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유규 기
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1 한국환경분석학회지제 18 권 ( 제 3 호 ) 182~192, 2015 J. of the Korean Society for Environmental Analysis 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 전미희 구자근 경상남도보건환경연구원 A Study on Analysis Methods for Natural Organic Matter in Drinking Water -KMnO 4 Consumption, TOC and UV 254 Absorbance- Mihee Jun and Ja-geun Ku Gyeongsangnam-do Institute of Health & Environment Received August 12, 2015/Revised August 31, 2015/Accepted September 24, 2015 Correlations between test methods for the content of organic substances in drinking water were investigated using data of the consumption of potassium permanganate (KMnO 4 consumption), total organic carbon (TOC), and UV 254 absorbance in several types of drinking water. To determine the amount of organic matter, we took 350 samples of drinking water including 146 samples of groundwater, 102 samples of tap water, and 102 samples of spring water. The data of KMnO 4 consumption and UV 254 absorbance showed a strong positive linear correlation for all of the samples. The TOC concentration and UV 254 absorbance data had correlation coefficients of 0.443~0.490 for groundwater, tap water, and spring water. However, the correlation between TOC concentration and KMnO 4 consumption data for groundwater was not confirmed. Their correlation was very low for the data of tap water and spring water though they had statistically significant differences with less than 0.05 of p value. We suggest that the drinking water quality standards for UV 254 absorbance should be cm -1, as a result of taking account of an allowance of 25% and other countries' drinking water quality standards. In addition, more studies are needed to set drinking water standards for TOC concentrations which did not show a good correlation with the data of KMnO 4 consumption. Key words: Organic matter, Potassium permanganate (KMnO 4 ) consumption, UV 254 absorbance, Total organic carbon (TOC), Economic analysis 1. 서론먹는물수질기준및검사등에관한규칙 1) 과먹는물수질공정시험기준 2) 에는유기물질농도를나타내는지표로과망간산칼륨소비량 (KMnO 4 소비량 ) 을설정하고있다. KMnO 4 소비량은산성조건에서유기물질뿐만아니라철 (II) 이온, 아질산이온, 황화수소등기타환원성물질이과망간산칼륨에의해산화되는총량을측정하는방법이다 2). KMnO 4 소비량측정법은수질오염공정시험기 준의화학적산소요구량-산성과망간산칼륨법 (COD Mn ) 과그측정원리가같은방법으로 COD Mn 법에비해반응시간이짧다. COD Mn 법은가열시간과온도등에의해오차가발생할수있으며, 아질산염, 제일철이온, 아황산염등에의해방해를받을수있고, 난분해성물질의산화에한계가있어 2006년총유기탄소 (Total Organic Carbon, TOC) 측정법이도입되었다 3). 그리고적정법은산성폐수의발생으로부가적인비용이추가되는반면, 폐수발생이없는자동화된기기분석법은환경및경제 To whom correspondence should be addressed. Tel: , Fax: , mhjun@korea.kr

