54. 수질오염과 수질오염원 및 수질 등급

- 수질오염과 수질오염원 및 수질 등급

 

- 수질오염이란 다음과 같다.

‘수질오염’이란 공장 또는 도시의 폐수나 폐기물, 광산폐수 등의 배출로 인하여 하천, 호수, 지하수, 해양의 수질이 오염되어 마침내 인간이나 동·식물이 피해를 입는 것을 말한다.

 

- 수질오염원

수질오염물질은 각종 유기물, 시안(cyan) 화합물(청산 및 그와 관련된 모든 염류. 불이 잘 붙고 폭발성이 있으며 물에 잘 녹는 편이다. 맹독성 기체로 인체나 동물에 들어가게 되면 혈액의 산소 운반체와 결합하게 되어 질식 증상이 일어난다), 중금속류, 농약, 강산성 및 강알칼리성 폐수 등 유독물질들이다.

 

1. 도시 오수

ㄱ. 질소 및 유기물

산업단지 또는 도시 근교에 있는 논에 질소함량이 높은 폐수가 유입되면 벼에 과번무(동화 산물의 수용부인 과실이나 뿌리 등의 발육이나 착색이 불량하게 되는 현상. 영양 생장이 과도하게 일어나 줄기나 잎이 무성하게 된 식물체에서 나타난다), 도복(작물이 비나 바람 따위에 쓰러지는 일), 등숙불량(벼나 보리 따위에서 출수 후 개화와 수정은 되었으나, 낟알이 제대로 채워지지 않거나 익음 상태가 좋지 않은 현상. 논의 수온이 낮아지거나 외부의 환경이 좋지 않게 되면 발생한다), 병충해 등의 질소과잉장해가 나타난다.

유기물 함량이 높은 폐수를 논에 관개하면 혐기조건(산소가 없는 상태의 조건)에서는 메탄가스·유기산·알코올류 등의 중간대사물이 생성되는데, 이 분해 과정에서 토양의 Eh(산화환원전위)가 낮아지고, 황화수소는 유기산과 함께 벼의 뿌리를 해치며 심한 경우에는 근부현상(식물체 뿌리의 일부나 전부가 썩는 현상)을 일으키고, 칼리·인산·규산 및 질소의 흡수가 저해되어 수량이 감소한다.

 

ㄴ. 부유물질

부유물질이 논에 유입되어 침전되면 어린 식물은 기계적인 피해를 받고, 토양은 표면이 차단되어 투수성이 나빠지며, 침적된 유기물의 분해로 생성되는 유해물질의 장해 등으로 벼의 생육이 부진하고 쭉정이(껍질만 있고 속에 알맹이가 들지 아니한 곡식이나 과일 따위의 열매)가 많아진다.

 

ㄷ. 세제

합성세제의 주성분인 ABS가 20ppm 이상 되는 농도에서는 뿌리의 노화현상이 빨리 일어난다.

 

ㄹ. 도시 오수 피해 대책

오염되지 않은 물과 충분히 혼합 희석하여 이용하며, 그렇지 못한 경우에는 물걸러대기(벼의 생육 기간에 논에 물을 대는 방법. 2~3일간은 물을 대고 하루는 물을 대지 않는다)를 하여 토양의 이상환원을 방지하고 피해에 대하여 저항성을 지닌 작물 및 품종을 선택, 재배한다. 또한, 질소질 비료를 주는 양을 줄이고 석회나 규산질비료를 주어 벼를 강건하게 한다.

 

2. 공장 폐수

ㄱ. 산과 알칼리

산성물질이 논에 유입되면 벼의 줄기와 잎이 황변(누렇게 변하는 일)하고, 토양 중 유해 중금속(Al, Cu 등)의 용출(물이 솟아 나옴. 여기서는, 물질이 액체 속에서 균일하게 녹아 용액이 만들어지는 일로 해석해야 할 듯하다)로 피해를 입는다.

