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문제 정의
본 고는 제 3의 수자원으로 부각되고 있는 하수 재이용수를 활용하는 기술을 소개하여 보다 친환경적인 농업용수 공급에 기여하고자 한다.
농업용수 재이용공급시스템이 설치되기 전 유입수질은 하수처 리장 방류수 수질에 매우 민감하며 대장균이 평균 320마리/㎖ ~1000개/㎖ 정도로 시기 및 계절에 따라 변동 폭이 큰 지역이다. 이에 양질의 관개용수를 공급하고자 농업용 목적의 하수재처리 시스템을 도입하였다. 본 시스템의 구성은 하수처리수를 농업용 목적으로 이용하기 위해 부유물질 제거 및 살균소독시스템과 함께 수질 모니 터 링 시스템을 구축하여 관개용수로 적합한 용수를 공급하며 공급 기간 동안 수질변동 상황에 대해 신속한 대처가 가능하도록 구성하였다.
제안 방법
2002년부터 2006년까지 하수재이용에 따른 논벼 및 채소류, 맥류 등의 시험재배를 실시하였다. 논벼의 경우 하수재이용 재배구의 수확량은 지하수관개 대비구에 비하여 평균 약 40% 증수결과를 얻었다.
이에 양질의 관개용수를 공급하고자 농업용 목적의 하수재처리 시스템을 도입하였다. 본 시스템의 구성은 하수처리수를 농업용 목적으로 이용하기 위해 부유물질 제거 및 살균소독시스템과 함께 수질 모니 터 링 시스템을 구축하여 관개용수로 적합한 용수를 공급하며 공급 기간 동안 수질변동 상황에 대해 신속한 대처가 가능하도록 구성하였다. 설계유량은 8, 000㎥일이고 운전시간은 24시간으로 설계하였다.
설계유량은 8, 000㎥일이고 운전시간은 24시간으로 설계하였다. 설계 입구 수질 및 소독수질 사양은 SS가 10mg/L 이하로 하며 대장균군수는 없도록 설계하였다.
본 시스템의 구성은 하수처리수를 농업용 목적으로 이용하기 위해 부유물질 제거 및 살균소독시스템과 함께 수질 모니 터 링 시스템을 구축하여 관개용수로 적합한 용수를 공급하며 공급 기간 동안 수질변동 상황에 대해 신속한 대처가 가능하도록 구성하였다. 설계유량은 8, 000㎥일이고 운전시간은 24시간으로 설계하였다. 설계 입구 수질 및 소독수질 사양은 SS가 10mg/L 이하로 하며 대장균군수는 없도록 설계하였다.
하수처 리수의 농업용수 재이용에 대한 지금까지의 연구결과를 토대로 농업용수 재이용 수질 기준과 지금까지 개발된 하수재이용 시스템 그리고 각종 요소기술 개발을 위한 파일럿 실험과 대규모 시범지구 시설까지를 요약하였다.
성능/효과
또한 생육기간 중 작물생육, 분얼 등에서 대비구에 비하여 월등히 양호한 결과를 얻었고, 도복 등 작물피해나 병해충 발생 등이 나타나지 않았다. 2002년부터 2006 년까지 배추, 무, 상추, 얼거리, 보리 등 밭작물과채소에 하수처리수를 관개한 결과 지하수 관개에 비하여 평균 약 10%이상의 증수 결과를 얻었다. 또한 채소의 생육에 문제가 나타나지 않았다.
하수재이용 관개구의 수확량은 대비 구보다 높았으며, 표준시비량보다 40~50% 정도 작게 시비하여도 수확량에는 큰 차이가 없었는데 이는 재이용수 중에 함유된 비료성분 (질소, 인 등) 이 활용되기 때문이었다. 따라서 채소재배의 경우도 적정시비량은 표준시비량보다 절비하는것이 유리할 것으로 판단된다.
논벼의 경우 하수재이용 재배구의 수확량은 지하수관개 대비구에 비하여 평균 약 40% 증수결과를 얻었다. 또한 생육기간 중 작물생육, 분얼 등에서 대비구에 비하여 월등히 양호한 결과를 얻었고, 도복 등 작물피해나 병해충 발생 등이 나타나지 않았다. 2002년부터 2006 년까지 배추, 무, 상추, 얼거리, 보리 등 밭작물과채소에 하수처리수를 관개한 결과 지하수 관개에 비하여 평균 약 10%이상의 증수 결과를 얻었다.
밭 작물 재배 포장에서도 토양환경영향은 미미한 수준이었다. 하수재이용 재배구로부터 오염부하량은 일반 논의 경우보다 높았으나, 논에서의 수질 정화기능을 고려할 때 수질개선 효과가 큰 것으로 나타났다. 오염부하량의 증가는 논물의 비료 성분 농도가 일반 논보다 높은 데 기인하는 것으로 판단된다.
