰 차이를 나타내고 있다. 이에 대한 명확한 과학적 규명이 필요하며, 이를 위해 호소의 유기물질 지표의 축적에 기존에 사용하던 COD의 지속적인 모니터링이 요구된다.

핵심용어 : COD(Chemical oxygen demand), TOC(Total organic carbon), 유기물질 지표, 호소, 환경수질등급

Abstract

The utilization of TOC(Total organic carbon), a new environmental standard, was evaluated for 30 lakes in the Nakdong River Basin, which is used for drinking and agricultural usage. The active use of water resources begins with securing satisfactory water quality. Since this allows people and nature to maintain stability of quality, water quality standards are being tightened to ensure good water quality. In order to improve the pollution level of organic matter in lakes in the living environment, it is important to use the appropriate organic substance index. The relationship between the newly introduced TOC and the existing COD(Chemical oxygen demand) in the targeted lake was positively correlated with the possibility of replacing the TOC with COD. However, the environmental grade standard using TOC is better than the environmental grade standard using COD, so it has the same effect as that of the grade of water quality using TOC as an organic substance factor. This indicates the limitation of TOC to directly replace existing COD when trying to determine or improve the quality level using organic indicators of lakes. Therefore, in order to secure the qualitative safety of the lake, it is required to strengthen environmental standards of TOC in terms of water quality grade. In addition, the correlation between TOC and COD shows a great difference depending on the utilization characteristics of the lake. This requires clear scientific identification, and it requires continuous monitoring of COD that has been used to accumulate indicators of lake organic matter.

Key words : COD(Chemical oxygen demand), environmental standard grade, lakes, organic matter parameter, TOC(Total organic carbon)

1. 서 론

저수지, 댐, 늪 등의 호소 환경은 홍수조절, 수생 및 육상 생물의 서식지 제공, 유전자원과 생물다양성 유지 등 여러 가지 생태학적 이익과 함께 음용수 및 농업용수 제공, 어로 활동 및 여가활동 공간 제공, 수력 발전 등 인간생활에 필 요한 경제학적 이익을 제공한다. 이에 호소 수질의 안정적 인 관리는 청정한 생태보전과 쾌적한 인간생활 유지를 위 해 매우 중요하다. 정수계인 호소는 유수계인 하천과 달리 폐쇄된 하나의 공간이기 때문에 소량의 유기, 무기성 오염 물질의 유입에 의해서도 영양상태의 불균형이 초래될 수 있다. 또한 대부분의 호소는 오염이 시작되면 주된 오염원 이 차단되더라도 계속하여 오염도가 증가하는 특징을 가진 다. 따라서 호소의 수질관리를 위해 정수계 환경 특성을 고 려한 과학적인 관리방안의 마련이 요구된다(김응석 등, 2012).

수질오염인자 중 유기물질 오염은 하천과 호소에서 흔히 나타나는 오염의 형태이다. 수중의 유기물질은 산소를 소모 하여 수계 어류, 저서생물 등 동물상에 피해를 주며, 환원 기체에 의한 냄새발생 등 심미적 악화를 초래한다(김범철 등, 2007). 상수원용호소의 경우에는 유기물질이 염소와 반 응하여 생성되는 염소소독 부산물(Disinfection by products, DBPs)로 인해 정수비용의 증가와 수돗물의 질적 악화를 유 발한다. 따라서 수자원의 질적 안정성 확보를 위해 수중에 포함된 유기물질은 매우 중요한 관리대상이다. 우리나라는 호소의 유기물질을 관리하는 지표로 주로 화학적 산소요구 량(CODMn, Chemical Oxygen Demand, 이후 COD)을 이용해왔다.

우리나라의 호소 유기물질 관리는 호소 생활환경기준에 따라 구분되어 이루어지고 있다. 1990년 8월 환경정책기본 법이 제정된 이래 1991년 2월 환경정책기본법 시행령을 제 정하여 COD 단일항목으로 유기물질 관리를 시작하였다.

2007년 1월에는 기존 5개(Ⅰ~Ⅴ등급)였던 수질 등급을 7 개(Ⅰa~Ⅵ)로 세분화하였으며, 2013년 1월에는 총유기탄 소(TOC, Total Organic Carbon)를 도입하여 유기물질 관 리를 강화하였다. 이후 2016년 1월부터는 수질 및 수생태 계 목표기준 규정에 의하여 COD를 기준에서 제외하고 TOC 단일항목으로 관리 중이다(법제처, 2018).

