초록 ▼

정수처리시 상수원에 존재하는 미생물의 살균을 목적으로 염소소독을 실시하고 있으나 이들은 원수에 오염된 화학물질(humic acid)과 반응하여 각종 유독한염소소독부산물(disinfection by-products: 이하 DBPs)을 생성하는 것으로 알려져 있다.특히 트리할로메탄(trihalomethanes : 이하 THMs), 할로아세틱 산(haloacetic acids : 이하HAAs), 할로아세토나이트릴(haloacetonitriles), 할로케톤(haloketones)그리고 할로피클린(halopicrins)등

정수처리시 상수원에 존재하는 미생물의 살균을 목적으로 염소소독을 실시하고 있으나 이들은 원수에 오염된 화학물질(humic acid)과 반응하여 각종 유독한염소소독부산물(disinfection by-products: 이하 DBPs)을 생성하는 것으로 알려져 있다.특히 트리할로메탄(trihalomethanes : 이하 THMs), 할로아세틱 산(haloacetic acids : 이하HAAs), 할로아세토나이트릴(haloacetonitriles), 할로케톤(haloketones)그리고 할로피클린(halopicrins)등의 염소소독부산물이 수도수중에서 발생되어 논란의 대상이 되고 있다.미국 환경보호청 (US EPA)에서는 이러한 소독부산물중 Trihalomethanes,dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, dichloroacetonitrile을 인체에 유력한(possible) 또는가능한(probable)발암물질로 규정하고 있다. 또한 음용수중에 THMs MCLs(maximumcontaminant levels)를 80㎍/L, HAAs는 60㎍/L로 제안하고 있다. 그러나 우리 나라에서는음용수중 THMs만 규제물질로 제시하고 있을 뿐 HAAs나 HANs에 대한 연구가 거의 되어있지 않은 실정이다. 이 연구에서는 첫째, 서울시 일부 정수장을 대상으로 발생되는DBPs를 측정하였다. 둘째, 원수의 특성에 따라 생성되는 DBPs생성능(DBP formationpotentials: DBPFPs)을 측정하기 위해서 원수를 염소처리한 후 DBPs생성능을 측정하였고,응집·침전 후 염소처리시 DBPs생성능을 측정하였다. 또한 DBPs의 생성에 미치는bromide ion의 영향을 규명하기 위해 실험하였다. 이러한 결과를 가지고 음용수중 소독부산물이 인체에 미치는 영향을 평가하고자 소독부산물의 건강위해성평가를 실시하여 위해도를 산정한후 이를 근거로 하여 규제기준 마련을 위한 방안을 제시하고자 한다.조사대상시기는 1996년 4월, 서울시 일부 정수장의 원수, 정수 및 가정수를 채수하여DBPs를 측정하였다. 수질 특성이 다른 지역에서 채수한 상수원수와 이를 응집.침전처리후 염소처리시 pH와 시간에 따른 DBPs생성능을 측정하였다. 예비실험을 통하여 인자들을 선정하고 잔류염소량이 0.5㎎/L이 되도록 염소를 투여하였다. pH별로 반응시간이 경과됨에 따라 DBPs생성능을 측정하였다. 또한 humic acid를 0.5,10,15,20㎎/L이 되게 조제한시료에 bromide의 농도를 0, 0.5, 2.5, 5㎎/L이 되게 조제한 시료에 bromide의 농도를0,0.5,2.5, 5㎎/L로 변화시켜 염소 처리한 후 48시간 반응시켰을때 소독부산물생성변화를 실험하였다. 이때 모든 실험은 20℃ 항온실에서 실시하였다. 또한 서울시 일부 가정수에서측정된 소독부산물을 노출평가로 복합물질에 대한 초과발암위해도를 추계하였다.서울시 정수장에서 발생되는 DBPs의 농도는 가정수에서 평균 36.6±17.0㎍/L로 측정되었으며, THMs외에도 HAAs나 HANs도 상당량 발생되어 THMs:HAAs:HANs의 비율이약 5:3:1로 측정되었다. 수질특성이 다른 원수의 DBPFPs는 시간이 경과할수록 증가되었으며, pH가 7.0일 때 높은 생성능을 보였다. 원수를 응집·침전처리후 염소처리시에는 원수를 염소처리할때보다 생성능의 감소를 보이였다. Bromide에 따른 DBPs 생성특성조사에서 bromide 농도가 증가 할 수록 brominated DBPs는 증가되었고 chlorinated DBPs는 오히려 감소되는 생성능을 나타냈다. 정량적인 위해성평가에서 THMs 복합물질에 대한total TEQ(toxic equivalent)는 17.03㎍/L로 THMs 복합물질에 대한 초과발암위해도는 2.9×10-6으로 추계 되었다. 또한 HANs 복합물질에 대한 total TEQ는 1.61㎍/L로 산출된 위험값은 0.1로 추계되었다. 이러한 위해성평가로부터 위해도를 고려하여 수질기준을 설정하여야 할 것이다.

