환경기술동향 202-88 수계내 미량오염물질 관리 및 처리기술 개발 동향
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 202. 2 < 목차 > 제 장기술의개요 3 제 2 장기술의연구개발동향 3 제 3 장정책및제도동향 8 제 4 장기술의시장동향 9 제 5 장파급효과및전망 67 제 6 장참고문헌 79
목차 제 장기술의개요 3 제절미량오염물질의개요 3 제2절생활유래및기타미량오염물질처리기술 5 제3절미량오염물질의생태독성평가기술 7 제 2 장기술의연구개발동향 3 제절산업유래미량오염물질 3 제2절생활유래및기타미량오염물질 37 제3절생태독성평가기법 62 제 3 장정책및제도동향 8 제 절국내정책및제도현황 8 제 2 절국외정책및제도현황 2 제 4 장기술의시장동향 9 제절국내분석기술동향 9 제2절국외분석기술동향 40 제3절미량오염물질관리및처리기술동향 48 제 5 장파급효과및전망 67 제절국내외정책비교및향후관리전망 67 제2절생활유래및기타미량오염물질의향후전망 7 제3절생태독성분야향후전망 73 제 6 장참고문헌 79 - i -
표목차 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 3 < 표 2-2> 연도별실태조사결과 9 < 표 2-3> 주요수계별조사대상지점 23 < 표 2-4> 수질평가예비항목 (28종) 분석결과 23 < 표 2-5> 먹는물감시항목 (5종) 분석결과 26 < 표 2-6> 전국수질측정자료측정결과 28 < 표 2-7> 내분비계장애물질조사결과 ( 99~ 04) 29 < 표 2-8> 내분비계장애물질조사결과 ( 05~ 08) 32 < 표 2-9> 표처방용도별대표적인의약물질그룹 38 < 표 2-0> 나이트로사민의발암농도및등급 (IRI, IARC) 48 < 표 2-> 나이트로사민화합물의발암리스크평가농도 48 < 표 2-2> 유럽하수처리장방류수중의 NDMA 및 NMOR 농도분포 50 < 표 2-3> 하수처리장별코카인및대사물질 BE의유입농도및부하량산정 ( 예 ) 6 < 표 2-4> 연구대상잔류의약물질의생태독성문헌조사결과 63 < 표 2-5> 어류를대상으로한만성독성시험결과 64 < 표 2-6> 폐수처리리설에대한변화된관점 67 < 표 2-7> 국외혼합물질복합독성평가사례 74 < 표 2-8> Faust 가실험에사용한트리아진계제초제의개별독성값 75 < 표 2-9> PPCPs의물벼룩 (Daphnia magna, Ceridaphnia dubia) 급성독성 (48h) 과 78 만성독성 (2days) 값비교 < 표 3-> 2000년이후추가된수질환경기준항목및기준 83 < 표 3-2> 2000년이후추가된수질오염물질, 특정수질유해물질항목및배출허용기준 84 < 표 3-3> 특정수질유해물질항목및배출허용기준현황 85 < 표 3-4> 잔류성유기오염물질 86 < 표 3-5> 잔류성유기오염물질배출허용기준 87 < 표 3-6> 수질및퇴적물측정망세부지점 ( 잔류성유기오염물질 ) 89 < 표 3-8> 하천의주요및대표지점현황 93 < 표 3-9> 조사항목 횟수 주기 95 < 표 3-0> 원수수질검사기준 97 < 표 3-> 상수원수검사항목및검사주기 98 - ii -
< 표 3-2> 수질검사항목 99 < 표 3-3> 수돗물중미량유해물질조사사업 을통해조사한미량유해물질목록 (989~200) 00 < 표 3-4> 국내수질및수생태계환경기준중사람의건강보호기준 04 < 표 3-5> 국내먹는물수질기준의개정현황 ( 환경부, 2008) 06 < 표 3-6> 국내먹는물수질기준 07 < 표 3-7> 국내의먹는물감시항목및검사주기 09 < 표 3-8> 특정수질유해물질 ( 년 월현재 ) 0 < 표 3-9> 수질유해물질에대한배출허용기준 < 표 4-> 물질의특성에따른 PLC와 GC의응용 22 < 표 4-2> MX 분석을위한고분해능질량분석방법의예시 26 < 표 4-3> 의약물질분석을위한 M/M 이온조합의사례 30 < 표 4-4> 제조과정에따른과불화합물의특성 34 < 표 4-5> MBR에의한각미량오염물질의제거율보고치 5 < 표 4-6> 고도응집공정에의한미량오염물질제거율 55 < 표 4-7> RO에의한미량오염물질제거율 60 < 표 5-> 국가별수질환경기준근거및설정항목의비교 68 - iii -
그림목차 [ 그림 -] 의약품이환경에영향을미치는경로 8 [ 그림 2-] 미국의환경호르몬이슈 39 [ 그림 2-2] 미국수계에서가장검출빈도가높은농약들 40 [ 그림 2-3] 국내의유통, 사용빈도로부터추정한주요연구조사대상농약류 4 [ 그림 2-4] 다성분의농약과농업환경에서대사물이검출된사례 (UG) 42 [ 그림 2-5] 아테놀롤의오존처리에따른대사물질의증가경향 (nyder) 42 [ 그림 2-6] 유기인화합물의염소산화에의한 oxon 타입구조변화 (Nishimura) 43 [ 그림 2-7] 파라티온의오존처리에따른원물질및 oxon 대사체의생성거동 43 [ 그림 2-8] 원수에서검출된농약의분포사례 44 [ 그림 2-9] 한강수계표층수에분포하는주요농약류의지점별분포현황 45 [ 그림 2-0] 신규소독부산물 MX의전국정수장최초조사사례 46 [ 그림 2-] NDMA 및관련부산물정보 47 [ 그림 2-2] NDMA의대표적인생성경로 49 [ 그림 2-3] 원수중에클로라민첨가에의한 NDMA 생성능시험 49 [ 그림 2-4] 라인강하천유역에서검출되는 NDMA 50 [ 그림 2-5] 수처리공정에서오존주입농도에따른 NDMA 생성특성 5 [ 그림 2-6] NDMA 생성능을저감하기위한입상활성탄의제거능평가 5 [ 그림 2-7] 강변여과방식에서원수및처리수중의 NDMA 분포거동 52 [ 그림 2-8] 독일하천수중과불화합물분석크로마토그램사례 (LC-M/M) 53 [ 그림 2-9] 독일에서최초로수행한하천수과불화물모니터링결과 (2004) 53 [ 그림 2-20] 강변여과방식에서주요과불화합물의원수대비정수농도 54 [ 그림 2-2] 과불화합물처리전후농도변화 54 [ 그림 2-22] 한강수계하천수중의카바마제핀분포현황 55 [ 그림 2-23] 한강하천수중주요의약물질, 카페인의유역별분포현황 56 [ 그림 2-24] 주요 X선조영제인요오드계화합물 57 [ 그림 2-25] 강변여과방식에서주요의약물질의원수 ( 파랑 ) 대비처리수 ( 노랑 ) 제거특성 58 [ 그림 2-26] 하천 / 강변여과 / 음용수 ( 고도처리 ) 계열에서주요의약물질의제거거동특성 58 [ 그림 2-27] 하수처리장및병원폐수처리장의유입, 배출수중의주요의약물질의농도범위 ( 유럽 ) 59 [ 그림 2-28] 유럽, 요르단, 호주등의하수처리장요오드계조영제농도비교 59 [ 그림 2-29] Cocaine과인체대사물인 Benzoylecgonine의화학구조 6 [ 그림 2-30] 코카인대사물질인 BE의표준물질 ( 좌 ), 하천수중의검출 ( 중, 우 ) 6 - iv -
[ 그림 2-3] EU 의 Project Neptune(http://www.eu-neptune.org) 66 [ 그림 2-32] Project Neptune 의 ork Packages 68 [ 그림 2-33] Neptune Project 와 *Innowatch Project 의연계 69 [ 그림 2-34] 시료채취지점. F, after final sedimentation; O, ozonation; O, 70 ozonation and sand filtration [ 그림 2-35] 수처리공정단계별처리수에대한좀개구리밥의성장저해 (F, after final 7 sedimentation; O, ozonation; O, ozonation and sand filtration) [ 그림 2-36] 깔다구 Chronomus riparius 의치사율 (A), 성에따른 EmT50 의시간편차 (B), 7 main emergence 의시간 (C, control; F, after final sedimentation; O, ozonation; O, ozonation and sand filtration) [ 그림 2-37] 실지렁이 Lubriculus variegatus. A, 개체수 ; B, 대조군대비생체량감소량 ; 72 C, 개체당무게 (C, control; F, after final sedimentation; O, ozonation; O, ozonation and sand filtration) [ 그림 2-38] Daphnia magna 생존율 (C, control; F, after final sedimentation; 72 O, ozonation; O, ozonation and sand filtration) [ 그림 2-39] 트리아진계제초제의개별생태독성값과혼합물의복합독성실측값및예측값 76 [ 그림 2-40] 24 가지 PPCPs 에대한급성독성과 0 가지 PPCPs 에대한만성독성 77 [ 그림 3-] 수질및퇴적물측정망지점도 ( 잔류성유기오염물질측정망 ) 88 [ 그림 3-2] 수질환경기준과배출허용기준 90 [ 그림 3-3] 배출규제방식에따른기준 90 [ 그림 3-4] 물관련모니터링현황 9 [ 그림 3-5] KNAPPE 프로젝트연구수행체계 3 [ 그림 3-6] 생활유래미량오염물질배출경로 4 [ 그림 3-7] 물리화학적처리에의한의약품류저감효과의생태영향평가 5 [ 그림 4-] 휘발성과극성에따른물질의분류 2 [ 그림 4-2] 트리플사중극자질량분석장치의구조 22 [ 그림 4-3] 고분해능질량분석장치의주요구성요소 23 [ 그림 4-4] 고분해능질량분석장치에서분해능변화에따른다이옥신의교차피크제거효과 23 [ 그림 4-5] p 범위에따른수중 MX의존재형태 24 [ 그림 4-6] 고상추출방법 (PE) 와연계한 RM 기반의 MX 분석방법 25 - v -
[ 그림 4-7] 고감도분석법으로정수장처리수에서확인되는극미량 MX (0.095 분 ) 26 [ 그림 4-8] 의약물질의수환경으로의노출경로 29 [ 그림 4-9] LC-M/M 로동시분석한 30 종의총이온크로마토그램 ( 좌 ) 및선택이온 ( 우 ) 사 3 [ 그림 4-0] 물리화학적특성에따른의약물질의그룹별분석흐름예시 (K-water) 32 [ 그림 4-] 물리화학적특성에따른의약물질의그룹별분석흐름예시 (PNU) 33 [ 그림 4-2] 대표적인과불화합물 PFO, PFOA 의화학적구조 35 [ 그림 4-3] 일상및산업용도에서매우넓은적용범위를가지는과불화합물 35 [ 그림 4-4] 과불화합물의잔류성유기오염물질 (POPs) 로서의성질 36 [ 그림 4-5] 전체환경에서의과불화합물의거동 37 [ 그림 4-6] PFO 를중심으로한설포네이트계물질과내부표준물질의예 38 [ 그림 4-7] PFOA 를중심으로한카르복실산물질과내부표준물질의예 38 [ 그림 4-8] 과불화물혼합표준물질의동시분석총이온크로마토그램과각추출이온사례 39 [ 그림 4-9] 과불화물의수질분석에가장널리적용되는고상추출 -LC-M/M 분석방법예시 39 [ 그림 4-20] 실내용기등의오염방지를염두에둔과불화물분석방법예시 40 [ 그림 4-2] 분해능질량분석의필요성 (5 만이상의높은분해능에서정확한성분규명이 4 가능함을보여주는사례 ) [ 그림 4-22] 하수처리장시료에서미지의약물질의스크리닝예시 4 [ 그림 4-23] 고분해능질량분석원리별장치 ( 좌 :TOF, 우 : 오비트랩 ) 42 [ 그림 4-24] 온라인농축주입방법 ( 좌 : 시료주입모드, 우 : 컬럼스위칭후기기주입모드 ) 43 [ 그림 4-25] Non-target 물질스크리닝의과정 43 [ 그림 4-26] Non-target 물질스크리닝의예 (Pesticides) 44 [ 그림 4-27] 혈압강화제 citalopram 를오존, 이산화염소, UV 처리, 펜톤산화등을거쳐 45 M/M 및 TOF 를통해구조변형체를확인함 [ 그림 4-28] Diazepam 의수처리공정에따른대사체규명사례 46 [ 그림 4-29] 하수 - 정수처리장을연계한미량유해물질의연구계획 ( 예 ) 47 [ 그림 4-30] 차세대미량분석기술의응용분야 48 [ 그림 4-3] 막종류별 filtration spectrum 57 [ 그림 4-32] 촉매작용의분류 63 [ 그림 5-] 미량오염물질생태독성관련연구추진전략 74 - vi -
제 장 기술의개요 제 절미량오염물질의개요 제 2 절생활유래및기타미량오염물질처리기술 제 3 절미량오염물질의생태독성평가기술
