보고서 정보
주관연구기관 |
한국환경정책ㆍ평가연구원 Korea Environment Institute |
연구책임자 |
최지용
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참여연구자 |
신은성
|
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 1997-12 |
주관부처 |
환경부 Ministry of Environment |
등록번호 |
TRKO201800043922 |
DB 구축일자 |
2019-06-01
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초록
▼
3. 연구 결과
ㅇ 비점오염원 처리비용은 오염원에서 멀어질수록 증가하며, 단위오염당 처리비용은 농도가 적을수록 많이 소요되므로 비점오염원 관리기술의 적용은 발생지점에 적용하는 것이 가장 바람직
ㅇ 우리나라의 도시지역에 적용 가능한 비점오염원 관리방안은 토지이용의 효율화 등을 통한 비물리적 방법과 인공습지 및 식생대 조성 등과 같은 물리적 방법 및 물리-화학적 처리시설을 통한 직접처리법 등이 있음
- 비물리적 방법중에는 토지이용제한 등을 통한 친환경적 토지이용의 유도, 민감지역의 보전과 관리 및 주기적인 도시
3. 연구 결과
ㅇ 비점오염원 처리비용은 오염원에서 멀어질수록 증가하며, 단위오염당 처리비용은 농도가 적을수록 많이 소요되므로 비점오염원 관리기술의 적용은 발생지점에 적용하는 것이 가장 바람직
ㅇ 우리나라의 도시지역에 적용 가능한 비점오염원 관리방안은 토지이용의 효율화 등을 통한 비물리적 방법과 인공습지 및 식생대 조성 등과 같은 물리적 방법 및 물리-화학적 처리시설을 통한 직접처리법 등이 있음
- 비물리적 방법중에는 토지이용제한 등을 통한 친환경적 토지이용의 유도, 민감지역의 보전과 관리 및 주기적인 도시청소실시와 같은 개발 후 도시지역의 합리적 관리 등을 통해 오염원으로의 전환의 여지를 남기지 않는 방법
- 물리적 방법은 기존의 유수지 등을 개량하여 사용하는 방법이 있으며 그외 기존의 하천부지 및 하천과 호수연안의 식생대 조성 등의 방법
- 직접처리방법은 초기우수를 저류하여 처리시설에서 처리하는 방법과 기타 침전물분리장치 등을 이용하는 방안
가. 비 물리적 방안
1) 비점오염원 방류수규제의 실시
ㅇ 비점오염 유출지점에 대해 방류수 기준을 적용하는 방안으로 이를위해 우선 수질환경보전법에 일정 규모이상의 비점오염원을 점오염원으로 정의
- 환경부 장관이 지정하는 일정 규모이상의 도시지역(광역시)과 산업지역의 주요 우수유출수 지점은 방류수 기준을 적용
- 또한 비점오염원을 다량 배출시키는 단일 공업업종에 대해서도 우수유출수에 대한 방류수 기준을 적용
ㅇ 비점오염원을 발생시키는 업종
- 목재 및 나무제품, 화학 및 관련 제품, 석유 및 석탄제품, 석재 및 요업제품, 일 차 금속, 철골제품, 조선 및 조선수리업
- 석유 및 가스 생산, 처리, 정제, 수송업으로서 원료, 중간제품, 완제품, 부산품, 폐기물 등이 강우에 노출된 지역
- 유해폐기물 처리, 저장, 최종처분업
- 공업폐기물을 매립중이거나 매립한 지역
- 금속폐품 및 배터리 재생업, 폐차장
- 석탄화력을 포함한 증기발전 시설
- 자동차 정비 및 세정시설이 있는 운수시설, 제설, 제빙시설이 있는 공항, 자동차유지보수(자동차 재생, 기계수리, 도색, 주유, 윤활유 교환 등)
- 도시하수 및 슬럿지 처리, 저장, 재이용 관련시설(농장, 가정정원, 처리장내에 입지하지 않은 슬럿지 재이용 시설은 제외)
- 벌목, 정지, 굴착 등을 포함하는 토지형질변경사업
- 원료처리시설, 중간제품, 최종제품, 폐기물, 부산물 및 관련기계 시설이 강우에 노출되는 산업
2) 친환경적 토지이용 유도
ㅇ 하천이나 호수연안을 따라 토지이용을 확대하는 것은 수질오염에 가장 큰 영향을 끼침
- 식생이 덮여있는 연안은 강우유출수의 오염물질을 제거하는데 최상의 자연 시스템으로, 일단 그 식생대가 파괴되면 연안침식이 급격히 증가함과 동시에 강우시 유출되는 비점오염원에 대한 완충능력도 없어 짐
