위키독:수질오염

개요

주로 인간의 활동으로 인해 강이나 바다 등 수질에 악형향을 미치는 것. 물론 자연적인 영향도 일부 존재하지만 현재로써는 인간에 의한 오염이 대부분을 차지한다. 가장 일반적으로 공장에서 나오는 폐수를 들 수 있으며 이밖에도 각종 쓰레기를 투척한다거나 유전이나 유조선의 문제로 인한 기름 유출사고, 원전사고로 인한 방사능물질 유출 등이 있다. 이는 물 속에서 사는 생물은 물론이거니와 장기적으로 봤을때는 수산물을 소비하는 인간 또한 이러한 위험에 그대로 노출되어있다.

수질 등급 기준 요소

물이 탁하게 보이거나 녹차라떼가 생각난다거나 하는 눈으로 보이는 오염도 있지만 과학자들은 이를 객관적으로 판단할 수 있는 근거가 필요하여 몇 가지 요소들을 개발해 내었다. 그것이 바로 BOD, COD, DO 등의 요소이다.

DO

Dissolved Oxygen의 약자로 용존산소량이란 뜻이며 단위는 ppm1을 사용한다.

좀 더 풀어보면 물 속에 녹아있는 산소의 양을 말한다. 일반적인 물의 DO는 약 7~10ppm이며, 온도 및 염분이 낮을수록, 기압이 높을수록 DO의 양이 많아진다. 보통 대기로부터의 유입, 광합성에 의한 생산 및 생물의 호흡에 의한 소비 등으로 그 양이 변한다.

수산업의 천적, 적조현상이 발생하면 DO가 매우 적어진다. 적조는

일반적으로 식물성 플랑크톤의 수가 갑자기 늘어나면서 발생하는 것으로 물의 색이 붉은색으로 변하는 현상이다.

1차적으로는 물고기의 아가미에 플랑크톤이 끼여서 질식사하여 대량 폐사하는 단계가 시작되며 독성을 가진 플랑크톤이 주변 물고기들을 다 죽인다. 2차적으로 이러한 생물의 사체를 미생물이 분해하면서 산소를 사용하게 되는데 이때문에 물 속의 산소량이 줄어들어 물고기가 다시 대량 폐사하는 악순환이 반복된다.

BOD

Biochemical Oxygen Demand의 약자로 생화학적 산소 요구량이란 뜻이며 단위는 DO와 마찬가지로 ppm.

물 속에 있는 미생물이 유기물을 분해하는데에 필요한 산소의 소모량을 말한다.

BOD를 구하려면 DO를 먼저 측정해야한다. BOD의 계산법이

초기 DO - 최종 DO

이기 때문이다.

말그대로 산소가 얼마나 소모되었는지 보기 위한 계산.

정확히 말하면 호기성 박테리아가 20℃에서 5일간 수중의 유기물을 산화 분해시켜 정화하는 데 소비되는 산소량이다. 당연히 정화되는데 필요한 산소량이 높을수록 더 오염되어 있다는 소리.

하지만 생분해성 물질만 측정하는 통에 이런것이 통하지 않는 오염물질에 대해서는 측정이 불가능하고 또 같은 방법으로 측정을 해도 오차가 10~20%가 발생하는 등의 한계가 있다.

COD

Chemical Oxygen Demand의 약자로 화학적 산소 요구량이란 뜻이다. 단위는 물론 ppm.

물 속에 있는 오염물질을 산화제로 정화하는 데에 소비되는 산소량. 물론 이것도 BOD와 같이 정화되는 데에 필요한 산소량이 높을수록 더 오염된 물이다. 즉, 높을수록 더 오염된 물이라는 소리.

보통 산화제로는 과망간산 칼륨(KMnO₄), 다이크로뮴산 칼륨(K₂Cr₂O₇) 등을 사용한다. 이들이 물 속에 들어가서 오염물질을 분해하는 것. BOD와는 다르게 유기물 뿐만 아니라 무기물 또한 분해 가능하므로 BOD보다 더욱 광범위한 오염을 측정할 수 있으며 생물에 의한 분해가 아니기 때문에 빠른 시간 내에 측정할 수 있다는 장점이 있다.

pH

우리말로 수소이온농도라고 한다.

pH=−log₁₀[H+]

pH를 쓸 때는 반드시 소문자 p와 대문자 H를 써야하며 일반적으로 피에이치라고 읽는다. 다만 독일어로 페하라고 읽는 것도 허용된다. p는 상용로그, H는 수소를 뜻한다.