TOC는 산업발달 및 생활환경 변화로 인한 화학물질 사 용량 증가와 비점오염원 등에서의 난분해성 유기물질 유입 량 증가에 따라 빠르고 정확한 유기물질 관리 방안이 요구 되면서 도입되었다. 기존 유기물질 관리인자인 COD 항목 은 낮은 산화율에 의해 유기물 오염도가 저평가될 우려가 크기 때문에 유기물 관리인자로 사용하는데 한계가 있다 고 알려져 있다. 따라서 복잡 다양해지는 유기물질의 특성 을 정확하게 반영할 수 있고 짧은 시간 내에 안정적인 산 화를 통해 유기물질의 총량을 정확히 측정할 수 있는 유 기물질 관리지표가 요구되고 있으며, 우리나라는 이러한 유기물질 관리지표로 TOC 단일항목을 이용하고 있다(최

익원 등; 2015, 김흥섭 등; 2013, 최성화 등; 2013, 최지 용 등; 2011, 김범철 등; 2007, 김재구 등; 2007, Visco 등; 2005). 하지만 우리나라의 하천 및 호소 수질환경기준 은 기준 설정 시 일본의 기준을 모델로 삼았기 때문에 이 수목적 및 수질관리에 있어서 우리나라 실정에 적합하게 설정되었는지에 대한 평가가 이루어지지 않은 상황이며, 이에 대한 연구가 필요하다(이승범; 2017, 정현미 등;

2001).

본 연구에서는 낙동강수계에 위치한 30개 호소를 대상으 로 COD와 TOC의 분포 현황, 상관관계 등을 확인하여 현 행 호소 생활경기준이 우리나라의 실정에 적합하게 수립되 었는지 확인하고 향후 호소 안정적인 수질관리를 위한 기 초자료를 제공하고자 하였다.

2. 연구방법

2.1 조사지점

호소 유기물질 항목의 특성조사를 위해 현장조사와 측정 망자료조사로 구분하여 조사를 수행하였다. 현장조사는 환 경부 호소환경조사지침에 근거하여 낙동강수계에 위치한 호소 중 경상북도 문경시에 위치한 경천호부터 경상남도 거제시에 위치한 연초호까지 30개 호소를 조사하였다. 호 소는 주된 이용목적에 따라 상수원용호소, 농업용호소 및 자연늪으로 구분하였다(Fig. 1).

Fig. 1. Study sites in Nakdong river basin.

2.2 조사방법

현장조사 기간은 2013년 1월부터 2017년 12월까지(5년 간)이며, 매년 분기별 조사를 수행하였다. 현장조사는 강우중 이거나 강우 발생 직후는 가급적 피하고 수질이 안정된 상태 라고 판단될 때 수행하였다. 호소 내 조사지점은 호소의 크기 및 형태, 지류의 유입 유․무등을 고려하여 호소별로 최소 1개 에서 최대 3개 지점을 선정하였다. 시료채수 시 고무보트 및 도보로 조사지점에 접근 후 반돈채수기를 이용하여 지점별로 표층, 중층, 심층 3개 시료를 채수하였다. 채수한 시료는 4℃

이하의 암소에 즉시 냉장 보관하여 실험실로 이동 후 수질오 염공정시험기준에 따라 분석을 수행하였으며 조사기간 동안 72개 지점에서 총 2,795개 시료를 분석하였다. 측정망자료조

사는 환경부 물환경정보시스템의 수질측정망 관측 자료를 이 용하였다. 조사대상 호소는 우포늪, 정양늪, 질날늪, 해곡늪 등 측정망자료가 없는 4개 호소를 제외한 26개 호소를 대상 으로 하였다. 수질측정망 자료는 호소별로 TOC가 최초 측정 된 시점부터 2017년 12월까지 관측된 모든 자료를 수집하였 으며 총 6,375개 자료에 대한 분석을 수행하였다(Table 1).