제 장기술의개요 제 장기술의개요 제 절미량오염물질의개요 정부는이화학적지표중심의한정된건강보호기준설정과 BOD중심의단순수질평가등그간수질관리정책의문제점을개선하고자건강보호기준의단계적확대강화, 생물학적지표의신설및종합지표등선진화방안을마련하여추진중에있다. 정부는공공수역의위해성평가를위해하천호소의수질모니터링을위해 2006년시점,884개지점에서 38개항목을주기적으로분석하고사고예방을위해수질자동측정망에생물감시시스템을설치운영하였다. 그러나산업의고도화로유해화학물질의종류와사용량이날로증가하고있는반면, 현행모니터링시스템은사고예방을목적으로설치되어유해화학물질에대한감시체계및발생원에대한추적시스템의기능은실제어려운상황이다. 전세계적으로 246,000종이상의화학물질이사용되는것으로알려져있고, 국내에서사용되는화학물질도 4만종이상에이르며, 매년 400여종의새로운화학물질이수입되거나국내에서유통되고있다. 이들화학물질중중금속류, VOCs, 농약류등은수계로배출되는경우, 각종질환과발암, 내분비계장애 (Endocrine Disrupters, EDs) 등사람건강은물론수생태환경에직, 간접적으로커다란위해를줄우려가있기때문에우리나라에서는하천, 호소및해역에대한수질환경기준을설정하고있으며, 이와같은수질기준을달성하기위한수질규제기준을설정하고있다. 특히, 산업폐수의경우에는수질오염물질항목및특정수질유해물질항목으로산업폐수로부터배출될수있는오염물질을규정하고각항목에대한폐수배출허용기준을설정하여산업폐수에의해배출가능성이있는각종오염물질을관리하고있다. 화학물질배출량조사에따르면이들중수계로배출되는양은 999년의경우전체환경중배출량의 8 %, 2000년의경우는 3.2 % 정도였다가점차감소하여 2004년의경우 0.35 % 였다가 2005년은약간증가하여 0.53 % 인것으로조사되고있다 ( 환경부, 2008). 또한 2006년의화학물질배출량조사결과전년도에비하여총배출량이약간증가하였으나, 수계배출량은감소하여전체배출량중 0.4% 정도가수계로배출되고있다고조사되었다 ( 환경부, 2008). 2007년화학물질배출량조사결과배출총량은 47,668톤으로전년과비슷한수준이었고, 그중수계배출량은 258톤으로전체배출량의 0.54 % 를차지하고있었다 ( 환경부, 2009) 2008년의화학물질배출량조사결과배출총량은 47,624톤으로전년과비슷한수준이었으나수계로배출되는배출량은 50톤으로전년도에비해적은수준으로배출되었으며전체배출량의 0.32 % 를차지하고있었다 ( 환경부, 200). 2009년의화 3
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 학물질배출량조사결과배출총량은 46,988톤으로전년과비슷한수준이었으나수계로배출되는배출량은 30톤으로전년도에비해적은수준으로배출되었으며전체배출량의 0.2 % 를차지하고있었다 ( 환경부, 20). 이러한화학물질중에서일부는유해한화학물질로발암물질, 내분비계장애물질 (EDs; Endocrine Disrupters) 등으로분류되어관리되고있고, 상수원수에잔류할가능성이항상존재하고있다. 특히유해화학물질중휘발성유기물질, 유기용제, 다환방향족탄화수소 (PAs; Polycyclic Aromatic ydrocarbons) 등의합성유기화합물과중금속등은인간의건강은물론수생태계에도악영향을미칠수있기에이들물질에대한관리의필요성이증가하고있다. 우리나라의수계중유해화학물질과밀접한관계를갖는법령으로는크게수질및수생태계보전에관한법률, 먹는물관리법, 유해화학물질관리법, 잔류성유기오염물질관리법을들수있으며, 한강수계상수원수질개선및주민지원등에관한법률과낙동강, 금강, 영산강 섬진강수계물관리및주민지원등에관한법률도있다. 특히한강수계상수원수질개선및주민지원등에관한법률과낙동강, 금강, 영산강 섬진강수계물관리및주민지원등에관한법률은기존의오염물질의사후처리위주의정책을사전예방중심으로점차전환하는계기가되고있다. 수질및수생태계보전에관한법률에서 특정수질유해물질이라함은사람의건강, 재산이나동 식물의생육에직접또는간접적인위해를줄우려가있는수질오염물질로써환경부령이정하는것을말한다. 라고명시하고있어인체건강은물론생태계에도영향을줄수있는물질임을명시하고있다 ( 환경부, 200a). 특정유해물질 은 978년환경보전법상 9개항목이최초지정되었고 ( 환경보전법시행규칙제 5 조, 보건사회부령제 602호 ), 이후 99년에현재의수질및수생태계보전에관한법률상 특정수질유해물질 로구리 (Cu) 및그화합물등 2개항목이지정되었다. 이후 999년환경부령제 8호에셀레늄 (e) 및그화합물, 벤젠 (Benzene), 사염화탄소 (Carbon tetrachloride), 디클로로메탄 (Dichloromethane),,-디클로로에틸렌 (,-dichloroethylene) 의 5개항목이먹는물의수질에미치는영향이큰오염물질로써추가지정되었고, 연구결과가반영되어 2006년환경부령제 94호에의하여,2-디클로로에탄 (,2-dichloroethane) 과클로로포름 (Chloroform) 2개항목이추가로지정되었으며, 2008년환경부령제 307호에의하여퍼클로레이트 (Perchlorate) 는 수질오염물질 로,4-다이옥산 (,4-dioxane), 디에틸헥실프탈레이트 (DEP), 염화비닐 (Vinyl chloride), 아크릴로니트릴 (Acrylonitrile), 브로모포름 (Bromoform) 의 5개항목은 특정수질유해물질 로추가지정되었으며, 200년환경부령제 380호에의하여아크릴아미드 (Acrylamide) 의 개항목이 특정수질유해물질 로추가지정되어현재특정수질유해물질은총 25개항목이지정되어있다 ( 환경부, 200d). 또한향후조사연구결과에따라지속적으로항목이추가될예정이다. 특히이러한특정수질유해물질을배출하는폐수배출시설의경우주요상수원상류지역인특별대책지역, 배출시설설치제한지역등에신규입지 4
제 장기술의개요 가제한되며, 이를통해유해물질에의한상수원수질오염을사전에예방하는효과를갖게됨과 동시에농지법, 국토의이용및계획에관한법률등의각종용도지구 지역등에도적용되어공장 의입지여부를제한하여국토의효율적인이용에도기여하고있다. 제 2 절생활유래및기타미량오염물질처리기술. 기술의정의및분류미량오염물질이란 ng/l에서 μg/l 또는이보다더낮은농도로수중에존재하는오염물질들을말하며, 미량오염물질제어기술이란인체또는생태계에악영향을미칠수있는이와같은오염물질들을무해화시키는기술이라고할수있다. 최근에는기기분석의발달로극미량의농도까지검출이가능하게되어새로운미량의환경오염물질들의존재가확인되고있다. 인체에도심각한영향을미치는것으로알려진과불화합물 (Perfluorinated compounds) 외에도, 내분비계장애물질의작용과유래가유사한미량오염물질로인체용및동물용의약품 (Pharmaceuticals), 화장품등의일용품 (Personal Care Products) 등이거론되고있으며, 이들은하천이나하수처리장방류수등에서검출되고있어새로운환경오염물질로주목을받고있다. 의약품류를포함한대부분의이러한오염물질들은주로하폐수처리장으로부터환경중으로배출되고있으며, 이들은저농도에서특이적으로작용하기때문에매우광범위한수생태계에악영향을미칠가능성이있다. 따라서, 이와같은오염물질들에의한불안을불식시키기위한일환으로일차적으로환경중으로의배출단계에서이들물질들을제어해야할것이다. 미량오염물질은저농도로존재하고있기때문에그제어대책을수립하는것이질소, 인등과같은일반적인오염물질들에비해굉장히어려운일이다. 특히, 생물학적수처리공정만으로충분한제어가어려운미량오염물질들이많기때문에, 환경중으로의배출부하삭감을위해물리화학적처리공정의도입등하폐수처리과정에서의제거율을향상시킬수있는방안을모색하는것역시매우중요한연구가될것이다. 2. 추진필요성최근주목을받는미량오염물질중과불화합물의경우, 950년부터생산되어왔으며, 열적, 화학적안전성과같은물리화학적특성때문에산업적으로도매우많이이용되었다. 이러한과불화합물중환경오염측면에서가장많은주목을받고있는물질이 perfluorooctane sulfonate(pfo) 와 perfluorooctanoate(pfoa) 이며, 이는이들의광범위한용도, 검출되는농도수준, 그리고이들의거동및독성과유관할것이다. 특히이러한과불화합물의독성및환경중에서의거동등에대해서 5
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 는광범위한연구가수행되어왔으며, 이를근거로현재잔류성유기오염물질로분류되어관리되고있다. teroid hormones은내분비계및면역시스템을조절하는화합물그룹으로, 대표적인천연호르몬으로는 estrogens (estradiol, estrone, estriol 등 ), androgens (progesterone, androstenedione 등 ), progestagents (proesterone 등 ), 그리고 corticoids (cortisol 등 ) 을들수있다. 이러한화합물중 estrone (E), 7β-estradiol (E2), estriol (E3) 그리고 ethinylestradiol (EE2) 는하폐수처리수나지표수의 estrogenicity에가장많은영향을미치는것으로알려져연구자들에게많은관심은받아왔다. 그럼에도불구하고, 천연 estrogens을금지하거나또는다른화합물로대체하는것이불가능하다는것때문에 steroid hormones의제어는여전히해결하기어려운이슈로남아있다. 그러나, EU에서는 Directive 88/46/EEC에의거, 식품생산용동물에게성장촉진제로써호르몬류의이용을금지시킨바있다. 한편, 의약품류는 200~500/000 Da의분자량을갖는복잡한분자들이나, 유럽에서만도 4,000종이상의의약품류가환경중으로배출되고있다 (Mompelat et al., 2009). 사용및제조규제등으로점점환경중에서의농도가감소해가는다른미량오염물질과달리, 의약품류는인체건강유지에이용되고있다는점때문에그사용량이점점더증가할것으로예상되고있다. 이러한의약품류는단일화합물형태로수생태계에존재시수중생물체에급성독성을일으킬정도는아닌것으로보고되고있다 (Choi et al., 2008). 그러나, 의약품류는환경중에서 mixture 상태로존재하고있으며, 이경우, 그독성이상승할수도있음을보여주는연구결과도보고된바있다 (Pomati et al., 2008). 환경중으로배출되는엄청난양의의약품량에도불구하고, 이들에대한생태위해성평가에대한규제는없는상황이다. 미국에서는 980년부터 FDA가동물용의약품류에대한환경영향평가를요구하고있다. 인체용의약품류의경우, 환경영향평가보고서를제출해야한다. EU의경우, Directive 92/8/EEC에의거, 동물용의약품류에대해 995년에생태독성시험을위한첫요구조건이확립된바있다. 이상에서와같이미국, 유럽등의선진국에서는과불화합물, steroid hormones, 의약품류등과같은미량오염물질류에대한관리대책을수립, 시행해오고있는반면, 우리나라에서는이러한관리대책의수립을지원할수있는충분한근거자료및대안등에대한정보가부족하다. 따라서, 이러한신종오염물질들을대상으로한분석방법개발, 생태독성평가및제거기술등에대한포괄적인연구사업을추진, 본연구사업의성과를토대로, 향후이들에의한불안요소가야기될경우에대비한관리대책을수립할필요가있다. 6
제 장기술의개요 제 3 절미량오염물질의생태독성평가기술. 기술의정의및분류생태독성 (ecotoxicity) 이란환경중에노출된환경오염물질또는특정화학물질등이생태계에서식하고있는생물에미치는독성영향을의미한다. 생태독성평가는이와같이어떤물질에대한독성영향의정도를노출평가를통하여수치화하는과정이라할수있다. 이러한생태독성평가와연구를중요시하는것은생물의독성반응을통하여환경변화뿐아니라각종오염물질의환경노출에대한생태계안전성을판단할수있기때문이다. 일반적으로독성평가의방법은만성독성평가와급성독성평가로나누어진다. 급성독성평가는수시간에서 4~5일동안의노출평가로수행되는것이일반적이며만성독성평가는그이상의장시간동안의노출평가를통하여수행되지만그기준이명확히설정되어있지않다. 또한급성독성평가에관한연구와보고는많은자료가구축되어있으나만성독성평가는급성독성평가에비하여실험에소요되는시간과비용이증가함으로인하여실제수행된사례가상대적으로낮은편이다. 그리고생태독성평가를위한대상물질의개수에따라단일물질의생태독성평가와 2가지이상의물질이혼합되어있는상태의독성을평가하는복합 ( 혼합 ) 독성평가로나누어지며, 배출되는물질을염두에두지않고배출수에대한전체독성을평가하는방법으로 ET(whole effluent toxicity) 시험방법이있다. 이와같은생태독성을측정하기위한생물에따라실험방법이구분되기도한다. 일반적으로가장많이이용되는생물로는물벼룩을들수있다. 물벼룩중에서전세계적으로가장많이생태독성평가에이용되는종은 Daphnia magna이며국내에서도생태독성평가에동종을이용하고있다. 물벼룩과함께생태독성평가에많이이용되는생물로는어류와어류의알그리고미세조류가있다. 어류는송사리와제브라피시를비롯하여다양한종이이용되고있으며미세조류또한클로렐라와반달만등을포함하여다양한종에의한생태독성평가가수행되고있다. 2. 추진필요성최근수십년간하 폐수처리장이나병원의수처리시설등으로부터개방된수계로유입되는미량오염물질에대한잠재적인악영향에대한관심이증대되어왔다 (Breitholtz et al., 202; Fent et al., 2006; Calimann and Gavrilescu, 2009; egura et al., 2009). 피임에사용되는 ethinylestradiol 성분이함유된의약물질의경우물고기의생식장애를일으키는원인인것으로잘알려져있고 (Lange et al., 200; Kidd et al., 2007), 최근많은연구에서는다른종류의의약물질도어류군집에악영향을미칠수있다고보고되고있다. 예를들어경구복용합성호르몬 levonorgestrel 은수계에노출 7
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 될경우 ngl - 의극미량으로도잉어과어류의생식에영향을미치는것으로나타났고 (Zeilinger et al., 2009), 동물의사상충치료제인이버멕틴성분도수계에노출되었을경우 pgl-의극미량으로도동물플랑크톤 Daphnia magna의생식에좋지않은영향을미치는것으로조사되었다 (Garric et al., 2007). 미량오염물질 (micropollutants, MPs) 은하천이나바다와개발되어있는수계에서종종검출되고있으며그농도또한생태학적으로독성을나타내기에충분한농도로검출되는경우가많다. 이러한미량오염물질에의한수자원오염은광범위하게호수, 하천더나아가지하수에이르기까지보고되고있다 (Loos et al., 2009; Robert et al., 20) 의약물질은인간이나동물의생체내에서특정대사과정또는분자생물학적작용을목적으로제조되어진다. 그러나의약물질은이와같은목적에합당한작용기작과함께예상되는또는예상할수없는부수적인영향을나타내기도한다. 의약물질이환경중에노출되었을때자연환경중에서식하고있는생물의체내에서의약품의타겟이되는유사조직이나기관에필요치않은영향을미칠수있다. 중요한점은수없이많은의약물질들이생태계에미칠수있는영향의과정이나결과에대해서결코만족할만한연구자료가구축되어있지않은것이다. 그럼에도불구하고 PPCPs는수계로지속적으로유입되고있으며, 이에대한관리적절한관리기준은마련되어있지않은실정이다. [ 그림 -] 의약품이환경에영향을미치는경로 8
