[논문]국내·외 연구사례를 통해 본 하수처리시설 미세플라스틱 배출특성 및 관리방안 고찰

정동환; 주병규; 이원석; 정현미; 박준원; 김창수

doi:10.11001/jksww.2018.32.4.337

국내·외 연구사례를 통해 본 하수처리시설 미세플라스틱 배출특성 및 관리방안 고찰
A mini-review on discharge characteristics and management of microplastics in sewage treatment plants 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.32 no.4, 2018년, pp.337 - 348

정동환 (국립환경과학원 상하수도연구과) , 주병규 (국립환경과학원 상하수도연구과) , 이원석 (국립환경과학원 상하수도연구과) , 정현미 (국립환경과학원 상하수도연구과) , 박준원 (국립환경과학원 상하수도연구과) , 김창수 (국립환경과학원 상하수도연구과)

Abstract ▼ AI-Helper

As the issue of microplastics (MPs) detection in tap water was raised in other countries in 2017, monitoring of MPs in drinking and source water, and sewage treatment plant (STP) effluents was initiated. This study intends to look into other studies on MPs in STPs at home and abroad, and review the characteristics of MPs and their removal efficiencies in the STPs, the risk and effect of MPs on watersheds, and management practices in order to help better understand MPs in STPs. To manage MPs effectively in STPs, it is necessary to investigate the detection of MPs discharged from STPs, do research on human health risk and control measures, and build a monitoring system including standardized analytical methods.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 시점에서 환경부는 하천, 하수, 먹는물 등에서 미세플라스틱에 대한 실 태조사를 추진 중에 있다. 우선 본 논문에서는 국내․ 외 하수처리시설 미세플라스틱에 대한 연구사례를 중심으로 하수처리시설 미세플라스틱의 검출 현황을 통해 배출특성을 살펴보고 관리방안을 고찰해 보고자 한다.

제안 방법

1차 처리 및 2차 처리공정을 갖춘 기존 하․폐수처리 시설은 미세플라스틱을 효율적으로 제거하지만 이들 방류수는 공공수역으로 끊임없이 미세플라스틱을 배 출한다. 이러한 문제를 검토하기 위해 핀란드에서는 전단에 1차침전･표준활성슬러지･2차침전 공정을 갖 고 침지형 한외여과막(Ultra filtration)으로 구성된 MBR공법, 전단에 1차침전･표준활성슬러지･생물학적 탈질필터 공정을 갖는 디스크필터법, 전단에 1차침 전･표준활성슬러지를 갖는 급속모래여과법(3~5 mm 여재로 채운 1 m 여층과 0.1~0.5 mm 여재로 채운 0.5 m 여층으로 구성), 전단에 표준활성슬러지･응집처리 (PAC)를 갖는 용존공기부상법 등 4개의 공정을 설치 한 하수처리시설에 대한 미세플라스틱 처리효율을 조 사하였다. 이때 MBR공법 하수처리시설의 미세플라스 틱 처리효율은 99.
결 론 우리나라는 2017년부터 수돗물에서 미세플라스틱 에 대한 이슈가 부상하면서 상수원수인 하천과 호소, 배출원인 산업계 배출수 및 하수처리시설 방류수 등 에서 미세플라스틱 모니터링을 통한 검출실태 파악이 시작되었다. 이를 위해 국내․외 하수처리시설 미세플 라스틱에 대한 연구사례를 조사하고 하수처리시설 미 세플라스틱의 발생특성과 제거효율, 수계영향과 위해 성, 관리방안에 대해 고찰해 보았다. 미세플라스틱은 마이크로비즈 등 제조 시 주입된 1 차 미세플라스틱과 파쇄되거나 분해작용에 의해 생성 된 2차 미세플라스틱으로 구분된다.

