제1부 수질분석 분야 요 약 문 Ⅰ. 제 목 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 (미네랄 함량을 중심으로) Ⅱ. 연구기간 2014년 5월 ~ 2015년 4월 (12개월) Ⅲ. 연구목적 서울시민의 물에 대한 궁금증을 해결하기 위하여 응답하라 상수도연구원 에 제안 된

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1 아리수 등먹는물수질특성에관한연구 - 미네랄함량을중심으로 - 김남진, 송경인, 나미정, 송만식, 정일용, 이경우, 기효석, 이현주, 이은숙, 한지선, 이종규, 이만호, 김복순 수질분석부수질연구과 * 먹는물분석과 ** 미생물검사과

2 제1부 수질분석 분야 요 약 문 Ⅰ. 제 목 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 (미네랄 함량을 중심으로) Ⅱ. 연구기간 2014년 5월 ~ 2015년 4월 (12개월) Ⅲ. 연구목적 서울시민의 물에 대한 궁금증을 해결하기 위하여 응답하라 상수도연구원 에 제안 된 본 연구는 아리수, 먹는샘물 및 정수기 물에 포함된 미네랄 함량을 중심으로 먹는 물 특성을 비교x분석하여 시민에게 안전하고 건강한 물에 대한 정보를 제공하고자 수 행하였다. Ⅳ. 연구내용 먹는물의 일반적 특성, 함유된 미네랄과 기타 수질특성을 비교 분석하고 건강에 좋 은 물 (K i) 및 맛있는 물 (O i) 지수를 평가하였다. 110 서울특별시 서울물연구원

3 Ⅴ. 연구결과 본 연구에서 수행한 정수기 물, 먹는샘물 그리고 아리수 수질특성을 비교한 결과는 다음과 같다. 1) 정수기 물 수질특성 국내 정수기 보급현황은 총 600만대 이상 ( 13, 전국)이며, 역삼투압 (R/O) 및 한외 여과 방식 (U/F)이 전체 93.5%이며, 역삼투압방식은 이온과 미네랄 성분을 모두 제거 하지만, 한외여과방식은 미네랄 성분을 제거하지 않는 특성이 있었다. 일부 정수기 물 에서 일반세균 (정수기 수질관리항목 제외)이 검출되어 이용에 주의가 필요하다고 판 아 리 수 단된다. 등 먹 는 물 2) 먹는샘물 수질특성 먹는샘물 총 22종을 조사x분석한 결과, 수원별 미네랄 함량은 해양심층수 (63.0 수 질 특 성 에 mg/l) 탄산수 (47.6 mg/l) 지하수 (39.0 mg/l) 빙하수 (12.8 mg/l) 순으로 높 관 한 았으며, 수소이온농도 (ph)는 해양심층수 6.0, 빙하수 7.4, 탄산수 4.9, 지하수 7.5 연 구 로, 탄산이온 함유량이 많은 탄산수 수소이온농도 (ph)가 가장 낮았다. 일부 해양심층 수나 지하수의 먹는샘물에서 일반세균이 먹는물 수질기준을 초과하였다. 3) 아리수, 정수기 물, 먹는샘물 수질특성 비교 먹는물 종류별 미네랄 함량은 먹는샘물 (42.7 mg/l) 수돗물 (32.8 mg/l) 정수 기 물 (20.6 mg/l) 순으로 높았으며, 함량 변동비 (평균값에 대한 최대와 최소값의 비)도 먹는샘물 0.3~2.6배, 정수기 물 0.2~2.0배, 아리수 0.7~1.3배로 아리수가 가 장 안정적이었고, 수소이온농도 (ph) 또한 중성부근에서 안정적이었으며, 일반세균은 아리수를 제외한 일부 먹는샘물과 정수기 물에서 검출되었다. 서울워터

4 제1부 수질분석 분야 4) 건강에 좋은 물 지수 (Ki )와 맛있는 물 지수 (Oi ) 평가 건강에 좋은 물 지수 (K i )와 맛있는 물 지수 (O i )에 대한 평가결과, K i 는 아리수 (16.4) 먹는샘물 (11.2) 정수기 물 (7.0) 순으로 아리수 (수돗물)가 건강에 좋은 물 임을 확인하였으며, O i 는 아리수가 1.91로 K i 와 O i 를 종합하면 아리수는 건강한 물 (K i 5.2, O i < 2)로 평가하였다. 아리수 (수돗물), 먹는샘물, 정수기 물 수질특성은 수원 및 정수방식에 의한 차이이 며, 일반세균항목에서 기준 초과된 일부 먹는샘물과 정수기 물은 생산 및 판매 등 관리 과정에 대한 지속적인 모니터링으로 시민건강 안전성 확보가 필요하며, 특히 본 연구 에서 건강한 물 지수식에 의한 먹는물 평가결과, 아리수는 건강하고 맛있는 물임을 정 량적으로 확인할 수 있었다. Ⅵ. 활용방안 과제 제안자를 비롯하여 시민에게 본 연구정보를 제공하여 아리수 수질 안전성과 건강하고 맛있는 물임을 알리는 홍보자료로 활용하면서 관련 학회 등에 학술발표에 의해서 아리수 (수돗물) 수질의 우수성과 신뢰성 제고를 위한 객관적인 자료로 활용하 고자 한다. 112 서울특별시 서울물연구원

5 목 차 1. 서 론 연구배경 국내 외 맛있는 물 연구동향 117 1) 국내 기관별 동향 117 2) 국외 동향 정수기 종류 및 특징 126 1) 정수기 관련 법령 126 2) 정수기 특징 연구방법 131 아 리 수 3.1 정수기 물 관련 사례조사 131 등 3.2 먹는샘물 관련 사례조사 132 먹 는 물 3.3 먹는물 수질분석 항목 및 방법 결과 및 고찰 정수기 물 134 1) 전국 정수기 보급현황 134 2) 서울지역 정수기 보급현황 135 3) 수질특성 먹는샘물 138 1) 일반적 특성 138 2) 수질특성 아리수 (수돗물), 정수기 물과 먹는샘물 수질특성 비교 142 1) 미네랄 함량 142 2) 기타 수질특성 건강에 좋은 물 (Ki )과 맛있는 물 (Oi ) 지수 평가 결 론 활용방안 148 참고문헌 149 서울워터 수 질 특 성 에 관 한 연 구

6 제1부 수질분석 분야 표 목 차 표 1. 먹는물 수질기준 (항목수) 지정현황 117 표 2. 먹는물 수질기준 118 표 3. 맛있는 물 권고치 (환경부, 06) 121 표 4. 먹는물 기준항목, 서울특별시 감시항목 및 미네랄 관리항목 지정현황 122 표 5. 건강하고 맛있는 물 가이드라인 ( 10) 123 표 6. 맛있는 물 수질기준 (일본 후생성, 85) 124 표 7. Ki 와 Oi 를 종합한 먹는물 평가기준 125 표 8. 동경도 맛있는 수돗물 수질목표 값 ( 15) 125 표 9. 프랑스산 먹는샘물의 의학적 효능 (테르마리즘) 구분 126 표 10. 일반 정수성능 시험항목별 제거율 기준 (제7조 제1항, [별표 2]) 127 표 11. 특수 정수성능 시험항목별 제거율 기준 (제7조 제2항 관련, [별표 3]) 128 표 12. 정밀 여과막 (M/F)과 한외 여과막 (U/F) 특징 130 표 13. 먹는샘물 검사제품 (제조 판매회사)의 분류 132 표 14. 수질분석 항목 (24항목) 133 표 15. 수질분석방법 133 표 16. 전국 정수기 보급현황 (환경백서, 13) 134 표 17. 전국 정수기 시장 점유율 (물 마크 발급) 현황 (한국정수기 공업협동조합, 12) 134 표 18. 서울지역 정수기 제조회사별 보급현황 (서울특별시 수돗물평가위원회) 135 표 19. 정수기 여과방식별 보급현황 (서울특별시 수돗물평가위원회) 135 표 20. 제조회사별 정수기 물 분석결과 (서울특별시 수돗물평가위원회) 136 표 21. 정수방식별 정수 전 후 미네랄 함량 비교 137 표 22. 정수방식별 수소이온농도 (ph) 분포 137 표 23. 외국산 먹는샘물 수원별 제품특성 138 표 24. 국내산 먹는샘물 수원별 제품특성 139 표 25. 수원별 먹는샘물 수질결과 140 표 26. 먹는물 수질결과 비교 143 표 27. 먹는물 미네랄 함량에 의한 건강에 좋은 물 지수 (Ki ) 평가 서울특별시 서울물연구원

