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문제 정의
- 본 연구는 서부 경남 12개 시 군 지역의 먹는 물 지하수의 수질 측정 자료를 체계적으로 정리하여 서부 경남 내륙 및 해안지역 음용 지하수의 수질 특성을 파악하고, 그 결과를 통해 내륙 및 해안지역별 음용 지하수 이용 시 관리 되어야 할 항목을 각각 도출 비교하고, 검사 항목간의 상관계수 분석을 통한 효율적인 관리방안을 기초자료를 제시하고자 한다.
제안 방법
- 2007년 01월부터 2010년 07월까지 서부 경남 내륙지역 및 해안지역의 음용지하수 1525건에 대한 수원별 수질특성, 지역별 부적합율, 항목별 부적합율, 항목별 검출 빈도율, 수질 검사 항목간 상관계수 등을 조사한 결과는 다음과 같다.
- 서부경남 내륙 및 해안지역의 음용 지하수의 수질 분석결과를 이용하여 항목간 상관계수를 조사하였다.9) 경도와 증발잔류물질은 상관관계가 높은 항목으로 높은 상관성을 보였으며, 경도는 황산이온과도 높은 유의수준을 나타냈으나, 내륙지역은 0.
대상 데이터
- 2007년 1월부터 2010년 7월까지 서부경남 지역에서 해안을 접하고 있지 않은 거창, 산청, 의령, 진주, 하동, 함양, 합천을 내륙지역, 해안을 접하고 있는 거제, 고성, 남해, 사천, 통영을 해안지역으로 구분하였으며, 지역 내의 지하수 중 음용수로 현재 이용되고 있는 정기검사 대상관정을 대상으로 하였다.
- 시료는 4 L PE (polyethylene)재질의 무균 채수병이나 멸균된 용기에 채수 후 보관 및 운반된 것으로 일반세균, 총대장균군의 검사는 당일 실시하였고 기타 항목은 7일내에 검사를 완료하였으며 검사 대상은 내륙지역 1018건, 해안지역은 507건으로 선별하여 조사하였다.
데이터처리
- 상관계수 분석은 SPSS (vol. 12)를 이용하여 피어슨 상관계수 분석하였다.8)
이론/모형
- 분석방법은 먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙 제 2조에 따라 음용수 항목인 일반세균 외 47개 항목으로 검사하였으며, 먹는물 수질공정시험기준에 준하여 실시하였다.
- 분석항목 중 pH는 유리전극법, F-, Cl-, NO3-, SO4-은 Membrane filter (pore size 0.45 µm)로 여과된 시료를 이온크로마토그래피법(DIONEX ICS-1500)으로, Zn, Mn, As, Se, Cd, Cu, Hg, B, Al, Cr6+, Fe, Pb 등은 여과된 시료에 HNO3를 이용하여 전처리한 후 유도결합플라즈마-질량분석법(ICP-MS, Agilent 7500 Series)으로, 잔류농약과 휘발성 유기물질은 농약잔류량 시험방법과 휘발성 유기물질분석법에 의한 전처리 후 가스크로마토그래피법(Gas Chromatography HP 6890)으로, KMnO4 소비량, 경도 등은 적정법, 그리고 NH4-N는 인도페놀법으로, 흡광도(UV/VIS Spectropotometer Uvikon 933)를 이용하였다.
성능/효과
- 1) 계곡수를 취수원으로 사용하는 마을상수도는 일반세균, 탁도가 지하수를 취수원으로 사용하는 마을상수도보다 높게 검출되었으며, 지하수를 취수원으로 사용하는 마을상수도는 질산성질소, 증발잔류물, 경도, 황산이온, 불소, 철 등이 높게 검출되었다. 일반세균의 경우 계곡수 평균이 60.
- 2) 지역별 부적합율을 조사한 결과 지하수 음용수 수질기준을 초과한 비율인 부적합율은 내륙지역이 18.2%, 해안지역이 24.5%로 해안지역이 높게 나타났으며, 부적합 항목 중 2가지 이상이 동시에 불합격한 비율도 내륙과 해안지역이 각각 38.9%, 51.6%로 해안지역이 내륙지역에 비하여 높은 것으로 조사 되었다.