강알칼리성의 경우 작물의 뿌리가 고사되고, 알칼리성의 경우에는 토양 중의 미량원소가 불용화되어 작물이 흡수하지 못한다.

 

ㄴ. 중금속

중금속이 관개수에 다량 함유되면 식물은 발근(뿌리가 나거나 뿌리를 냄)과 지상부의 생육이 저해되고, 심한 경우에는 중금속 특유의 해독증상을 나타낸다. 중금속이 축적된 농산물을 인축(사람과 가축을 통틀어 이르는 말)이 섭취하면 심각한 피해를 입는다.

 

ㄷ. 유류

기름이 물 표면에 떠 있으면 식물체의 줄기와 잎에 흡착하여 접촉 부위가 적갈색으로 고사되는 경우가 있으며, 물 표면과 공기와의 접촉을 차단하여 물의 용존산소(하천, 호수 따위의 물속에 녹아 있는 산소의 양. 수질 오염을 나타내는 척도의 하나로, 보통 깨끗한 하천에서는 7~10ppm 정도이다)가 부족하여 벼는 근부현상을 일으키고 심하면 고사한다.

 

ㄹ. 공장폐수 피해 대책

공장 및 사업장에서는 유해물질의 배출을 억제하는 한편, 경종법(흙이나 작물을 관리하는 방법. 농작물의 선택, 논밭 갈기, 씨뿌리기, 거름주기, 가꾸기 따위를 이른다)으로는 피해물질의 종류에 따른 저항성 작물 및 품종을 가려서 재배하며, 산성일 경우에는 석회와 같은 알칼리성 물질을 시용한다.

 

3. 광산 폐수

ㄱ. 피해양상

금속광산 폐수는 대부분 중금속을 다량 함유하고 있어 농경지에 유입되면 작물은 중금속 특유의 중독증상을 나타내며 심하면 고사한다.

광미사(광산에서 나오는 미세한 모래)와 같은 폐기물이 농경지에 유입되면 광미사의 퇴적으로 토양의 물리적 성질이 나빠진다. 석회광산 폐수는 황화물을 많이 함유하여 강산성이므로 농경지에 유입되면 토양이 산성화되고, 중금속류의 용출이 증가하며, 식물 뿌리는 산으로 인해 생육이 저해되고 심하면 지상부가 백색으로 고사한다.

 

ㄴ. 광산폐수 피해 대책

저항성 작물 및 품종을 재배하고, 석회와 인산질 비료 및 유기물 등을 다량 시용하면 중금속 피해와 산성장해가 경감된다.

 

- 수질 등급

수질은 여러 등급으로 구분되어 용도에 알맞게 쓰이는데, 이에는 생물화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD), 용존산소량(DO), 대장균수, pH 등이 참작된다.

 

1. 생물화학적 산소요구량

‘생물화학적 산소요구량(biochemical oxygen demand, BOD)’은 수중의 오탁(더럽고 흐림)유기물을 호기성 균이 생물화학적으로 산화분해하여 무기성 산화물과 가스체로 안정화하는 과정에 필요한 총산소량을 ppm(또는 mg/l)의 단위로 표시한 것으로, 물이 오염되는 유기물량의 정도를 나타내는 지표로 쓰인다.

 

2. 화학적 산소요구량

‘화학적 산소요구량(chemical oxygen demand, COD)’은 오수 중의 전체 유기물이 화학적으로 산화되는 데 필요한 산소량을 측정하여, 이로부터 산출한 오탁유기물의 양을 ppm으로 나타낸 것이다.

 

3. 용존산소량

‘용존산소량(dissolved oxygen, DO)’은 물에 녹아 있는 산소의 양을 나타낸 것으로, 수온이 높아질수록 용존산소량은 낮아진다. 용존산소량이 낮아지면 생물화학적 산소요구량이나 화학적 산소요구량이 높아지게 된다.