7 그림목차 그림 1. 제품별 미네랄 함량 분포 141 그림 2. 수원별 평균 미네랄 함량 분포 141 그림 3. 수원별 수소이온농도 (ph) 분포 142 그림 4. 아리수 (왼쪽) 및 먹는샘물 (오른쪽) 미네랄 함량 분포 143 그림 5. 정수기 물의 수소이온농도 (ph-왼쪽) 및 미네랄 함량 (오른쪽) 분포 144 그림 6. 아리수 (왼쪽) 및 먹는샘물 (오른쪽)의 수소이온농도 (ph) 분포 144 아 리 수 등 먹 는 물 수 질 특 성 에 관 한 연 구 서울워터

8 제부 1 수질분석분야 1. 서론 먹는물관리법 ( 법률제4908 호, 제정) 에의하면먹는물이란먹는데에통상 사용하는자연상태의물, 자연상태의물을먹기에적합하도록처리한수돗물, 먹는샘 물, 먹는염지하수 ( 鹽地下水 ), 먹는해양심층수 ( 海洋深層水 ) 등을말한다. 물공급목표를수질안전으로한과거에는수돗물이유일한먹는물이었으나, 최근에 는물에대한관심과소비자의욕구가증폭되면서먹는샘물및정수기시장이급속도 로확대되어다양한종류의먹는샘물과정수기가판매되고있다. 세계먹는샘물시장조사기관인 Datamonitor 보고서 ( 11) 에의하면, 전세계먹 는샘물판매량은 2006년에 1억 3,100만톤에서 2010년에 1억 5,200만톤으로 5년 만에 16% 성장하였으며, 2015년에는 1억 8,300 만톤의판매량을전망하고있다. 이 를경제적화폐가치로환산하면 2006년에 837 억달러 ( 약 92 조원) 에서 2010년에 993 억달러 ( 약 109 조원) 로연평균 3.8% 성장률을기록하였으며, 2015년에는 1,270 억달러( 약140 조원) 판매액을예상하고있다. 국내에서도 88 올림픽을계기로생수 ( 먹는샘물) 판매가시작되어, 2000년에 1,562 억원, 2012년에5,000 억원, 그리고2014년말에5,429억원규모로먹는샘물시 장이급성장하였고, 이를뒷받침하듯현재생수시장은약 70여개업체가 100여개 브랜드제품을제조 판매하고있다. 또한생수시장확대와더불어정수기대중화에의한업체의경쟁도치열하게진행 되고있다.1 세대정수기는정수기본연의기능인필터,2 세대는냉 온수와얼음,3세 대는디자인과소형화그리고현재 4세대는융합기능수를테마로경쟁적으로개발하 고있으며, 이러한국내정수기시장규모는 2013년에약 1조 5,000억원에서 2조 원으로추정하고있다. 본연구는시판되고있는먹는물의수질특성을비교 분석하여, 소비자가건강하고 맛있는물을선택할수있는객관적인수질정보를제공함과동시에아리수 ( 수돗물) 수질특성과도비교하여아리수안전성과우수성을재확인하고이를시민에게공개함 116 서울특별시서울물연구원

9 으로써아리수 ( 수돗물) 에대한불신을해소하고자수행하였다. 2. 연구배경 2.1 국내 외맛있는물연구동향 1) 국내기관별동향 (1) 환경부 국내의먹는물수질기준은원수및수돗물에서검출빈도, 위해도, 선진국의관리실 태및 WHO 의지침등을참고로, 국내의처리기술, 경제적여건, 국민정서와여론을 고려하여환경부장관이설정한다. 그리고세계보건기구 (WHO) 나국제암연구기관 (IARC) 등에서시험한유해물질독성자료의평가결과와노출및용량- 반응 (Dose Response) 평가결과를종합하여발암위해도를산정하고, 그값이 10-5 이상이면수 질기준항목으로설정한다. 표 1. 먹는물수질기준 ( 항목수) 지정현황 구분 수돗물 먹는샘물 먹는해양심층수 정수기 먹는물수질기준 환경부 1 1) 감시항목 27 2) 서울특별시 4) 77 3) 계 ( 항목) 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 1) : 환경부만의감시항목수 ( 부식성지수) 2) : 환경부와서울특별시공통감시항목수 3) : 서울특별시만의감시항목수 4) : 서울특별시감시항목 - 서울특별시수도조례로자체관리하는수질항목으로써, 검출가능성 이높거나사회적으로문제가되어검사의필요성이있다고판단되는항목및국제적으로 수돗물에서문제가된항목으로국내에서도검출가능성이있다고판단되는항목등을선정 하여관리함 서울워터

10 제부 1 수질분석분야 표 2. 분류순번 미생물 (10) 심미적영향물질 (16) 유해영향무기물질 (13) 먹는물수질기준 항목 수돗물 (59) 먹는샘물 (52) 먹는해양심층수 (54) 정수기 1) 1 일반세균 (CFU/mL 이하 ) 저온일반세균(CFU/mL 이하) 총대장균군불검출 /100mL 불검출 /250mL 불검출 /100mL 4 분원성대장균군 (/100mL) 불검출 - 5 대장균 (/100mL 이하 ) 6 분원성연쇄상구균 (/250mL 이하 ) 7 녹농균 (/250mL) - 불검출 - 8 살모넬라 (/250mL) 9 쉬겔라 (/250mL) 10 아황산환원혐기성포자형성군 - 불검출 /50mL - 11 수소이온농도 (ph) 5.8~ ~ ~ 탁도 (NTU) 경도 (mg/l 이하 ) 맛무미 - 무미 15 냄새무취 16 색도( 도이하) 5 17 KMnO 4 소비량 (mg/l 이하 ) 망간 (mg/l 이하 ) 아연 (mg/l 이하 ) 3 22 알루미늄 (mg/l 이하 ) 황산이온 (mg/l 이하 ) 염소이온 (mg/l 이하 ) 증발잔류물 (mg/l 이하 ) 세제 (mg/l 이하 ) 0.5 불검출 27 크롬 (mg/l 이하 ) 카드뮴 (mg/l 이하 ) 수은 (mg/l 이하 ) 보론 (mg/l 이하 ) 납 (mg/l 이하 ) 비소 (mg/l 이하 ) 셀레늄 (mg/l 이하 ) 불소 (mg/l 이하 ) 시안 (mg/l 이하 ) 암모니아성질소 (mg/l 이하 ) 질산성질소 (mg/l 이하 ) 브롬산염 (mg/l 이하 ) 스트론튬 (mg/l 이하 ) 철 (mg/l 이하 ) 동 (mg/l 이하 ) 1 1) ; 정수기수질관리기준(2 개항목) - 먹는물관리법시행규칙제2조의 2의 3항 (2) 118 서울특별시서울물연구원

11 표 2. 먹는물수질기준 ( 계속) 분류순번항목수돗물먹는샘물 유해영향유기물질 (17) 소독제및소독부산물질 (11) 40 페놀 (mg/l 이하 ) 카바릴 (mg/l 이하 ) 페니트로티온 (mg/l 이하 ) 파라티온 (mg/l 이하 ) 다이아지논 (mg/l 이하 ) 벤젠 (mg/l 이하 ) 톨루엔 (mg/l 이하 ) 에틸벤젠 (mg/l 이하 ) 크실렌 (mg/l 이하 ) ,4- 다이옥산(mg/L 이하 ) 디클로로메탄 (mg/l 이하 ) 사염화탄소 (mg/l 이하 ) ,1- 디클로로에틸렌(mg/L 이하 ) ,1,1- 트리클로로에탄(mg/L 이하 ) 트리클로로에틸렌 (mg/l 이하 ) 테트라클로로에틸렌 (mg/l 이하 ) ,2-디브로모-3- 클로로프로판(mg/L 이하 ) 잔류염소 (mg/l 이하 ) 4.0 먹는해양심층수 정수기 58 포름알데히드 (mg/l 이하 ) 총트리할로메탄 (mg/l 이하 ) 클로로포름 (mg/l 이하 ) 브로모디클로로메탄 (mg/l 이하 ) 디브로모클로로메탄 (mg/l 이하 ) 할로아세틱에시드 (mg/l 이하 ) 클로랄하이드레이트 (mg/l 이하 ) 디브로모아세토니트릴 (mg/l 이하 ) 디클로로아세토니트릴 (mg/l 이하 ) 트리클로로아세토니트릴 (mg/l 이하 ) 총기준항목수 59항목 52항목 54항목 2항목 - 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 그리고, 환경부감시항목은먹는물수질기준으로설정되지는않았으나, 먹는물안 전성및함유실태조사에의하여감시가필요한항목을국립환경과학원장이환경부장 서울워터

