우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다. 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질분석 자료를 고찰한 결과 pH는 5.8~8.5의 범위로 나타났다. 하지만, 현재 우리나라 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(위생안전시험법)은 pH 7.0에서만 평가하고 있어, 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용출에 대한 기초정보가 부족하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 관에 대하여 pH변화가 중금속용출에 미치는 영향을 실험적으로 분석연구하였다. 본 연구 결과, pH가 낮아질수록 일부 금속의 용출정도가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 pH 5.8일 경우, 구리재질의 관에서 Cu가 보정계수(Normalization Factor) 적용 후에도 위생안전기준을 상회하였다. 스테인레스 재질의 관에서는 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서는 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서는 Zn이 기준치를 각각 상회하였으나 보정계수를 적용하면 기준치를 만족하였다. 본 연구의 결과로 현행 위생안전시험법에서 pH조건을 7.0 이외의 낮은 pH 조건을 포함하는 개정의 필요성이 제안되었다. 추후 상수도관으로 사용되는 다른 종류의 관에 대한 추가 연구의 필요성도 제시되었다. 본 연구는 차후 우리나라 위생안전기준의 개정연구에 필요한 기초자료 제시에 기여를 하였다.
우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다. 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질분석 자료를 고찰한 결과 pH는 5.8~8.5의 범위로 나타났다. 하지만, 현재 우리나라 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(위생안전시험법)은 pH 7.0에서만 평가하고 있어, 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용출에 대한 기초정보가 부족하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 관에 대하여 pH변화가 중금속용출에 미치는 영향을 실험적으로 분석연구하였다. 본 연구 결과, pH가 낮아질수록 일부 금속의 용출정도가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 pH 5.8일 경우, 구리재질의 관에서 Cu가 보정계수(Normalization Factor) 적용 후에도 위생안전기준을 상회하였다. 스테인레스 재질의 관에서는 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서는 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서는 Zn이 기준치를 각각 상회하였으나 보정계수를 적용하면 기준치를 만족하였다. 본 연구의 결과로 현행 위생안전시험법에서 pH조건을 7.0 이외의 낮은 pH 조건을 포함하는 개정의 필요성이 제안되었다. 추후 상수도관으로 사용되는 다른 종류의 관에 대한 추가 연구의 필요성도 제시되었다. 본 연구는 차후 우리나라 위생안전기준의 개정연구에 필요한 기초자료 제시에 기여를 하였다.
In Korea, previous certification of water supply infrastructure was mainly focused on economical and physical aspects. Recently, hygienic safety of water supply service has become a sensitive and important issue to our people for evaluating the water quality with growth of economy and education syst...
In Korea, previous certification of water supply infrastructure was mainly focused on economical and physical aspects. Recently, hygienic safety of water supply service has become a sensitive and important issue to our people for evaluating the water quality with growth of economy and education system. According on water quality in 497 Korean water supply facilities, pH values in the supplied water have ranged between 5.8-8.5. However, little is known about metal leachability at the pH conditions observed in the real water supply systems because a fixed pH condition (pH 7.0) has been used in the current standard method, 'Hygienic Safety Testing Method', in water supply. In this work, we examined the effects on heavy metal leachability with pH differences in the water supply pipes which are typically used in Korea. As a result, the amounts of metal leachability were tended to increase when pH levels were decreased. Especially at pH 5.8, Cu leachability from Cu pipes was found to exceed the public health standard level even after applying a normalization factor (NF) given by the current Korea standard method. The Cr and Cu leached from stainless steel pipes, Cd, Pb, Cu, and Zn from Cu-based pipe fittings, and Zn from Zn-based pipe fittings were exceeded the Korean hygienic safety standards while, after applying the NF, concentrations of the leached metals were satisfied with the current Korean standard. The findings from this work provide implications on the needs of reforming the current hygienic safety standard methodology.