제 장기술의개요 기존에사용하고있는일반적인수처리기법이나수질평가기법으로는미량오염물질이나신종오염물질을저감하거나평가할수없기때문에지표수에서의미량오염물질을저감하거나평가하는기술개발은수자원을관리하는기관및관계연구자들의당면한과제라할수있다. 그러므로이와같은미량오염물질이나신종오염물질의생태적영향을평가하기위한보편적이며적절한평가기법이구축되어야할필요성이있다 (Robert et al., 20). 이러한과정에서는잠재적으로오염되어있을가능성이있는수계를식별하기위한접근방법, 미량오염물질및신종오염물질의목록데이터베이스구축, 미량오염물질의생태독성발현농도기준설정, 미량오염물질의유입경로를고려한시료확보전략등이수반되어야한다. 9
제 2 장 기술의연구개발동향 제 절산업유래미량오염물질 제 2 절생활유래및기타미량오염물질 제 3 절생태독성평가기법
제 2 장기술의연구개발동향 제 2 장기술의연구개발동향 제 절산업유래미량오염물질. 특정수질유해물질배출현황 가. 화학물질배출 이동량 (PRTR) 조사결과 국내화학물질배출 이동량조사결과국내에서제조및사용총량이 톤또는 0톤이상인물질은총 23개물질로조사되었으며, 이중수계배출이확인된물질은 5개물질로확인되었다. 환경으로배출되는전체화학물질의약 99.7% 는대기로배출되며, 나머지 0.33% 에해당되는 52,04kg이수계로배출되었다. 국내화학물질배출량조사자료및수계배출량자료는 < 표 2-> 에나타내었다. < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 자일렌 (o-, m-, p- 이성질체혼합물 ) 00330-20-7 465 7,475,30 98 톨루엔 00008-88-3 569 6,836,23 583 메틸알코올 000067-56- 45 3,369,937 33,359 디클로로메탄 000075-09-2 0 3,200,979 97 아세트산에틸 0004-78-6 28 2,775,76 4 메틸에틸케톤 000078-93-3 254 2,65,408 2-프로판올 000067-63-0 35 2,367,33 7,446 에틸벤젠 00000-4-4 97 2,324,85 N,N-디메틸포름아미드 000068-2-2 0,240,696 0 트리클로로에틸렌 000079-0-6 66 660,64 29 부탄 00006-97-8 4 525,006 n-헥산 0000-54-3 99 520,478 20 암모니아 ( 수산화암모늄 (CA No. 366-2-6) 포함 ) 007664-4-7 239 458,679 5 에틸렌 000074-85- 49 449,206 0 염화수소 007647-0-0 498 40,883 0 시클로헥산 0000-82-7 65 324,428 7 3
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 알루미늄및그화합물 NA-( 주0) 654 309,583 4,490 프로필렌 0005-07- 37 273,667 0 질산 007697-37-2 202 245,948 0 아세트산 000064-9-7 205 200,72 2,868 황산 007664-93-9 702 87,96 0 벤젠 00007-43-2 63 84,252 79 스티렌 00000-42-5 8 74,642 30 메틸 tert-부틸에테르 00634-04-4 6 59,092 0 4,4'-(-메틸에틸리덴 ) 비스페놀과 ( 클로로메틸 ) 옥시란의중합체 025068-38-6 4 48,30 45 과산화수소 007722-84- 299 37,298 374 염소 007782-50-5 82 32,868 42 아세트산비닐 00008-05-4 39 28,348 0 나프타 008030-30-6 30 25,343 0 디 (2-에틸헥실) 프탈레이트 0007-8-7 26 2,889 3 망간및그화합물 NA-( 주6) 72 9,482 8,32 2-푸란메탄올 000098-00-0 39 6,647 0 클로로포름 000067-66-3 24 3,602 39 테트라클로로에틸렌 00027-8-4 20 02,590 0 플루오르화수소 007664-39-3 70 0,94 2 아연및그화합물 NA-( 주20) 376 80,860 6,575 아크릴로니트릴 00007-3- 33 76,225 2 염화비닐 000075-0-4 7 7,230 0 수산화나트륨 0030-73-2,337 70,942 0,2-디클로로에탄 00007-06-2 66,549 66,3-부타디엔 00006-99-0 33 64,940 8 페놀 00008-95-2 6 60,352 84 포름알데히드 000050-00-0 26 60,029 220 구리및그화합물 NA-( 주5) 303 59,359 3,020 황 007704-34-9 77 58,730 0 아세트산 2-에톡시에틸 000-5-9 42 55,660 0 크레졸 (o-,m-,p- 이성질체혼합물 ) 0039-77-3 28 54,057 22 -부텐 00006-98-9 25 53,07 0 바륨및그화합물 NA-( 주2) 42 48,398 8 황화수소 007783-06-4 3 36,040 0 산화프로필렌 000075-56-9 0 34,97 0,,-트리클로로에탄 00007-55-6 6 25,772 0 히드록실아민 007803-49-8 24,960 0 4
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 2-메톡시에탄올 00009-86-4 9 23,860 0 염화메틸 000074-87-3 9 2,845 0 니켈및그화합물 NA-( 주3) 279 9,795,68 2-에톡시에탄올 0000-80-5 7 9,786 0 일산화탄소 000630-08-0 5 9,644 0 코발트및그화합물 NA-( 주4) 38 8,57 5,904 납및그화합물 NA-( 주) 96 7,77 399 수산화칼륨 0030-58-3 42 6,063 0 크롬및그화합물 NA-( 주7) 295 4,870,837 에피클로로히드린 00006-89-8 23 4,588 0 붕소및그화합물 NA-( 주3) 55 3,59 7,272 염화티오닐 00779-09-7 0 2,436 0 사염화탄소 000056-23-5 2,692 0 4,4'-디이소시안산디페닐메탄 0000-68-8 77,608 0 산화에틸렌 000075-2-8 2,478 5 아크릴산에틸 00040-88-5 27 0,895 0 이플루오르화암모늄 0034-49-7 4 9,599 0 황산디메틸 000077-78- 9 8,8 0 2,4-디이소시안산톨루엔 000584-84-9 49 8,9 0 이황화메틸 000624-92-0 0 7,745 0 안티몬및그화합물 NA-( 주) 93 7,26 79 삼염화인 00779-2-2 6 6,992 0 브롬화수소 00035-0-6 7 6,379 0 자일레놀 00300-7-6 9 5,260 0,4-디옥산 00023-9- 7 3,800 0 시안화수소 000074-90-8 5 3,647 4 4,4'-비스페놀에이 000080-05-7 33 3,520 0 디 (2-에틸헥실) 아디페이트 00003-23- 6 3,509 7 디이소시안산이소포론 004098-7-9 6 3,400 0 니트로벤젠 000098-95-3 4 3,290 0 클로로술폰산 007790-94-5 8 3,274 0 주석및그화합물 NA-( 주8) 8 2,823 05,3-디클로로-2-프로판올 000096-23- 2 2,403 0 디메틸아민 00024-40-3 6 2,346 0 크레오소트 00800-58-9 6 2,234 0 나프탈렌 00009-20-3 2 2,099 무기시안화합물 NA-( 주2) 22,800 8 아질산염류 NA-( 주9) 53,773 0 5
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 플루오로붕산 06872--0 7,634 0 염화 N-알킬디메틸벤질암모늄 00800-54-5 4,564 0 아세틸렌 000074-86-2 5,556 0 아크릴아미드 000079-06- 22,437 0 아염소산나트륨 007758-9-2 25,346 93 N-(,3-디메틸부틸 )-N'-페닐-p-페닐렌디아민 000793-24-8 6,332 0 4,4'-메틸렌디아닐린 0000-77-9 4,287 0 히드라진수화물 007803-57-8 8,27 26 이소프렌 000078-79-5 5,270 9 발연황산 00804-95-7 20,253 0 디이소시안산헥사메틸렌 000822-06-0 7,24 0 브롬 007726-95-6 4,230 0 푸르푸랄 000098-0- 8,85 0 플루오로규산 0696-83-4 7,79 0 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄 0000-4-4 7,096 0 산화데카브로모디페닐 0063-9-5 7,076 0 염화벤조일 000098-88-4 7 844 0 인 007723-4-0 3 843 0 아닐린 000062-53-3 0 832 0 오산화인 0034-56-3 2 803 0 2-프로핀--올 00007-9-7 2 757 0 디아미노톨루엔 025376-45-8 3 725 0 노닐페놀 02554-52-3 6 0 디노셉 000088-85-7 3 587 0 디니트로톨루엔 02532-4-6 5 567 0 2,4-디아미노톨루엔 000095-80-7 3 567 알릴알코올 00007-8-6 5 564 0 나트륨 007440-23-5 5 548 0 아세트알데히드 000075-07-0 4 547 0 비소및그화합물 NA-( 주4) 499 0 트리플루오로보란 007637-07-2 2 454 0 트리부틸아민 00002-82-9 7 454 0 클로로메틸메틸에테르 00007-30-2 438 0,3-프로판술톤 0020-7-4 2 373 0 카드뮴및그화합물 NA-( 주6) 4 352 3 아크롤레인 00007-02-8 3 35 0 염화벤질 00000-44-7 3 302 0 부틸벤질프탈레이트 000085-68-7 3 296 0 6
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 시클로헥실아민 00008-9-8 6 294 0 디에틸아민 00009-89-7 5 268 0 2,6-디-tert-부틸-4-히드록시톨루엔 00028-37-0 8 229 0 염화 2,3-에폭시프로필트리메틸암모늄 003033-77-0 3 207 0 3,3'-디클로로벤지딘이염산염 00062-83-9 4 64 0 카테콜 00020-80-9 7 28 0 옥시염화인 00025-87-3 6 23 0 4-tert-옥틸페놀 00040-66-9 7 7 0 티람 00037-26-8 9 7 0 메타아크릴로니트릴 00026-98-7 05 0 에틸렌티오우레아 000096-45-7 95 0 플루아지남 079622-59-6 3 92 0 염화 N-헥사데실트리메틸암모늄 0002-02-7 5 86 0 카보푸란 00563-66-2 4 84 0 엔도술판 0005-29-7 4 69 0 헥사클로로에탄 000067-72- 2 68 0 클로로아세트산 000079--8 5 67 0 티오판에이트-메틸 023564-05-8 4 64 0 디클로르보스 000062-73-7 5 63 0 2-부틴-,4-디올 0000-65-6 57 0,4-디클로로벤젠 00006-46-7 54 0 이황화탄소 000075-5-0 53 0 헥사클로로시클로펜타디엔 000077-47-4 2 53 0 페니트로티온 00022-4-5 5 0 파라콰트염류 0090-42-5 7 47 0 포레이트 000298-02-2 2 43 0 만코젭 00808-0-7 5 40 0 지람 00037-30-4 39 0 이피엔 00204-64-5 3 30 0 디-n-부틸아민 000-92-2 30 0 플루오르화나트륨 00768-49-4 6 28 0 디티아논 003347-22-6 23 0 카보술판 055285-4-8 3 22 0,'-메틸렌비스 [4-이소시아나토시클로헥산 ] 00524-30- 5 9 0 벤푸라캅 082560-54- 8 0 에디펜포스 0709-49-8 8 0 클로르피리포스 00292-88-2 3 6 0 이프로벤포스 026087-47-8 3 6 0 7