2 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 183 적측면에서유리한위치를차지한다. 이러한정책적, 기술적한계를해결하고, 공공수역의난분해성유기물질을정확하게측정관리하기위해 2012년 TOC를생활환경기준에추가설정하였다 4). 미국의경우연방정부에서는 TOC를먹는물수질기준으로설정하고있지않으나, 인디애나주의경우정수처리과정의기술적성능검토를위해원수중유기물질의제거율지표로사용하고있다 5). 캐나다온타리오 6) 에서는먹는물수질기준중용존성유기물질 (DOC) 를 5 mg/ L 이하로설정하였고, 노르웨이 7) 는 TOC를 5 mg/l 이하로설정하였다. 북아일랜드 8) 에서는 TOC의농도에대해급격한이상변화가없을것을먹는물수질기준으로요구하고있다. 일본후생노동성 9) 에서는 2009년 TOC 먹는물기준을 3 mg/l로강화하였다. TOC는자연유기물질 (Natural Organic Matter, NOM) 을나타내는지표로건강상위해한물질은아니지만, 염소소독시총트리할로메탄및할로아세틱에시드등의소독부산물을생성하는전구물질이다 5). 소독부산물의전구물질인 NOM의양즉 TOC를감소시키기위해응집제의양을증가시키고, ph를조정하는등의효율적인정수처리를위해 TOC 농도의파악이필요하다 10,11). 미국은 EPA 를비롯하여여러주정부에서정수처리시처리기술능력을평가하기위한수단으로 TOC 제거율을정수처리기준으로설정하고있다 5,12). 2000년국립환경연구원의보고서에의하면 13) KMnO 4 소비량을먹는물수질기준에설정하고있는국가로는한국, 일본, 영국, 독일, 프랑스였으나, 2012년먹는물수질기준운영및관리체계개선방안연구보고서에 14) 의하면일본의경우먹는물수질기준보완항목으로 KMnO 4 소비량을 3 mg/l 이하로설정하고있다. 먹는물수질기준을설정함에있어국외의관리동향을비롯하여시험방법의정확성, 경제성및환경친화성을평가하여수질검사의궁극적인목표를만족시킬수있고업무효율성을향상시킬수있는방법의모색이필요할것이다. 본연구에서는먹는물중유기물질함량을측정하는 KMnO 4 소비량을대체할수있는정확하고, 경제적이며, 친환경적인측정방법을제시하기위하여지하수, 수돗물, 먹는물공동시설의약수터수를대상으로 KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 흡광도등의농도를조사하였다. 그리고그측정결과를바탕으로시험방법들의상관관계와경제성을평가하여대체시험방법의적용타당성과기준치를제안하고자한다. 2. 재료및방법 2.1. 조사대상 표준물질총유기탄소 (TOC) 의표준물질로프탈산수소칼륨 (Anhydrous Potassium Biphtalate, C 8 H 5 KO 4, KHP) 을이용하였고, 무기성탄소표준용액은탄산나트륨 (Sodium Carbonate, Na 2 CO 3 ) 과탄산수소나트륨 (Sodium Hydrogen Carbonate, NaHCO 3 ) 을사용하여조제하였다. UV 254 흡광도측정을위한표준용액은프탈산수소칼륨으로제조하였다. 먹는물중의유기물질을측정하는시험법들사이의상관관계를파악하기위하여 KHP 및글루코스 (Glucose, C 6 H 12 O 6 ) 를표준물질로선정하여 TOC, UV 254 흡광도및과망간산칼륨 (KMnO 4 ) 소비량을측정하였다 대상시료지하수, 먹는물공동시설의약수터수, 정수장에서생산된수돗물을대상으로유기물질분석방법들의상관관계를조사하였다. 지하수 146건, 약수터수와수돗물은각각 102건에대해 TOC, UV 254 흡광도, KMnO 4 소비량을측정하였고, 상관관계파악을위해통계분석을실시하였다 분석방법 분석항목및분석방법 TOC는수질오염공정시험기준 15) ES 총유기탄소 의시험법을적용하였고, KMnO 4 소비량측정은먹는물수질공정시험기준 2) ES b 과망간산칼륨소비량-산성법 을이용하였다. UV 254 흡광도측정은 US EPA Method ) 을적용하였다. TOC는고온연소산화법의 TOC Analyzer를사용하였고, UV 254 흡광도는 UV-Visible 분광광도계를사용하여 254 nm 파장에서시료의흡광도를측정하였다 통계분석각시험법들사이의상관관계를파악하기위해측정결과를 Minitab 14 프로그램을이용하여회귀분석및상관분석을실시하였고, 유의수준 p값은 0.05 이하로하였다. TOC 분석결과는정량한계이상이었으나, KMnO 4 소비량과 UV 254 흡광도시험결과가정량한계미만의값을가진시료는통계분석에서제외하였다.

