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문제 정의
- 지표수와의 거리는 오염물질 이동 및 확산 등으로 인해 영향을 받을 수 있는 수생태위해성을 고려하기 위해 선정하였다. 지표수 범위는 우리나라 국가 및 지방하천, 한국농어촌공사의 농촌용수종합정보시스템(RAWRIS)에 등록된 저수지, 한국수자원공사 운영 댐 저수지 등으로 정의 한다.
- 본 연구에서는 토양 · 지하수오염원 관리우선순위 선정을 위해 오염원특성, 지역특성, 수용체특성을 고려한 개략 평가기법을 개발하였다.
- 토양 · 지하수오염원 인벤토리 지역내 오염물질의 상대적 확산 및 이동성 등에 영향을 주는 대표적 인자로서 평가하고자 하였다.
- 따라서 본 연구는 국내 실정에 맞는 토양 · 지하수오염원 관리우선순위 선정을 위한 개략평가기법을 구축하고 시범조사지역에 적용함으로써 관리우선순위 선정기법의 적합성을 검증하고 국가적 차원의 토양 · 지하수오염원 인벤토리 구축을 제안 하고자 한다.
- 세 번째 범주는 수용체특성으로서 읍, 면, 동 단위 인구수와 지표수와의 거리, 음용 지하수관정과의 거리였다. 인벤토리 평가지역내 인구수와 음용 지하수관정과의 거리는 오염물질로 인해 영향을 받는 인체위해성을 고려하고자 한 것이며 지표수와의 거리는 오염물질 이동 및 확산 등으로 인해 영향을 받을 수 있는 생태 위해성을 고려하고자 한 것이다.
제안 방법
- 평가지역내 인구수는 인체 및 생태계 수용체특성을 고려한 토양 · 지하수 오염원 관리우선순위 선정을 위한 간접적 인체위해성 평가인자로 사용하였다.
- 추출된 폴리곤 형태의 오염원의 위치를 지번 중심점 좌표로 포인트 주제도로 변환한 다음, DEM을 이용한 유하 거리 산정을 위해 30 m × 30 m의 격자로 변환하였다.
- 먼저 수집한 오염원 자료의 인 · 허가 신고서 자료의 주소정보가 행정동으로 기재된 경우는 법정동 주소체계로 변환하여 연속지적도의 지적코드로 변환이 가능하도록 수정하였다.
- 또한 수질오염원에 대해 매년 정기적으로 작성되는 ‘전국오염원조사자료’와 ‘화학물질배출량조사자료’를 국립환경과학원으로부터 수집하여 오염원을 파악하였으며, 토양지하수종합정보시스템(http://sgis.nier.go.kr), 국가지하수정보센터 (http://www.gims.go.kr)에서 기 구축된 데이터를 수집하여 상호 비교함으로써 누락된 오염원 목록이 발생하지 않도록 하였다.
- 오수처리시설 · 정화조 설치 신고서, 자동차정비업소등록 신청서, 폐기물처리시설 설치 승인서 등의 관련 주요 인허가 · 신고자료와 새올행정정보시스템을 이용하여 만안구에서 취득 가능한 오염원 자료를 구축하였다.
- 본 시범평가는 도시지역의 오염원 특성을 반영하기 위해 토양 · 지하수오염원 관리우선순위 개략평가기법을 안양시 만안구 지역에 시범평가하였다.
- 음용 지하수 관정의 위치정보는 시 · 군 · 구청 관정현황자료에서 용도가 음용인 관정의 주소와 연속 지적도를 결합시켜 생성한다. 오염원으로부터 가장 가까운 음용 관정까지의 거리를 직선거리로 계산하였다.
- GIS를 이용하여 오염원으로부터 거리를 산정하기 위해서 오염원의 위치정보를 구축하였다. 먼저 수집한 오염원 자료의 인 · 허가 신고서 자료의 주소정보가 행정동으로 기재된 경우는 법정동 주소체계로 변환하여 연속지적도의 지적코드로 변환이 가능하도록 수정하였다.