성능/효과

4 개/m3 로 높게 나타나 하수처리시설의 미세플 라스틱 배출에 의해 영향을 받는 것으로 보인다 (National Institute of Environmental Research, 2016). 4.2 미세플라스틱에 의한 수생태계 영향 및 위해성 고찰 환경 중 미세플라스틱 오염에 의한 잠재적인 인체 건 강 영향에 대한 증거는 거의 없다. 이 분야에 대한 연구 는 진행 중에 있으며 건강 영향 여부에 대한 명확한 결과 가 요구된다.
위에서 설명한 미국의 연구 사례처럼 향후 우리나라도 하수처리시 설 유입수․방류수에서 미세플라스틱에 대한 중․장기 조사계획을 수립하고 상시 모니터링을 추진하는 것 이 바람직하다. 6. 결 론 우리나라는 2017년부터 수돗물에서 미세플라스틱 에 대한 이슈가 부상하면서 상수원수인 하천과 호소, 배출원인 산업계 배출수 및 하수처리시설 방류수 등 에서 미세플라스틱 모니터링을 통한 검출실태 파악이 시작되었다. 이를 위해 국내․외 하수처리시설 미세플 라스틱에 대한 연구사례를 조사하고 하수처리시설 미 세플라스틱의 발생특성과 제거효율, 수계영향과 위해 성, 관리방안에 대해 고찰해 보았다.
스웨덴 하․폐수처리 시설에서 300 μm 이상 크기의 미세플라스틱을 세어본 결과 유입수에서는 15,000 개/m3 , 방류수에서는 8 개/m3 의 농도로 조사되었다.
이때 MBR공법 하수처리시설의 미세플라스 틱 처리효율은 99.9%(6.9 → 0.005 개/L)로 가장 높게 나타났으며, 급속모래여과법 시설의 처리효율은 97%(0.7 → 0.02 개/L), 용존공기부상법 시설의 처리효 율은 95%(2.0 → 0.1 개/L)의 순으로 나타났다.
구체적인 내용은 다 음 단락에 설명하였다. 이러한 미세플라스틱 검출 결과 는 하･폐수처리시설 방류수 시료채수량의 차이(스코틀 랜드 50 L, 독일 0.39~1 m3 , 스웨덴 0.6~1 m3 , 핀란드 0.3~1 m3 , 호주 3~200 L, 미국 0.5~2.1 m3 ), 시료채수 장 비의 차이(스코틀랜드 Steel sieve, 독일 Pump+Stainless steel filter, 스웨덴 Pump+Plankton net, 핀란드･호주 Pump+Filter, 미국 Pump+Steel sieve), 미세플라스틱 분 34개소의 방류수에서 미세플라스틱을 조사하였는데 그 중 25개소에서 미세 플라스틱이 검출되었다. 이들 시설 34석입자 크기(스코틀랜드 65 µm 이상, 독일 500 µm 이상･ 이하, 스웨덴 333 µm 이상, 호주 25~500 µm 이하, 미국 125~355 µm 이상), 유기물 분해 유무(독일･호주･미국 H2O2 산화제 사용, 스코틀랜드･스웨덴･핀란드 산화제 미 사용), 분석 장비의 차이(스코틀랜드･스웨덴･핀란드･독 일･호주 Microscope+FTIR 사용, 미국 Microscope 사용) 등에 따라 서로 다르게 나타난다 (Table 1).

후속연구

특히 미국 샌프 란시스코연안연구소에서는 2016년부터 2020년까지 5 년간 샌프란시스코만에 대한 미세플라스틱 모니터링 및 과학적 전략을 수립하고 발생특성, 배출경로, 부하 량, 처리공정에 대해 연구를 수행하고 있다 (San Francisco Estuary Institute, 2017). 우리나라의 경우 수돗물 등에서 미세플라스틱이 검출되는 것으로 나타났는데 상수원수로 사용되는 하천과 호소에서 미세플라스틱 분포실태 조사를 포 함한 발생원에 대한 배출실태를 조사하는 것이 필요 하다. 또한 하수처리시설에 대한 미세플라스틱 관리 대책을 수립하기 위해서는 하수처리시설에서 미세플 라스틱 모니터링을 실시하고 하수처리구역 발생 특 성에 따른 관리방안 마련이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	미세플라스틱을 구성하는 재질에는 어떤 것들이 있는가?	, 2013). 미세플라스틱을 구성하는 재질은 polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene terephthalate(PET), polyvinylchloride(PVC), polyvinylalcohol(PVA) 등 다양하다. 이들 물질 중 PE와 PP가 PET와 PVC보다 다환방향족탄화수소(PAHs) 및 폴리염화비페닐(PCBs)을 더 많이 흡수하는 것으로 나 타나 PE 및 PP를 포함한 제품이 생태계에 악영향을 미칠 수 있다 (Rochman et al.
	미세플라스틱을 구성하는 재질 중 PE와 PP의 문제점은 무엇인가?	미세플라스틱을 구성하는 재질은 polyethylene(PE), polypropylene(PP), polystyrene(PS), polyethylene terephthalate(PET), polyvinylchloride(PVC), polyvinylalcohol(PVA) 등 다양하다. 이들 물질 중 PE와 PP가 PET와 PVC보다 다환방향족탄화수소(PAHs) 및 폴리염화비페닐(PCBs)을 더 많이 흡수하는 것으로 나 타나 PE 및 PP를 포함한 제품이 생태계에 악영향을 미칠 수 있다 (Rochman et al., 2013; Ogata et al.
	미세플라스틱이란 무엇인가?	* Corresponding author: Hyenmi Chung(E-mail: hyenmic@korea.kr) 미세플라스틱은 통상 5 mm 미만 크기의 플라스틱을 말하며, 처음부터 이러한 크기로 제조한 1차 미세플라 스틱은 세안제, 샴푸, 치약, 화장품 등에 사용되며, 2차 미세플라스틱은 플라스틱 가방, 음식 포장지, 컵, 병, 풍선 등과 같은 소비자 제품과 산업 관련 부품, 어업 또는 양식과 관련된 제품이 물리․화학적으로 파쇄되거 나 분해 작용에 의해 만들어진다 (Lee and Kim, 2017; Gold et al., 2013).

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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