3 184 전미희 구자근 Table 1. Quality assurance/quality control(qa/qc) data for methods Consumption of KMnO 4 -Acid TOC UV 254 absorbance Concentration range (mg/l) 0.3~10 0.5~ ~1.0(cm -1 ) Linearity (r 2 ) Method detection limits (mg/l) (cm -1 ) Limit of quantitation (mg/l) (cm -1 ) Accuracy (%) Precision (%) 결과및고찰 3.1. 표준물질을이용한분석방법의검증결과수중유기물질농도측정을위한각분석방법들의정량한계, 정확도및정밀도는먹는물수질공정시험기준 2) 및수질오염공정시험기준 15) 의정도보증 / 정도관리 (QA/QC) 에따라실시한결과는 Table 1과같다. 수질오염공정시험기준 15) 의 TOC 측정방법은고온연소산화방법이며지표수, 지하수, 폐수등의시료에적용하는것으로규정하고있다. 이시험방법의정량한계는 0.5mg/L 이하이고, 본연구의 QA/QC 실시결과만족한결과를얻었다. UV 254 흡광도의 QA/QC는먹는물수질공정시험기준 ES a 정도보증 / 정도관리를준용하여실시한결과 Table 1과같이 US EPA Method ) 에서제시하는정량한계 cm -1 를만족하는결과를얻었다. KHP 및글루코스표준용액을이용하여유기물질분석법들의상관관계는 Fig. 1과같다. KHP 표준용액에대한 TOC 농도와 KMnO 4 소비량의피어슨상관계수 r은 0.853(p<0.05) 였고, UV 254 흡광도와 KMnO 4 소비량은 0.910(p<0.05), TOC 농도와 UV 254 흡광도는 (p<0.05) 으로높은상관성을보였다. 미국 EPA method 및 Standard method ) 에서는 UV 254 흡광도와 KHP의상관식을 UV 254 =0.0144KHP 로제시하고있으며, 본연구에서는 UV 254 =0.018KHP 상관식을얻어두상관식사이의결과값은 ±20% 이내의오차율을보였다. 글루코스표준용액은 TOC 농도와 KMnO 4 소비량의상관관계가아주높았고상관계수는 0.970(p<0.05) 이었다. UV 254 흡광도의경우글루코스표준물질 5 mg/l 에대한흡광치가정량한계미만으로측정되어글루코스표 Fig. 1. Correlation between UV 254 absorbance/kmno 4 consumption, TOC/UV 254 absorbance for KHP, and TOC/ KMnO 4 consumption for standard solution (a~c: KHP, d: Glucose).

4 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 185 Fig. 2. Correlation between UV 254 absorbance and KMnO 4 consumption (a: groundwater, b: tap water, c: spring water, d: drinking water). Table 2. Summary of correlation coefficients and regression equations Variables Groundwater Tap water Spring water Drinking water* r** (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) UV 254 (A)/ rho*** (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) KMnO 4 (B) Regression equation A=0.0036B (n=56) A=0.0039B (n=115) A=0.0046B (n=26) A=0.0038B (n=197) r** (p>0.05) (p<0.05) (p>0.05) (p<0.05) TOC(C)/ rho*** (p<0.05) (p<0.05) (p>0.05) (p<0.05) KMnO 4 (B) Regression equation C=0.217B (n=71) C=0.2563B (n=116) C=0.3253B (n=45) C=0.3464B (n=232) r** (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) UV 254 (A)/ TOC(C) rho*** (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) (p<0.05) Regression quation A=0.0025C (n=66) *Total data from groundwater, tap water, and spring water. **r: Pearson s correlation coefficient. ***rho: Spearman correlation coefficient. A=0.0023C (n=115) A=0.0023C (n=27) A=0.0022C (n=208) 준물질은 UV 254 흡광도로측정이불가능한것으로나타났다. KHP 표준용액은 TOC 농도가 KMnO 4 소비량보다높게나타났고글루코스는 KMnO 4 소비량이 TOC 농도보다높은값을보였다 먹는물시료에대한분석방법들의상관관계 UV 254 흡광도와 KMnO 4 소비량의상관관계 Fig. 2및 Table 2에나타난것과같이지하수의 KMnO 4 소비량은 UV 254 흡광도와상관성이있는것으로