Abstract ▼

The main reason of applying chlorination is to sterilizemicrobes existing in the treating water. But chlorination could lead to the formation ofdisinfection by-products(DBPs) by the reaction of free chlorine with humic substance inthe water. Especially the DBPs including trihalometha

The main reason of applying chlorination is to sterilizemicrobes existing in the treating water. But chlorination could lead to the formation ofdisinfection by-products(DBPs) by the reaction of free chlorine with humic substance inthe water. Especially the DBPs including trihalomethanes(THMs), haloaceticacids(HAAs), haloacetonitriles(HANs), and haloketones(HKs) exist in the tap water.The US environmental protection agency(US EPA) defines that trihalomethanes,dichloroacetic acid, trichloroacetic acid, dichloroacetonitrile, among DBPs areprobable/probable/possible human carcinogens. US EPA suggests maximumcontaminant levels(MCLs) for THMs(80㎍/L) and HAAs(60㎍/L) in drinking water.In Korea, THMs in drinking water has been surveyed but DBPs in general has notbeen studied in drinking water practically. Therefore only THMs have been regulatingas criteria compounds since 1990 but neither HAAs nor HANs. Researches on HAAsand HANs are yet to be found. DBP formation potentials(DBPFPs) have not beenpracticed. DBPFPs depends on the characteristics of water sources by chlorination.In this study, DBPFPs from four distinct sources were investigated by laboratorychlorination experiments. This study was performed to measure the level of DBPs indrinking water in Seoul area.At April 1996, after collecting the raw waters from the four sites with the differentproperties, the water samples were chlorinated at various conditions(pH 5.5, pH 7.0 andwithout pH adjustment) in the state of raw water to have 0.5㎎/L of residual chlorineconcentration. The raw water, treated water, and tap water were collected to measurethe DBPs concentration. The quantititative analysis of DBPs was conducted by USEPA methods.In tap water of households in Seoul, DBPs were measured with the mean value of36.6±17.0ppb. Chloroform, dichloroacetic acid, trichloroacetic acid and dichloroacetonitrileas the hazardous compounds are measured at higher value. After 48hours ofchlorination, The ranges of measured level of THMFP, HAAFP, and HANFP,andHANFP were 54.4∼86.6ppb, 26.7∼36.5ppb, and 10.6∼24.9ppb, respectively. DBPFPswas the highest at the pH 7.0 and was increased with the reaction time. Among theDBPFPs, THMFP was detected THMs in tap water exceeded 10-6 level. Based onabove results, application of the health risk assessment is urgent in the managementprocess for the standard.

목차 Contents

• I. 서론...10
• II. 연구내용 및 방법...11
• 1. 연구의 틀...11
• 2. 소독부산물의 분석방법...11
• 3. 수도수의 DBPs 농도 조사...19
• 4. 소독부산물의 생성능(formation potential) 조사...19
• 5. 소독부산물의 위해성 평가...21
• III. 연구결과...24
• 1. 수도수의 DBPs 농도 조사...24
• 2. 상수중 DBPs 생성능(formation potential) 조사...27
• 3. 소독부산물의 위해성 평가...49
• IV. 고찰...52
• V. 결론...54
• VI. 참고문헌...55