- 특히 여름철 도시지역의 강우 유출수는 포장도로에 쌓인 오염물질로 인해 오염도가 높을뿐만 아니라 유출수의 온도도 일반 하천보다 상당히 높아 오염물 조절과 온도의 완충역할을 하는 것이 연안식생대이기 때문에 이들의 보전에 대해 토지이용계획시 세심한 배려가 필요
ㅇ 자연배수로와 같은 수문학적으로 민감한 지역으로의 도시적 토지이용확대는 침식으로부터 토양을 보호하고 있는 자연식물생태와 식생대의 여과능력을 파괴
- 이를 사전에 방지하기 위해 각종 토지이용계획시 주변 수문상황과 조화있게 계획하는 것이 바람직하며, 건축물의 배치도 점오염원 저감뿐만 아니라 비점오염도 저감방안도 동시에 고려
- 단지계획시 토양환경을 조사하여 민감한 지역의 경우 불침투성 표면의 설치를 피하고, 토지이용 계획시 비점오염관리방안을 강구하여 비점오염원이 자연시스템내에서 순환될 수 있도록 하여야 함
- 환경적으로 민감한 지역인 급경사, 고밀도 식생지역, 유공성 토양지역, 침식성 토양지역, 자연배수로, 호수나 하천의 연안지역 등은 개발을 피해야 함
3) 도시개발 및 관리
ㅇ 도시개발 및 관리시 비점오염유출을 근원적으로 막기 위해서는 표토교란을 최소화하고 기존의 수문상황(첨두유량, 배출량, 투과용량, 기본유량, 지하수배출과 수질)에 큰 변화가 없도록 하여야 함
- 상기의 목표를 이룰 수 있는 최상의 출발점은 도시개발시 또는 건설공사시 공사지역을 최소화하여 자연상태의 훼손을 최소화
- 특히 벌목과 토지형질변경은 개발에 필요한 최소한의 장소에서만 일어날 수 있도록 함
- 불필요한 잔디지역을 일정면적 이하로 하고 나머지는 토착식물을 조성토록하는 자연생태유지 공법의 적용
ㅇ 도시지역의 open space도 각종 인위적 활동에 의해 주요 비점오염원으로 대두되므로 open space의 적정관리는 비점오염원 관리를 위해 중요함
- 특히 식생으로 덮여있는 경우, 적당한 유기물질을 포함하도록 하여 지력을 높여 비료와 살충제의 사용량을 감소시켜 비점오염원화 할 수 있는 여지를 감소
- 유기물질의 적절한 균형은 수분보유능, 공기와 영양물질 저류성을 증진
- 겨울에는 낙엽과 풀을 제거하여 이듬해 비점오염원이 되지 않도록 해야하며, 제거된 유기물은 mulch로 사용하거나 퇴비화하여 재 순환
4) 비 물리적인 방법의 선별기준
ㅇ 규제방법이 문제되는 오염물질을 처리하기 위한 효율적인 방법 여부
ㅇ 현 정부의 시책 및 지방정부의 특성상 실현 가능성 여부
ㅇ 공공기관이 수용 가능한 시책인지 여부
나. 물리적 방안
ㅇ 초기 우수유출수의 오염도는 합류식이 분류식보다 2∼4배 가량 높으며, 평상시 일반하수농도보다 높은 경우가 많아 초기 우수유출수의 처리는 매우 중요하게 대두
- 미국의 도시지역에서 실험한 결과에 의하면, 초기우수를 8∼25mm 처리하자 하천 BOD가 85%나 감소
ㅇ 비점오염원 규제에 가장 효과적인 방법은 표면유출량과 피크유량을 감소시키는 방법으로서 일반적으로 침투기법과 저류기법을 이용
1) 저류기법
ㅇ 저류기법은 비점오염원을 저감하기 위해 우수유출수를 저류 하여 처리후 방류하거나 또는 침전후 방류하는 방법
ㅇ 저류기법의 대표적인 방법이 연못을 이용하는 방안이며, 연못을 이용하면 저류기능에 더하여 침투, 지하수 함양, 침전, 기타 휴양시설로서 이용이 가능하도록 할 수도 있음
- 홍수를 일시 저류하기 위한 유수지는 오래 전부터 이용되어 왔으며, 최근 들어 비점오염원의 문제가 대두되자 미국에서는 고형물제거를 위한 소규모 연못 건설이 활발하게 이루어지고 있음
- 이러한 소규모 연못시설은 합류식 하수거 및 우수거의 방류지점, 기타 침식물을 함유하는 유출수가 방류되는 지점 등에 설치가 가능
- 규모는 기대하는 부유고체의 침전효율을 발휘할 수 있고, 제거할 침전물을 위해 충분한 침전공간이 확보되어야 함
ㅇ 연못과 같은 기능을 하나 건설지역 등에 설치하는 임시적인 시설의 성격이 강한 침전지도 주로 이용되는 시설