12 제부 1 수질분석분야 관에게요청하여설정하게된다. 현재수돗물, 먹는샘물, 먹는해양심층수및정수기에대한먹는물수질기준항목과 환경부및서울특별시의감시항목지정현황을표1 에정리하였다. 그리고수돗물, 먹 는샘물, 먹는해양심층수그리고정수기에대한수질기준은표2 에정리하였다. 그리고먹는물관리법은먹는물에대하여명확하게정의하여소비자에게정확한정 보와관리기준을제공하고있다. 먼저수돗물은수도사업자가원수를정수처리하여 수도시스템을이용하여수요가에게제공하는물이다. 원수란자연상태물이며, 정수 란원수를음용 공업용용도에적합하게처리한물이라정의하고있다. 그리고수도란 관로와그밖의공작물을사용하여원수나정수를공급하는모든시설을의미한다. 그리고최근젊은층을중심으로관심과소비량이급증하고있는먹는샘물은종류가 다양화되어해양심층수나빙하수까지도판매되고있으며관련법에는다음과같이규정 하고있다. 샘물이란먹는물관리법에의하면암반대수층지하수또는용천수로수질안전성을 유지할수있는자연상태깨끗한물을먹는용도로사용하는원수이다. 그리고먹는샘 물이란샘물을먹기에적합하도록물리적처리등방법으로제조한물로써다음규정 을준수하여야한다. 가. 먹는샘물은먹는물관리법, 먹는샘물등의기준과규격및표시기준에따라 먹는샘물등에함유하는칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘및불소함량을 mg/l 단위로표시하여야한다. 나. 먹는샘물에함유하는바나듐, 규소, 요오드, 인, 몰리브덴, 니켈, 구리, 아연, 망간, 셀레늄, 붕소, 크롬, 철, 염소함량을 mg/l 단위로표시하여야한다. 다. 먹는샘물에함유하는항목을표시할경우에는 3개이내항목및함량을표시 할수있으며, 표시하려는자는표시항목함량을입증할수있는해당먹는샘 물등수질분석자료를시 도지사에게제출하여야한다. 먹는샘물과함께중요성과개발가치성을높게평가받는먹는해양심층수는해양심 층수의개발및관리에관한법률에해양수산부령으로정하는수심 (200 m) 이하바 120 서울특별시서울물연구원

13 다에존재하면서수질안전성을유지할수있는바닷물로수질기준에적합한물을의 미하며, 먹는해양심층수란먹는물관리법에따라해양심층수를음용하는데적합하도록 물리적처리법으로제조한물을의미하고, 다음의규정에따라관리하도록하고있다. 가. 먹는해양심층수는해양심층수의개발및관리에관한법률과먹는해양심층수의 용기 포장등에관한표시기준에따라먹는해양심층수에포함되어있는칼슘, 나 트륨, 칼륨, 마그네슘, 경도등무기물질함량을 mg/l 단위로표시하여야한다. 나. 무기물질함량표시는동일제조과정에서제조되어일정기간표본검사에서수질 이안정하다고인정될경우에최대치와최소치로표기할수있다.( 무기질함량 이 20% 이상변화할경우에는다시표시함) 환경부의먹는물수질기준항목및기준변화에서특히, 먹는물미네랄함량에대한 시민관심이높아지기시작하였다. 물에포함된미네랄은지질에서생성된결정성원 소또는화합물로, 체내생리기능조절및유지에필요한영양소이지만, 물에과량존 재하면불쾌한맛을유발할수있어관리항목으로확대지정 관리되고있다. 표 3. 맛있는물권고치 ( 환경부, 06) 성분맛있는물조건성분맛있는물조건잔류염소 0.1~0.4 mg/l 맛, 냄새 TON 1) 1 이하 Geosmin 10 ng/l 이하알루미늄 0.1 mg/l 이하 2-MIB 10 ng/l 이하탁도 0.1 NTU 이하 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 1) ; TON - Threshold odor number, 냄새역치 환경부는 2006 년에국민의요구에맞추어상하수도협회, 한국수자원공사및 YWCA 가공동으로실시한시음행사및설문조사를기반으로맛있는물권고치를제시하였 다. 맛있는물권고치는미네랄항목이제외된맛 냄새물질을중심으로한가이드라인 이며표 3 과같다. 서울워터

14 제부 1 수질분석분야 (2) 서울특별시 1995 년에환경부는미네랄성분중에서맛과관련있는칼슘 (Ca 2+ ) 및마그네슘 (Mg 2+ ) 를포함하는경도항목을먹는물수질기준으로제정하였다. 이를반영하여서울 특별시는경도항목을세분화하여표 4와같이 1997 년에나트륨과칼륨, 2009년에 칼슘과마그네슘을개별감시항목으로지정하여미네랄성분을관리하고있다. 또한, 수돗물에대한시민욕구가깨끗하고안전한물에서건강하고맛있는물 ( 수돗 물) 로패러다임이변화함에따라서울특별시는서울시립대와 ( 주) 환경국제전략연구소 공동으로 2010년에표5 와같이건강하고맛있는물가이드라인 (9 개항목) 을설정하 게되었다. 환경부의맛있는물권고치, 국외의먹는물가이드라인및서울특별시의건강하고 맛있는물가이드라인은시민이고품질수돗물을요구하는현실에서이러한맛 냄새 유발물질및미량물질제거를위한시민욕구를충족시키기위한방안의가이드라인이 라할수있다. 표 4. 먹는물기준항목, 서울특별시감시항목및미네랄관리항목지정현황 연 도 ( 항목수) 1995(53) 1997(62) 2009(155) 2014(163) 먹는물기준항목 서울특별시감시항목 미네랄관리항목 경도 경도, 나트륨, 칼륨 경도, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 이를위해우리시는오존소독및활성탄흡착 ( 고도정수처리기술) 등을 2015년까지도입 완료함으로써 6 개정수장에서맛있는아리수를생산 공급하는고도정수처리시스템기반을확립하였다. 122 서울특별시서울물연구원

15 표 5. 건강하고맛있는물가이드라인 ( 10) 항목 미네랄 (Ca 2+,Na +, K +,Mg 2+ ) 단위 먹는물수질기준 가이드라인설정배경 mg/l - 20~100 인체의필수요소 총유기탄소 mg/l 이하 소독부산물감소로건강유익( 감시항목) 탁도 NTU 이하 미생물( 원생동물, 바이러스등) 제거로건강유익 잔류염소 mg/l ~0.3 소독냄새 2-MIB ng/l 이하 곰팡이취유발물질( 감시항목) Geosmin ng/l 이하 흙냄새유발물질( 감시항목) (3) 구리 mg/l 이하 청수유발물질 철 mg/l 이하 적수유발물질, 쇳내 온도 - 4~15 청량감유발( 마시기에적당) 한국수자원공사 한국수자원공사 (K-water) 는미네랄성분과건강에대한시민관심고조로먹는물 에서적정한미네랄함량범위와거동파악을위하여산 학협력연구를진행하였다. 연세대학교와환경보건독성학회가주축이된산 학협력단과협업하여물섭취량및 음용수종류에의한건강에미치는영향검증실험, 수돗물미네랄함유특성과인체건 강과상관관계조사, 수돗물음용에대한국민인식도조사및개선연구를진행하고 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 있다. 2) 국외동향 (1) 일본 우리보다약 20년빠르게맛있는물에대한관심을갖게된일본은정부가주체가 되어맛있는물연구회를발족하여, 1985년에맛있는물수질기준을표6과같이설정 하였다. 서울워터