3. 결과 및 고찰

3.1 유기물질 분포현황

현장조사에서는 상수원용호소, 농업용호소 및 자연늪의 평균 COD 농도는 각각 3.9 mg/L, 6.2 mg/L, 11.2 mg/L

Table 1. General status of the lakes surveyed

Lake type Lake name Site name Point count GPS coordinates Data count

latitude longitude Field* WIS*

Water Supply Source

Gachang WS_1 3 N 35° 44′ 05.11″ E 128° 36′ 40.16″ 165 284

Gucheon WS_2 2 N 34° 49′ 23.59″ E 128° 38′ 10.95″ 126 198

Daeam WS_3 2 N 35° 32′ 33.36″ E 129° 10′ 55.28″ 92 389

Deokdong WS_4 2 N 35° 50′ 00.15″ E 129° 18′ 48.30″ 123 12

Sayeon WS_5 3 N 35° 34′ 49.64″ E 129° 11′ 40.00″ 113 394

Angye WS_6 2 N 35° 00′ 33.48″ E 129° 16′ 08.39″ 107 198

Andong WS_7 3 N 36° 34′ 49.89″ E 128° 46′ 56.89″ 168 592

Yeoncho WS_8 2 N 34° 56′ 22.54″ E 128° 39′ 58.44″ 114 375

Yeongcheon WS_9 3 N 36° 03′ 47.47″ E 129° 00′ 50.00″ 144 333

Unmoon WS_10 3 N 35° 43′ 29.53″ E 128° 54′ 58.93″ 150 396

Imha WS_11 3 N 36° 31′ 43.03″ E 128° 53′ 14.38″ 166 579

Jinyang WS_12 3 N 35° 10′ 05.61″ E 128° 01′ 51.09″ 128 594

River Estuary WS_13 3 N 35° 06′ 33.60″ E 128° 20′ 56.81″ 90 594

Hapcheon WS_14 3 N 35° 32′ 00.71″ E 128° 01′ 33.94″ 204 594

Hoedong WS_15 2 N 35° 14′ 19.70″ E 129° 07′ 05.80″ 114 58

Hoeya WS_16 2 N 35° 28′ 23.68″ E 129° 16′ 45.85″ 101 164

Agricultural

Gyeongcheon AR_1 3 N 35° 10′ 26.35″ E 128° 18′ 14.50″ 85 44

Gidong AR_2 1 N 36° 05′ 35.96″ E 129° 13′ 05.08″ 20 12

bongsan AR_3 3 N 35° 26′ 11.00″ E 128° 28′ 28.00″ 48 32

Bomoon AR_4 2 N 35° 50′ 30.14″ E 129° 06′ 48.01″ 69 168

Seonam* AR_5 1 N 35° 30′ 59.49″ E 129° 19′ 47.79″ 45 196

Otae AR_6 3 N 36° 29′ 36.29″ E 128° 07′ 26.93″ 99 20

Yongyeon AR_7 2 N 36° 07′ 08.84″ E 129° 17′ 59.96″ 53 25

Jangcheok AR_8 3 N 35° 26′ 06.46″ E 128° 29′ 26.50″ 48 12

Junam AR_9 1 N 35° 18′ 77.50″ E 128° 40′ 18.80″ 15 100

Poongrak AR_10 3 N 35° 56′ 47.41″ E 128° 51′ 42.10″ 84 12

Swamp

Upo SW_1 2 N 35° 33′ 01.60″ E 128° 25′ 02.00″ 26 No data

Jeongyang SW_2 3 N 35° 33′ 13.03″ E 128° 09′ 46.73″ 41 No data

Jilnal SW_3 3 N 35° 19′ 10.69″ E 128° 20′ 56.81″ 37 No data

Haegok SW_4 1 N 35° 32′ 33.58″ E 128° 07′ 13.96″ 20 No data

Total - - 72 - - 2,795 6,375

*Field : Field survey

*WIS : Water Information System(Ministry of Environment)

*Seonam : Balancing reservoir

였다. 평균 TOC 농도는 각각 2.6 mg/L, 4.4 mg/L, 6.3 mg/L였다. 측정망자료조사에서 상수원용호소와 농업용호 소의 평균 COD 농도는 각각 3.7 mg/L, 7.2 mg/L였고, 평 균 TOC 농도는 각각 2.6 mg/L, 4.4 mg/L로 나타났다. 상 수원용호소와 농업용호소를 대상으로 한 현장조사와 측정 망자료조사의 결과가 COD와 TOC 양 수질인자에서 유사 한 평균값으로 검출되었다(Fig. 2, Fig. 3). 이는 측정망자료 가 부재한 자연늪의 COD와 TOC 오염수준을 파악하는데