- 침전지는 건설지역 및 노천광산에서의 침식물 제거를 위해 많이 이용되고 있으나 우수유출수의 비점오염원 처리를 위한 시설로서는 강우량이 계절에 따라 편차가 심하고, 지역에 따라 토지가격의 차이도 심하므로 규모가 다양
- 점토질의 침식물이 많은 경우, 진흙입자가 물의 흐름에 의해 깨어지기 전에 제거하는 것이 침전 효율을 높일 수 있으므로 오염물의 배출지점에 침전지를 설치하는 것이 바람직
- 도시지역의 경우 다량의 토지확보가 곤란하므로 응집제를 이용해 침전시간을 단축하는 방안도 이용
ㅇ 도시화에 따른 홍수방지와 비점오염원 처리를 위한 습지의 이용은 매우 큰 역할을 함
- 습지는 커다란 스폰지 같은 역할을 하며, 빗물을 빨아들이고, 영양물과 오염물을 상당 부분 처리한 후 물을 서서히 배출함으로서 비점오염원 처리장치로서 매우 중요한 역할
ㅇ 이중목적조는 강우유출수 저류에 의한 수질개선과 홍수방지의 두 가지 역할을 함
- 우리나라의 경우, 기존의 유수지를 개량하여 비점오염원 제거기능을 갖도록 보완하는 것도 가능
- 강우유출수의 질과 양을 관리할 수 있는 가장 바람직한 방법중의 하나인 이중목적 저류조는 일반적으로 4000㎡로부터 수만 ㎡규모의 배수지역에서 사용될 수 있음
2) 침투시설
ㅇ 비점오염원 제어방법 중 침투를 통한 방법이 여러 가지의 장점이 있는 효율적인 방법으로 알려져 있음
- 침투를 이용하는 경우 비점오염물을 거의 100%를 제거할 수 있으며 특히 독성물질도 상당히 줄일 수 있음
- 납, 아연, 구리 등의 제거를 위해서는 60cm의 토양층을 통과하도록 하면 되는데, 상당 부분이 상부 5cm에서 제거되고 15∼30cm토양층을 통과하면 거의 대부분 제거
- 침투력 증가는 지하수 대수층으로의 지하수 함양을 촉진시키고, 관개를 통한 침투량 증가는 농작물의 생산량을 증가
- 뿐만 아니라 침투는 미세입자 및 각종 용존 오염물을 거의 완벽하게 처리할 수 있음
ㅇ 가장 일반적인 침투시설로는 도랑과 연못을 통한 방법이 있으며 도랑은 침투력이 좋은 자갈과 모래층을 투수층위에 설치하여 우수유출수가 지하수 시스템으로 유입되도록 한 시설
- 이 침투시설은 유지관리를 충분히 하여 미세입자가 바닥의 침투대를 막지 않도록 관리
- 이를 위하여 오염물이 유입되기 전에 식생여과대 등을 통과하도록 하고, 유입수량이 불규칙한 경우는 유입수를 조절할 수 있는 시설도 필요
ㅇ침투연못도 우수유출수의 비점오염원을 처리하기 위해 사용되는 시설이며 이러한 연못바닥은 침투력이 좋아야 함
3) 식생처리방법
ㅇ 식생에 의한 처리는 식생여과대(vegetative buffers)와 수로에 식생조성을 통한 방법이 대표적이며, 비점오염원 감소를 위해 가장 저렴하면서도 효과적인 방법이나 도시지역에는 용지난이 있을 수 있음
- 평상시에는 물의 흐름이 없다가 강우시에만 흐름이 생기는 경우, 수로에 식생을 조성함으로서 수로의 침식을 억제할 뿐만 아니라 부유물을 퇴적시키기도 하기 때문에 이중의 효과
- 수로에서의 흐름은 에너지가 크기 때문에 식생에 의한 부유물을 제거하기 위한 방법으로서는 식생여과대(vegetative buffers)보다는 비효과적
- 수로의 식생조성으로 일부 부유물은 침전시킬 수 있지만 미세한 입자는 거의 제거되지 않음
4) 기타
ㅇ다중실집수조나 Swirl등과 같이 수유입처리장치는 적은 면적에 시설할 수 있는 장치
- 이중 다중실집수조는 오염원근처에 위치한 0.5ha미만의 불 투수성 면적율이 높은 소규모지역으로서 탄화수소와 침전물 부하가 많은 지역에 적절
- 보다 큰 지역에서는 저류/체류 또는 침투시설로 유입되기 전에 침전물과 탄화수소를 부분적으로 제거하기 위해 여러개의 집수조가 적합
- Swirl같은 시설은 기존의 맨홀을 보완하여 설치할 수 있으며 이는 도시지역의 부유물질과 침전물 저감에 큰 효과를 발휘
- 맨홀을 개량하여 퇴적물을 제거하는 방법과 관망에 고형물분리장치 등을 설치하는 것도 새롭게 대두되는 비점오염관리기법