16 제부 1 수질분석분야 표 6. 맛있는물수질기준 ( 일본후생성, 85) 성분 맛있는물조건 성분 맛있는물조건 취기 TON 3 이하 KMnO 4 소비량 3mg/L이하 수온 20 이하 잔류염소 0.4 mg/l 이하 유리탄산 3~30 mg/l 증발잔류물 30~200 mg/l 이하 경도 (Ca 2+,Mg 2+ 등 ) 10~100 mg/l 특히, 1989년오사카대학하시모토교수의건강한음료수와맛있는음료수수질평 가와그응용에관한연구로써칼슘, 나트륨, 마그네슘등미네랄항목을이용하여건강 에좋은물지수와맛있는물지수를수식으로표현하는등물맛에대한객관적인정량 화를제안하였다. 하시모토교수는수용성미네랄중에서맛을좌우하고, 인체유지에필요한필수 미네랄을중심으로몸에좋은물 ( げんきな水 ; K) 의지표인건강한물지수 ( K i ) 와 맛있는물( おいしい水 ; O) 지표(index) 인맛있는물지수( O i ) 를제안하였다. 물에용존하는칼슘 (Ca 2+ ), 칼륨 (K + ), 이산화규소 (SiO 2 ) 는물맛을좋게하는성분, 그리고마그네슘 (Mg ) 및황산이온 (SO 4 ) 은물맛을나쁘게하는성분으로, 정량화수식 1과 2로표시하였고지수를종합하여표7 과같이먹는물을구분하였다. 이수식에의하면건강에좋은물지수 (K i ) 5.2 일때건강에좋은물로, 맛있는물지수 (O i ) 2 이면맛있는물로평가하였다. 건강에좋은물지수 (K i ) = [Ca 2+ ] [Na + ] ( 수식 1) 맛있는물지수 (O i ) = ( [Ca 2+ ] + [K + ] + [SiO 2 ] ) / ( [Mg 2+ ] + [SO 2-4 ] ) ( 수식 2) Ca 2+,Na +,K +,SiO 2,Mg 2+,SO 4 2- ; 물에함유된물질의농도 (mg/l) 124 서울특별시서울물연구원

17 표 7.K i 와 O i 를종합한먹는물평가기준 건강에좋은물지수 (K i ) 맛있는물지수 (O i ) 먹는물수준 K i 5.2 O i 2 맛있고건강한물 (A 급) K i 5.2 O i <2 건강한물 (B 급) K i <5.2 O i 2 맛있는물 (C 급) K i <5.2 O i <2 어디에도속하지않는물 (D 급) 특히동경도에서는시민의수돗물에대한안심과신뢰를향상하기위하여동경도 자체의맛있는물에관한수질목표를표 8 과같이설정하고있다. 표 8. 동경도맛있는수돗물수질목표값 ( 15) 구분항목단위국가수질기준동경도수질목표 냄새 잔류염소 mg/l 1.0 이하 ~0.1 이상 10.4~0.1 트리클로라민 mg/l - 0 취기강도 TON 3이하 1( 취기없음) 2-MIB ng/l 10 이하 0 지오스민 ng/l 10 이하 0 맛유기물 (TOC) mg/l 3 이하 1 이하 외관 색도도 5 이하 1 이하 탁도도 2 이하 0.1 이하 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 (2) 프랑스 프랑스는미네랄워터와물치료에대한연구가가장활발하게이루어지고있는국가로 테르마리즘, Thermalism 이라는의학영역까지발전시키고있다. 테르마리즘은미네랄워터에의한의료행위로사회보험과건강보험이적용되고의대전공과목으로도채택할정도이다. 프랑스에서생산하는먹는샘물은의학적효능에따라표 9와같이구분하고있다. 서울워터

18 제부 1 수질분석분야 2.2 정수기종류및특징 1) 정수기관련법령 먹는물관리법제3조제7 항에의하면정수기란물리적 화학적또는생물학적과정 을거치거나이들을결합한과정을거친처리수가먹는물수질기준에적합하도록제 조된기구로서, 유입수중에함유된오염물질을감소시키는기능을가진것을말한다. 표 9. 프랑스산먹는샘물의의학적효능 ( 테르마리즘) 구분 NO 의학적효능 ( 테르마리즘) 아베뉴 콘트렉스 에비앙 뷔텔 닥스 1 소화기계질환 2 류머니즘 3 신장 비뇨기 4 구강성점막 5 피부 6 심인성질환 7 신경계 8 정맥혈전 9 심장 동맥 10 소아병 발육부전 11 호흡기계질환 12 부인병 그리고정수기는정수기의기준규격및검사기관지정고시 ( 환경부고시제 호, ) 제7조제1 항 [ 별표 2] 일반정수성능시험항목별제거율기 준을만족하여야하며, 제7조제2 항 [ 별표 3] 특수정수성능시험항목별제거율기준 항목에대하여제거가가능함을표기할경우에는그기준을만족하여야한다. 별표 2와 3을각각표 10과표 11 에나타내었다. 126 서울특별시서울물연구원

19 2) 정수기특징 정수기는정수기의기준규격및검사기관지정고시 ( 환경부고시제 호, ) 제3조제3 항정수원리및방식에따라자연여과식, 필터여과식, 이온교환 수지식, 역삼투압식및기타정수기로구분하고정수방식의특징을다음과같이요약 할수있다. 표 10. 일반정수성능시험항목별제거율기준 ( 제7조제1 항, [ 별표 2]) 제거율 (%) 항목유입농도 500 L 초과 500 L 이하유리잔류염소 (mg/l) 색도 ( 도) 탁도 (NTU) 클로로포름 (mg/l) 경도 (mg/l) 질산성질소 (mg/l) 비고 1. 제거율 500 L 초과, 500 L 이하는유효정수량을말한다. 2. 경도와질산성질소항목은역삼투압식정수기에한하여적용한다. (1) 자연여과식정수기 중력에의하여원수가필터를통과하여정수하는정수기를말한다. 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 서울워터

20 제부 1 수질분석분야 표 11. 특수정수성능시험항목별제거율기준 ( 제7조제2 항관련, [ 별표 3]) 항목 유입농도 (mg/l) 제거율 (%) 항목 유입농도 (mg/l) 제거율 (%) 총트리할로메탄 망간 트리클로로에탄 철 트리클로로에틸렌 알루미늄 테트라클로로에틸렌 아연 9 70 디클로로메탄 동 벤젠 암모니아성질소 톨루엔 시안 에틸벤젠 불소 크실렌 질산성질소 다이아지논 염소이온 파라티온 황산이온 페니트로티온 경도 카바릴 총대장균군 ( 대장균, 분원성대장균군) 20~1,000 MPN 불검출 페놀 디클로로에틸렌 세제 사염화탄소 수은 ,2-디브로모-3-클로로프로판 납 클로랄하이드레이트 가크롬 디브로모아세토니트릴 비소 디클로로아세토니트릴 카드뮴 트리클로로아세토니트릴 보론 3 90 할로아세틱에시드 0.3 ( 디클로로아세틱에시드+ 세레늄 ( ) 트리클로로아세틱에시드 ) 90 (2) 필터여과식정수기 수압에의하여물이필터를통과해서정수되는방식으로활성탄 (A/C ; Activated Carbon) 필터, 정밀여과 (M/F ; Micro Filtration) 필터, 한외여과 (U/F ; Ultra Filtration) 필터등을사용하고, 필터특징은다음과같이간략하게설명할수있다. 128 서울특별시서울물연구원

21 1 활성탄 (Activated Carbon, A/C) 필터 활성탄주성분은탄소이며, 야자열매껍질 (Coconut Shell), 목재, 갈탄및역청탄등을원료로 400~700 에서 Charcoal ( 숯) 상태로만들고, 고온수증기 (900~1,200 ) 나산화가스에순간적으로노출시키는방법으로, 입자내부에형성된많은미세공극 (Micro pore) 에의하여비표면적이넓어지기때문에흡착성이우수하다. 활성탄은형태에따라분말형활성탄 (Powder Activated Carbon) 와입상활성탄 (Granular Activated Carbon) 으로구분하고, 비극성흡착제로물리 화학적으로안 정하기때문에고도정수처리 ( 수돗물) 나하 폐수처리등의분야에광범위하게활용되 고있다. 2 정밀여과 (Micro Filtration, M/F) 필터 정밀여과막의기공은 0.1~10 µ m 이며, 체거름원리로입자 ( 부유물질이나원충, 세균, 바이러스등) 를분리하며, 다른막분리공정보다높은투과플럭스 ( 단위시간또 는단위면적의투과수량) 를가지며, 재래식응집, 침전여과와비교하여투과수질이우 수한장점과세척용이성과경제성등도높은평가를받고있다. 그리고전처리등막여과정수처리외에도식품산업, 화학공업및제약산업과같은 다양한분야에활용되고있으나, 다른분리막과비교하여공극이크기때문에콜로이 드가유입되면내부폐색을일으키는단점을가지고있다. 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 3 한외여과 (Ultra Filtration, U/F) 필터 필터기공은 0.1~0.01 µ m 이며, 가운데가빈 ( 중공) 실모양으로되어있어중공사 막이라고도한다. 미립자나미생물 ( 조류, 대장균, 일반세균등) 제거능력이우수하지 만, 이온제거능력이거의없는특징을가지고있다. 한외여과막은세척에의해서재사용이가능하며, 기공보다큰물질은막에걸리고, 기공보다작은물질은확산작용에의하여제거되는특징이있다. 정밀여과막 (M/F) 과한외여과막 (U/F) 에대한특징은표 12 에정리하였다. 서울워터