- 먼저 수집한 오염원 자료의 인 · 허가 신고서 자료의 주소정보가 행정동으로 기재된 경우는 법정동 주소체계로 변환하여 연속지적도의 지적코드로 변환이 가능하도록 수정하였다. 오염원의 위치정보는 오염원자료의 사업장 주소를 연속지적도에서 사용하는 지적코드로 변환하여 연속지적도의 지번코드와 매칭하여 위치정보를 생성하였다.
- 오염원으로부터 지표수까지의 거리 및 가장 인근 음용 지하수관정까지의 직선거리는 ArcGIS 프로그램을 이용하여 산정하였다. 각 오염원별로 오염원특성, 지역특성, 수용체특성 인자에 대한 각각의 배점을 속성자료로 구축하였다.
- 관리우선순위 개략평가기법에서 오염원 특성, 오염물질의 확산 및 이동성, 인체 및 생태 위해성 인자들과 결부시킴으로써 오염원 자체 특성뿐 아니라 위해성을 동시에 고려하였다. 또한 지역내 행정구역에서 상대적 관리순위의 우위에 있는 읍 · 면 · 동을 파악할 수 있어, 중앙정부나 지자체에서 최우선 오염원 관리의 판단 근거를 마련하고 토양 · 지하수오염원의 적극 관리를 통해 국민건강과 생태계를 보호하는 데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 축사 및 가축매몰지, 난방유 저장 시설, (특정)토양오염관리대상시설, 폐물과 고물야적장, 카센터, 비위생매립지, 석유판매소, 지정폐기물매립지 등은 “높음” 오염원의 위해도에 해당되며, 농경지, 폐기물재활용/감량시설, 소각시설, 골프장 등은 중간, 고속도로/도로 유지관리창고/제설시설, 공동묘지, 세차장 등은 “낮음” 위해도로 분류하였다.
- 이를 위해 토양 · 지하수 오염원 인벤토리 구축에 우선적으로 필요한 오염원 분류체계는 이전 연구(안정이 외, 2010)의 분류체계(안)를 토대로 본 연구에 적합하게 수정 · 보완하였으며 오염원 관리우선순위 선정기법을 개발하여 안양시 만안구에 시범 적용 하였다.
- 1과 같다. 본 연구에서는 오염원관리 우선순위 선정을 위해 3가지 범주의 평가인자를 결정하였다. 3가지 범주는 오염원특성, 지역특성, 수용체특성으로 구성된다.
- 각각의 세부인자에 따른 분류등급과 점수는 Table 1에 나타내었다. 구체적 평가인자로는 첫째, 오염원특성에서 오염원의 상대적 위해도를 결정하였다. 두 번째 범주의 지역특성인자로는 강수량, 수리전도계수, 지하수이용량이었다.
- 각 범주마다 세부 오염원으로 나눠지며 미국 펜실베니아 주(Commonwealth of Pennsylvania, 2000), 캘리포니아 주(California Department of Health Services, 1999), 루지애나 주(Louisiana Department of Environmental Quality, 2002)의 문헌상 상대적 위해도 분류를 참고하여 위해도를 높음, 중간, 낮음, 무등급, 비오염원으로 구분하고 배점을 결정하였다. 축사 및 가축매몰지, 난방유 저장 시설, (특정)토양오염관리대상시설, 폐물과 고물야적장, 카센터, 비위생매립지, 석유판매소, 지정폐기물매립지 등은 “높음” 오염원의 위해도에 해당되며, 농경지, 폐기물재활용/감량시설, 소각시설, 골프장 등은 중간, 고속도로/도로 유지관리창고/제설시설, 공동묘지, 세차장 등은 “낮음” 위해도로 분류하였다.
- 도시 및 산업시설 또는 활동에서 발생되는 유기 및 무기물질은 강우시 토양으로 이동될 수 있으며 토양내 축적된 토양오염물질은 강우에 의해 용해되고 이동 하면서 오염의 범위를 보다 넓힌다(정승우 외, 2009). 본연구에서는 우리나라의 1971년부터 2000년까지 30년간 강수량 평년값을 이용하여 5단계로 등급을 구분하고 배점을 부여하였다.
- 수리전도계수는 토양에서 유체의 흐름 정도를 나타내는 척도로 토양 매체의 특성뿐 아니라 유체의 특성을 포함하여 토양 지하수내 오염물질 이동 해석에 있어 가장 중요한 기초정보이다(Domenico and Schwartz, 1990). 수리전도계수 평가인자 범위는 국가지하수 정보센터(http:// www.gims.go.kr)의 국가지하수 관측망 정보에서 충적층의 수리전도계수를 이용하여 5단계로 구분하여 상대적 오염 물질 이동정도를 평가하였다.