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) 클로로프렌 00026-99-8 3 3 0 베노밀 07804-35-2 2 3 0 퍼메트린 052645-53- 3 0 클로로타로닐 00897-45-6 5 2 0 사카린 00008-07-2 3 0 0 에토프로포스 0394-48-4 2 0 0 칼탑 05263-53-3 8 0 켑탄 00033-06-2 2 8 0 펜토에이트 002597-03-7 7 0 산화펜부타틴 03356-08-6 7 0 수은및그화합물 NA-( 주2) 5 7 0 제타-싸이퍼메트린 05235-07-8 7 0 프로파지트 00232-35-8 6 0 트리클로르폰 000052-68-6 3 6 0 디이아지논 000333-4-5 6 0 디메틸디티오카르밤산나트륨 00028-04- 8 6 0 바나듐및그화합물 NA-( 주9) 4 6 0 펜티온 000055-38-9 6 0 포스겐 000075-44-5 7 5 0 폴펫 00033-07-3 5 0 2-클로로피리딘 00009-09- 5 0 아세페이트 030560-9- 4 0,2-에폭시부탄 00006-88-7 4 0 아미트롤 00006-82-5 4 0 아지드화나트륨 026628-22-8 2 3 0 메티다티온 000950-37-8 2 3 0 메르캅토아세트산 000068-- 2 0 싸이할로트린 068085-85-8 2 0 글루타르알데히드 000-30-8 2 0 포스파미돈 037-2-6 2 0 셀레늄및그화합물 NA-( 주7) 0 0 카바릴 000063-25-2 2 0 0 디메토에이트 000060-5-5 0 0 디페노코나졸 9446-68-3 0 0 가지형 4-노닐페놀 084852-5-3 3 0 0 3,3'-디클로로벤지딘 00009-94- 0 0 페닐렌디아민 (o-,m-,p-이성질체혼합물 ) 025265-76-3 3 0 0 시클로나이트 0002-82-4 0 0 8
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-> 화학물질배출 이동량조사결과 ( 계속 ) 화학물질명 CA No. 배출배출량수계배출량업체수 (kg/ 년 ) (kg/ 년 ) ( 트리클로로메틸 ) 벤젠 000098-07-7 0 0 4,4'-디아미노디페닐에테르 0000-80-4 0 0 플루술파미드 0697-52-6 0 0 3-에톡시프로필아민 00629-85-6 0 0 디클로로 ( 페닐 ) 포스핀 000644-97-3 0 0 아민,tert-알킬(C=2-4),-아미노-9,0-디히드로-9,0- 디옥소-4-(2,4,6-트리메틸아닐리노 )-안트라센-2-술폰산 NA 0 0 브로노폴 000052-5-7 0 0 티오우레아 000062-56-6 0 0 나. 수질유해물질적정관리를위한배출허용기준설정연구 실태조사결과 환경부의 수질유해물질적정관리를위한배출허용기준설정 연구용역사업의 2006년 ~ 20 년조사결과,3-디클로로프로필렌, 염화비닐, 스티렌등 4개미규제물질에대하여조사사업을수행하였다. 수행결과대부분의조사대상물질이개별배출업소에서검출되고있는것으로확인되었으며하천의경우검출되지않거나낮은수준으로검출되고있는것으로확인되었다. 연도별실태조사결과는 < 표 2-2> 와같다. < 표 2-2> 연도별실태조사결과 ( 단위 : mg/l) 하천 개별배출업소 조사년도 물질명 검출농도 검출빈도 유입수농도 방류수농도 검출빈도,3- 디클로로프로필렌 (,3-Dichlorooripylene) N.D (0/4) 0.3893 N.D (/7) 염화비닐 (Vinylchloride) N.D (0/4) 0.076 ~ 567.5455 0.006 ~ 0.6685 (4/7) 2006 년도 스티렌 (tyrene) 디클로로브로모메탄 (Dichlorobromomethane) 0.0009 ~ 0.0048 (2/4) 0.0029 (/4) 0.0007 ~ 2.387 0.0056 ~ 0.735 0.009 ~ 0.0308 0.0032 ~ 0.0050 (/7) (6/7) 아크릴로니트릴 (Acrylonitrile) 0.00 ~ 0.077 (3/4) 0.006 ~ 2.2240 0.002 ~ 3.580 (9/7) 2,4-디클로로페놀 (2,4-Dichlorophenol) 0.0007 (/4) 0.0027 ~ 0.0543 0.000 (3/7) 9
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-2> 연도별실태조사결과 ( 계속 ) 하천 개별배출업소 조사년도 물질명 검출농도 검출빈도 유입수농도 방류수농도 검출빈도 2,4-디니트로톨루엔 (2,4-Dinitrotoluene) 0.2238 (/4) 0.0038 ~ 26.920 0.0026 ~ 0.0503 (6/7) 2006 년도 2,6-디니트로톨루엔 (2,6-Dinitrotoluene) 니트로벤젠 (Nitrobenzene) 0.850 (/4) 0.072 (/4) 0.0086 ~ 2.8330 0.06 ~ 206.500 0.009 ~ 0.0497 0.002 ~ 0.0426 (4/7) (7/7) 퍼클로레이트 (Perchlorate) 0.095 ~ 0.0249 (/4) 0.0043 ~ 2.93 0.0094 ~ 0.5889 (6/7) 염화비닐 (Vinyl chloride) N.D (0/8) 0.005 ~.208 0.8507 ~.8220 (3/32) 2007 년도 니트로벤젠 (Nitrobenzene) N.D (0/8) 0.0087 ~ 8.0640 0.0039 ~ 0.9443 (4/32) 2,4-디클로로페놀 (2,4-Dichlorophenol) N.D (0/8) 0.005 ~ 0.0085 0.0078 (3/32) 니켈 (Nickel) 0.09 ~ 0.20 (2/2) 0.02 ~ 305.288 0.03 ~ 44.678 (44/45) 바륨 (Barium) 0.024 ~ 0.055 (2/2) 0.0 ~ 309.600 0.00 ~ 29.300 (45/45) 주석 (Tin) 0.254 ~ 0.822 (3/2) 0.275 ~ 234.806 0.296 ~ 0.407 (6/45) 2008 년도 브로모포름 (Bromoform),,-트리클로로에탄 (,,-Trichloroethane) 0.004 (/2) 0.00 ~ 0.06 0.002 ~ 0.035 (6/45) N.D (0/2) 0.0023 ~ 0.0059 0.0023 (2/45) N-니트로소디메틸아민 (N-Nitrosodimethylamine) N.D (0/2) 0.004 ~ 0.2344 0.00027 (7/45) 3,3-디클로로벤지딘 (3,3-Dichlorobenzidine) N.D (0/2) 0.00036 ~ 0.0067 0.0004 ~ 0.0007 (44/45) 2009 년도 아크릴아미드 (Acrylamide),4-디클로로벤젠 (,4-Dichlorobenzene) 나프탈렌 (Naphthalene) 에피클로로히드린 (Epichlorohydrin) 포름알데히드 (Formaldehyde) N.D (0/2) 0.000008 ~ 0.00008 ~ 0.0082 0.004 (3/45) N.D (0/2) 0.003 ~ 0.02 0.0 ~.252 (2/46) N.D (0/2) 0.002 ~ 0.872 0.329 (6/46) N.D (0/2) 0.002 ~.563 0.74 (28/46) 0.037 (/2) 0.009 ~.43 0.004 ~ 8.74 (35/46) 20
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-2> 연도별실태조사결과 ( 계속 ) 하천 개별배출업소 조사년도 물질명 검출농도 검출빈도 유입수농도 방류수농도 검출빈도 2009 년도 200 년도 니트릴로트리아세틱에시드 (Nitrilotriacetic acid(nta) 클로로타로닐 (Chlorothalonil) 디클로로아세트알데히드 (Dichloroacetaldehyde) 브로모클로로아세틱에시드 (Bromochloroacetic acid ) 브로메이트 (Bromate) 디클로로보스 (Dichlorvos) 벤지딘 (Benzidine) 비스 (2-클로로에틸) 에테르 (Bis(2-chloroethyl)ether),2-디페닐히드라진 (,2-diphenylhydrazine) N-니트로소디N-프로필아민 (N-Nitrosodi-N-propylamine) N-니트로소디페닐아민 (N-Nitrosodiphenylamine) 톨루엔 (Toluene) N.D (0/2) 0.204 ~ 5.080 0.63 ~.988 (4/46) N.D (0/2) N.D N.D (0/46) N.D (0/2) 0.02 ~ 0.682 N.D (6/46) N.D (0/2) N.D N.D (0/46) N.D (0/2) N.D N.D (0/46) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) N.D (0/0) N.D N.D (0/45) 0.0007 ~ 0.0020 ~ 0.008 ~ (0/0) 0.072 6.565 0.3390 (45/45) 자일렌 (Xylene) 0.0007 ~ 0.0047 (6/0) 0.009 ~ 43.024 0.0006 ~ 0.0497 (44/45) 나프탈렌 (Naphthalene) 0.0022 ~ 0.057 (6/0) 0.0022 ~.638 0.0039 ~ 0.0803 (2/5) 포름알데히드 (Formaldehyde) 0.022 ~ 0.0503 (0/0) 0.006 ~ 64.8 0.0098 ~ 49.4 (5/5) 에피클로로히드린 (Epichlorohydrin) N.D (0/0) 0.0008 ~ 0.540 N.D (6/5) 니트릴로트리아세틱에시드 (Nitrilotriacetic acid(nta)) N.D (0/0) 0.6605 ~ 2.0850 0.3200 ~.7460 (5/5) 20 년도 스티렌 (tyrene) 에틸벤젠 (Ethylbenzene ) 0.0023 (/0) N.D (0/0) 0.0007 ~ 48.2770 0.00 ~ 7.2620 0.0020 ~ 0.33 0.000 ~ 0.0736 (33/45) (42/45) 2
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-2> 연도별실태조사결과 ( 계속 ) 조사년도 20 년도 물질명,2-디클로로프로판 (,2-Dichloropropane ) 비스 (2-에틸헥실) 아디페이트 (Bis(2-ethylhexyl)adipate ) 헥사클로로시클로펜타디엔 (exachlorocyclopentadiene) 아크롤레인 (Acrolein) 노닐페놀 (Nonyl phenol) 톨루엔 (Toluene) 자일렌 (Xylene) 하천 개별배출업소 검출검출검출유입수농도방류수농도농도빈도빈도 N.D (0/0) 0.034 ~ 0.787 N.D (3/45) 0.0027 (/0) 0.0032 ~ 4.7600 0.0057 (4/45) N.D (0/0) N.D N.D (33/45) N.D (0/0) 0.00 ~ 0.002 ~ 0.0685 0.0304 (4/45) N.D (0/0) 0.0593 ~ 0.2526 N.D (2/45) 0.0056 ~ 0.0009 ~ 0.0006 ~ (2/0) 0.0063 05.5400 0.257 (30/45) 0.0069 (/0) 0.006 ~ 0.0009 7.470 ~ 0.0944 (3/45) 2. 수계모니터링현황및결과 가. 물환경종합평가방법개발조사연구 (Ⅲ) 연구결과 수계모니터링현황은물환경종합평가방법개발조사연구 (Ⅲ) 의수질평가예비항목 ( 철, 아연, 망간, 불소, 트리클로로에틸렌 (TCE), 테트라클로로에틸렌 (PCE), 디클로로메탄 (DCM),,-디클로로에틸렌, 벤젠, 사염화탄소, 페놀, 구리, 셀레늄, 총유기탄소, 암모니아성질소, 질산성질소, 붕소, 다이아지논, 파라티온, 페니트로치온, 카바릴,,,-트리클로로에탄, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌,,2-디브로모-3-클로로프로판,,2-디클로로에탄, 클로로포름 ) 28종과먹는물감시항목 ( 염화비닐, 클로로에탄, 스티렌, 클로로페놀, 2,4-디클로로페놀, 2,4,6-트리클로로페놀, 펜타클로로페놀, 알라클로르, 디에틸헥실아디페이트 (DEA), 디에틸헥실프탈레이트 (DEP), 벤조 (a) 피렌, 2,4-디클로로페녹시아세트산 (2,4-D), 디클로로아세트산, 트리클로로아세트산, 안티몬 )5종에대한모니터링분석결과를활용하였다. 22
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-3> 주요수계별조사대상지점 지점한강낙동강금강영산강한강낙동강금강영산강 수행지역 36지점 42지점 8지점 7지점 24지점 26지점 8지점 7지점 지점수 3 지점 85 지점 < 표 2-4> 수질평가예비항목 (28 종 ) 분석결과 수계금강낙동강영산강한강 지점 철 아연 망간 불소 TCE PCE DCM,-디클로로에틸렌벤젠 검출한계 0. 0. 0. 5 0. 0. 0. 0. 0. 조사지점수 8 8 8 8 8 8 8 8 8 검출농도평균농도조사지점수검출농도평균농도조사지점수검출농도평균농도조사지점수검출농도평균농도 50.78 ~ 2.63 ~ 0.54 ~ 485.76 ~ 26.39 67.32 6.55 2367.06 0.07 ~ 0.26 ~ 0.2 ~ 0.24 0.9.43 38.83 0.9 3.6 4.6 9.08 08.8 0.5 0.0 2.37 0.02 0.0 42 42 42 42 42 42 42 42 42 54.93 ~ 5.4 ~ 0.7 ~ 3.8 ~ 588.73 293.7 37.9 95.7 0. ~ 0.06 ~ 0.07 0 0 0.76 3.04 99.9 20.97 74.35 00.35 0.04 0.00 0.28 0.00 0.00 7 7 7 7 7 7 7 7 7 9. ~ 52.3 ~ 0.08 ~ 0.4 ~ 0.07 ~ 4.7 ~ 5.7 3.8 ~ 58.0 0.08 0 68.4 22 0.8 0.6 0.3 40.72 8.49 4.8 86.52 0.02 0.04 0.29 0.00 0.02 36 36 36 36 36 36 36 36 36 49.9 ~ 0.6 ~ 40.0 ~ 0. ~ 0.07 ~ 2.0 ~ 94. 0. ~ 0.66 0. 474.6 8.3 96.4 0.64.89 0.07 ~ 0.4 24.43 3.54 46.02 99.63 0.5 0.06 0.4 0.00 0.09 23