(a) Field Survey

(b) WIS

Fig. 2. COD concentration obtained by field survey and WIS. (a) Field Survey, (b) WIS(Water Information System)

(a) Field Survey

(b) WIS

Fig. 3. TOC concentration obtained by field survey and WIS. (a)

Field Survey, (b) WIS(Water Information System)

현장조사 결과의 이용타당성에 대한 적절함을 내포한다. 낙 동강수계에 위치하는 호소 중, 상수원으로 이용되는 호소의 유기물질 오염수준은 비교적 양호한 것으로 평가할 수 있 다. 그러나 주된 이용목적상 농업용호소로 구분되는 경천 호, 선암지, 용연지 등은 지역 주민들의 생활용수로도 이용 되고 있으며 안정적인 음용수 공급을 위해 농업용호소에 대한 수질관리 강화가 필요할 것으로 판단된다. 현장조사와 측정망자료조사의 평균 COD 농도 차이는 상수원용호소 0.2 mg/L, 농업용호소 1.0 mg/L로 평균 농도가 높은 농업 용호소에서 더 높은 차이를 나타내었다. 반면, TOC의 경 우 현장조사와 측정망자료조사의 결과가 모두 동일하게 나 타났는데 이는 유기물질관리의 안정성과 재현성 측면에서 TOC 지표가 COD 지표보다 안정한 것으로 이해할 수 있 다. 이에 더해 유기탄소 이외에 오염물질이 존재하는 경우 에도 COD의 농도는 높게 검출되므로 결과의 안정성으로 만 평가하기에는 곤란한 면도 있다. 현장조사 결과를 이용 하여 TOC/COD의 비율(평균값이용)을 보면 0.67(상수원 용호소), 0.71(농업용호소), 0.56(자연늪)으로 나타났다. 유 기물질의 질적 구성을 살펴보면 상수원용호소와 농업용호 소에서는 유사하게 나타나며, 자연늪의 경우에는 TOC로 평가가능한 유기물질의 오염도는 다른 호소에 비해 낮음을 알 수 있다. 한편, SW_3 호소의 경우 2013년, 2015년, 2016년 및 2017년 연평균 COD 농도가 각각 6.7 mg/L, 16.8 mg/L, 44.6 mg/L, 12.3 mg/L였고, 연평균 TOC 농 도가 각각 3.8 mg/L, 13.4 mg/L, 13.5 mg/L, 8.8 mg/L로 다른 자연늪에 비해 농도 변화폭이 대단히 높게 나타났다.

자연늪인 SW_3 호소는 연중 수심이 0.05m 수준으로 유량 이 대단히 적어서 늪 토양에서 용출되는 부식질 등 당해연 도 토양의 유기물질의 특성의 영향을 크게 받는다(Fig. 4).

대규모 철새도래지인 SW_3 호소에서 철새의 분변유입 증 감과 토양에서의 유기물질 대사 작용량 변화가 유기물질 농도 증감에 영향을 미쳤을 것으로 예상된다. 이러한 결과 는 자연늪의 수질관리는 상수원용호소나 농업용호소와 달 리 늪지역 호소가 가지는 고유한 자연환경 특성을 반영하여

Fig. 4. Picture of SW_3 lake.

이루어져야 함을 의미한다. 현재 우리나라 호소의 수질관리 는 호소 생활환경기준을 기초로 하여 모든 종류의 호소에 대해 통합적으로 이루어지고 있는데 안정적인 수자원 관리 를 위해 호소의 이용목적 및 자연환경특성에 따라 구분하 여 세분화된 관리방안을 마련할 필요가 있을 것으로 사료 된다.