- 3) 항목별 부적합내역을 조사한 결과 초과건수 내륙지역 449건, 해안지역 118건 중 부적합 항목별로 살펴보면 총대장균군이 23.8%, 26.6%, 일반세균이 16.1%, 16.0%으로 미생물 항목이 음용 부적합 항목의 39.9%, 42.6%로 가장 많은 부분을 차지하였으며, 해안지역의 미생물 항목의 부적합율이 비교적 높은 것으로 나타났다. 탁도의 경우 부적합 항목중 비율이 내륙 및 해안지역이 각각 12.
- 4) 내륙지역 및 해안지역의 음용 지하수의 항목별 검출 빈도율은 질산성 질소의 경우 내륙지역과 해안지역이 각각 0~1 mg/L가 47.9%, 49.7%, 수질기준인 10 mg/L 초과비율은 1.8%, 2.4%로 나타났으며 염소이온도 음용수 수질기준인 250 mg/L 초과비율이 해안지역이 1.4% 높은 것으로 나타났고 전체 빈도율 범위에서 내륙지역보다 높게 나타난 것으로 보아 일부 지하수에서 해수의 영향이 진행중이거나 유입되었을 가능성이 있는 것으로 생각된다.
- 5) 수질항목에 따른 지역별 항목간 상관계수를 살펴보면 경도와 증발잔류물질은 상관관계가 높은 항목으로 높은 상관성을 보였으며, 경도는 황산이온과도 높은 유의수준을 나타냈으나, 내륙지역은 r = 0.819이며, 해안지역은 r = 0.599로 다소 낮게 조사되었다. 이는 황산이온과 경도유발 물질이 해안지역보다 내륙지역 지하수에 같이 존재할 가능성이 큰 것으로 생각되며, 추가적인 조사를 통해 항목간 원인 물질을 확인해 보아야 할 것으로 생각된다.
- 9) 경도와 증발잔류물질은 상관관계가 높은 항목으로 높은 상관성을 보였으며, 경도는 황산이온과도 높은 유의수준을 나타냈으나, 내륙지역은 0.819이며, 해안지역은 0.599로 다소 낮게 조사되었다. 또한 증발잔류물질과 황산이온과도 높은 상관성을 보였으나, 내륙지역은 0.
- 599로 다소 낮게 조사되었다. 또한 증발잔류물질과 황산이온과도 높은 상관성을 보였으나, 내륙지역은 0.850으로 높은 상관성이 있는 반면 해안지역은 0.494로 낮게 조사되었다.
- 또한 증발잔류물질과 황산이온과도 높은 상관성을 보였으나, 내륙지역은 r = 0.850으로 높은 상관성이 있는 반면 해안지역은 r = 0.494로 낮게 조사되었다.
- 5%로 조사되었다. 부적합 항목 중 2가지 이상 동시에 음용 부적합된 비율도 내륙지역, 해안지역이 각각 38.9%, 51.6%로 조사되었다.
- 일반세균의 경우 계곡수 평균이 60.8 CFU/mL, 지하수 평균이 51.9 CFU/mL로 조사되었고, 경도, 증발잔류물, 질산성질소의 경우 계곡수를 수원으로 사용하는 경우에 비해 지하수의 경우가 2~3배 높게 조사되었다. 일반세균의 경우 지하수보다는 계곡수가 쉽게 오염에 노출될 수밖에 없는 특징을 보여주고 있으며, 경도는 인위적 배출원보다는 자연적으로 암반에서 용출되어지는 경향이 강하므로 자연적 지하수환경을 나타내는 항목이므로 지하수가 높게 나타난 것으로 판단된다.
- 일반세균의 경우 계곡수 평균이 60.8 CFU/mL, 지하수 평균이 51.9 CFU/mL로 조사되었고, 경도, 증발잔류물, 질산성질소의 경우 계곡수를 수원으로 사용하는 경우에 비해 지하수의 경우가 2~3배 높게 조사되었다. 일반세균의 경우 지하수보다는 계곡수가 쉽게 오염에 노출될 수밖에 없는 특징을 보여주고 있으며, 경도는 인위적 배출원보다는 자연적으로 암반에서 용출되어지는 경향이 강하므로 자연적 지하수환경을 나타내는 항목이므로 지하수가 높게 나타난 것으로 판단된다.