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-4> 수질평가예비항목 (28 종 ) 분석결과 ( 계속 ) 수계 지점검출한계조사지점수 사염화탄소 페놀구리셀레늄총유기탄소 암모니아성질소 질산성질소 붕소 다이아지논 0. 5 0. 0. 50 0 0. 0.05 8 8 8 8 8 8 8 8 8 금강 검출농도 0.7 ~ 0.8 0.24 ~ 8.54 0. ~ 0.6 2008.6 ~ 0552.63 6.3 ~ 7367.88 0.5 ~ 5368.64 5 ~ 207.75 0.04 ~ 0. 평균농도조사지점수 0.02 0.00 4.57 0.26 4507.88 379.69 2533.40 48.65 0.0 42 42 42 42 42 42 42 42 42 낙동강 검출 농도 0. ~ 0.5 3.8 7.7 ~ 46.84 0.05 ~ 0.67 075.00 ~ 6357.28 83.84 ~ 73.6 897.68 ~ 5436.09 4.34~ 755.73 0 평균농도조사지점수 0.0 0.08 23.36 0.27 3006.44 305.38 894.22 225.26 0.00 7 7 7 7 7 7 7 7 7 영산강 검출 농도 0 2.5 ~ 3.64 2.88 ~ 24.98 0 667.8 ~ 5040.3 23.75 ~ 5707.45 462.8 ~ 2783.46 4.35 ~ 62.73 0 평균농도조사지점수 0.00 2.32 8.2 0.00 2580.58 696.4 559.35 5.62 0.00 36 36 36 36 36 36 36 36 36 한강 검출 농도 0. ~ 0.4 0.35 ~ 3.8 0.05 ~ 6.97 92.05 ~ 5906.88 7.4 ~ 2566.38 842.58 ~ 4264.47 3.6 ~ 8.65 0 평균 농도 0.02 0.00 4.69 0.46 2592.4 2258.26 2320.20 37.2 0.00 24
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-4> 수질평가예비항목 (28 종 ) 분석결과 ( 계속 ) 수계 지점검출한계조사지점수 파라티온페니트로치온카바릴,,-트리클로로에탄 톨루엔에틸벤젠 m,p- 자일렌 o- 자일렌,2-디클클로로 DBCP 로로에탄포름 0.05 0.05-0. 0. 0. 0. 0. 0.2 0.2 0. 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 금강 검출농도 0.03 0.03 0 0.8 0.6 ~ 2.85 0.2 ~ 3.9 0.06 ~ 0.88 0.6 ~ 0.55 0.6 ~ 0.7 0. ~ 0.88 0. ~ 5.9 평균농도조사지점수 0.03 0.03 0.00 0.0 0.53 0.22 0.08 0.05 0.04 0.2 0.47 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 낙동강 검출 농도 0.03 0.03 0 0.08 ~ 0. 0.06 ~ 0.6 0.05 ~ 0.73 0.07 ~ 0.37 0.06 ~ 0.22 0 0.4 0. ~.09 평균농도조사지점수 0.03 0.03 0.00 0.02 0.04 0.4 0.0 0.07 0.00 0.00 0.26 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 영산강 검출 농도 0.03 0.03 0 0 0.2 ~ 0.33 0. ~ 0.22 0.09 ~ 0.6 0.08 ~ 0.9 0 0 0.2 ~ 0.3 평균농도조사지점수 0.03 0.03 0.00 0.00 0.7 0.4 0.3 0.3 0.00 0.00 0.03 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 36 한강 검출 농도 0.03 0.03 0 0.07 ~ 0.3 0.06 ~ 7.25 0.05 ~ 0.23 0.06 ~ 0.3 0.06 ~ 0.9 0 0. ~ 0.2 0. ~ 5.04 평균 농도 0.03 0.03 0.00 0.03 0.44 0.09 0.3 0.09 0.00 0.04 0.99 25
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-5> 먹는물감시항목 (5 종 ) 분석결과 수계 2,4-디클로 2,4,6-트리지점염화비닐클로로에탄스티렌클로로페놀 PCP 알라클로르로페놀클로로페놀검출 0. 0. 0.0 0.0 0.0 0.005 0.0 0.0 한계 조사지점수 8 8 8 8 8 8 8 8 금강 검출농도 0 0.07 ~ 0.3 0.0 ~ 0.04 0.0 ~ 0.04 0.0 0.0 ~ 0.09 0.02 ~ 0.09 0.0 ~ 0.2 평균농도조사지점수 0.00 0.03 0.0 0.0 0.0 0.03 0.02 0.02 26 26 26 26 26 26 26 26 낙동강 검출 농도 0.74 0 0.0 ~ 0.08 0.05 ~ 0.27 0.0 ~ 0.04 0.0 ~ 0.09 0 0.02 ~ 0.08 평균농도조사지점수 0.03 0.00 0.03 0. 0.00 0.0 0.00 0.04 7 7 7 7 7 7 7 7 영산강 검출 농도 0 0.06 ~ 0.08 0.0 ~ 0.08 0.0 ~ 0.04 0.0 0.0 ~ 0.02 0.0 0.0 ~ 0.07 평균농도조사지점수 0.00 0.02 0.0 0.0 0.0 0.0 0.00 0.03 24 24 24 24 24 24 24 24 한강 검출 농도 0.2 ~ 0.98 0 0.0 ~.92 0.03 ~ 0. 0.0 ~ 0.02 0.0 ~ 0.02 0 0.0 ~ 0.4 평균 농도 0.29 0.00 0.20 0.05 0.00 0.00 0.00 0.04 26
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-5> 먹는물감시항목 (5 종 ) 분석결과 ( 계속 ) 수계금강낙동강영산강한강 지점 DEA DEP 벤조 (a) 피렌 2,4-D 디클로로트리클로로아세트산아세트산 안티몬 검출한계 0.0 0.0 0.02 0.* 0.* 0.* 0.5* 조사지점수 8 8 8 8 8 8 8 검출 0.03 ~ 0. ~ 0.33 ~ 0.07 ~ 0 0.04 0.3 농도 0.06 3.99 6.53.26 평균농도 0.03 0.55 0.00 0.00 0.02.9 0.28 조사지점수 26 26 26 26 26 26 26 검출 0.0 ~ 0.08 ~ 0.06 ~ 0.06 ~ 0.08 ~ 0.09 ~ 0 농도 0.27 2.25 0.37 2.36 4.5 8.8 평균농도 0.04 0.79 0.00 0.02 0.27 0.54 0.9 조사지점수 7 7 7 7 7 7 7 검출 0.03 ~ 0.7 ~ 0. ~ 0.06 ~ 0 0.06 0.09 농도 0.23 3.2 0.9 0.44 평균농도 0.05 0.55 0.00 0.0 0.0 0.9 0.4 조사지점수 24 24 24 24 24 24 24 검출 0.0 ~ 0.02 ~ 0. ~ 0. ~ 0. ~ 0.09 ~ 0 농도 0.7 2.86 0.8 4.74 2.92 9.68 평균농도 0.0 0.63 0.00 0.02 0.56 0.75 0.63 나. 수질측정망측정결과 (20) 수질측정망측정결과는국립환경과학원물환경정보시스템내의전국수질측정자료를활용하였다. 측정항목으로는카드뮴, 시안, 납, 6가크롬, 비소, 수은, 음이온계면활성제, 테트라클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 사염화탄소,,2-디클로로에탄, 디클로로메탄, 벤젠, 클로로포름, PCB, 유기인, DEP, 안티몬이며측정지점으로는한강, 낙동강, 금강, 영산강, 섬진강의 840개소의수질측정망에서의측정결과를활용하였다. 측정결과 7개물질중비소, 음이온계면활성제, 클로로포름을제외한나머지물질은검출되지않았다. 27
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-6> 전국수질측정자료측정결과 측정항목 측정지점 측정결과 평균 검출빈도 Cd 840개소 N.D N.D (0/840) CN 840개소 N.D N.D (0/840) Pb 840개소 N.D N.D (0/840) Cr +6 840개소 N.D N.D (0/840) As 840개소 0.00 ~ 0.06 0.000 (8/840) g 840개소 N.D N.D (0/840) AB 840개소 0. ~ 0.4 0.0025 (4/840) TCE 840개소 N.D N.D (0/840) PCE 840개소 N.D N.D (0/840) 사염화탄소 840개소 N.D N.D (0/840),2-디클로로에탄 840개소 N.D N.D (0/840) 디클로로메탄 840개소 N.D N.D (0/840) 벤젠 840개소 N.D N.D (0/840) 클로로포름 840개소 0.002 0.0000 (/840) PCB 840개소 N.D N.D (0/840) 유기인 840개소 N.D N.D (0/840) DEP 840개소 N.D N.D (0/840) 안티몬 840개소 N.D N.D (0/840) 3. 신종유해물질모니터링현황및결과수계에대한신종유해물질분석자료는국립환경과학원의 내분비계장애물질조사결과자료 (99 ~ 08) 의내분비계장애의심물질의전국잔류실태연구조사자료의결과로 45개물질군의 85개물질에대한조사결과이다. 수계모니터링결과 39개물질이환경중에잔류되고있는것으로확인되었으며 2004년이후로점차감소하고있는추세를나타내고있다. 28
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-7> 내분비계장애물질조사결과 ( 99~ 04) 성 -. 다이옥신류 (I-TEQ) 분 -2. 다이옥신류 (O-TEQ) 수질 ( μg /L) 99 2000 200 2002 2003 2004 0~0.502 (86%) <0.00~.06 (00%) 0~0.946 (98%) - - - 0~.373 (84%) 0~0.66 (98%) 0~0.377 (24%) 0~0.357 (%) 2. 벤조 (a) 피렌 ND ND ND ND ND ND 3. 유기염소계농약류 3-. 메톡시클로르 ND ND ND ND - - 3-2. 디코폴 ND ND ND ND - - 3-3. 알드린 ND ND ND ND - ND 3-4. 디엘드린 ND ND ND ND - ND 3-5. 엔드린 ND ND ND ND - ND 3-6. 헵타클로르 ND ND ND ND - ND 3-7. 헵타클로르에폭시드 ND ND ND ND - - 3-8. 옥시클로단 ND ND ND ND - - 3-9. trans-노나클로 ND ND ND ND ND ND 3-0. 헥사클로르벤젠 ND ND ND ND ND ND 4. 비스페놀 A 5. 알킬페놀류 5-. Nonylphenol 5-2. 4-n-eptylphenol 0.0056~0.9758 (00%) 0.0399~5.883 (00%) ND~0.0592 (93%) ND~0.4 (8%) 0.0~0.9 (00%) ND~.72 (67%) ND~0.98 (86%) ND~0.262 (70%) ND~0.35 (65%) ND~0.24 (6%) ND~.0 (95%) ND ND ND ND 5-3. 4-t-Butylphenol ND ND ND ND ND 5-4. 4-t-Octylphenol ND~0.3334 (2%) ND~0. (4%) ND ND ND~0.3 (6%) 0~0.20 (5%) 0~0.9 (2%) ND~0.05 (5%) ND~.3 (63%) ND~0.04 (2%) ND~0.08 (2%) ND~0.02 (2%) 5-5. 4-n-Butylphenol ND ND ND ND ND ND 5-6. 4-n-hexylphenol ND ND ND ND ND ND 5-7. 4-n-Octylphenol ND ND~0.038 (7%) ND ND ND ND 5-8. 4-n-pentylphenol 0.005~0.3622 (00%) ND ND ND ND ND 6. 프탈레이트류 6-. DEP ND~0.54(7%) ND~0.8(37%) ND ND~0.5(23%) ND~0.83(8%) ND~3.36(5%) 6-2. DEP ND~.96(47%) ND~3.(40%) ND~3.5(40%) ND~0.3(2%) ND~4.53(53%) ND~2.29(20%) 6-3. DprP ND ND ND ND~0.2(2%) ND ND 6-4. DBP ND~3.63 (54%) ND~2.9 (86%) ND~0.5 (35%) ND~. (37%) ND~2.37 (47%) ND~22.25 (76%) 6-5. DP ND ND ND ND~0.2(2%) ND ND 6-6. BBP ND ND ND ND ND~0.32(8%) ND 6-7. DPP ND ND ND ND ND~0.23(5%) ND~0.2(2%) 6-8. DCP ND ND ND ND ND ND 29