추와 같이 엽체를 생식하는 경우 하수처리수의 수질 성분에 따라 환경호르몬 검출이 가능할 것으로 예상되나, 그 양은 매우 미세한 정도이고 직접적인 유해성과는 무관한 것으로 분석되고 있다. 하수재이용 재배구에서 수확된 채소류 중 상추 잎에서는 소독 처리되지 않은 하수처리수에서 대장균이 검출되는 경우에는 마찬가지로 병원성 대장균검출이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 엽체류등에 하수재이용수를 급수할 경우 엄격한 수질 관리가 필요한 것으로 평가되었다.
하수재이용 재배구의 작물 생체 중 환경호르몬을 분석할 결과, 엽체류에서는 미량의 환경호르몬 성분이 검출되었다. 추와 같이 엽체를 생식하는 경우 하수처리수의 수질 성분에 따라 환경호르몬 검출이 가능할 것으로 예상되나, 그 양은 매우 미세한 정도이고 직접적인 유해성과는 무관한 것으로 분석되고 있다.
후속연구
현재의 직 . 간접이용과 향후 증가하는 대체 수자원 활용을 위한 적절한 종합적인 대책이 수립되어야 할 것으로 판단된다. 또한 최근 정부가 추진하는 GAP(우수농산물관리제도) 인증을 받기 위해서는 오염된 물 또는 토양, 농약, 중금속, 유해생물 등 식품안전성에 문제를 발생시키는 요인을 관리해야 하며, 친환경농산물의 부가가치가 일반 농산물의 2배에 해당하는 등 농가 소득 향상과 농업경쟁력 확보가 가능하다.
요소기술 개발을 위한 연구에서는 주로 포트나 소규모 포장단위에서 이루어졌으며, 이와 같은 실험 장치는 보통 여러가지 처 리수준에 따른 논벼 생육시험 등에 적합한 기술이며, 현장적용의 사전 단계로 적용되는 경우가 많다. 그러므로 요소기술개발 다음 단계는 보다 넓은 지역의 실증적 실험 등을 통해 지금까지 개발된 영농관리기술들이 어떻게 적용되는지를 확인하고, 만약 새로운 문제가 나타날 경우 이를 해결해가는 등 추가 기술을 개발하여 이의 타당성을 검증해야 한다. 다음은 전국적으로 산재되어 있는 유형 별 최적의 직접 또는 간접 재이용 시스템 적용을 확립하고 시범사업의 확대를 통한 기술의 실용화를 이루어야 한다.
수자원프론티어 연구사업에서는 농업용수의 직접 및 간접 재이용 시스템 적용기술을 확립하고 이를 실용화하도록 발전시킬 경우, 농업용수 재이용사업은 성공 가능할 기술로 평가하고 있다. 또한 우리나라의 농업용수 부족 문제를 해결하기 위한 대안으로 하수재이용수의 친환경적인 농업이용에 대한 구성원들의 요구가 증가할 것으로 예상되고, 하수재이용수를 농업에 이용할 시 사회 구성원들로부터 다양한 의견이 도출될 수 있을 것이다. 특히 보건 위생 도와 안전 농산물 생산과 관련되어 지속적인 문제 제기가 있을 것으로 예상됨에 따라 하수처리수의 친환경적인 농업에의 이용을 위한 다양한 연구와 데이터의 축적이 필요한 시점이다.
마지막으로, 시범사업지구를 대상으로 하수처리수를 농업용수로 재이용할 경우 지속적인 모니터링을 통해 어떤 긍정적 또는 부정적 측면이 있는 지를 구명하는 일이 반드시 이루어져야 할 부분이다. 하수처리수를 재이용하더라도 농작물 생육이나 농민, 혹은 소비자 등 인체에 어떠한 유해한 일도 없다는 것이 과학적이고 객관적으로 검토되지 않으면 하수재이용 사업 자체를 달성하지 못할 위험도 있다.
하수처리수의 농업용수 재이용을 위한 여러 요소기술 개발 후 현장적용시 고려되어야 할 사항을 살펴보면 먼저, 넓은 지역의 관개 지구에 하수처리수를 공급할 때 어떠한 문제가 나타나는 지 등에 대한 실증적인 실험이 요구된다. 요소기술 개발을 위한 연구에서는 주로 포트나 소규모 포장단위에서 이루어졌으며, 이와 같은 실험 장치는 보통 여러가지 처 리수준에 따른 논벼 생육시험 등에 적합한 기술이며, 현장적용의 사전 단계로 적용되는 경우가 많다.
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