얼마 전 음용수에서의 바이러스 검출로 인하여 수돗물에 대한 국민들의 의식은 더욱 나빠지게 되었다. 이에 환경부는 수돗물 수질관리 강화 종합대책을 수립하였는데 물 속의 바이러스는 분석 방법의 한계(검출 능력, 소요기간, 고가)로 인해 세계적으로 상시측정 수질기준 항목으로 선정한 나라가 없으며 또한 물속의 바이러스는 소량이 불 균일 분포하여 현행 분석법으로 110여종의 바이러스를 확인하는 것이 불가하고 검출에 6주 ~ 8주가 걸려 관리지표(管理指標)로서 부적절하며 시료 1건당 150만원(수질기준항목 47개 분석비용 18만원) 소요된다.

전국 정수장별로 월 1회 정수시료 1개, 가정급수시료 10개 분석시 연간 1,166억원 소요된다. 이에 따라 미국은 수질기준 대신 여과와 소독처리에 관한 과정을 엄격히 관리하는 '처리기준'(Treatment Technique)을 제정운영하고 있다.

우리 정부 또한 이번 대책을 수립하면서 바이러스 수질기준 설정의 한계를 감안하여 미국과 같이 「처리기준」(바이러스를 99.99%이상 제거할 수 있도록 탁도, 잔류소독제의 농도 및 접촉시간 등의 측정을 통해 여과와 소독공정을 엄격히 관리하는 규정임) 을 제정하고 탁도의 규제기준을 1NTU에서 0.5NTU로 강화(2001.7)하고 그 측정 횟수를 늘려 정수장에서 탁도와 잔류염소의 수질검사 주기를 1일 1회에서 수시로 강화하였다.

또한 수도 운영관리 정보화(e-상하수도) 사업 추진(2001.5)하여 수돗물 관련 정보를 국민에게 신속히 제공하여 수돗물 정책의 신뢰성, 투명성을 높이고, 이상 발생시 즉각 조치를 취할 수 있도록 하였다. 국내에는 현재(1999년 기준) 1,156개소의 정수장이 운용되고 있으며 향후 10년간 농어촌 지역의 상수도 확충 사업으로 143개소의 정수장을 신설할 예정이다. 또한, 3,572개의 수도전, 598개의 간이 상수도 시설, 6,904개의 약수터가 운용되고 있다.

이에 향후 5년간 자동 탁도계의 수요 추산량은 정부 부문에서 약 2,900 여대 민간 산업체에서 600여 대로 총 140억원의 자금이 투자될 것이다.

그러나 현재 우리나라에서 사용되고 있는 원수/정수 자동 탁도계는 전량 수입하여 사용하고 있으므로 막대한 외화의 유추와 신속한 사후관리의 부재로 인하여 이들 시스템의 국산화가 반드시 이루어져야 한다.

더불어 상수공정 중에 발생하는 발암물질중의 하나인 할로아세틱산과 같은 유기화학물질의 측정은 어렵고, 또한 위험물질을 다루어야 하므로 세심한 주의를 요한다.

따라서 방류되는 수돗물내에 이러한 유기화학물질의 양이 얼마나 존재하는지를 실시간으로 측정하는 것은 현재 기술로는 거의 불가능하다. UV 흡광도를 염소소독 전후에 측정하여 그 차이를 이용하여 유기화학물질의 농도를 구할 수 있는 기술이 있으며 이 기술은 특히 측정이 매우 빠르고 쉬우며, 연속적으로 모니터링할 수 있다는 이점이 있다.

본 연구는 음용수의 수질 분석을 위한 다채널 분광 광학계 시스템 개발을 목표로 하고 있으며, 개발 내용은 크게 수질 분석용 분광 광학계의 개발, CCD 구동 및 신호 처리부 설계 그리고, 다양한 분야의 응용을 위한 H/W 및 S/W를 개발하는데 있다. 다채널 분광 광학계의 설계에 있어 회절 격자로 입사된 빛은 회절 현상을 일으킬 때, 다른 파장의 빛과 서로 간섭하는 현상이 발생하게 된다. 즉, 회절 공식(Diffraction Equation)에 따라 각 파장에서의 1차 회절광은 파장의 1/2 크기에 해당하는 파장의 2차 회절광과 서로 간섭을 하게 된다.

 

이와 같은 문제를 해결하기 위해 OSLOTM 사의 광학 설계 프로그램을 이용하여 회절광의 경로를 검토하여 분광영역의 파장들이 다채널 검출기의 한계 길이만큼 분리되도록 설계를 하였다. 이러한 설계 원리를 바탕으로 오목형 회절 격자 (Concave Grating)를 이용하여 시제품을 제작하였다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]