3.2 유기물질 항목간 상관관계

새로운 유기물질 지표로서의 TOC의 적합성을 파악하기 위해 기존의 유기물질 지표인 COD와의 상관성을 분석하였 다. 두 지표간의 상관관계는 결정계수(R²)로 평가하였으며, 두 지표에 의한 오염수준의 검출범위를 제시하면서 수질기준 에서 제시하는 지표간 기울기를 계산하여 상호 비교하였다 (Table 2). 수질기준에서 제시하는 COD와 TOC 간의 R²는 0.976이며, 기울기(a)는 0.697이다. 수질기준을 이용한 기울 기(0.697)와 가장 유사한 호소는 현장조사결과에서 얻은 농 업용호소(기울기 0.631)였다. 이는 검출되는 지표값의 빈도 와 분포범위에 의해 영향을 받는 기울기의 특성을 잘 알려주 는 증거이다. 결정계수에서도 농업용호소의 결과가 현장조사 와 측정망자료조사 양면에서 각각 0.783과 0.680으로 가장 높게 나타났는데 오염원의 검출범위가 영향을 미치는 것으로 판단된다. Table 2에 나타낸 기울기를 수질기준의 기울기에 대한 비율로 비교하면 총유기탄소가 차지하는 COD의 비율 을 알 수 있다. 이와 같은 성질을 이용하여 Fig. 5에서는 전체 자료를 수질기준확장 점선과 측정값의 실선으로 기울기를 비 교할 수 있도록 하였다. Fig. 5에서 보는 바와 같이 상수원용 호소(WS_1~WS_16)에서는 수질기준에 의해 작성된 상관추 세선 아래에 현장조사의 결과값들이 위치하고 있다. 한편 농 업용호소(AR_1~AR_10)에서는 수질기준에 의해 작성된 상 관추세선 아래에 현장조사의 결과값들이 위치하고 있으나 상 수원용호소의 결과와 비교하면 상대적으로 수질기준 기반의 상관추세선과 일치성이 높음을 알 수 있다. 측정망자료를 활 용한 경우에는 검출자료 중에 이상값을 나타내는 경우에 의 해 영향을 받을 수 있을 것으로 판단된다. 이는 측정값과 분 석값의 정도관리에 기술적 관심을 가져야 함을 반증하는 것 으로 이해하는 것을 권장한다.

WS_1 ~ WS_16 WS_1 ~ WS_16

AR_1 ~ AR_10 AR_1 ~ AR_10

SW_1 ~ SW_4

No data

(a) Field Survey (b) WIS

Fig. 5. Comparison of Correlation between COD and TOC using

trend lines of the environmental standard value and measured values. (a) Field Survey, (b) WIS(Water Information System)

3.3 수질등급별 분포현황

호소 생활환경기준에 제시된 수질 등급별 기준값을 이용 하여 현장조사와 측정망조사에서 얻은 자료를 등급별 분포 현황으로 정리하였다(Table 3). 현장조사에서 조사대상 30 개 호소를 대상으로 COD의 등급별 분포현황을 분석한 결 과 Ⅱ등급에서 24.9%로 가장 많이 분포하였고, 다음으로

Ⅰb등급 21.9%, Ⅳ등급 21.9%, Ⅲ등급 17.6%, Ⅰa등급 7.0%, Ⅴ등급 3.5%, Ⅵ등급 3.2% 순이었다. TOC는 Ⅰb등 급에 35.3%로 가장 많이 분포하였고, 다음으로 Ⅰa등급 26.6%, Ⅱ등급 22.3%, Ⅲ등급, 7.3%, Ⅳ등급 3.8%, Ⅴ등

Table 2. Correlation between COD and TOC

Classification Water Supply Source Agricultural Swamp

Field*

R²(coefficient of determination) 0.539 0.783 0.559

a(gradient) 0.445 0.631 0.390

COD(mg/L) 0.8~12.3 1.4~19.3 2.7~57.2

TOC(mg/L) 0.5~7.4 0.8~16.3 2.0~36.5

WIS*

R²(coefficient of determination) 0.502 0.680 -*

a(gradient) 0.558 0.546 -

COD(mg/L) 0.5~14.9 1.2~21.3 -

TOC(mg/L) 0.4~8.3 0.8~13.7 -

* Field : Field survey

* WIS : Water Information System(Ministry of Environment)

* - : No data

급 3.1%, Ⅵ등급 1.6% 순이었다. 측정망자료조사에서 조사 대상 30개 호소의 등급별 COD 분포현황을 분석한 결과

Ⅰb등급에서 27.6%로 가장 많이 분포하였고, 다음으로 Ⅲ 등급 26.9%, Ⅱ등급 22.5%, Ⅳ등급 12.8%, Ⅰa등급 8.0%,

Ⅴ등급 1.2%, Ⅵ등급 0.9% 순이었다. TOC는 Ⅰb등급에서 37.6%로 가장 많이 분포하였고, 다음으로 Ⅰa등급 29.6%,

Ⅱ등급 22.6%, Ⅲ등급 6.9%, Ⅳ등급 1.8%, Ⅴ등급 1.1%,

Ⅵ등급 0.4% 순이었다. 현장조사자료와 측정망자료조사에 서 나타난 호소의 유기물질 등급분포는 COD 및 TOC 인 자 모두 유사한 결과를 나타내고 있어 국가 환경자료로서 장기모니터링의 질적 안정성이 확인되는 것으로 사료된다.