22 제부 1 수질분석분야 (3) 이온교환수지식정수기 이온교환수지를이용하여이온성물질을치환하여제거하는정수기를말한다. 이온 교환수지에는양이온교환수지 음이온교환수지 ( 자신이가지는수소이온을물속의양이온과치환) 와 ( 자신이가지는수산화물이온을물속의음이온과치환) 가있으며, 수소이온또는수산화물이온이방출되어교환능력이소멸되면이온교환수지를교환 하거나강산또는강알칼리를이용하여재생하여야한다. 단, 이온교환수지는원칙적 으로이온이외미생물, 유기물및금속에대한제거효율은거의없는특징이있다. 표 12. 정밀여과막 (M/F) 과한외여과막 (U/F) 특징 종류분리경여과성능탁도제거성능제거가능물질 정밀여과막 (M/F) 한외여과막 (U/F) 0.1 µ m이상 분획분자량 100,000 Da 1) 이하 0.5 m 3 /m 2 day 0.05 NTU 부유물질, 콜로이드세균, 조류, 바이러스크립토스포리디움포낭지아디아포낭등 M/F제거물질+ 부식산등 1) Da ; 1 Dalton = 1 g/mol (4) 역삼투압식 (R/O) 정수기 반투성막에의해서저농도용액이고농도용액으로용매 ( 보통물) 가이동하는현 상을삼투현상이라하며, 이때발생하는수위차를삼투압이라하며, 반대로고농도용 액에삼투압이상의압력을가하면고농도에서저농도로용매가이동하는현상을역 삼투 (Reverse Osmosis) 현상이라한다. 이때발생하는수위차를역삼투압이라한다. 이러한역삼투압현상을이용하여물만반투막을통과시키는방식의정수기를역삼투 압식 (R/O) 정수기라하고이를이용하여각종염이나유기물질을제거하는데활용하 고있다. 역삼투압정수방식에사용하는반투막은특수필터 (0.001~ µ m, 머리카락 천만분의 1) 로미네랄과같은무기물질까지도제거하는특징이있으며, 정수과정을 거친물은약산성 (ph 6.0~6.5) 이된다. 130 서울특별시서울물연구원

23 (5) 기타정수기 위와같은여과방법외의정수기를말한다. 1 오존산화정수기 오존산화는용존성물질을오존으로산화 분해하는방식이다. 오존발생기에서발 생한오존 (O 3 ) 은물속용존산소와반응하여산화성이강한라디칼형태 (OH, HO2) 또는 O 3 자체로미생물, 망간및철등을산화시키는정수방식이며, 물(H 2 O) 과산소 (O 2 ) 로다시환원하게된다. 2 전기분해방식 전기분해정수기는정수기 ( 淨水器 ) 가아닌정수기 ( 整水器 ) 로수돗물에포함되어있 는염소나일부불순물을정수필터로 알칼리수를생산할수있는정수기 연구방법 정수기물관련사례조사 1차제거한후에다시전기분해하여산성수와 ( 整水器 ) 이다. 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 정수기보급현황및수질검사결과는서울특별시수돗물평가위원회에서서울지역 을대상으로 2007년 4월부터 2014년 5 월까지매월정수기수질 ( 원수와수돗물포 함) 을검사한결과 ( 총 86 회) 와서울물연구원에서수행한아리수, 정수기물및먹는 샘물에대한비교결과 ( 12.8) 의수질분석자료를사용하였다. 전기분해방식정수기 ( 整水器 ) 물의수질분석은업체에서제공하는시음용시료를사용하여자체분석한결 과이다. 그리고환경부 ( 13) 가조사한정수기국내보급현황자료와한국정수기공업 협동조합 을분석하였다. ( 12) 에서발급한물마크획득정수기현황자료를이용하여시장점유율등 서울워터

24 제부 1 수질분석분야 3.2 먹는샘물관련사례조사 먹는샘물은수원에따라종류와제품이다양하지만, 시중에서구입가능한 22종을 사용하였다. 표 13과같이국내산 17종과수입제품 5종으로수원에따라해양심층수 (3), 탄산수 (4), 빙하수 (1) 및지하수 (14) 로구분할수있었으며, 본연구에사용한 먹는샘물특성은인터넷정보와회사홈페이지에발표한자료를활용하여정리하였다. 3.3 먹는물수질분석항목및방법 수돗물, 먹는샘물및정수기물은먹는물수질기준 59항목중통상적으로불검출 항목을제외한 17항목과미네랄관련 4 항목, 그리고오존소독부산물관련 3항목을 추가하여, 표 14와같이총 24 항목을분석하였다. 먹는물수질기준분석방법은표 15 와같이먹는물수질공정시험기준, APHA, AWWA, WEF Standard Method 및 EPA Method 로분석하였다. 표 13. 먹는샘물검사제품 ( 제조 판매회사) 의분류 구분지하수(14 종) 해양심층수(3 종) 탄산수(4 종) 빙하수(1 종) 국내 국외 아이시스( 롯데) 약산( 태백산음료) 남양천연수( 남양) 스파클( 대정) 지리산맑은샘( 팔도) 석수( 하이트진로) 백산수( 농심) 강원평창수( 해태) 삼다수( 광동제약) 맑은샘물( 씨에이치음료) 홈플러스샘물( 하이트진로) 백두산하늘샘( 롯데) 에비앙 ( 다농 ) 볼빅( 다농) 해양심층수오션( 글로벌) 딥스( 글로벌) 미네워터 ( 파나블루/CJ) - 초청탄산수( 일화) 트레비( 롯데칠성) 페리에( 네슬레워터스) 캐나다아이스 산펠레그리노 ( 내추럴글라셜 ( 산펠레그리노) 워터스 ) 서울특별시서울물연구원

25 표 14. 수질분석항목 (24 항목) 구분특징 먹는물수질기준 (17 항목) 서울특별시감시항목 (7 항목) 일반세균, 총대장균군, 수소이온농도(pH), 탁도, 경도, KMnO 4 소비량, 망간, 아연, 알루미늄, 황산이온, 염소이온, 증발잔류물, 보론, 불소, 질산성질소, 톨루엔, THMs TOC, 브로메이트, 아세트알데히드, 나트륨, 마그네슘, 칼륨, 칼슘 표 15. 수질분석방법 항 목 분석방법 일반세균 먹는물수질공정시험기준 ES a 총대장균군 먹는물수질공정시험기준 ES a 수소이온농도 (ph) 먹는물수질공정시험기준 ES b 탁도 Standard Method 2130b(APHA 1), AWWA 2),WEF 3) ) 경도 먹는물수질공정시험기준 ES b KMnO 4 소비량 먹는물수질공정시험기준 ES b 망간, 아연, 알루미늄, 보론 Standard Method 3120b(APHA, AWWA, WEF) 황산이온, 염소이온 먹는물수질공정시험기준 ES b 증발잔류물 먹는물수질공정시험기준 ES b 질산성질소 먹는물수질공정시험기준 ES b 톨루엔,THM s 먹는물수질공정시험기준 ES b TOC Standard Method 5310c(APHA, AWWA, WEF) 브로메이트 EPA Method 557 아세트알데히드 EPA Method 556 나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨 Standard Method 3120b(APHA, AWWA, WEF) 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 1) ; APHA - American Public Health Association 2) ; AWWA - American Water Works Association 3) ; WEF - Water Environment Federation 서울워터

26 제부 1 수질분석분야 4. 결과및고찰 4.1 정수기물 1) 전국정수기보급현황 환경부 ('13) 발표에의하면표 15와같이전국정수기보급현황은총 600 만대 ( 보 급율 40%) 이상이고, 정수기제조및판매회사는총 210 개사이며, 판매금액은약 1조 7,920억원으로전세계보급률의10% 이상을차지하는것으로분석되었다. 그리고, 전국정수기판매대수는 2009년과비교하여 2012년에는 23% 증가하였고, 국내제 조회사도약 9.4% 성장하였다. 표 16. 전국정수기보급현황 ( 환경백서, 13) 연도 수입 업체제조 (units) 계 판매대수 ( 대 ) 1,468,470 1,609,000 1,771,000 1,790,380 판매금액 ( 백만원 ) 1) 1,440,000 1,610,000 1,700,432 1,792,052 1) ; 판매금액 - 임대 (Rental) 비용포함 표 17. 전국정수기시장점유율 ( 물마크발급) 현황 ( 한국정수기공업협동조합, 12) 업체명 W사 D사 C사 K사 LG사 KW사 기타 발급현황 (%) 표 16 과같이한국정수기공업협동조합의물마크발급현황 ('12) 자료를분석하면, 정수기제조사별시장점유율은 W 사 (38.3%) D 사 (10.0%) C 사 (9.4%) K사 (6.5%) L 사 (4.4%) KW 사 (3.1%) 기타 (28.3%) 순이며, 이결과는 2007년부터 2014 년까지서울특별시수돗물평가위원회서울지역정수기점유율조사결과와유사 하였다. 134 서울특별시서울물연구원