5 186 전미희 구자근 조사되었다. UV 254 흡광도와 KMnO 4 소비량의상관관계를살펴본결과, Table 2에서와같이지하수, 수돗물, 약수터수에대해피어슨상관계수 r과스피어만상관계수 rho가각각 0.594~0.811(p<0.05) 와 0.546~0.825(p< 0.05) 으로강한양의상관성을보였다. 먹는물시료전체에대한상관성평가에서는 r=0.665, rho=0.672으로높은직선성을보였고, 두가지분석방법의회귀식은 UV 254 =0.0038KMnO 로조사되었다. Fig. 5는세가지시료의회귀식을이용하여 KMnO 4 소비량을 mg/L 사이의농도를 0.1 mg/l씩증가시켜 UV 254 흡광도와 TOC 농도를계산한결과이다. 그래프에나타난것처럼세종류시료의 UV 254 흡광치가거의일치하는지점에서의 KMnO 4 소비량은 2.8 mg/l였고그이상의농도에서약수터수의 UV 254 흡광도가수돗물보다높아지는경향을보였다. KMnO 4 소비량평균값및중간값 5.2mg/L에대하여 UV 254 흡광도평균값은지하수 cm -1 (212배 ), 수돗물 cm -1 (208배 ), 먹는물공동시설 cm -1 (194배 ) 로비슷한수준을보인다. 먹는물수질기준인 KMnO 4 소비량 10 mg/l에대한 UV 254 흡광도의계산치는지하수 cm -1, 수돗물 cm -1, 약수터수 cm -1 이었다. 그리고세가지시료의결과를통합한자료에대한통계분석결과에의하면 10 mg/l의 KMnO 4 소비량은 cm -1 수준의 UV 254 흡광도로추정되었다. 일본후생노동성의보고서에서처럼 18) 이들중최대값에여유율 25% 를적용하여기준을설정한다면, UV 254 흡광도의먹는물수질기준은 cm -1 로설정될수있을것으로사료된다. UV 254 흡광도와 KMnO 4 소비량의상관관계는모든시료에서강한양의직선성을보였고, 회귀식에의한계산값들도시료별로큰차이를보이지않아 UV 254 흡광도에의한측정방법이 KMnO 4 소비량분석법을대신할수있을것으로판단된다 TOC 농도와 KMnO 4 소비량의상관관계 TOC 농도와 KMnO 4 소비량의상관관계는 Fig. 3에정리하였다. 지하수와약수터수의경우유의수준 0.05 이상으로통계적유의성이없는것으로나타났다. 수돗물과세가시대상시료를통합한통계분석결과에서는유의성이확인되었으나, 상관성이낮은결과를보였다. 유등 19) 의연구결과에의하면, TOC 농도와 KMnO 4 소비량과의상관계수는상수원수의특성에따라 의수준으로큰차이를보이고있다. 일본후생노동성에 Fig. 3. Correlation between TOC and KMnO 4 consumption (a: groundwater, b: tap water, c: spring water, d: drinking water).

6 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 187 서발표한연구결과에의하면 20) 정수에대한결과만보면상관관계가낮았고원수와정수를통합한결과에대해서는상관성이높았으며, KMnO 4 소비량 10 mg/l가 TOC 농도 3~4 mg/l에해당한다고보고하였다. 본연구결과에의하면, KMnO 4 소비량 0.3~10.0 mg/l 사이의농도를 0.1 mg/l씩증가시켜회귀식으로계산한결과농도수준에따라 KMnO 4 /TOC의농도비가다른것으로나타났다. 지하수와수돗물의경우 KMnO 4 소비량 2.8 mg/l 이하의시료에서는 TOC 농도보다낮게계산되었고, 지하수와수돗물에대해각각 5.0 mg/l 이상의 KMnO 4 소비량에서 TOC 농도보다 1.5배이상높은것으로나타났다. Dobbs, R. A. 21) 의연구에의하면, 저농도에서 TOC 측정값과 UV 254 흡광도사이의상관계수는낮아지고, 높은농도에서상관성이높게관찰되었다. KMnO 4 소비량의먹는물수질기준 10 mg/l는지하수의경우 4.2 mg/l, 수돗물 4.5 mg/l, 약수터수 4.1 mg/l TOC의수준을보였고, 본연구에서분석한모든시료의결과를통합한회귀식에의하면 5.0 mg/l TOC에해당된다. TOC 농도와 KMnO 4 소비량의직선적상관관계는수원의특성및유기물의농도분포에따라편차를보이는것으로사료되며, 단순한비율의환산을통해분석값을설정하기는곤란할것으로판단된다. 캐나다 6) 의경 우용존성유기물질 (DOC) 에대한기준을 5 mg/l로설정한것과북아일랜드 8) 에서 TOC농도의급격한이상변화가없는것을기준으로설정하고있는것을감안하면, 먹는물중유기물질에대한기준은건강상의위해성보다는심미적인영향및환경변화를예측하는지표로이용되는항목의개념으로설정한것이라판단된다. 본연구결과에서 TOC 농도와상관성은낮게나타났으나, 분석방법의경제성, 환경친화성, 자동화등을감안하여 KMnO 4 소비량의대안으로 TOC농도에대한기준설정을재고할필요가있을것으로사료된다 TOC 농도와 UV 254 흡광도의상관관계 Fig. 4는 TOC 농도와 UV 254 흡광도의상관관계를나타낸것으로, 지하수와수돗물, 그리고약수터수모두 TOC 농도와 UV 254 흡광도사이의유의수준은 0.05 미만으로통계적유의성이있었고상관성도있는것으로나타났다. 피어슨상관계수 r은지하수, 수돗물, 약수터수에서각각 0.443~0.490(p<0.05) 의수준이었고, 스피어만상관계수 rho는각각 0.356~0.4916(p<0.05) 이었다. 모든분석결과를통합하여통계처리한먹는물의상관계수는 r=0.450(p<0.05) 와 rho=0.479(p<0.05) 로상관성을확인할수있었다. Fig. 4. Correlation between TOC and UV 254 absorbance (a: groundwater, b: tap water, c: spring water, d: drinking water).