In Korea, previous certification of water supply infrastructure was mainly focused on economical and physical aspects. Recently, hygienic safety of water supply service has become a sensitive and important issue to our people for evaluating the water quality with growth of economy and education system. According on water quality in 497 Korean water supply facilities, pH values in the supplied water have ranged between 5.8-8.5. However, little is known about metal leachability at the pH conditions observed in the real water supply systems because a fixed pH condition (pH 7.0) has been used in the current standard method, 'Hygienic Safety Testing Method', in water supply. In this work, we examined the effects on heavy metal leachability with pH differences in the water supply pipes which are typically used in Korea. As a result, the amounts of metal leachability were tended to increase when pH levels were decreased. Especially at pH 5.8, Cu leachability from Cu pipes was found to exceed the public health standard level even after applying a normalization factor (NF) given by the current Korea standard method. The Cr and Cu leached from stainless steel pipes, Cd, Pb, Cu, and Zn from Cu-based pipe fittings, and Zn from Zn-based pipe fittings were exceeded the Korean hygienic safety standards while, after applying the NF, concentrations of the leached metals were satisfied with the current Korean standard. The findings from this work provide implications on the needs of reforming the current hygienic safety standard methodology.
하지만 이에 대한 기초자료는 매우 미흡하다. 따라서 본 연구의 목표는 pH 7보다 낮은 조건에서의 수소이온농도가 상수도 관내에서 중금속 용출에 미치는 영향을 실험적으로 연구하는 것이었다. 이를 위해서 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질 분석 자료를 토대로 상수관으로 사용되는 금속관 중 아연도강관, 동관, 스테인레스관 등을 이용하여 수도용 자재에 대한 중금속 용출시험을 진행하였고, pH가 상수도관의 중금속 용출에 미치는 영향과 용출경향을 파악하여서 보다 안전한 상수도관의 관리를 위한 기초자료로 제시하였다.
제안 방법
따라서 본 연구의 목표는 pH 7보다 낮은 조건에서의 수소이온농도가 상수도 관내에서 중금속 용출에 미치는 영향을 실험적으로 연구하는 것이었다. 이를 위해서 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질 분석 자료를 토대로 상수관으로 사용되는 금속관 중 아연도강관, 동관, 스테인레스관 등을 이용하여 수도용 자재에 대한 중금속 용출시험을 진행하였고, pH가 상수도관의 중금속 용출에 미치는 영향과 용출경향을 파악하여서 보다 안전한 상수도관의 관리를 위한 기초자료로 제시하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 일반 수도용 급수 배관에 사용되는 것으로 스테인레스 강관 3종류, 동관 3종류, 스테인레스 주름관 1종류, 동 Elbow 3종류, 스테인레스 Elbow 3종류, 아연도금 Elbow 2종류, 주름관 Elbow 1종류를 대상으로 하였다. 그 중에는 기존 위생안전(KC)인증을 받은 제품도 포함되었다(Table 1).
시험에 사용된 시험수는 우리나라 위생안전기준 용출수 조제방법에 따라 3차 정제수(최소저항 18 ㏁･cm-1 이상)를 사용하였으며 경도를 맞추기 위해 염화칼슘용액, pH를 맞추기 위해 염산과 수산화나트륨을 사용하였다. 2011년 1월부터 2015년 12월까지 최근 국내 497개 정수장의 pH는 최소 5.
데이터처리
고농도의 시료를 대비하여 간섭의 영향을 파악하기 용이한 ICPOES를 1차 분석법으로 사용하였다. ICP-OES 분석의 경우, 중금속의 1차적인 분석으로 Thermo사의 iCAP 7400 Duo를 사용하였으며 기기의 분석조건은 Table 4에 나타내었다.
성능/효과
본 연구의 주요 결과로 관 재질과 상관없이 pH가 낮아질수록 중금속의 용출 정도가 커지는 경향이 있으며, 구리관의 경우 Cu가 pH 5.8의 약산성상태에서 위생안전기준을 상회하는 것을 확인하였다. 스테인레스 재질에서 Cu의 경우 pH 5.
004)를 적용하면 기준치 이내인 것을 확인할 수 있었다. 위 결과를 통해 수돗물이 낮은 pH로 상수도관을 통과하면 중금속 용출이 증가함을 예상할 수 있다. 국내 수돗물의 pH 현황고려 시 현행 위생안전시험법에서 pH 7.