27 2) 서울지역정수기보급현황 서울지역을대상으로서울특별시수돗물평가위원회 ( 07.4~ 14.5) 가조사한정수기 수질검사자료 ( 총 86 회) 를토대로정수기제조회사별보급현황과여과방식별보급현 황을표 18과 19 에각각정리하였다. 표 18과같이서울지역정수기제조회사별보급현황을분석하면 W 사 (42.5%) C사 (16.2%) A 사 (6.0%) WB 사 (4.2%) D 사 (3.6%) H 사 (3.0%) 기타 (24.6%) 순으 로W사와C사의점유율이전체의58.7% 이며그외회사의점유율은10% 미만으로 다양한정수기회사가시장에진출하고있었다. 그리고표 19 와같이정수기여과방식별보급현황은역삼투압식 (R/O, 49.4%) 한 외여과 (U/F, 44.1%) 기타 (6.5%) 로역삼투압식과한외여과방식이전체의 93.5% 를 점유하였다. 표 18. 서울지역정수기제조회사별보급현황 ( 서울특별시수돗물평가위원회, 07.4~ 14.5) 제조회사 W사 C사 A사 WB사 D사 H사기타 1) 합계 대수( 대) 점유율 (%) ) ; 기타 - WSS 사, HS 사, WP 사, HN 사, AW 사, L 사, LT사등 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 표 19. 정수기여과방식별보급현황 ( 서울특별시수돗물평가위원회, 07.4~ 14.5) 필터역삼투압식 (R/O) 한외여과 (U/F) 기타 1) 합계대수 ( 대 ) 점유율 (%) ) ; 기타 - 카본세라믹, 이온교환수기, 필터여과등 3) 수질특성 서울특별시수돗물평가위원회 ( 07.4~ 14.5) 의정수기물 (W 사, C 사, L 사로구분) 과시음용으로제공받은 H사정수기물의수질분석결과를표 20 에정리하였다. 서울워터

28 제부 1 수질분석분야 (1) 미네랄특성 제조사별정수기물미네랄함량 ( 서울특별시수돗물평가위원회측정자료, 07.4~ 14.5) 을표 20 에정리하였다. 미네랄함량은 H 사 ( 전기분해, 40.8 mg/l) L 사 (U/F, 35.3 mg/l) W 사 (R/O, 5.3 mg/l) C 사 (R/O, 0.9 mg/l) 순으로, L 사 (U/F) 와 H 사 ( 전기분해) 는아리수 ( 수돗물, 44.0 mg/l) 와비슷한수준으로원수미네랄성분 을그대로유지하였다. 표 20. 제조회사별정수기물분석결과 ( 서울특별시수돗물평가위원회, 07.4~ 14.5) 항목먹는물수질기준 W 사 (R/O) C 사 (R/O) L 사 (U/F) H 사 ( 전기분해 ) 일반세균 (CFU/mL) 총대장균군 불검출 ( 불검출 1) ) 불검출 불검출 불검출 불검출 염소이온 (mg/l) 수소이온농도 (ph) 5.8~ 탁도 (NTU) 0.5 (1.0 1) ) 나트륨 (mg/l) 200 2) 마그네슘 (mg/l) 칼륨 (mg/l) 12 2) 2.0 불검출 칼슘 (mg/l) 미네랄함량 (mg/l) 총유기탄소 (mg/l) 5 2) ) ; 정수기수질기준 ( 총대장균군, 탁도), 2) ; 서울특별시먹는물감시기준 그리고표 21에원수인수돗물미네랄함량과정수후미네랄함량 ( 서울특별시수돗 물평가위원회측정자료, 07.4~ 14.5) 을정수방식별로정리하였다. 이결과에서도역삼 투압 (R/O) 방식은미네랄제거율이 87% 정도이며한외여과 (U/F) 방식은거의제거하 지않는결과로표 20 과유사하였다. 136 서울특별시서울물연구원

29 표 21. 정수방식별정수전 후미네랄함량비교 (unit: mg/l) 역삼투압식 (R/O) 정수기 한외여과 (U/F) 정수기 기타정수기 구분합계 Na + Mg 2+ K + Ca 2+ 원수 ( 수돗물) 정수후 제거율 (%) 원수 ( 수돗물) 정수후 제거율 (%) 원수 ( 수돗물) 정수후 제거율 (%) (2) 기타 역삼투압 (R/O) 방식인 W사와 C사정수기는표 20 과같이수소이온농도 (ph) 도 다른정수방식과비교하여낮았다. 일반세균은 L 사를제외하고먹는물수질기준 (100 CFU/mL) 초과하였으나총대장균군은모두불검출이었다. 탁도도역삼투압 (R/O) 방 식의 W 사가먹는물수질기준 (0.5 NTU) 을초과하였으나정수기수질기준 (1.0 NTU) 은초과하지않았다. 정수기는먹는물관리법시행규칙제2조의 2의 3항에서총 대장균군과탁도만을수질관리항목으로규정하여운영관리기준에는적합하였다. 정수방식별로수소이온농도 (ph) 수질기준 (5.8~8.5) 초과횟수를표 21에정리하 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 였다. 역삼투압방식 (R/O) 은 5 회, 한외여과 (U/F) 방식은 1회그리고기타방식은 1회 초과하였다. 수소이온농도 (ph) 는최대 8.9에서최소 5.1 범위로역삼투압방식 (R/O) 의정수기를통과할경우 ph 가낮아지는경향이있었다. 표 22. 정수방식별수소이온농도 (ph) 분포 구분평균최대최소비고 ( 최소와최대측정값) 수돗물 ( 아리수) 역삼투압 (R/O) 정수기 (D사, 07.8), 5.1(C사, 14.2) 한외여과 (U/F) 정수기 (HI사, 07.4), 6.8(BW사, 08.8) 기타정수기 (WB사, 07.6),6.5(BW사, 08.8) 서울워터

30 제부 1 수질분석분야 4.2 먹는샘물 1) 일반적특성 본연구에사용한먹는샘물 22 종 ( 국내산 17 종, 국외산 5 종) 은회사홈페이지및 홍보자료를기초로제품특성을파악하였으며, 표 23 에국외산, 표 24에국내산으로 구분하여설명하였다. 표 23. 외국산먹는샘물수원별제품특성 수원제품명특징 암반대수층지하수 탄산수 천연빙하수 BB EV 볼빅계곡취수, 화산탄자연삼투층통과, 미네랄균형함유 ( 프랑스오 베르뉴 ) 에비앙마을지하수, 알프스만년설빙하퇴적물통과 미네랄성분다량함유 ( 프랑스알프스산맥) PR 세계탄산수시장점유율 1 위 ( 프랑스베르게즈) SG 산펠레그리노지방 700 m 지하 ( 광천수), 미네랄풍부 ( 알프스산맥) CI 빙하지역 ( 로즈월크릭주립공원내) 만년설빙하유수 초정밀필터여과살균처리병입한빙하수 ( 밴쿠버섬) 비고 : 회사홈페이지및상품홍보물자료에의함 국외산먹는샘물은총 5종으로수원별로지하수 2 종, 탄산수 2종그리고빙하수 1 종이며, 국내산은총 17종으로수원별로암반대수층지하수 12 종, 해양심층수 3종그 리고천연탄산수 2 종이었다. 시판하는먹는샘물의특색은비교적채수가용이한천연 지하암반수가주종이며, 젊은층에인기높은탄산수도다양하게판매되고있었다. 그러나, 수원이많지않은해양심층수와빙하수는제품수가한정적이었다. 138 서울특별시서울물연구원