188 전미희 구자근 Fig. 5. Estimated UV 254 absorbance and TOC for KMnO 4 consumption by regression equation. 3.

7 188 전미희 구자근 Fig. 5. Estimated UV 254 absorbance and TOC for KMnO 4 consumption by regression equation 먹는물중 KMnO 4 소비량농도분포 2012년에서 2014년동안조사한지하수, 수돗물, 약수터수의 KMnO 4 소비량분석결과와본연구에서조사된유기물질농도분포를먹는물종류에따라분류하여 Fig. 6~9에정리하였다. 본연구에서조사된지하수중유기물질의농도범위는 KMnO 4 소비량 0.0~5.7 mg/l, UV 254 흡광도 ~ cm -1, TOC 농도 0.5~ 8.0 mg/l였고, 과거 3년간조사된지하수시료중 KMnO 4 소비량은 0.0~6.7 mg/l 수준이었다. 본연구의대상시료인지하수에대한모평균의 95% 신뢰구간은 0.4~0.8 mg/l이었고과거 3년자료는 0.4~0.5 mg/l로나타나지하수중의 KMnO 4 소비량은아주낮음을알수있다. TOC 농도에대한모평균의 95% 신뢰구간은 1.6~2.1 mg/l이었고 UV 254 흡광도는 ~ Fig. 6. Summary of groundwater for KMnO 4 consumption, TOC, and UV 254 absorbance (a~c: data from this study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014).

study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014). Fig. 8.

8 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 189 Fig. 7. Summary of tap water for KMnO 4 consumption, TOC, and UV 254 absorbance (a~c: data from this study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014). Fig. 8. Summary of spring water for KMnO 4 consumption, TOC, and UV 254 absorbance (a~c: data from this study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014).

190 전미희 구자근 Fig. 9. Summary of drinking water for KMnO 4 consumption, TOC, and UV 254 absorbance (a~c: data from this study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014). cm -1 이었다.

9 190 전미희 구자근 Fig. 9. Summary of drinking water for KMnO 4 consumption, TOC, and UV 254 absorbance (a~c: data from this study, d: data of samples investigated from 2012 through 2014). cm -1 이었다. 수돗물중 KMnO 4 소비량은본연구에서는 0.0~8.1 mg/l의수준이었고과거 3년간의분석자료에서는 0.0 ~3.4 mg/l로조사되었다. 이들에대한모평균의 95% 신뢰구간은각각 1.5~1.9 mg/l와 0.8~0.9 mg/l였다. 본연구에서조사된 TOC 농도와 UV 254 흡광도의범위는각각 0.0~4.3 mg/l와 ~ cm -1 이었다. 본연구대상인먹는물공동시설의 KMnO 4 소비량은 0~4.0 mg/l이었고, 과거 3년분석자료의농도범위는 0~3.1 mg/l으로지하수및수돗물에비해약간낮은농도분포를보인다. 모평균의 95% 신뢰구간의경우본연구결과는 0.3~0.6 mg/l로낮았고과거분석자료는정량한계인 0.3 mg/l 미만의값을보였다. UV 254 흡광도와 TOC 농도는각각 ~ cm -1 과 0.9~ 1.3 mg/l으로수돗물및지하수의유기물질농도보다낮은수준이었다. 지하수, 수돗물및먹는물공동시설의유기물질농도분포를파악하기위하여이들분석자료를 (n=350) 통합하여통계분석한결과를 Fig. 9에요약하였다. KMnO 4 소비량은본연구대상의먹는물중 0~8.1 mg/l 의농 도분포를보였고정량한계미만의불검출이차지하는비중이높았고모평균의 95% 신뢰구간은 0.8~1.0 mg/l 수준이었다. 과거 3년자료의 (n=2199) KMnO 4 소비량은 0~6.7 mg/l의범위였고본연구결과와마찬가지로불검출이차지하는비율이상당히높았다. 이때모평균의 95% 신뢰구간은 0.6 mg/l 이었다. 본연구대상인먹는물시료의 UV 254 흡광도는 ~ cm -1 의수준이었고모평균의 95% 신뢰구간은 ~ cm -1 이었다. TOC 농도는 0.0~8.0 mg/l의농도분포를나타내었고, 모평균의 95% 신뢰구간은 1.7~1.9 mg/l 를보였다 분석법들의경제성분석국립환경과학원의환경분야측정분석업무의예산및인력원단위조사 ( ) 22) 에서시험재료비, 노무비, 경비등을적용하여각분야의시험항목별, 원가요소별소요비용을산출한결과를인용하면 Table 3과같다. UV 254 흡광도는소요비용이산출되어있지않아가장비슷한방법인색도측정방법의소요비용을인용하고자한다. 제1방법은재료비, 직접경비, 간접경비를고려하여