- 지하수이용량이 많아지게 되면 지하수포획구간이 넓어 지게 되고, 그에 따라 영향범위 또한 넓어짐을 의미한다. 본 연구에서는 2006년 국내 읍, 면, 동 단위 지하수이용량을 집계하여 지하수이용량 평가인자 등급을 5단계로 구분하였다.
대상 데이터
- 안양시 만안구는 박달동, 석수동, 안양동으로 구성되어 있다. 오염원특성 인자인 오염원의 위치 파악을 위해 안양시청의 관계 부서를 대상으로 오염원 자료를 수집하였다. 오수처리시설 · 정화조 설치 신고서, 자동차정비업소등록 신청서, 폐기물처리시설 설치 승인서 등의 관련 주요 인허가 · 신고자료와 새올행정정보시스템을 이용하여 만안구에서 취득 가능한 오염원 자료를 구축하였다.
- 2과 같다. 7개 범주의 오염원 중 안양시 만안구에 해당되지 않는 자연적으로 발생되는 오염원과 군대에 의해 발생되는 오염원을 제외한 총 5가지의 오염원 범주가 분포하였다. 오염원의 수는 농업에 의해 발생되는 오염원(Table 2 참조, 이하 “농업계”) 4개, 도시에서 발생되는 오염원(이하 “도시계”) 6개, (특정)토양오염관리대상시설 (이하 “특정토양오염계”) 125개, 상업에 의해 발생되는 오염원(이하 “상업계”) 185개, 산업 또는 산업공정에 의해 발생되는 오염원(이하 “산업계”) 45개인 총 365개로 상업계 > 특정토양오염계 > 산업계 > 도시계 > 농업계 순으로 순위가 나타났다.
데이터처리
- 오염원으로부터 지표수까지의 거리 및 가장 인근 음용 지하수관정까지의 직선거리는 ArcGIS 프로그램을 이용하여 산정하였다. 각 오염원별로 오염원특성, 지역특성, 수용체특성 인자에 대한 각각의 배점을 속성자료로 구축하였다.
이론/모형
- 지표수 범위는 우리나라 국가 및 지방하천, 한국농어촌공사의 농촌용수종합정보시스템(RAWRIS)에 등록된 저수지, 한국수자원공사 운영 댐 저수지 등으로 정의 한다. 지표수와의 거리는 수치표고모델(Digital Elevation Model, DEM)을 이용하여 지표면의 고도차에 따른 유하 거리를 이용하여 산정하였다. 지표수와의 거리는 현재 각 지역별 하천과의 거리에 대한 통계가 유용한 것이 없으므로 외국 문헌에 기초하여 200 m 이내에 하천이 존재할 경우 영향이 있는 것으로 보고 등급화 하여 배점을 결정하였다(Conant, 2000).
성능/효과
- 오염원의 수는 농업에 의해 발생되는 오염원(Table 2 참조, 이하 “농업계”) 4개, 도시에서 발생되는 오염원(이하 “도시계”) 6개, (특정)토양오염관리대상시설 (이하 “특정토양오염계”) 125개, 상업에 의해 발생되는 오염원(이하 “상업계”) 185개, 산업 또는 산업공정에 의해 발생되는 오염원(이하 “산업계”) 45개인 총 365개로 상업계 > 특정토양오염계 > 산업계 > 도시계 > 농업계 순으로 순위가 나타났다.
- 박달동, 석수동, 안양동의 동별 오염원 수는 박달동 57곳, 석수동 54곳, 안양동 254곳으로 조사되었으며, 동별 관리우선순위 총 점수 합계는 박달동 1,407점, 석수동 1,380점, 안양동 6,605점으로 산정되었다. 점수분포구간은 15~17점, 18~20점, 21~23점, 24~29점 4가지로 구분하였으며.