- 4%로 나타났다. 증발잔류물은 500 mg/L 이하로 나타난 빈도율은 Fig. 7과 같이 내륙지역이 98.8%, 해안지역이 97.0%로 내륙지역이 높게 나타났으며, 불소는 농도구간별 분포가 내륙지역이 해안지역보다 비교적 넓게 분포하였으며 수질기준을 초과한 비율이 내륙지역이 해안지역보다 1.4% 높게 나타났다.
- 일반세균의 경우 지하수보다는 계곡수가 쉽게 오염에 노출될 수밖에 없는 특징을 보여주고 있으며, 경도는 인위적 배출원보다는 자연적으로 암반에서 용출되어지는 경향이 강하므로 자연적 지하수환경을 나타내는 항목이므로 지하수가 높게 나타난 것으로 판단된다. 증발잔류물은 지질학적 영향에 따라 농도가 영향을 받으므로 지하수가 높데 나타났으며, 질산성 질소는 자연에서의 배출은 거의 없으며, 인간활동에 기인하므로 무기비료의 사용과 부패한 동식물, 생활하수 등의 유입으로 인하여 지하수가 높게 나타난 것으로 조사되었다.
- 0%로 내륙지역이 다소 높게 나타났다. 질산성질소는 10 mg/L 이하로 나타난 빈도율은 Fig. 5와 같이 98.2%, 97.6%로 해안지역의 부적합율이 높게 나타났으며, 염소이온의 빈도율은 Fig. 6 같이 내륙지역이 98.7%인데 반해 해안지역은 93.3%로 나타났으며, 수질기준인 250 mg/L를 초과한 비율도 1.4%로 나타났다. 증발잔류물은 500 mg/L 이하로 나타난 빈도율은 Fig.
- 취수원 총 1,525개소 중 계곡수를 취수원으로 사용하는 마을상수도는 일반세균, 탁도가 지하수를 취수원으로 사용하는 마을상수도 보다 높게 검출되었으며, 지하수를 취수원으로 사용하는 마을상수도는 질산성질소, 증발잔류물, 경도, 황산이온, 불소, 철 등이 높게 검출되었다.
- 6%로 가장 많은 부분을 차지하였으며, 해안지역의 미생물 항목의 부적합율이 비교적 높은 것으로 나타났다. 탁도의 경우 부적합 항목중 비율이 내륙 및 해안지역이 각각 12.6%, 11.7%로 나타났으며, 이외 17개 항목이 부적합 항목으로 조사되었으므로 두 지역 모두 우선적으로 살균, 소독처리를 한 후 사용하는 것이 고려되어야 할 것으로 보이며, 저수조를 이용하여 저류 후 염소 소독처리를 한 후 사용하는 것도 좋은 방법일 것으로 판단된다.
- 항목 및 건수별 음용 수질기준 초과건수 및 비율을 조사한 결과 내륙지역 및 해안지역의 총 449건, 118건의 부적합 항목이 나타났으며, 내륙지역 및 해안지역의 부적합 항목 중 총대장균군이 23.8%, 26.6%, 일반세균이 16.1%, 16.0%으로 미생물 항목이 음용부적합 항목의 39.9%, 42.6%로 많은 부분을 차지하고 있었으며, 탁도의 경우 내륙 및 해안지역이 12.6%, 11.7%로 나타났고, 알루미늄은 11.9%, 11.7% 등으로 나타났으며 기타 부적합 항목으로는 불소, 증발잔류물, 질산성질소, 황산이온, 경도, 염소이온, 철, 망간 등이 포함된 총 17개항목이 기타 부적합 항목으로 조사되었다.
- 항목별 검출 빈도율을 조사한 결과 내륙지역 및 해안지역의 총대장균군이 검출되지 않은 빈도율은 Fig. 3과 같이 75.8%, 78.16%로 해안지역이 다소 높게 나타났다. 탁도의 경우 0.
후속연구
- 더불어 지하수를 이용함에 있어 사용지역별 지하수 수질 특성을 고려한 잠재 오염원 차단, 농어촌 지역 인구 감소로 인한 방치공 유지관리, 지하수 부존량을 고려한 적정 채수량 제한 등의 장기적인 지하수 보존 대책이 요구된다.
- 599로 다소 낮게 조사되었다. 이는 황산이온과 경도유발 물질이 해안지역보다 내륙지역 지하수에 같이 존재할 가능성이 큰 것으로 생각되며, 추가적인 조사를 통해 항목간 원인 물질을 확인해 보아야 할 것으로 생각된다.
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