10 먹는물중유기물질분석법에관한연구 -KMnO 4 소비량, TOC, UV 254 Absorbance- 191 Table 3. Costs of test methods for organic materials in drinking water Variables Total organic carbon Consumption of KMnO 4 Colour (UV 254 absorbance) Analysis method Persulfate-Ultraviolet oxidation Consumption of KMnO 4 -Acid Color-visual comparison method No. of Cost (won) samples 1st method* 2nd method** 1 33, ,929 22, ,656 46, ,289 16, ,354 42,560 산출한결과이고제2방법은재료비, 직접경비, 직접인건비를적용하여산출한원단위산출결과이다. 제1방법의간접경비는노무비에배부계수 를곱한값이고, 배부계수는노무비를 1로가정했을때비목별차지하는비율을계산하여산출한다. 결과에의하면, 직접인건비가포함된제2방법은 TOC 분석과같이자동시료주입이가능한경우시료수가많아질수록제1방법보다소요비용이낮았다. 세가지방법중 UV 254 흡광도 ( 색도 ) 측정방법이소요경비가가장낮았고 TOC 측정방법이가장높게보고되어경제성측면에있어 UV 254 흡광도측정방법이유리한것으로판단된다. 폐수는 KMnO 4 소비량측정방법에서 1건당약 120 ml가발생되고, TOC 및 UV 254 흡광도측정방법에서는시약의첨가등에따른폐수발생이없다. 실험실폐수의처리비용 150,000 원 /ton을감안하여폐수처리비용을산출하면, KMnO 4 소비량 1건측정당 18원의폐수처리비용이발생하게된다. 그리고 KMnO 4 소비량측정시황산을첨가하여가열함에따라발생하게되는폐산가스의처리비용도고려되어야할것이다. 향후, 경제성과환경친화성을고려한시험법의채택을위해각시험항목의실험방법에대한전과정평가와경제성평가가통합적으로이루어져야할것으로판단된다. 4. 결론 먹는물중유기물질의정량을위한 KMnO 4 소비량을대체할수있는측정방법을모색하기위하여, 지하수, 수돗물, 먹는물공동시설인약수터수의 TOC, UV 254 흡광도, KMnO 4 소비량등시험방법들의상관관계및경제성을고려하여최적방법을도출한결과는다음과같다. 1) 지하수, 수돗물, 약수터수에 UV 254 흡광도와 KMnO 4 소비량사이의피어슨상관계수 r과스피어만상관계수 rho는각각 0.594~0.811(p<0.05) 와 0.546~0.825(p< 0.05) 로강한양의상관성을보였다. 2) TOC 농도와 KMnO 4 소비량은수돗물에서통계적유의성은확인되었으나상관성이낮았고, 지하수와약수터수에서는유의성이없는것으로나타났다. 3) TOC 농도와 UV 254 흡광도는지하수, 수돗물, 약수터수에서통계적유의성이확인되었고, r과 rho는각각 0.443~0.490(p<0.05) 과 0.359~0.491(p<0.05) 의수준으로상관성이있는것으로나타났다. 4) 지하수, 수돗물, 약수터수의결과를통합한자료에대한통계분석결과, 통계적유의성을확인할수있었다. 상관계수 r과 rho는 TOC 농도 /KMnO 4 소비량에대해 0.265와 0.305로낮았으나, TOC 농도 /UV 254 흡광도와 UV 254 흡광도 /KMnO 4 소비량사이의상관계수는각각 0.450~0.672의수준으로상관성이있음을확인할수있었다. 5) 먹는물중의 KMnO 4 소비량의분포를살펴보면, 모평균의 95% 신뢰구간은지하수 0.4~0.8 mg/l, 수돗물 1.5~1.9 mg/l, 약수터수 0.3~0.6 mg/l이었다. TOC에대한모평균의 95% 신뢰구간은지하수 1.6~ 2.1 mg/l, 수돗물 2.3~2.6 mg/l, 약수터수 0.9~1.3 mg/l이었고, UV 254 흡광도에대한모평균의 95% 신뢰구간은지하수 0~ cm -1, 수돗물 ~ cm -1, 약수터수정량한계미만이었다. 6) KMnO 4 소비량먹는물기준 10 mg/l에해당하는 UV 254 흡광도를추정하기위해본연구의측정자료들을회귀분석한결과에여유율 25% 를적용하면 UV 254 흡광도 cm -1 이적절할것으로사료된다. 7) TOC 농도와의상관계수는낮게평가되었으나분석방법의경제성, 환경친화성, 자동화등을감안하여 KMnO 4 소비량의대안으로 TOC농도에대한기준설정을위해합리적인접근이필요할것으로사료된다. 참고문헌 1. 환경부, 먹는물수질기준및검사등에관한규칙,