- 점수분포구간은 15~17점, 18~20점, 21~23점, 24~29점 4가지로 구분하였으며. 관리우선순위가 높은 24~29점 구간의 동별 오염원 수를 비교해 보면 박달동 40곳, 석수동 41곳, 안양동 189곳으로, 관리우선순위 개략평가 결과 안양동이 가장 우선관리대상임을 알 수 있었다(Fig. 3).
- 관리우선순위 최고 점수인 29점을 살펴본 결과 전체 46개 중 특정토양오염계 석유류저장시설이 25개(54.3%)로 가장 많았으며, 상업계 자동차정비시설이 20개(43.5%), 산업계 금속가공제품 제조업이 1개(2.2%)로 나타났다.
- 본 연구에서는 토양 · 지하수오염원 관리우선순위 선정을 위해 오염원특성, 지역특성, 수용체특성을 고려한 개략 평가기법을 개발하였다. 구축된 평가기법을 도시지역인 안양시 만안구에 시범 적용한 결과, 오염계별 오염원 수는 상업계 자동차정비시설과 세차장이 가장 많고, 관리우선 순위 최고 점수는 특정토양오염계 석유류저장시설이 차지하였다. 박달동, 석수동, 안양동의 동별 관리우선순위 비교 결과, 최고 오염원 수와 점수를 나타낸 안양동이 박달동과 석수동에 비해 관리우선대상임을 파악할 수 있었다.
- 구축된 평가기법을 도시지역인 안양시 만안구에 시범 적용한 결과, 오염계별 오염원 수는 상업계 자동차정비시설과 세차장이 가장 많고, 관리우선 순위 최고 점수는 특정토양오염계 석유류저장시설이 차지하였다. 박달동, 석수동, 안양동의 동별 관리우선순위 비교 결과, 최고 오염원 수와 점수를 나타낸 안양동이 박달동과 석수동에 비해 관리우선대상임을 파악할 수 있었다.
- 오염원 분류체계는 이전 연구(안정이 외, 2010)의 분류체계(안)를 수정하여 주거에 의해 발생되는 오염원은 삭제하고 (특정)토양오염관리대상시설에 의해 발생되는 오염원을 추가하였다. 그 결과 오염원은 자연적으로 발생되는 오염원, 농업에 의해 발생되는 오염원, 도시에서 발생되는 오염원, (특정) 토양오염관리대상시설에 의해 발생되는 오염원, 상업에 의해 발생되는 오염원, 산업 또는 산업공정에 의해 발생되는 오염원, 군대에 의해 발생되는 오염원으로 총 7 개 범주로 구분하였다.
후속연구
- 또한 지역내 행정구역에서 상대적 관리순위의 우위에 있는 읍 · 면 · 동을 파악할 수 있어, 중앙정부나 지자체에서 최우선 오염원 관리의 판단 근거를 마련하고 토양 · 지하수오염원의 적극 관리를 통해 국민건강과 생태계를 보호하는 데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
- 좁은 지역내에서 지역특성과 수용체특성이 유사하여 동일한 인자 값을 사용함에 따라 오염원간 비슷한 관리우선순위 점수가 나타날 수 있다. 따라서 앞으로 이러한 동종 오염원간의 관리우선순위를 평가할 수 있는 정밀평가기법 개발이 요구된다. 또한 도시 지역 특성만이 아닌 농업계나 자연기원 오염원 등 다른 오염원에 대한 특성을 반영하기 위해 도농복합도시 등 다양한 오염원이 존재하는 지역이나 시 · 군 · 구 수준으로 공간적인 범위를 확대하여 적용할 수 있는 다양한 토양·지하수 오염원 평가 기법이 필요하다.
- 또한 신규 산업단지 및 매립지역 등의 입지 선정시 오염유발 최소화를 위한 적지 분석자료 및 지하수측정망을 신설 · 조정하는데 활용이 가능하다.
- 본 연구에서 개발된 토양 · 지하수 오염원관리우선순위 개략평가 기법은 다양한 토양 · 지하수 오염원과 지역특성을 상대적으로 평가하고자 하는 국내 최초 연구로서 그 의미가 있으며 앞으로 많은 보완과 수정을 통해 보다 활용도를 높일 필요가 있다. 좁은 지역내에서 지역특성과 수용체특성이 유사하여 동일한 인자 값을 사용함에 따라 오염원간 비슷한 관리우선순위 점수가 나타날 수 있다.
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