상수원용호소의 COD 등급별 분포현황은 Ⅱ등급에서 28.0%, Ⅰb등급 25.2%, Ⅲ등급 19.4%, Ⅳ등급 17.3%, Ⅰ a등급 8.7%, Ⅴ등급 1.1%, Ⅵ등급 0.1% 순이었다. 반면 TOC는 전체호소의 결과와 유사하게 Ⅰb등급에서 39.4%

로,Ⅰa등급 31.5%, Ⅱ등급 23.3%, Ⅲ등급 4.8%, Ⅳ등급 0.8%, Ⅴ등급 0.1% 순이었으며 Ⅵ등급은 없었다. 상수원용 호소의 TOC는 그 자체의 위해성은 없으나 상수처리과정 에서 소독부산물을 형성하는 전구물질로 관리가 강화되고 있다.

농업용호소 및 자연늪의 경우에 TOC 기준을 이용한 등 급 분포현황은 COD 기준을 이용한 등급 분포현황과 비교 하면 양질의 호소로 평가된다. 모든 호소에서 수질기준 상 TOC가 COD 보다 좋은 등급에 해당하는 자료의 분포비율 이 높게 나타났다(Fig. 6). 이러한 결과는 현재 호소 생활환 경기준에서 사용하고 있는 등급별 TOC 농도를 실제 호소수 에서 검출되는 실측값과 비교할 때 높은 농도로 제시되어 있기 때문으로 판단된다. 즉 호소수질 기준이 TOC도입으로 인해 완화되는 것과 같은 효과를 가지는 것으로 보인다.

또 기 연구된 보고에 따르면 호소의 유기물질 중 COD와

COD Total TOC Total

WS_1 ~ WS_16 WS_1 ~ WS_16

AR_1 ~ AR_10 AR_1 ~ AR_10

SW_1 ~ SW_4

No data

(a) Field Survey (b) WIS

Fig. 6. Cumulative ratio of the environmental standard grade in

both COD and TOC. (a) Field Survey, (b) WIS(Water

Information System)

Classified Grade* Total lake Water Supply Source Agricultural Swamp

COD TOC COD TOC COD TOC COD TOC

Field*

Ⅰa 7.0 26.6 8.7 31.5 1.9 14.0 0.0 0.8

Ⅰb 21.9 35.3 25.2 39.4 13.6 25.1 3.2 11.3

Ⅱ 24.9 22.3 28.0 23.3 18.0 20.3 3.2 13.7

Ⅲ 17.6 7.3 19.4 4.8 13.3 13.3 7.3 21.8

Ⅳ 21.9 3.8 17.3 0.8 37.1 13.4 29.8 11.3

Ⅴ 3.5 3.1 1.1 0.1 10.4 10.8 12.9 18.5

Ⅵ 3.2 1.6 0.1 0.0 5.7 3.2 43.5 22.6

WIS*

Ⅰa 8.0 29.6 8.8 31.9 0.5 7.7 -* -

Ⅰb 27.6 37.6 30.3 37.1 2.6 42.2 - -

Ⅱ 22.5 22.6 23.2 22.5 16.6 23.5 - -

Ⅲ 26.9 6.9 27.0 6.8 25.6 8.2 - -

Ⅳ 12.8 1.8 10.2 1.3 36.4 6.3 - -

Ⅴ 1.2 1.1 0.3 0.4 10.1 7.9 - -

Ⅵ 0.9 0.4 0.1 0.0 8.2 4.2 - -

* Grade :Ⅰa(매우 좋음), Ⅰb(좋음), Ⅱ(약간 좋음), Ⅲ(보통), Ⅳ(약간 나쁨), Ⅴ(나쁨), Ⅵ(매우 나쁨)

* Field : Field survey

* WIS : Water Information System(Ministry of Environment)

* - : No data

TOC는 높은 상관성을 나타내지만, 호소의 특성에 따라 상 관성을 이용하지 못하는 경우도 있다(최병우 등; 2011, 강 미아; 2014). 이러한 연구결과들과 비교하면 이번 조사대 상 호소의 유기물질 검출 농도에 대한 COD의 장기모니터 링은 TOC가 호소의 특성을 대표할 수 있는 유기물질 인자 로 이용되기까지 지속되어야 할 것으로 보인다.