31 표 24. 국내산먹는샘물수원별제품특성 수원제품명특징 암반대수층지하수 해양심층수원 탄산수원 IR YS NC BS BH JM SS SK KP MS SD HS 경기도연천지역취수원, 천연미네랄워터 DMZ 인근취수, 순수하고깨끗한물맛 홍천공작산약수봉 205 m지하천연게르마늄샘물 한국, 일본, 미국등연구소게르마늄함유공식검증 멜리까리사완전자동화시스템도입 ( 생산라인구축) 해발 1,168 m 광주산맥국망봉지하 200 m 암반대수층 천연미네랄천연수, 오존처리미적용생산기술 백두산화산암반층천연미네랄함유 칼슘, 마그네슘외실리카, 불소, 몰리브덴등미네랄다량함유 백두산알칼리성화산암층통과수 약알칼리성천연광천수 (Natural Mineral Water) 백두산원시림보호구역내취수, 지하암반대수층취수 칼슘, 마그네슘, 규소등각종천연미네랄함량풍부 지리산지하 320 m 암반수취수 칼슘, 마그네슘등 30여종미네랄풍부 인체와가까운약알칼리성 (ph 7.8~8.0) 청원군소백산맥일대 ( 세계 3 대광천지역) 지하 200 m암반수 다량미네랄과용존산소함유 천안시지하 200 m 암반층채수 정밀여과및 3 중마이크로필터링, 자외선살균 20여종미네랄함유 평창군국유림지하 200 m이상취수암반수 50년이상지층순환여과미네랄풍부 씨에이치음료청원군취수 제주도취수, 화산암반수 제주도다공질화산현무암층천연필터, 미네랄성분풍부 미국식품의약청과일본후생노동성수질검사통과 미국국립과학재단 NSF와위해요소중점관리기준 HACCP인증 기획상품 HO 속초시해역해상 7,000 m 지점, 수심 510 m 취수, 미네랄풍부 DS 속초시해역해상 7,000 m 지점, 수심 510 m 취수, 미네랄풍부 MW 육지에서 160 km지점 1,500 m 깊이취수 ( 해양심층수) 미네랄밸런스우수 CT 초정리취수 ( 세계 3 대광천수, 세계광천학회인증) TB 정제수에인위적으로탄산첨가 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 비고: 회사홈페이지및상품홍보물자료에의함 서울워터

32 제부 1 수질분석분야 2) 수질특성 (1) 미네랄특성 먹는샘물22종에대한미네랄함량은그림1과그림2 와같고, 수원별미네랄분포 는해양심층수 (63.0 mg/l, 마그네슘> 칼슘> 칼륨 나트륨) 탄산수 (47.7 mg/l, 마그 네슘 칼슘 나트륨> 칼륨) 지하수 (38.0 mg/l, 칼슘> 나트륨> 마그네슘> 칼륨) 빙하 수 (12.8 mg/l, 칼슘> 마그네슘 칼륨 나트륨) 순이었고수원에따라미네랄성분의 분포변화가다양하였다. 표 25. 수원별먹는샘물수질결과 항목 일반세균 (CFU/mL) 총대장균군 먹는물수질기준 100 (20 1 ) 불검출 ( 불검출 1 ) 염소이온 (mg/l) 250(250 1 ) 수소이온농도 (ph) (4.5~9.5 1 ) 탁도 (NTU) 0.5 (1.0 1 ) 해양심층수빙하수탄산수지하수 336 (4~1,000) 0 0 1,078 (0~6,900) 불검출불검출불검출불검출 94.9 (71.1~127.8) 6.0 (5.4~6.3) 0.04 (0.03~0.04) 나트륨 (mg/l) (5.0~9.0) 마그네슘 (mg/l) (27.2~35.6) 칼륨 (mg/l) (5.4~10.3) 칼슘 (mg/l) (12.1~22.2) 불검출 (12.2~53.2) 4.9 (4.1~5.5) 0.09 (0.04~0.24) 17.1 (4.7~32.7) 14.8 (1.8~47.4) 1.2 (0.4~2.1) 14.6 (3.2~28.2) 5.8 (1.1~14.8) 7.5 (6.9~8.4) 0.04 (0.03~0.05) 9.6 (1.7~47.7) 4.2 (1.3~24.3) 1.6 (0.3~5.7) 22.6 (4.6~96.6) 미네랄함량 (mg/l) 총유기탄소 (mg/l) (0.04~0.05) (0.30~0.49) 0.27 (0.07~0.72) 1) ; 먹는샘물수질기준, 2) ; 서울특별시먹는물감시기준 140 서울특별시서울물연구원

33 표 25와그림 2 와같이해양심층수는마그네슘과칼슘, 빙하수는칼슘, 탄산수는 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 지하수는칼슘이다른성분보다상대적으로농도가높았다. 다른먹는샘물보다빙하수의미네랄함량이낮았다 ( 그림 2). 그리고 NC ( 지하수) 와 SD ( 탄산수) 는수원별평균미네랄함량보다높게분석되기도하였다 ( 그림 1). (2) 표 그림 1. 제품별미네랄함량분포그림 2. 수원별평균미네랄함량분포 기타수질항목 25 에서와같이일반세균은빙하수와탄산수에서검출되지않았지만, 해양심층수 와지하수에서먹는물수질기준및먹는샘물수질기준을일부초과하였다. 바닷물에 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 많이용해되어있는염소이온은해양심층수에서다량검출되었으나, 담수인빙하수에 서는미량검출되었다. 탁도는먹는물수질기준의 1/10 이하이며, 유기물함유지표인 총유기탄소 (TOC) 농도는해양심층수가기준보다 1/100이하이고나머지수원은 1/10 이하수준이었다. 먹는샘물수소이온농도 (ph) 는표 25와그림 3에서와같이해양심층수 6.0, 빙하 수 7.4, 탄산수 4.9, 지하수 7.5 로탄산이많은탄산수는수소이온농도 (ph) 가낮고 미네랄함량이많은지하수는높았다. 서울워터

34 제부 1 수질분석분야 그림 3. 수원별수소이온농도 (ph) 분포 4.3 아리수 ( 수돗물), 정수기물과먹는샘물수질특성비교 1) 미네랄함량 아리수, 먹는샘물그리고정수기물미네랄함량을나트륨, 마그네슘, 칼슘, 칼륨항 목의총합은표 26과같고그림 4 에아리수 ( 왼쪽) 와먹는샘물 ( 오른쪽) 세부미네랄 함량에대하여, 그리고정수기물은그림 5( 오른쪽) 에나타내었다. 평균미네랄함량은먹는샘물 (42.7 mg/l) 아리수 (32.8 mg/l) 정수기물 (20.6 mg/l) 순이었다. 그림 4( 왼쪽) 와같이아리수미네랄농도는먹는샘물및정수 기물과비교하여 2007 년부터일정한농도 ( 평균 32.8 mg/l, 21.6~43.3 mg/l) 를 유지하였다. 미네랄농도변동 ( 최소/ 평균~ 최대/ 평균) 을비교하면먹는샘물 0.3~2.6 배, 정수기물 0.0~2.0 배, 그리고아리수 0.7~1.3 배로먹는샘물은수원, 그리고정수 기는정수방식에의해서미네랄함량변동이높지만아리수는다른먹는물보다안정 적이었다. 2) 기타수질특성 먹는물의미생물안전성검토에대한지표항목인일반세균과총대장균군의검사결 과는표 26 과같이아리수는일반세균이전혀검출되지않았으나, 먹는샘물은 7종 142 서울특별시서울물연구원

35 ( 해양심층수 1 종, 지하수 6 종) 에서그리고, 한외여과 (U/F) 식이외의정수기물에서도 먹는물수질기준을초과하여일반세균이검출되었다. 그러나총대장균군은모든시료 에서검출되지않았다. 표 26. 먹는물수질결과비교 항목 먹는물수질기준 아리수1) ( 수돗물) 먹는샘물 정수기물 일반세균 (CPU/mL) (0~6,900) 326(45~750) 총대장균군 (CPU/100mL) 불검출 불검출 불검출 불검출 염소이온 (mg/l) (1.1~127.8) 15.8(1.0~42.0) 수소이온농도 (ph) (4.1~8.4) 7.4(6.8~8.0) 탁도 (NTU) (0.03~0.24) 0.21(0.06~0.62) 나트륨 (mg/l) 200 2) (1.1~47.7) 5.2(0.8~10.1) 마그네슘 (mg/l) (1.3~47.4) 2.0(0.0~4.2) 칼륨 (mg/l) 12 2) (0.3~10.3) 2.5(2.0~2.8) 칼슘 (mg/l) (3.2~96.6) 11.5(0.1~23.7) 미네랄함량 (mg/l) 32.8(21.6~43.3) 3) 42.7(12.8~111.7) 20.6(0.9~40.8) 총유기탄소 (mg/l) 5 2) (0.04~0.72) 0.20(0.14~0.31) SiO 2 (mg/l) SO 2-4 (mg/l) ) ; 아리수 일자생산, 2) 서울특별시먹는물감시기준, 3) 수돗물평가위원회( 07.4~ 14.5) 수질결과 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 그림 4. 아리수 ( 왼쪽) 및먹는샘물 ( 오른쪽) 미네랄함량분포 서울워터