0만으로 시험을 진행하는 것은 상수도관 위해성평가에 한계가 있다고 판단된다. 이외의 재질에 대해서는 스테인레스 재질의 관에서 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서 Zn이 보정 계수 적용 전 위생안전기준치를 상회하였지만 보정계수 적용 후기준치를 만족하는 결과를 얻었다. 우리나라 위생안전기준의 보정 계수는 일본의 규격(JIS 3200-7) 값을 그대로 들여 온 것으로 상수도관의 보정계수에 대한 국내 실정과 국민신뢰 안전성에 맞는 추가연구가 필요하다.
후속연구
8의 약산성상태에서 위생안전기준을 상회하는 것을 확인하였다. 스테인레스 재질에서 Cu의 경우 pH 5.8에서 용출농도가 감소하였고 이는 Cu보다 산화도가 큰 Fe, Cr, Ni이 대신 산화된 것으로 추정되며 상수도관과 산화환원전위에 대한 추가 연구가 필요하다. 구리재질의 Cu를 제외하고 나머지 중금속 중 기준치를 상회하는 항목들이 존재하였으나 현행 수도법상의 보정계수(급수관 : 0.
이외의 재질에 대해서는 스테인레스 재질의 관에서 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서 Zn이 보정 계수 적용 전 위생안전기준치를 상회하였지만 보정계수 적용 후기준치를 만족하는 결과를 얻었다. 우리나라 위생안전기준의 보정 계수는 일본의 규격(JIS 3200-7) 값을 그대로 들여 온 것으로 상수도관의 보정계수에 대한 국내 실정과 국민신뢰 안전성에 맞는 추가연구가 필요하다. 또한 본 연구에서는 스테인레스, 구리, 아연 재질만으로 연구를 진행하였기에 상수도관으로 사용되는 에나멜코팅 도복장강관, 액상에폭시 도복장강관, 주철관, 닥타일주철관, PVC관, PE관 등에 관한 추가연구가 필요하다.
우리나라 위생안전기준의 보정 계수는 일본의 규격(JIS 3200-7) 값을 그대로 들여 온 것으로 상수도관의 보정계수에 대한 국내 실정과 국민신뢰 안전성에 맞는 추가연구가 필요하다. 또한 본 연구에서는 스테인레스, 구리, 아연 재질만으로 연구를 진행하였기에 상수도관으로 사용되는 에나멜코팅 도복장강관, 액상에폭시 도복장강관, 주철관, 닥타일주철관, PVC관, PE관 등에 관한 추가연구가 필요하다. 본 연구를 통해서 기존의 위생안전시험법이 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용 출을 시험하는 방법으로 개선 필요성이 제시되었고, 해당 결과들은 우리나라 위생안전기준의 개정연구에 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
경제수준의 상승으로 인한 상수도 서비스에 요구되어지는 것은 무엇인가?
우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다. 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질분석 자료를 고찰한 결과 pH는 5.
우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 어디에 초점을 맞추어 사용되어 왔는가?
우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다.
국내 정수장의 수질분석 자료 고찰에서 미흡한 점은 무엇인가?
5의 범위로 나타났다. 하지만, 현재 우리나라 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(위생안전시험법)은 pH 7.0에서만 평가하고 있어, 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용출에 대한 기초정보가 부족하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 관에 대하여 pH변화가 중금속용출에 미치는 영향을 실험적으로 분석연구하였다.
참고문헌 (8)
Lee, H. Y. (2000). Corrosion of Metals, Youn-Kyoung Culture history, Seoul (in Korean).
Ministry of Environment, Korea (2007). Hygienic Safety Standards, Conformity Assessment System of Water Works Materials Research Report, No. 187169 (in Korean).
Ministry of Environment, Korea (2014). Hygienic Safety Standards Testing Process Improvement Methods (in Korean).
Ministry of Environment, Korea (2015). Water Supply Materials and Products of Hygienic Safety Standards Testing Process Methods (in Korean).
Ministry of Government Legislation (2011). Water Supply Materials and Products of Hygienic Safety Standard Act. No. 413, 25. May, Ministry of Environment, Korea (in Korean).
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Water Supply and Sewerage Policy Division (2014). Water Supply Statistics 2013. No. 5585236. Ministry of Environment, Korea (in Korean).
World Health Organization (WHO) (2011). Guideline for Drinking-Water Quality 4th edition.
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