4. 결 론

수자원은 물의 이용목적에 따라 요구되는 수질이 다양하 다. 낙동강수계에 위치한 30개의 호소는 이용목정이 다양 하며 그 중 16개의 호소는 상수원수로 사용되고 있다. 이들 30개 호소를 대상으로 새로 도입되어 사용되고 있는 TOC 의 기준값에 대한 활용가능성을 COD와 비교분석하여 다 음과 같은 결론을 얻었다.

첫째, 호소의 주 이용목적별로 구분할 때 상수원용호소의 TOC와 COD 등의 유기물질에 대한 수질이 농업용호소나 자연늪의 수질보다 양호하게 나타나는 것으로 보아 상수원 에 대한 수질관리는 유효성이 크다는 것을 알 수 있다.

둘째, 주목적이 농업용수인 호소라도 지역 주민들의 생활 용수로도 이용되는 경우가 있어 안정적인 음용수 공급을 위해 농업용호소에 대한 수질관리 강화가 필요할 것으로 조사되었다. 자연늪의 경우 상수원용호소나 농업용호소와 달리 늪지역 호소가 가지는 고유한 자연환경 특성을 반영 한 관리가 필요한 것으로 나타났다. 현재 호소생활환경기준 을 기반으로 하여 호소의 이용목적에 대한 구분 없이 동일 한 관리지침을 사용하고 있다. 따라서 보다 양호하고 수질 을 확보할 수 있는 안정적인 수자원 관리를 위해 호소의 이 용목적 및 자연환경특성에 따라 구분하여 세분화된 관리방 안을 마련할 필요가 있을 것으로 사료된다.

셋째, 현장조사 결과와 측정망자료조사 결과 등에서 확보 한 실측값을 이용하여 30개 호소에서의 TOC와 COD간의 상관성을 조사한 결과 TOC와 COD의 농도는 유사한 경향 으로 검출되었다. TOC와 COD의 결정계수는 현장조사 결 과와 측정망자료조사 결과에서 상수원용호소의 R²는 각각 0.539와 0.502로, 농업용호소의 R²는 각각 0.783과 0.680 으로, 자연늪은 현장조사 결과에서 R²=0.559로 나타났다.

양 조사에서 모두 농업용호소의 상관성이 높았는데 이는 검출되는 영역이 다른 호소들보다 다소 넓은 것에서 기인 한 것으로 보인다. 따라서 상수원용호소와 같이 검출농도가 상대적으로 낮은 영역에서의 TOC 및 COD간의 상관성은 농도 뿐 만 아니라 오염원의 특성을 규명하여야 장기간 축 적된 유기물질 자료를 유용하게 이용할 수 있을 것이다.

넷째, 호소의 질적 평가에 활용되는 수질등급 기준을 기 반으로 TOC와 COD의 활용성을 평가할 수 있다. 기존에 COD 기준으로 수질등급을 한 결과보다, 현장조사 및 측정 망자료 조사 등의 양면에서 얻은 TOC 기준 수질등급이 더 양호한 것으로 나타났다. 이는 동일한 호소의 수질 등급에 서 유기물질을 대표하는 인자의 변화로 호소의 질급 등급

이 양호한 방향으로 상승하는 요소로 작용되는 효과가 있 다. 이로 인해 TOC 단일 항목만을 이용하여 유기물지표로 사용하는 데는 한계가 있을 것으로 판단된다. 따라서 현행 호소 생활환경기준에서 TOC 항목의 등급별 기준 강화를 통해 기존의 등급평가를 유효하게 하거나 COD를 지속적 으로 조사하여 대상으로 하는 각 호소별 유기물질 특성을 명확히 할 필요성이 있다.

사 사

이 논문은 2015학년도 안동대학교 연구비에 의하여 연구 되었음.

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