- 침식물 트랩은 무거운 침식물의 捕促을 위해 표면유출이 있는 여러 지점에 임시로 설치할 수 있으나 이 시설은 미세입자에 대해서는 큰 효율을 발휘할 수 없음
- 사여과 등의 각종 여과시설도 가능하나 적은 면적에 효율이 높음에 비해 유지관리에 비용이 소요되어 일반적인 사용에는 한계가 있음
5) 물리적 시설의 종합평가
ㅇ 도시지역에서의 효율적인 비점오염원 관리방법 선정시 현 지리적, 제도적, 기술적 여건을 고려하여야 하고, 이중에서도 물리적인 시설에 대한 선별기준은 다음과 같음
- 선택된 시설이 바람직한 수준까지 오염물을 처리여부
- 도시지역에서 토지확보 여부
- 우수유출수 처리에 있어 최적의 배수지역 여부
- 시설의 종류에 따라 다양한 토양조건에 적합여부
- 지하수위에 의한 시설의 영향여부
- 시설에 대한 민원발생여부 등
ㅇ 이상 살펴본 바와 같이 우리나라 도시지역에서 적용가능한 물리적 시설은 우선 기존의 유수지를 보완해 이중목적 저류조로 만들어 도시비점오염처리기능을 갖도록 할 수 있도록 하여야 함
- 그 다음으로는 맨홀을 개량한 수유입처리장치의 설치 등이 가능하고, 특히 건설지역의 경우에는 침전지 같은 침식물포획장치는 간단한 시설로 큰 오염물을 제거 가능한 수단으로 이의 적용은 매우 바람직 함
- 연못의 건설, 습지의 조성, 침투시설의 설치 등은 토양이 많이 소요되므로 신개발지등에 한해 도심의 위락기능도 동시에 가지도록 할 경우에 한해 설치가 가능하고, 하천변 식생의 유지도 비점오염원 관리에 있어 그 역할이 큼
(출처 : 요약 12p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 序言 ... 2
- 목차 ... 4
- 표목차 ... 6
- 그림목차 ... 9
- 요약 ... 11
- 제1장 서 론 ... 21
- 1-1. 연구의 필요성과 목적 ... 21
- 1-2. 연구범위 및 방법 ... 23
- 제2장 도시지역 비점오염원의 유출특성 및 영향 ... 24
- 2-1. 도시 토지용도별 비점오염원 ... 24
- 1. 주거 및 상업지역 ... 25
- 2. 공업지역 ... 29
- 2-2. 강우유출수내의 비점오염물질의 종류와 특성 ... 31
- 1. 영양염류 ... 31
- 2. 병원균 ... 32
- 3. 독성물질 ... 35
- 4. 고형물/부유물질/침전물 ... 43
- 5. 합류식 하수거 월류수 ... 44
- 제3장 도시지역에 대한 비점오염원 관리방안 ... 46
- 3-1. 비물리적 방안 ... 46
- 1. 방류수 수질규제 적용 ... 47
- 2. 토지이용 규제 ... 47
- 3. 도시관리 ... 50
- 3-2. 물리적 방안 ... 52
- 1. 발생원 조절방안 ... 52
- 2. 저류형 시설 ... 56
- 3. 식생형 시설 ... 72
- 4. 침투형 시설 ... 76
- 5. 우수유출수 처리시설 ... 94
- 6. 하수처리 기술의 직접적용 ... 103
- 제4장 우리나라에서 적용 가능한 방안의 선정 ... 108
- 4-1. 비물리적 방안 ... 108
- 1. 비점오염원 방류수규제의 실시 ... 108
- 2. 친환경적 토지이용 유도 ... 110
- 3. 도시 관리 ... 111
- 4-2. 물리적 방안 ... 114
- 1. 관리방안선정시 고려사항 ... 114
- 2. 우리나라에 적용가능한 물리적 시설 ... 123
- 3. 물리적 시설의 종합평가 ... 149
- 4. 건설지역에 대한 비점오염원 관리방안 적용사례 ... 154
- 제5장 비점오염원 관리기법의 적용효과 ... 161
- 5-1 비점오염영향의 파악 ... 161
- 1. 사례지역 ... 161
- 2. 비점오염원의 수질영향 파악을 위한 수문.수질자료 ... 162
- 3. 한강본류지역의 비점오염원 수질영향 파악 ... 164
- 5-2. 비점오염원 저감효과 ... 180
- 제6장 결 론 ... 183
- 참 고 문 헌 ... 186
- 끝페이지 ... 189
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