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-7> 내분비계장애물질조사결과 ( 99~ 04) ( 계속 ) 성 분 7. 디 -2- 에틸헥실아디페이트 ND 수질 ( μg /L) 99 2000 200 2002 2003 2004 ND~. (26%) ND ND~0.4 (2%) ND~0.33 (3%) 8. PCBs Total ND ND ND ND ND ND 9. Co-planar PCB - - - 0. 알라클로르 ND. 아미트롤 ND~0.30 (4%) 2. 아트라진 ND 3. 베노밀 4. 벤조페논 ND~2.8292 (5%) ND~0.0536 (6%) ND~0.095 (30%) ND~0.4 (2%) ND~0.04 (5%) ND~0.4 (65%) ND~0.0 (4%) ND~0.07 (44%) ND~3.8 (30%) ND~0.49 (5%) ND ND~0.04 (7%) 5. 카보푸란 - - - 6. 카바릴 ND ND~0.5 (2%) 7. DBCP ND ND ND~0.2 (7%) ND~0.03 (2%) ND~0.048 (93%) ND~0.6 (33%) ND~2. (9%) 0~0.009 (00%) ND~0.54 (37%) ND ND 0~0.003 (5%) ND~0.23 (39%) ND ND ND ND ND~.2 (77%) ND~0.7 (9%) ND~0.2 (9%) ND~<0.2 (5%) ND ND~.05 (6%) ND~0.27 (8%) ND ND ND ND~0.25 (5%) ND~0.9 (22%) ND ND ND~0.0 (2%) 8. 엔도술판설페이트 8-. α ND ND ND ND ND ND 8-2. β ND ND ND ND ND ND 8-3. so 2 - - ND ND ND ND 9. 에틸-파라치온 ND ND ND ND - - 20. 2,4-디클로로페놀 ND ND ND ND - - 2. 4-니트로톨루엔 ND ND ND ND - - 22. 펜타클로로페놀 ND ND ND ND - - 23. 7-β-에스트라디올 ND ND ND ND - - 24. 헥사클로로시클로헥산 24-. α- ND ND ND ND - - 24-2. β- ND ND ND ND - - 24-3. γ- ND ND ND ND - - 24-4. δ- ND ND ND ND - - 25. 옥타클로로스티렌 ND ND ND ND - - 26. 메트리부진 ND ND ND ND - - 27. 사이퍼메트린 ND ND ND ND - - 28. 펜발러레이트 ND ND ND ND - - 29. 사이할로트린 - - - ND ND ND 30. 디메소에이트 - - - ND ND ND 3. 페니트로티온 - - - ND ND~0.8 (32%) ND~0.3 (7%) 32. 니트로펜 ND ND~0.06(2%) ND ND ND ND 30
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-7> 내분비계장애물질조사결과 ( 99~ 04) ( 계속 ) 성 분 33. 말라치온 ND 수질 ( μg /L) 99 2000 200 2002 2003 2004 ND~0.055 (2%) 34. 메소밀 - - ND~0.4 (7%) ND~0.2 (9%) 35. 몰린에이트 - - - ND~0.05(5%) 36. 퍼메트린 ND ND~0.82 (2%) ND~0.5 (2%) ND ND~0.06(3%) ND ND~2.9(26%) ND ND ND ND~0.66 (3%) ND~0.0 (3%) ND~0.77 (2%) 37. 시마진 - - ND~0.0(7%) ND~0.09 (23%) ND ND 38. 트리플루라린 ND ND ND ND ND ND 39. 빈클로졸린 - - ND ND ND ND 40. n- 부틸벤젠 ND ND ND 4. 2,4-D ND 42. 2,4,5-T ND 43. 유기주석 ND~0.07 (4%) ND~0.05 (9%) ND~0.006 (2%) ND ND~0.03 (2%) ND~0.236 (2%) ND~0.38 (4%) 43-. DBT ND ND ND ND 43-2. TBT ND ND ND 43-3. MBT ND ND ND ND~0.004 (2%) ND~0.009 (9) ND ND~0.02 (5%) ND~0. (8%) ND~0.07 (24%) ND~0.003 (%) ND~0.03 (2%) ND ND~0.0 (2%) ND~0.02 (0%) ND~0.0 (2%) ND~0.0 (20%) ND~0.002 (7%) 43-4. DPT ND ND ND ND ND ND 43-5. TPT ND ND ND ND ND ND 43-6. MPT ND ND ND ND ND ND 44. DDT 44-. p,p'-ddt ND ND ND ND ND ND 44-2. o,p'-ddt - ND ND ND ND ND 44-3. p,p'-dde ND ND ND ND ND ND 44-4. p,p'-ddd ND ND ND ND ND ND 44-5. o,p'-dde - ND ND ND ND ND 44-6. o,p'-ddd - ND ND ND ND ND 45. 클로르단 45-. cis- ND ND ND ND ND ND ND~0.04 (32%) 45-2. trans- ND ND ND ND ND ND 3
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-8> 내분비계장애물질조사결과 ( 05~ 08) 물질명 4-n-Butyl phenol 4-n-eptyl phenol 4-n-exyl phenol 4-n-Octyl phenol 4-n-Pentyl phenol 4-t-Butyl phenol 4-t-Octyl phenol Alachlor Aldrin Atrazine BBP Benzo(a)pyrene Benzophenone Bisphenol A cis-chlordane 수질 ( μg /L) 구분 '05 06 07 08 검출범위 ND~0.60 ND~.6 (58%) (4%) ND ND 연평균 0.2 0.07 검출범위 ND~0.09 ND~0.04 (7%) (4%) ND ND 연평균 0.0 <0.005 검출범위 ND~0.02 (7%) ND ND ND 연평균 <0.005 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND~0.07 (54%) ND ND ND 연평균 0.02 검출범위 ND~0.08 ND~.83 ND~0.02 (7%) (3%) (25%) ND 연평균 0.02 0.09 <0.0 검출범위 ND~.50 ND~0.73 ND~0.3 ND~0.096 (8%) (8%) (4%) (%) 연평균 0.06 0.040 0.005 0.005 검출범위 ND~.57 ND~0.06 ND~0.5 ND~.07 (25%) (8%) (8%) (35%) 연평균 0.08 <0.05 <0.03 0.3 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND~0.7 (4%) ND ND ND 연평균 <0.0 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND~0.4 ND~0.23 ND~0.4 (2%) (2%) (29%) - 연평균 <0.0 0.03 0.04 검출범위 ND~0.4 ND~0.262 ND~0.3 ND~0.86 (42%) (46%) (8%) (25%) 연평균 0.0 0.036 0.008 0.043 검출범위 ND ND ND - 연평균 32
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-8> 내분비계장애물질조사결과 ( 05~ 08) ( 계속 ) 물질명 구분 수질 ( μg /L) '05 06 07 08 Co-planar PCBs Cyhalothrin DBP DCP DEP Chlorodecone Lindane(α, β, γ-cs) DEP DP Di-2-ethylhexyl adipate Dibutyl Tin Dieldrin Dimethoate Dioxins-I Dioxin-O Diphenyl Tin 검출범위 0~.74 (00%) 0.0007~0.220 (00%) 0.0008~0.33 (00%) 연평균 0.0 0.0476 0.0279 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND~2.48 (29%) ND ND - 0.04~0.25 (82%) 연평균 0.25 0.2 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND~4.94 (50%) ND ND~4.49 (2%) 0.9~.22 (93%) 연평균 0.72 0.37 0.442 검출범위 - - - ND 연평균 검출범위 - - - ND 연평균 검출범위 ND~0.34 (4%) ND ND~.65 (88%) ND~0.04 (49%) 연평균 <0.0 0.96 0.0 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND~0.45 (7%) ND ND ND~0.08 (2%) 연평균 <0.0 <0.08 검출범위 ND~0.05 (67%) ND~0.475 (7%) ND ~0.052 (3%) ND~0.059 (3%) 연평균 0.0 0.02 0.003 0.003 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND~0.37 (8%) ND ND ND 연평균 <0.0 <0.0 검출범위 0.042~42.977 (00%) 0.008~24.05 (00%) 0.008~38.790 (00%) 연평균 2.479.386 2.072 검출범위 0.039~3.93 (00%) 0.05~.797 (00%) 0.008~20.925 (00%) 연평균 2.079 0.926.387 검출범위 ND ND ND ND 연평균 - - 33
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-8> 내분비계장애물질조사결과 ( 05~ 08) ( 계속 ) 물질명 DPP DprP Endosulfan I Endosulfan II Endosulfan ulfate (O 2 form) Endrin Fenitrothion eptachlor exachlorbenzene (CB) Malathion Molinate Monobutyl Tin Monophenyl Tin n-butyl benzene Nitrofen Nonyl phenol 구분 수질 ( μg /L) '05 06 07 08 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND~0.8 (4%) ND ND ND 연평균 <0.0 <0.0 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND~0.005 (4%) - 연평균 0.002 검출범위 ND ND ND ND~0. (3%) 연평균 <0.02 검출범위 ND~4.33 (8%) ND ND ND 연평균 0.22 검출범위 ND~0.04 0.02~3.96 ND~0.57 0.003~0.80 (54%) (00%) (00%) (89%) 연평균 0.0 0.96 0.082 0.032 검출범위 ND ND ND~0.45 (63%) ND 연평균 0.05 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND ND~0.03 (3%) 연평균 <0.02 검출범위 ND~.77 ND~6.66 ND~0.56 ND (88%) (3%) (25%) 연평균 0.28 0.28 0.005 34
제 2 장기술의연구개발동향 < 표 2-8> 내분비계장애물질조사결과 ( 05~ 08) ( 계속 ) 물질명 구분 수질 ( μg /L) '05 06 07 08 o,p'-ddd o,p'-dde o,p'-ddt p,p'-ddd p,p'-dde p,p'-ddt PCBs Permethrin imazine PeCB trans-chlordane trans-nonachlor Tributyl Tin Trifluralin Triphenyl Tin Vinclozoline PFO PFOA 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND~0.27 ND~0.60 ND~0.06 ND~0.66 (29%) (8%) (8%) (33%) 연평균 <0. <0.0 0.09 검출범위 ND~0.03 ND ND ND 연평균 <0.05 검출범위 ND 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND ND ND - 연평균 검출범위 ND~0.0 ND~0.068 ND~0.020 (38%) (7%) (4%) ND 연평균 <0.00 0.003 검출범위 ND~0.08 (4%) ND ND ND 연평균 <0.05 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 ND ND ND ND 연평균 검출범위 - 0000.6~0.45 ND~0.870 0.0004~0.396 (00%) (96%) (00%) 연평균 0.050 04 0.063 검출범위 - 0.0007~0.48 0.003~7.82 0.000~0.53 (00%) (00%) (00%) 연평균 0.029 0.36 0.028 35