보통 산성과 알칼리를 말할때 꼭 나오는 지표. pH 7을 기준으로 아래로 내려갈수록 산성, 위로 올라갈수록 알칼리(염기성)라고 한다.

수질 기준

보통 1~5급수로 많이 알고 있으나 2005년 환경부의 제안으로 그 등급이 7개로 늘어났다.

이렇게 7가지이며 예전과의 비교자료 또한 있다.

예전의 친근한(?) 등급제를 적용한 대략의 물상태는 아래에 있다.

1급수

수질 등급 기준 1a에 해당하는 수치이며 그냥 마셔도 아무런 지장이 없는 수준. BOD 1ppm이하를 기준으로 한다. 아무런 냄새도 없으며 1급수의 물은 바닥이 보일 정도이다.

버들치, 버들개, 가재, 어름치, 열목어, 금강모치, 하루살이류, 물이끼, 녹조류, 플라나리아 등이 산다.

2급수

BOD 1~3ppm의 물이며 냄새는 나지 않고 1급수 다음으로 맑은 물이다. 육안으로는 1급수와 거의 같으므로 육안으로 구별 하기 어렵다. 약간의 여과를 거쳐 식수나 농업용수로 사용이 가능하다. 하지만 수영이나 목욕은 가능하다. 정화를 해서 상수원수로 사용할 수 있다. 상수원수 2급 대표적으로 다슬기류 등이 수질 한계선이다.

2급수에 사는 생물로는 피라미, 쏘가리, 은어, 다슬기, 장구벌레, 선충류, 개구리밥이 있다.

3급수

BOD 3~6ppm의 물이며 색이 황갈색이고 약간의 냄새가 난다. 그냥 마셔서는 안 되며 공업용수나 농업용수로 적합하지 않다. 수영이나 미역을 감고 맑은 물로 헹구지 않을 경우 피부병에 걸린다. 고도의 정화를 거쳐 식수로 사용 가능하다. 공업용수 1급, 농업용수로 사용 가능하다.

붕어, 잉어, 메기, 우렁이, 뱀장어, 미꾸라지, 거머리, 달팽이, 조개류, 섬모류, 윤충 등이 산다.

4급수

사진은 이포보 하류 500지점 남한강.

여기서부터는 눈이 찌푸려지는 혐오스러운 사진이 등장하기 시작한다.

BOD 6~8ppm의 물이며 색이 검정색이며 고약한 냄새가 난다. 수영을 할 경우 피부병이 생기며 공업용수로도 불가능하다. 화학약품을 사용하여 특수처리 과정을 거쳐야 한다.

현재 녹조라뗴로 유명한 4대강 중 일부의 강이 바로 이 정도의 등급이다.

실지렁이, 나방애벌, 피벌레, 깔따구, 종벌레 등이 산다.

5급수

BOD 8~10ppm의 물이며 4급수보다 검정색이고 냄새가 더 심하다. 그냥 들어가면 앞이 안 보일 정도. 4급수와 같다. 공업용수 3급을 자랑한다.

모기유충, 파리유충, 실지렁이, 피벌레 등이 수질 한계선이다.

급수외

그야말로 극혐. 이 등급의 물 사진은 혐오감을 유발할 수 있으므로 넣지 않는다. 아예 생물이 살 수가 없는 극도의 더러운 물이며 차라리 똥통이 이것보다는 깨끗한 수준. 관련 자료를 찾다보면 물고기들이 죄다 폐사한 사진이나 기름이 유출되어 떠다니는 사진, 쓰레기반 물반인 사진이 대부분이다.

BOD 10ppm이상의 물이며 다만 빙어라는 신의 축복을 받은 물고기는 여기서도 살 수 있다고 한다! 빙어는 수질 적응 능력이 뛰어나므로 수질이 아무리 나빠도 수온만 맞으면 생존할 수 있으므로 수질과는 관련이 없다고 하니...

수질오염 종류

폐수

가장 일반적인(?) 방식의 수질오염.

인간의 다양한 문명활동에 의한 부산물을 정화과정을 거치지 않고 방류하는 것. 이것이 기체 상태이면 대기 오염과 연관되고 액체상태면 수질오염과 연관된다. 일상생활에서 발생하는 것을 생활하수, 산업활동을 하며 발생하는 폐수를 산업폐수라고 구분한다.