11 192 전미희 구자근 환경부, 먹는물수질공정시험기준, 환경부, 고시제 호, 수질오염공정시험방법일부개정, 환경부, 대통령령제24203호, 환경정책기본법시행령, US State of Indiana, Indiana Administrative Code Article 8, 1996, Public water supply. 6. Canada, Ontario, Technical support document for Ontario drinking water standards, objectives and guidelines, Norway, Ministry of Health and Social Affairs, Regulation of 4 December 2001 No concerning water supply and water intended for human consumption (Drinking water regulations), Northern Ireland, Environment Agency, European and national drinking water quality standards, 日本厚生勞動性, 水質基準にする省令の一部改正等について, 년 12월. 10. US Environmental Protection Agency, Enhanced coagulation and enhanced precipitative softening guidance manual, US Environmental Protection Agency, Simultaneous compliance guidance manual for the long term 2 and stage 2 DBP rules, US State of Indiana, 2012 Annual drinking water quality report: Indiana county municipal services authority-arcadia PWSID , 국립환경과학원, 정책결정자를위한수질관련기준비교분석, 환경부, 먹는물수질기준운영및관리체계개선방안연구, 환경부, 수질오염공정시험기준, US Environmental Protection Agency, METHOD 415.3: Determination of total organic carbon and specific UV absorbance at 254nm in source water and drinking water, Standard Method Committee, 5910 UV-Absorbing organic constituents, 日本厚生勞動性, 水質基準の見直し等について, 년 12월. 19. 유순주, 안경희, 박수정, 김미아, 최자윤, 이연희, 총유기탄소의먹는물수질기준설정연구, 한국물환경학회지, 2009, 25(5), 日本厚生勞動性, 過マンガン酸カリウム消費量と全有機炭素の係について, 년 12월. 21. Dobbs R. A., R. H. Wise, and R. B. Dean, The use of ultra-violet absorbance for monitoring the total organic carbon content of water and wastewater, Water Research, 1972, 6(10), 국립환경과학원, 환경분야측정분석업무의예산및인력원단위조사, 2010.

Microsoft PowerPoint - 9주차.pptx [읽기 전용]

Microsoft PowerPoint - 9주차.pptx [읽기 전용] 환경화학 (Environmental Chemistry) 충북대학교환경공학과 담당교수 : 임동희교수, E8-10 동 803 호 E-mail: limkr@cbnu.ac.kr 충북대학교환경공학과환경화학 (Environmental Chemistry), 임동희 1 학습목표 6 장물오염물질과물오염 (On-line class: Ch.6-4) 중요개념정리 생물학적산소요구량