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 물질명 구분 수질 ( μg /L) '05 06 07 08 PBDEs BDE-28 BDE-47 BDE-99 BDE-00 BDE-53 BDE-54 BDE-83 BDE-209 PBDEs 검출범위 - - - ND~ 0.68 연평균 0.008 검출범위 - - - 0.0237~ 0.238 연평균 0.0682 검출범위 - - - 0.077~ 0.4238 연평균 0.0725 검출범위 - - - 0.003~ 0.0786 연평균 0.044 검출범위 - - - ND~ 0.276 연평균 0.059 검출범위 - - - ND~ 0.236 연평균 0.033 검출범위 - - - ND~.3439 연평균 0.0509 검출범위 - - - 0.296~ 6.868 연평균 2.836 검출범위 - - - 0.3638~ 63.2669 연평균 3.0793 ) Dioxin 및 Coplanar-PCBs 단위 ; pg-teq/l 2) ND : 불검출 3) < ( 검출한계 ) : 연평균값이검출한계이하 4) PBDE : ng/l 36
제 2 장기술의연구개발동향 제 2 절생활유래및기타미량오염물질 최근수질오염과관련하여물에서검출되는새로운유기화합물의동향이큰변화를겪고있다. 화학물질의사용종류와양의증가추세와더불어분석기술의발전과보건역학분야의새로운평가기술등과맞물려지금까지당연하게사용하였던공업용, 일반생활용물질에대한건강영향에대한우려가커지고있는것이현실이다. 다이옥신과환경호르몬이슈가아직우리사회에서종결되지않은환경문제로남아있는한편, 근래는일상생활에서사용하는물질들이큰주목을받게되었다. 선진연구기관에서 90년대간헐적인보고사례가있었던일상생활중의화학물질은 2000년을기점으로신규오염물질 (emerging contaminants) 로서집중적인모니터링을시작하였고, 미국의경우 UG의조사결과, 전국지표수조사에서의약물질이 83종검출되었다. 또한주방가열제품, 패스트푸드포장용기를비롯하여다양한용도로사용되고있는과불화합물의경우도 2000년에 E&T에게제되어큰주목을받은논문인 Giesy와 Kannan 교수의글로벌모니터링의결과가연속편으로소개되면서세계적인이슈가되었고환경화학분야뿐아니라특히물분야의보건역학, 모니터링, 수처리, 생태독성분야에큰영향을미치게되었다. 이와같이일상생활과밀접하게관련된화합물을최근에는 PPCPs (pharmaceuticals and personal care products) 라는용어로명칭하며널리사용하고있다. PPCPs는누구나일상생활에서쉽게사용하기때문에직접폭로가능성의빈도도높을뿐아니라, 기존정수및하수처리시스템에서처리효율이낮아음용을통한인체및생태계에장기적인노출 (exposure) 가능성이높은물질임을알수있다. 이러한 PPCPs에대한음용수또는배출기준이세계적으로전무한상황이기때문에노출평가와관련한역학조사를장기적으로수행할필요성이있다. 또한분석기술, 모니터링분야와관련한주요이슈는이들중에서수용성물질이뚜렷하게증가한다는점이다. 이는기존유해물질분석용주요장비인 GC-M( 가스크로마토그래프질량분석장치 ) 로검출이쉽지않음을의미한다. 따라서이들물질을분석할수있는최적의시스템과운영인력이추가적으로필요하지만화합물의물리화학적인특성과수계예상분포농도가일반적으로매우낮음을고려하면대응이용이한영역은아닐것이다. 신규수질오염물질중에서신규소독부산물과함께가장주목받는화합물그룹으로서최근 6~7년사이에의약물질이학계와언론에서다뤄지고있으며의약물질의예는다음 < 표 2-9> 와같다. 우리나라에서생산되어유통되고있는인체용의약물질의수는약 5,000가지이상이며, 이중항생제는약 20여성분, 2,000여종의제품으로제조, 판매되고있다. 우리나라전체의약품시장의약 5% 정도인항생제는전세계항생제시장비중인 7% 를크게상회하는것으로국내소미의특성을반영한다고할수있다. 또한우리나라는 OECD 회원국중에서가장사용량이높은국가에포함된다. 37
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 < 표 2-9> 표처방용도별대표적인의약물질그룹 Therapeutic class Analgesics Betablockers Lipid-lowering agents Antiepileptic Antibiotics X-ray contrast agents Pharmaceutical compound Diclofenac Ibuprofen Indometacine Naproxen Paracetamol Atenolol Metoprolol otalol Bezafibrate Clofibric acid Fenofibric acid (metabolite) Gemfibrozil Carbamazepine Azithromycin Clindamycin Ciprofloxacin Clarithrom ycin Anhydro-erythromycin A (metabolite) Metronidazol Ofloxacin Roxithromycin ulfam ethoxazole Iohexol Iomeprol Amidotrizoic acid Iopamidol Iopromide Iotalamic acid Ioxithalam ic acid 38
제 2 장기술의연구개발동향 이처럼우리나라는외국에비해많은양의항생제를사용하고있어환경중노출가능성이다른나라에비해높고사용한항생물질들이수계로이동할높은가능성을가지고있기때문에분석법구축을통한수계오염수준의진단및정수장공정진단등이시급하다. 또한 < 그림 2-> 과같이환경호르몬은최근미국, 호주등지에서물재이용이슈와맞물려다시금주목을받고있는상황에놓여있다. [ 그림 2-] 미국의환경호르몬이슈. 미량유해물질 가. 농약류 농약류는수처리현장에서는먹는물중의유기인계농약류 3 종과카바릴을제외하고는규제를 받는대상화합물이없기때문에국내외정수처리장및하수처리장관련데이터가매우드문편 이다. 최근규제화합물외에국내에서유통량이많고농업활동에서사용빈도가높은농약들에 39
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 대한조사, 연구의필요성에대한지적이제기되고있으며일부사례에서미규제농약류에대한수역분포에대한조사가제한적으로이뤄지고있다. < 그림 2-2> 의예처럼미국의경우 UG와 EPA를중심으로하천수와정수처리장영역의농약류데이터베이스를접근할수있으며 UG에서는장기적으로수행한조사결과를제공하고있다. 이결과를보면, 국내에서주로사용하는농약류와거의일치하고있음을알수있다. 즉, 국내에서도면밀한조사가이뤄진다면이들화합물에대한수계거동을농업, 도시, 살충용등의사용특성별로확인할수있다는점이시사된다. [ 그림 2-2] 미국수계에서가장검출빈도가높은농약들 국내에서등록하여사용중인농약은 400여종을상회하고있고이중사용량, 빈도가높은주요농약류는 50여종에이른다. 이들의국내수계분포와거동특성에대한광범위한조사사례는아직전무한실정이다. 또한수도권뿐아니라전국적으로급증하고있는골프장에서농약사용량이증가하고있고과수원재배지면적증가에따른농약류의수계유입여부에대한연구조사가필요하다. 한편, 모든농약을조사하는데는막대한비용이수반되기때문에우선국내등록농약목록 436 종, 최근 5년간부적합농약성분검출 DB, 출하단계농산물의검출빈도모니터링상위 20 항목, 국내기업식품연구소실태조사우선목록 0 항목, K-water를비롯한기관에서조사중인미규제농약류, 식약청 MRL ( 잔류허용기준 ) 을망라하여최종적으로우선조사항목을 24 항목정도 40
제 2 장기술의연구개발동향 로압축해볼수있고 (< 그림 2-3>), DB 의잠정적인우선순위를재분류하여 5 개그룹으로검출가 능성이높은순서를제시하였다. No Group- Group-2 Group-3 Group-4 Group-5 Group-6 endosulfan fenitrothion difenoconazole carbaryl iprodione Dithiopyr 2 Fenobucarb Methomyl pyraclostrobin chlorpyrifos-methyl pyrimethanil dicamba 3 diazinon Parathion bitertanol Azinphos-methyl vinclozolin glyphosate 4 Carbofuran Prothiofos fludioxonil Pirimiphos-methyl Triflumizole mcpa 5 propanil fipronil flutolanil Lufenuron diethofencarb mecoprop 6 alachlor phorate folpet flufenoxuron Trifloxystrobin metribuzin 7 bentazone terbufos myclobutanil Thiamethoxam Dichlofluanid napropamide 8 pendimethalin imidacloprid nuarimol isoprocarb Cyprodinil diflubenzuron 9 butachlor acetamiprid simazine tebufenozide Thifluzamide Teflubenzuron 0 metolachlor Clothianidin trifluralin pyridaben Tolylfluanid chlorfluazuron molinate Isofenphos Thiobencarb Monocrotophos dimethomorph Cypermethrin 2 Chlorothalonil profenofos chlorpyrifos phosphamidon phthalide fenvalerate 3 iprobenfos tebuconazole dicofol benfuracarb Boscalid Cyhalothrin 4 Metalaxyl tetraconazole dimethoate dichlorvos triadimefon Deltamethrin 5 Procymidone Fluquinconazole indoxacarb etoxazole Cymoxanil Bifenthrin 6 Buprofezin Fenarimol Chlorfenapyr fenthion carboxin Fenpropathrin 7 edifenphos Flusilazole tetradifon propargite pencycuron Cyfluthrin 8 Isoprothiolane triadimenol epn pyriproxyfen zoxamide Permethrin 9 Tricyclazole carbendazim Methidathion tebupirimfos Triadimenol acrinathrin 20 hexaconazole azoxystrobin phenthoate triazophos Bifenox BC-c (Lindane) 2 cadusafos Kresoxim-methyl 22 ethoprophos 23 tolclofos-methyl [ 그림 2-3] 국내의유통, 사용빈도로부터추정한주요연구조사대상농약류 UG의장기연구결과중중요한시사점은대부분의시료는다성분의농약류가혼합되어검출되는점 ( 그림 2-4) 과원물질 (parent compound) 의구조변화물인대사체 (metabolites) 의검출비율이높다는점이다. 대사체는원물질보다구조적으로안정하거나더강한독성을가지는경우가많아서물이용시생태및인체영향을평가하는데중요성이더높게보고되고있다. 4
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 [ 그림 2-4] 다성분의농약과농업환경에서대사물이검출된사례 (UG) 이러한구조변화현상은환경내에서만이뤄지는것이아니라수처리공정중에도사례들이보고되고있다. 의약물질중아테놀롤의경우오존처리지대사물질이증가하는경향이발표되었으며 ( 그림 2-5), 농약류의경우도유기인계농약류가수처리중에염소산화를통해 oxon 타입으로변형될가능성이제기되었다 ( 그림 2-6, 그림 2-7). [ 그림 2-5] 아테놀롤의오존처리에따른대사물질의증가경향 (nyder) 42
제 2 장기술의연구개발동향 O R P R 3 R P R 3 R 2 Oxidation Chlorination R 2 Thiono Form Oxon Form [ 그림 2-6] 유기인화합물의염소산화에의한 oxon 타입구조변화 (Nishimura) [ 그림 2-7] 파라티온의오존처리에따른원물질및 oxon 대사체의생성거동 그러나농약류의환경중구조변형, 수처리를통한대사체의생성과생체에미치는영향등은연구사례가많지않아정보가부족한실정으로향후에거동과수처리분야에있어서많은연구가필요하다. 미국 EPA의경우, 국내에서도많은양을사용하고있는알라클러 (alachlor) 와메톨라클러 (metolachlor) 에대해다양한대사체를미규제모니터링프로그램인 UCMR 2(2008-200 실시 ) 의대상항목으로설정하여미국전역의정수장음용수를조사하였다. 이중메톨라클러대사체인 metolachlor EA는 52회검출되어최대 4μg/L로검출된사례가보고되었고, 검출빈도는낮으나 alachlor EA는최대.3μg/L가검출되었다. 향후국내에서많이사용하는농약류의수처리를통한구조변형체를검증하는연구도여력의범위내에서검토됨이바람직하다. 한편, 국내정수장의유입원수 ( 그림 2-8) 를대상으로한최근의조사에서극미량이나농업환경및도심에서살충용도로사용하는농약류일부가확인되었다. 최근 2년간의데이터를보면, 농약의사용시기에매우민감하게의존하나, simazine 과 carbofuran은상대적으로한강수계에서주로 43