기름 유출

사진은 역대 최악의 수질 오염 사례...는 아니고 미국에서 벌어져서 유명해진 멕시코만 기름 유출 사고. Deep water horizon의 유전에서 발생했으며 동명의 영화로도 제작되었다. 사실 순위로 따지자면 4위에 해당한다. 1위는 나이지리아의 니제르강 원유유출로 총 1300만 배럴의 기름이 바다에 뿌려졌다. 참고로 1배럴 = 158.9L이다. Deep water horizon의 경우엔 사건 발생후 70일 기준으로 416만~700만 배럴이 유출되었다. 2010년 9월 19일, 시추공을 막는데 성공하여 더 이상의 유출은 없다고 한다.

기름유출은 크게 유전에서의 기름 유출과 유조선에서의 기름 유출로 나눠진다. 물론 둘 다 끔찍한 사고임에는 틀림없으나 유조선은 그나마 유조선에 실려있는 기름만 유출되지만 유전사고는 뚫어놓은 구멍을 막지 못하면 기름이 계속해서 새기 때문에 정말로 답이 없다.

한국의 경우 태안반도에서의 기름 유출사고가 가장 유명하다. 대략 7~8만 배럴이 유출되었고 전국에서 자원봉사자들이 몰려와 엄청나게 빠르게 방제작업을 하였다.

기름 유출에 의한 피해는 역시 그 독성. 주로 보도되는 사진에는 새가 기름을 뒤집어 쓴 채 죽어있는 것이 많이 인용된다. 무거운 기름에 의해 날 수가 없어서 아무것도 못하고 죽어가는 것.

또 기름은 물에 뜨는 성질로 인해 물과 대기의 기체 교환과 빛을 원천 차단하게 되므로 그 밑에 사는 생물들은 떼죽음을 당할 수 밖에 없다.

방사능

인류가 원자력을 사용하게 되면서 벌어진 신종 오염.

역시나 가장 유명한 사례는 후쿠시마 원전사고이며 대부분의 원전이 바다근처에 세워지므로 한 번 터지면 엄청난 양의 핵폐기물들이 바다로 유출된다. 물론 사고가 아니더라도 핵폐기물을 그냥 바다에 버려버리는 고의적인 행위로 인한 오염도 무시할 수 없다. 가장 큰 피해는 역시 DNA교란으로 인한 돌연변이의 탄생. 대부분의 돌연변이는 생존에 도움이 되지 않으므로 일찍 죽는것이 다반사. 더군다나 방사능에 노출되면 그 향후는 예측을 할 수가 없다.

해양산성화

바다가 산성화되는 오염. 위의 그림과 같이 이산화탄소의 배출량이 늘면서 발생한 오염이다. 이렇게 바다가 산성화되면 pH가 떨어지게 되어 일정 pH에서 살 수 있는 해양생물들이 죽어가기 시작한다. 가장 일반적으로 알려진 것이 갯녹음현상이라고 불리는 산호의 죽음. 산호가 죽어서 하얗게 변하기 때문에 백화현상이라고 부른다.

부영양화

화학 비료나 오수의 유입 등으로 물에 영양분이 과잉 공급되어 식물의 급속한 성장 또는 소멸을 유발하고 물 속의 산소를 빼앗아서 생물을 죽게 하는 현상을 말한다. 일반적으로 화학비료혹은 오수의 유입으로 생물이 죽으며 그 생물이 부식되어가는 과정속에서 또 한번 영양분이 계속해서 과잉공급이 되어간다. 이 결과로 벌어진 것이 바로 녹조현상이다.

적조

일반적으로 식물성 플랑크톤이 갑작스레 엄청난 수로 번식해 바다, 강 등의 색깔이 붉은빛으로 변하는 현상을 말한다. 주로 바다에서 적조현상이 나타나며, 양식업 어민들에게 치명적인 피해를 입힌다.

적조가 발생하면 1차적으로 물고기의 아가미에 플랑크톤이 끼어 물고기가 질식사하거나, 독성을 가진 플랑크톤이 번식해 주변 생물을 죽이기도 한다. 이런 어류 및 주변 생물의 사체를 미생물이 분해하면서 용존산소 농도가 떨어진다. 적조발생 수역의 어패류가 용존산소 부족으로 질식해 폐사한다.

인간의 활동과는 크게 관련없는 종류의 오염이며 이러한 적조 현상은 조선왕조실록에도 실려있을만큼 유서깊은(?) 오염 중 하나이다.

같이보기

4대강 사업이라는 뇌관