36 제부 1 수질분석분야 이와같이먹는샘물과정수기물은일반세균에대한오염가능성이있기때문에생 산과보관에많은주의그리고관리방안이필요하다고판단되었다. 아리수 ( 수돗물) 의 경우에는생산및운영과정에서잔류염소를일정하게유지함으로미생물에대해서는 충분한안전성이확보되어있다고판단할수있다. 그림 5. 정수기물의수소이온농도 (ph- 왼쪽) 및미네랄함량 ( 오른쪽) 분포 아리수 ( 수돗물), 먹는샘물그리고정수기물의수소이온농도 (ph) 분석결과를그림 5와그림 6 에나타내었다. 수소이온농도 (ph) 분포는아리수가 6.6~7.5 (7.1), 먹는 샘물은 4.1~8.4 (6.8), 정수기물은 6.8~8.0 (7.4) 이었다. 그림 6. 아리수 ( 왼쪽) 및먹는샘물 ( 오른쪽) 의수소이온농도 (ph) 분포 참고 ; 서울특별시수돗물평가위원회조사자료 ( 아리수, 07.4~ 14.5) 144 서울특별시서울물연구원

37 위와같이아리수의수소이온농도 (ph) 는 7.0 전후로일정하게유지되었지만, 먹는 샘물은브랜드에따라차이가있었고수질기준이하의먹는샘물도있었다. 정수기물 은기준이설정되어있지않지만먹는물수질기준이내로생산되고있었다. 이와같이아리수는자연상태그대로미네랄뿐만아니라수소이온농도 (ph) 도일정 하게유지되었지만, 먹는샘물및정수기물은수원및정수방식에따라서수소이온농 도 (ph) 가변동되기때문에시민이이용시제품정보에대한정확한확인이필요하다 고판단되었다. 4.4 건강에좋은물 (K i ) 과맛있는물 (O i ) 지수평가 표 미네랄성분을이용하여건강에좋은물지수 [K,2.1.2) i 의 (1)] 를검토한결과는 27 과같다. 아리수의 K i 는수식 3과같이 16.4 이며, 먹는샘물은 11.2, 정수기물 은 7.0로아리수가먹는샘물보다 1.5배그리고정수기물보다 2.3 배높았으며, 어느 물보다도건강에좋은물임을확인할수있었다. 그리고아리수미네랄성분 (Ca 2+,K +,Mg ) 과이온성분(SO 4 ) 및 SiO 2 농도를이 용하여맛있는물지수 [Oi, 2.1의 2) 의 (1)] 를평가하였다. 먹는샘물및정수기물의 2- 이온성분 (SO 4 ) 및 SiO 2 농도는분석결과가없는관계로평가하지않았다. 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 건강에좋은물지수 (K ) i =[Ca 2+ ] [Na + ] = [ ] = ( 수식 3) 년에서 2014년까지아리수정수센터에서생산하는수돗물의 SiO 2 와SO 4 농 도는각각 4.45 mg/l와 12.3 mg/l 로맛있는물지수 (Oi ) 를분석하면수식 4와 같이맛있는물지수 (Oi ) 는 1.91로평가기준인 2 보다적지만기준값에근접하였다. 위에서평가한건강에좋은물지수 (Ki ) 와맛있는물지수(Oi ) 를종합하여아리수 서울워터

38 제부 1 수질분석분야 를먹는물평가기준 ( 표7) 으로분류하면건강한물 (K i 5.2, O i <2) 로평가할수 있다. 표 27. 먹는물미네랄함량에의한건강에좋은물지수 (K i ) 평가 (unit: mg/l) 먹는샘물정수기물아리수해양 W사 C사 L사 H사빙하수탄산수지하수계계심층수 (R/O) (R/O) (U/F) ( 전기분해) Ca Na K i 맛있는물지수 (O i ) =([Ca 2+ ]+[K + ]+[SiO 2 ])/([Mg 2+ ]+[SO 4 2- ]) = [ ( ) / ( ) ] =1.91<2 ( 수식 4) 5. 결론 본연구에서수행한정수기물, 먹는샘물그리고아리수수질특성을비교한결과는 다음과같다. 1) 정수기물수질특성 국내정수기보급현황은총 600 만대이상 ( 13, 전국) 이며, 역삼투압 (R/O) 및한외 여과방식 (U/F) 이전체 93.5% 이며, 역삼투압방식은이온과미네랄성분을모두제거 하지만, 한외여과방식은미네랄성분을제거하지않는특성이있었다. 일부정수기물 에서일반세균 ( 정수기수질관리항목제외) 이검출되어이용에주의가필요하다고판 단된다. 146 서울특별시서울물연구원

39 2) 먹는샘물수질특성 먹는샘물총 22 종을조사 분석한결과, 수원별미네랄함량은해양심층수 (63.0 mg/l) 탄산수 (47.6 mg/l) 지하수 (39.0 mg/l) 빙하수 (12.8 mg/l) 순으로높 았으며, 수소이온농도 (ph) 는해양심층수 6.0, 빙하수 7.4, 탄산수 4.9, 지하수 7.5 로, 탄산이온함유량이많은탄산수수소이온농도 (ph) 가가장낮았다. 일부해양심층 수나지하수의먹는샘물에서일반세균이먹는물수질기준을초과하였다. 3) 아리수, 정수기물, 먹는샘물수질특성비교 먹는물종류별미네랄함량은먹는샘물 (42.7 mg/l) 수돗물 (32.8 mg/l) 정수 기물 (20.6 mg/l) 순으로높았으며, 함량변동비 ( 평균값에대한최대와최소값의 비) 도먹는샘물 0.3~2.6 배, 정수기물 0.2~2.0 배, 아리수 0.7~1.3배로아리수가가 장안정적이었고, 수소이온농도 (ph) 또한중성부근에서안정적이었으며, 일반세균은 아리수를제외한일부먹는샘물과정수기물에서검출되었다. 4) 건강에종은물지수 (K i ) 와맛있는물지수(O i ) 평가 건강에좋은물지수 (K i ) 와맛있는물지수(O i ) 에대한평가결과, K i 는아리수 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 (16.4) 먹는샘물 (11.2) 정수기물 (7.0) 순으로아리수 ( 수돗물) 가건강에좋은물 임을확인하였으며, O i 는아리수가 (K i 5.2, O i <2) 로평가하였다. 1.91로 K i 와 O i 를종합하면아리수는건강한물 아리수 ( 수돗물), 먹는샘물, 정수기물수질특성은수원및정수방식에의한차이이 며, 일반세균항목에서기준초과된일부먹는샘물과정수기물은생산및판매등관 리과정에대한지속적인모니터링으로시민건강안전성확보가필요하며, 특히본연 구에서건강한물지수식에의한먹는물평가결과, 아리수는건강하고맛있는물임을 정량적으로확인할수있었다. 서울워터

40 제부 1 수질분석분야 6. 활용방안 과제제안자를비롯하여시민에게본연구정보를제공하여아리수수질안전성과 건강하고맛있는물임을알리는홍보자료로활용하면서관련학회등에학술발표에 의해서아리수 ( 수돗물) 수질의우수성과신뢰성제고를위한객관적인자료로활용하 고자한다. 본연구는 2014 년 응답하라상수도연구원! 물관련시민궁금사항찾습니다. 아이디어공모에서채택되어수행된 시민공모과제 이며, 제안자박세호님의수돗물에대한깊은관심과애정에감사의뜻을표합니다. 148 서울특별시서울물연구원

41 참고문헌 1. 서울특별시상수도연구원, 아리수, 정수기물및먹는샘물비교최종 결과보고. 2. 서울특별시상수도연구원, 정수방식별통과수수질분석결과 3. 서울특별시상수도연구원, 원 정수및정수처리공정에서미네랄성분의분포 및거동. 4. 중소기업청, 정수기의시장기술보고서. 5. 김형석, 건강한물맛있는물. 6. 환경부, 먹는물관리법 ( 법률제13164 호) 7. 환경부, 해양심층수의개발및관리에관한법률 ( 법률제12832 호) 8. 환경부, 수도법 ( 법률제12738 호) 아리수 등 먹는물 수질특성에 관한 연구 서울워터