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 사용되어유입된특징을보였으며, carbofuran 은소규모의인접하천을취수원으로하는일부지 점에서매우낮은농도이나유입된것을알수있다. [ 그림 2-8] 원수에서검출된농약의분포사례 Kitazine (iprobenfos와동일화합물 ) 및 napromide도검출빈도는낮으나한강수계 ( 그림 2-9) 의잔류빈도가타수계에비해다소높은편이었으며후자는광역보다소규모시설에서유입되는경향이보여정수장인근농업지역의영향을받는것으로판단되었다. 전국적으로고르게사용된특성을보이는항목은 metolachlor, isoprothiolane, hexaconazole 등이었고, isoprothiolane은금강, 섬진강수계에서특정시기에사용량 / 빈도가높았던것으로판단되었다. 이들농약류는항목이완전히일치하지않으나위에서언급한 UG에서보고하는유역수계에서주로사용되어잔류하는농약류중에 atrazine을제외하면유사성이높은것으로판단되었다. 아직국내하천-정수장분포를해석하기위한농약류데이터는매우제한적이나, ppt 수준에서수계에분포하는농약종류는정량한항목외정성된잠정항목까지합산하면상당수에이를것이예상되어보다실질적인관리방안을제안할필요가있다. 일본의먹는물수질관리 2단계에서관리하는 농약류 의접근방법, 즉, 농약류위해도합산량 ( 분자 ) 과해당유역의원수에서실제검출되는농약의합계농도 ( 분모 ) 의비율이 을초과하면수처리를위한액션단계를검토하게되 44
제 2 장기술의연구개발동향 45 는방식은하나의참고사례가될만하다. 국내에서등록되어사용하는농약종류가 400 종을초과하고주로유통되는종류가 00 종이상인현실을고려하면개별농약에대한관리보다인체 / 생체영향평가및검출항목과농도에대한총량개념의관리가바람직할것으로판단된다. 0 50 00 50 200 250 300 350 400 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Carbendazim 0 0 20 30 40 50 60 70 80 90 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Imidacloprid 0 200 400 600 800 000 200 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Iprobenfos 0 00 200 300 400 500 600 700 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Isoprothiolane 0 200 400 600 800 000 200 400 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Penconazole 0 50 00 50 200 250 300 350 400 G G 2 G 3 G 4 G 5 G 6 G 7 G 8 G 0 G G 2 4 5 7 8 9 0 2 3 4 N N 2 N 3 N 4 N 5 N 6 N 7 N 8 N 9 N 0 N 2 3 4 5 6 7 8 9 0 2 3 5 6 7 8 9 2 0 2 2 2 A Vinclozolin eoul [ 그림 2-9] 한강수계표층수에분포하는주요농약류의지점별분포현황
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 2. 신종유해물질 가. 신규소독부산물 국내에서주요소독부산물은먹는물및감시항목에서트리할로메탄 (TMs), 할로초산 (AAs), 할로아세토나이트릴 (ANs) 등이법적기준하에관리되고있다. 최근미국및유럽에서는신규소독부산물로서 MX와 N-나이트로사민에대해많은관심을가지고연구가진행되고있으나국내에서는아직본격적인조사연구가진행되고있지못하다. MX의음용수 O의잠정가이드라인은없으나연구수준에서 50ng/L 가제시되어있으며일본에서는잠정목표값으로서독성연구결과들의제시수준에비해매우보수적인수준인 μg/l 이하를제시하였다. MX는기존의문헌상으로는분석의어려움, 특히 GC-M를이용한절대감도의부족으로 4~20L 정도의대량시료사용이불가피한점에서매우제한적인조사가이뤄진것이현실이다. 역시한정적조사사례이지만고분해능질량분석방법 (RM) 를적용한국내최초의전국정수장조사자료에따르면 53개정수장처리수의농도범위는.5~94ng/L를나타내었다 ( 그림 2-0). 00 ng/l 90 80 70 60 50 40 30 20 0 0 st8 st46 st39 st3 st25 st38 st43 st23 st50 st2 st24 st45 st42 st4 st35 st5 st37 st49 st5 st40 st53 st4 st st44 st3 st3 st9 st6 st36 st4 st6 st9 st32 st2 st20 st5 st34 st7 st33 st27 st0 st30 st8 st26 st48 st52 st47 st22 st29 st7 st2 st st28 [ 그림 2-0] 신규소독부산물 MX 의전국정수장최초조사사례 이때평균및중간농도는각각 9.3, 4.ng/L 였다. 기존의방법이 20L 시료를사용하여달성가능한방법검출한계 (MDL) 가 5ng/L이므로실제매우낮은농도로존재하는 MX를대부분의시료에서검출하는데한계가따른다. 이사례는미량으로분포하는물질의거동, 영향을평가하는데분석법의적용가능성이매우큰영향을미칠수있음을시사하였다. 전국조사결과를유사한방법을적용한국외의사례들과비교하면국내의 MX 분포수준은핀란드 6~6ng/L, 미국 2~80ng/L, 일본 nd~33ng/l, 러시아 nd~60ng/l로서외국의수치들과유사함을알수있다. 그러나 46
제 2 장기술의연구개발동향 장기적인데이터는부족한편으로서, 이후에언급할나이트로사민류와함께지속적인연구조사가필요하다. 한편, 나이트로사민 (N-nitrosamine) 은 MX에비하여많은연구와영향에대한평가가이루어진신규소독부산물로서 EPA의 UCMR2 (2008~200) 에 NDMA 및관련화합물이모두포함되어 3년간의조사가이뤄졌다. 지금까지나이트로사민류에대한주요연구는생성원인및정수-하수처리장공정에서의생성과거동, 독성, 제거에대한것들이며나이트로사민계화합물이대표예인 NDMA 및관련부산물에는 NEMA, NDEA, NDPA, NDBA, NMOR, NPIP, NPYR 이있으며화학화조와관련정보는다음 < 그림 2-> 과같다. [ 그림 2-] NDMA 및관련부산물정보 이런나이트로사민계물질의경우수계에서는 989년캐나다온타리오주음용수에서 NDMA가처음발견이되었으며, 998년미국캘리포니아주상수도에서도발견되어새로운소독부산물로써주목을받기시작하였는데특히원수살균처리후전구물질의농도에따라고농도로도검출이될수있으며트리할로메탄보다독성이몇배는강하다고알려져있다. 미국의 EPA에서는최대오염치 (Maximum Contaminant Level: MCL) 를설정하여규제하고있지는않지만 7종의나이트로사민류 (NDMA, NMEA, NDEA, NDPA, NDBA, NPYR, NPIP) 를오염물질로지정하였으며, 캘리포니아보건국에서는 0ng/L과온타리오주의환경청에서는 9ng/L로먹는물에서의 NDMA 기준을설정하여관리하고있다. 국내의경우먹는물에서는소독부산물로규정되는 7가지의물질에대한수질기준은있으나나이트로사민류중독성이가장큰 NDMA에대한규정도없는실정이다. 약 300종의나이트로사민류중 85% 가동물실험에서발암성물질로분류되고있으며, 이중 47
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 NDMA (N-nitrosodimethylamine) 는나이트로사민화합물중가장강력한발암물질로알려져있고이물질은 956년쥐에서간암을일으키는것으로밝혀져 IARC에서는인간에게발암성을일으키는 Group 2A 등급으로분류하고있다 ( 표 2-0). 또한네덜란드보건국, 미국독성물질질병등록청 (ATDR) 및 O 등에서도음용수등을동물실험평가들이이루어졌다. < 표 2-0> 나이트로사민의발암농도및등급 (IRI, IARC) Nitrosamines 0-6 Risk Level (ng/l) Notification Level (ng/l) Response Level (ng/l) Classification IRI IARC N-nitrosodimethylamine 3 0 300 B2 2A N-nitrosodiethylamine 0 00 B2 2A N-nitrosodpropylamine 5 0 00 B2 2B N-nitrosodibutylamine 3 - - B2 2B N-nitrosomethyethylamine.5 - - B2 2B N-nitrosopiperidine 3.5 - - - 2B N-nitrosopyrrolidine 5 - - B2 2B 나이트로사민류는발암리스크평가결과환산농도 ( 표-) 에서보듯, NDEA가 0.2ng/L로써가장높으나, 생성용이성및검출빈도와농도에서 NDMA가가장위협적인화합물이다. EPA의 UCMR2 프로그램에서얻어진 DB를보면,860건이상의시료에서한계값이상으로검출되었으며, 최소및최대농도는 2, 630ng/L 였다. 발암리스크가가장높은 NDEA는 46개의시료에서한계값이상으로검출되었으며최소및최대농도가각각 5, 00ng/L 였다. 아직국내의나이트로사민류농도분포는논문으로서알려진바가없으나, 수십 ng/l 수준에서검출된사례가발표되었다. < 표 2-> 나이트로사민화합물의발암리스크평가농도 48
제 2 장기술의연구개발동향 나이트로사민의먹는물규제에대해서는현재까지미국 (EPA) 과독일에서가장선도적으로연구되어있으며미국에선아직음용수를위한최대오염수준목표 (MCLG) 또는최대오염수준 (MCL) 이정해지지않았으나, 캘리포니아 D는 998년 ~2005년사이에 3차례평가를통해 NDMA, NDEA, NDPA에대해각각 0ng/L의주의값을설정하여자체적으로감시하고있다. 독일은연방환경청 (UBA) 에서음용기준을설정하지않았으나잠정적인가이드라인값으로 2005~2006년사이에 NDMA, NMOR 농도를각각 0ng/L으로제안하였다. NDMA의생성기작은 < 그림 2-2>, < 그림 2-3> 과같이잘알려진대로전구체인 dimethylamine이 mono- chloramine과반응하여생성되나, 클로라민은소독제로거의사용되지않아가능성이높지않다. 가장일반적인생성은 Nitrous acid 에서 nitrite가생성된후 dimethylamine과반응하여생성되는경로이다. [ 그림 2-2] NDMA 의대표적인생성경로 [ 그림 2-3] 원수중에클로라민첨가에의한 NDMA 생성능시험 49
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 유럽의하수처리장의사례에보듯이 ( 표 2-2), NDMA와 NMOR는방류수중에경우에따라상당히높은농도가존재하게되며, 최대수십 μg/l 에도달하기도한다. 따라서하천수모니터링결과 ( 그림 2-4) 에서도농도는매우낮으나검출한계이상의 ng/l 수준으로검출되어농도가높은경우는인근하수처리장의영향을받는지표 (indicator) 로서평가할수있다. < 표 2-2> 유럽하수처리장방류수중의 NDMA 및 NMOR 농도분포 [ 그림 2-4] 라인강하천유역에서검출되는 NDMA 50
제 2 장기술의연구개발동향 한편, 최근에 NDMA의생성기작으로잘알려진것은고도처리에사용되는오존 (O 3 ) 이다. 이는오존처리를통해처리전의유기물형태가반응성이용이한저분자구조로전환될때전구체들이쉽게생성될가능성을시사한다. < 그림 2-5> 의결과에나타난사례는오존주입농도가증가하면서비례하여 NDMA 생성능또한증가하며 0.8mg/L에서캘리포니아, 독일의가이드라인값인 0ng/L를초과하는시료가발견되며주입농도 2mg/L에도달하면모든시료에서최대로생성능이증가된결과를보여준다. 따라서오존처리시에 NDMA 생성능을제어하는보완적인수단으로서활성탄 (PAC등) 여과를후단에적용하는방법이응용되고있다. [ 그림 2-5] 수처리공정에서오존주입농도에따른 NDMA 생성특성 < 그림 2-6> 에나타난한연구사례에서는활성탄의투입농도와 NDMA 생성능은역비례경향을나타내었으며가이드라인값을만족하기위해상당히높은농도의활성탄이필요할수있다는점을시사하고있다. 따라서 NDMA와같은낮은농도에서발암리스크가높은소독부산물을지표로관리하는시설에서는사용하는활성탄흡착재의파과시점에대한기초연구자료가반드시확보되어야한다는점을시사한다. [ 그림 2-6] NDMA 생성능을저감하기위한입상활성탄의제거능평가 5
수계내미량오염물질관리및처리기술개발동향 한편, 독일의사례 ( 그림 2-7) 연구에서강변여과방식과같은친환경적인방법이충분한체류시간이확보된환경에서는 NDMA와같은물질의저감에유리한측면이있음을제시하고있다. 이연구에서는체류시간이 2주정도이며 NDMA의제거율이원수중의농도와상관없이항상낮에유지되는점은비용효과적인측면에서반드시첨단의기술이아닌기존기술의활용으로도미량유해물질제거가능성이충분히열려있다는점을시사한다. [ 그림 2-7] 강변여과방식에서원수및처리수중의 NDMA 분포거동 나. 과불화합물 과불화합물에대한연구는수계, 대기, 토양등과같은매체에서환경중분포및거동특성, 배출량추정연구, 독성및위해성평가등으로매우광범위하게수행되었다. 과불화합물은다른잔류성유기오염물질처럼자연환경중에잔류성이매우강하여 30여년전에이미인체와환경에대한위해성의우려가제기되었으나, 기술수준이미비하여본격적인연구는 2000년대에들어서분석기술의정립과표준물질의안정정공급등에따라의약물질과함께활발히연구되어왔다. 전술한바와같이다양한산업, 일상적용도로인하여과불화물은대부분의수환경에극미량으로존재하나, 여러연구사례 ( 그림 2-8) 에서주오염원은하 폐수처리장으로보고되고있다. 주로검출되는화합물은 PFOA, PFO이며오염원의특성등에따라두화합물및관련과불화합물 (PFC) 의다양한조성비가보고되고있으나이두화합물이모니터링, 거동및독성영향연구의주요대상물질이다. 52