국내에서 광역상수도가 확보되지 않은 농어촌지역에서는 간이상수도 시설이 널리 사용되고 있으며, 이중 70% 이상이 지하수 관정으로 알려져 있다. 그런데 지하수 관정의 간이상수도 시설은 관리 부실과 노후화에 의해 수질의 안정성이 확보되고 있지 못하고 있는 실정이다.

 

간이상수도는 500만 명에 가까운 농어촌인구가 사용함에도 불구하고 많은 연구가 수행되어오지 못하고 있다. 최근 들어 특히 질산성질소 등 수질기준을 초과하는 오염이 전국 곳곳에서 관측되고 있어 오염방지를 위한 효율적인 관리방안에 대하여 관심이 증가하고 있다.

 

한국지질자원연구원에서는 논산지역의 간이상수도를 오염시키는 주요 원인을 GIS기법을 이용하여 파악하고 관리함으로써 지하수를 이용한 간이상수도 공급시스템의 수질에 대한 안정성을 지속적으로 확보하기 위해 수자원프론티어 사업의 일환으로 시범연구지역인 논산지역의 간이상수도 수질을 조사했다.

 

시범연구지역인 논산시의 지형적 특색은 분포하고 있는 지질과 지질구조에 크게 영향을 받아 지세가 형성되어 있다. 지질은 중생대 화강암이 분포하는 지역은 평야지대, 선캠브리아 변성암이 분포하는 지역은 구릉지대, 옥천층군인 변성퇴적암이 분포하는 지역은 산지 지형을 이루고 백악기 화산암이 분포하는 지역은 산릉을 이루는 등 그 구분이 뚜렷하게 나타난다.

 

총 126개의 지하수 시료를 채취하여 분석을 실시하였다. 채취되는 지하수 시료는 관측정의 수리지구화학적 대표성을 나타내기 위하여 양수를 하면서 온도, 수소이온농도(pH) 및 전기전도도를 측정하여 이들이 안정된 값을 나타낼 때까지 기다린 후 시료를 채취하였다. 먹는물 수질분석을 위한 시료는 채취한 즉시 냉장보관 후 수자원공사 국제수돗물센터에 의뢰하여 분석을 실시하였으며, 수질분석은 대장균, 일반세균 등 14개 항목에 대해 수행되었다.

 

논산지역 소규모 급수시설의 수질에 대한 분석결과를 살펴보면 주요 성분 중 Ca와 HCO3가 주성분을 이루고 있음을 알 수 있었으며, 화강암 지대의 지하수 시료가 Cl, NO3, Na가 옥천대 변성암과 선캠브리아기 편마암에 비해 높은 농도를 가졌다. 이는 화강암이 위치하는 곳이 대부분 농경과 거주지가 집중되어 있어 오염에 취약한 특징을 가지기 때문인 것으로 사료된다.

 

이에 반해 옥천대 시료는 Ca와 HCO3가 지배적인 특징을 보여주고 있는데 이는 옥천대 암석내 석회질광물성분이 많고 부분적으로 석회암이 협재하여 탄산염광물의 용해가 지하수에 영향을 주기 때문으로 생각된다. 따라서 비교적 경작지가 많이 분포하고 인구거주가 밀집된 화강암 지역에서는 오염의 영향이 커짐을 확인할 수 있었다.

 

시범연구지역인 논산시의 수질에 대한 공간분포도를 작성 결과, 성분별 분포도는 대체적으로 지질과 지형에 밀접한 상관성을 가지는 것으로 사료되었다. 용존성분의 총량과 상관이 있는 전기전도도의 공간분포도를 살펴보면 지질과 지형 특히 고도와 밀접한 상관성이 있는 것으로 보인다. 남서부쪽에 화강암 지대와 분리가 되는 것은 옥천대와 상관성이 있으며 논산시 동부쪽의 낮은 값의 분포는 비교적 고도가 높은 지역에 위치하여 오염요인이 비교적 적은 것으로 사료된다.

 

지하수 수질조사는 분기별로 실시되는 간이상수도 수질에 대한 논산지역의 2004년 3/4 분기까지의 5회간의 14개 항목의 정기 분석 항목에 대한 논산시수도사업소의 수질 모니터링 결과를 살펴보면 약 13∼21% 정도가 수질기준을 초과하는 것으로 확인되었다. 그 결과 수질기준 초과 지역은 거의 같은 곳에서 반복적으로 발생하고 있음을 확인할 수 있었다.

그러나 탁도 같은 것은 지역적인 것과는 상관없이 관정 관리 상태에 따라 많은 영향을 받는 것으로 사료되었다. 2005년 2/4분기와 3/4분기에 있어 지하수 수질초과 비율은 이전보다는 약 5%정도 감소하였음을 알 수 있었다. 이는 농촌 생활용수를 모두 간이급수시설로 전환하여 수질오염 관리를 보다 효율적으로 하였기 때문으로 사료된다.

 

비록 질산성질소, 비소, 불소 등 자연적인 요건에 의해 발생하는 수질오염은 제거하기 어려웠지만 일반세균, 대장균 같은 요인은 관리여부에 따라 충분히 방지할 수 있음을 확인하였다.

 

시범연구지역인 논산의 경우 옥천대의 영향에 따라 비소 오염이 관찰되는데 1개소가 수질기준은 50㎍/L를 초과하며, WHO 기준인 10㎍/L를 적용하면 9개 정도의 시료가 기준을 초과하여 전체에서 약 7% 내외를 차지하였다. 지하수의 공간적인 비소분포 양상을 조사한 결과 주로 옥천대 변성퇴적암과 밀접한 상관성이 있는 것으로 나타났다.

 

각 수질성분의 지질별 농도분포 결과에서도 주요 오염성분인 N+, Cl- ,NO3-는 화강암 분포지역에서 높은 값을 보여주며 이 지역이 대부분 낮은 고도에 위치하고 농경과 거주지가 집중되어 오염에 취약한 특징을 가지는 것으로 판단한다.

 

이에 반해 pH와 비소는 옥천대 변성퇴적암 지역에서 상대적으로 높게 나타나고 있다. 이는 비소가 지표 오염물질의 유입과는 상관이 없으며 지질특성에 기원하였음을 보여준다. 흑색셰일 등을 포함하는 변성퇴적암류에 비소는 황화물 형태로 존재할 수 있으나 지질별 지하수 수질분석에서 pH는 상대적으로 높고 SO42- 함량은 특별히 차이가 난다고 할 수 없으므로 이 지역의 비소 유출 기작을 단언할 수 없으며 비소 기원물질의 지구화학적 특성에 대한 확인과 보다 정밀한 조사가 요구된다.

 

논산시 간이상수도 중 지하수의 수질에 영향을 미치는 요인을 조사한 결과 오염에 주로 영향을 미치는 요인은 지질, 토지이용 및 토양 특성이 복합적으로 영향에 미침을 알 수 있었다.

 

따라서 간이상수도 시설에 대한 보다 효율적 관리를 위해서는 수질의 공간적 분포 특성 등을 GIS 프로그램을 이용하여 확인하고 수질에 문제가 발생하는 지역의 문제점, 즉 지질이나 토지이용 등에 대한 원인 분석이 보다 용이하게 됨으로써 지하수의 체계적인 관리가 가능할 것으로 판단된다.