현재 국내의 방류수 배출시설은 기존의 화학적 모니터링 방법인 BOD, COD, SS, TN, TP등의 농도에 의존하고 있다. 그러나 이러한 방법만으로는 방류수의 실제 독성영향 을 파악하는 것이 불가능하다.

 

이미 수많은 사례를 통해서 방류수가 기존의 모니터링 기준을 만족시킨다 하더라도 수계에 심각한 독성영향을 주고 있음이 밝혀져 있다. 이러한 원인은 방류수에는 수많은 화학물질이 존재하고, 모든 화학종의 분석이 불가능하며, 설령 분석이 된다 하더라도 오염물질간의 상호작용에 의한 독성 변화가 빈번히 나타나기 때문이다.

 

유럽이나 미국 등의 선진국에서는 이미 생물학적 모니터링 기법을 사용하여 이러한 문제점을 극복하고 있다. 따라서 본 연구에서는 복잡한 특성을 갖는 방류수를 생물학적으로 모니터링 하는 기법을 개발하고, 이를 뒷받침하기 위한 화학적 모니터링 기법을 국내 방류수에 적용하고자 하였다.

 

이를 위해 U.S. EPA의 생물학적 방류수 모니터링 기법을 근간으로 국내 실정에 맞는 생물학적 모니터링 기법을 개발하였다. 또한 생물학적 모니터링의 단점을 극복하기위해(화학적분석보다 장시간을 요함) 310가지의 오염물질을 한번 주입으로 스크리닝 하는 화학적 기법 을 적용하여 생물학적 독성의 예측 가능성을 평가하였다. 화학적 분석 결과로 생물학적 독성을 예측하는 과정에는 많은 변수들이 독성 값에 영향을 주고 있다.

 

첫째로, 각 오염원들 상호간의 영향에 의한 혼합독성이 있다. 독성 작용 기작이 다른 혼합물의 통합 독성을 평가하는 모델을 개발하여 화학적 독성 값을 예측하여 보았다.둘째로, 환경 영향인자에 의한 독성 변화를 들 수 있다. 본 연구에서는 수중에 존재하는 부유입자가 독성에 미치는 영향을 평가하여 보았다.

생물학적 및 화학적 모니터링 기법의 개발을 위한 연구 이외에도 독성 물질의 거동과 수생 생태계 건강에 미치는 영향을 직접적으로 판단하기 위한 연구를 수행하였다. 먼저 독성 물질의 거동 연구는 주로 생분해에 의한 독성 원인물질의 형태 변화에 대해 다루고 있다. 다음으로 방류수가 지속적으로 배출되는 하천의 건강도를 평가하였다. 즉, 하천에 존재하는 어류종의 풍부도, 다양성 등을 대조군과 비교 평가하여 방류수가 하천에 미치는 영향을 평가하였다.

이와 같이 생물학적 또는 화학적 독성 모니터링 기법개발 및 수행을 위해 다양한 연구가 수행되었으며 다음과 같은 결과를 도출하였다. 첫째, 국내 방류수에 적용할 수 있는 조류 및 물벼룩 생물독성 평가 기법을 개발하였다. 이 방법을 전남지역 9개 하/폐수 처리장 방류수에 적용하여 본 결과 대부분의 처리장에서 조류와 물벼룩 독성을 나타내었다. 그러나 조류와 물벼룩 독성 간에는 상관성이 없는 것으로 나타났다. 방류량이 많은 대규모 처리장은 그렇지 못한 처리장 보다 낮은 독성을 나타내었으나, 배출되었을 시 소규모 처리장보다 높은 영향을 하천에 주는 것으로 나타났다.

모든 처리장이 기존의 배출기준을 만족시키는 것을 고려하면 생물학적 모니터링 기법의 도입이 반드시 필요하며, 도입 시에는 독성물질에 대한 생물종의 민감도를 고려하여 2종이상이 사용되어야 한다. 둘째, 화학적 및 생물학적 독성은 상관성이 없는 것
으로 나타났다.

 

많은 방류수에서 화학적 독성 값이 0인 경우에도 높은 생물 독성이 나타났다. 이는 화학적 분석 결과의 한계를 보여주는 것이며, 다양한 오염물질의 통합 독성 영향 평가를 위해서는 생물학적 기법 도입이 필요함을 뒷받침 해주는 결과로 생각할 수 있다.

 

셋째,작용기작이 서로 다른 다양한 오염물질의 혼합 독성은 independent action과 concentration addition model을 결합한 two step prediction model을 사용하여 예측이 가능하였다.

 

[출처 = 한국환경산업기술원(www.keiti.re.kr)]