[2] 물과 건강

1. 물의 이해

① 지구 표면의 70%가 물이나, 그중 96.5%가 염분이 많은 바닷물로 사용할 수 없음

② 하루 평균 최저 물 사용 권장량: 1인당 50 L(WHO), 우리나라 335 L 이상 사용

③ 물의 자정작용

• 강우, 증발 등의 자연적 순환

• 희석, 침전, 폭기, 여과, 흡착, 응집 등의 물리적 작용

• 산화, 환원 또는 응집과 혼합 작용 등의 화학적 작용

• 수중생물의 섭식을 통한 유기물 제거, 수중생물의 식균작용 등의 생물학적 작용

2. 물의 정수과정

1) 침전

① 수중 비중이 큰 부유물을 가라앉혀 색·탁도, 냄새, 세균을 감소시키는 방법

② 보통침전: 물의 흐름을 느리게 하거나 정지시켜 부유물을 침전시킴

③ 약품침전: 비중이 작은 것을 약품(주로 황산알루미늄 이용)으로 응집하여 침전시킴

2) 폭기

① 수질개선을 위해 물과 공기를 밀접하게 접촉시켜 수중에 산소 공급

② 이산화탄소, 메탄, 황화수소, 암모니아 등과 산소를 교환하는 단계

3) 여과 17

물속의 미세 부유물질과 불순물, 특히 세균을 제거하는 방법 

4) 소독

① 가열법

• 100℃에서 20분 정도 가열하여 병원균 사멸

• 간단하고 안전한 방법이나 소량에만 적용 가능

② 자외선법

• 가장 살균력이 큰 방법

• 물의 탁도나 색도가 높으면 투과력이 약하여 표면만 소독되고, 고가인 단점

③ 화학적 소독(염소소독이 대표적)

• 경제적이고 조작이 간편, 강한 소독력, 강한 잔류효과(상수의 유리잔류염소 규정은 평상시 수도꼭지에서 0.2 mg/L 이상 유지)

• 강한 냄새, 트리할로메탄(발암물질) 생성에 의한 독성

④ 오존소독

• 염소소독보다 소독력이 강하고 정수력이 뛰어나며, 염소소독 시 발생할 수 있는 트리할로메탄 생성 염려 없음

• 잔류성이 없어 효과의 지속성이 없고, 고가임

3. 먹는 물의 수질검사

① 먹는 물의 안정성 확보를 위해 체계적이고 조직적으로 검출 상태 등을 감시하는 항목

② 현재 우리나라의 먹는 물 수질기준 항목은 66개(미생물에 관한 기준 6항목, 건강상 유해영향 무기물질에 관한 기준 14항목, 건강상 유해영향 유기물질에 관한 기준 17항목, 소독제 및 소독 부산물질에 관한 기준 11항목, 심미적 영향 물질에 관한 기준 15항목, 방사능에 관한 기준 3항목)으로 정하고 있음

(1) 일반 세균 수

① 1 mL 중 100 CFU (Colony Forming Unit) 이하여야 함

② 오염된 물은 일반 세균 수가 증가하지만 일반 세균 자체가 유해하지는 않음

(2) 대장균

① 총 대장균군은 100 mL에서 검출되지 않아야 함

② 대장균은 분변에 의한 직접 오염을 의미

③ 대장균 자체가 유해한 것은 아니지만 대장균의 저항력이 병원균 이상으로 강하여, 분변 의 오염과 다른 유독 병원균의 존재 가능성을 의심할 수 있음

(3) 불소

① 충치 예방에 효과가 있어 수돗물에 포함하기도 함

② 반상치를 만들고 골의 통증, 유연증을 동반하는 골질환을 일으킬 수 있음

(4) 암모니아성 질소 20

① 하수, 공장폐수, 분뇨 등의 수중 유기성 물질이 분해될 때 미생물에 의한 분해가 촉진되어 생성되며 물의 오염 추정

② 비교적 최근 분뇨로 인한 수질오염을 의심할 수 있음

(5) 질산성 질소

① 질소 화합물이 산화되어 생긴 최종 산화물로 질산성 질소가 다량 존재하는 것은 암모니아성 질소, 아질산성 질소, 유기성 질소 화합물과 관련

② 질소 함유가 높은 물을 섭취할 때 영유아에 메트헤모글로빈혈증을 일으킬 수 있음

(6) 소독부산물

① 정수처리 과정에서 사용하는 소독제에 의해 유기물 및 무기물의 산화, 세균 및 바이러스의 살균과정에서 생겨나는 부산물

② 총트리할로메탄은 현재 정수처리 공정상에서 일반적으로 사용하는 염소에 의해 발생하며, 국내 먹는 수질기준은 0.1 mg/L

(7) 경도(hardness)

물의 경도가 높으면 물맛이 나쁘고 비누의 거품이 일어나지 않으며 관의 내부에 관석이 생겨 공업용수의 피해 발생

(8) 냄새, 맛

① 냄새는 오수와 공장 배수 등의 혼입, 철관 내면의 도장과 녹, 이끼, 플랑크톤의 번식과 세균류의 이상 발생, 지질, 염소 소독 처리 등에 기인

② 물의 온도가 상승하면 냄새를 느끼게 됨

(9) 색도

① 물이 띠는 색의 정도를 표시하는 것

② 착색된 유기물질과 철, 망간과 같은 금속으로 인해 색이 드러남

(10) 음이온계면활성제

① 계면활성제가 잔류하여 폐수처리 과정에서 심한 거품 발생

② 거품 중에 오물 및 병원성 세균을 함유함으로써 질병 전파

(11) 수소이온농도(pH)

① 일반적인 물의 수소이온 농도는 보통 7.0 전후

② pH가 이보다 작거나 큰 것은 하수나 공장폐수의 혼입 의미

(12) 염소이온

① 수중에 녹아있는 염화물 중의 염소

② 하수, 공장폐수, 분뇨 등의 혼입에 의해서 염소이온이 증가하면 오염의 지표가 됨

(13) 철

① 자연계에 널리 존재하나 과량이 함유되면 적색수가 되고 금속 맛이 있어 먹는 물맛 감소

② 주로 지질에 의하지만 철광 광산 및 공장폐수 등이 원인이 되는 경우도 있음

(14) 탁도(turbidity)

① 물의 탁한 정도를 표시

② 물속의 부유물과 관련하여 가정 및 산업용수의 수질오염을 나타내는 지표

4. 하수처리

1) 1차 처리(예비처리)

부유 물질이나 침강성 물질을 물리적으로 제거하는 방법

2) 2차 처리(생물학적 처리)

3) 3차 처리

물리, 화학, 생물학적 처리방식을 조합하여 처리하는 과정

5. 수질오염

1) 주요 수질오염의 지표

(1) 생물화학적 산소요구량(BOD) 23

① 물속의 유기물질이 호기성 미생물에 의해 20℃에서 5일간 생화학적으로 분해되어 안정화되는데 필요한 산소량

② BOD가 높다는 것은 수중 분해가 가능한 유기물질이 많다는 것을 의미하며, 오염도가 높음을 의미

③ 미생물에 의해 소비되는 산소량을 측정함으로써 간접적으로 유기물질의 양을 짐작할 수 있으므로 수질오염 측면에서 중요한 지표

(2) 화학적 산소요구량(COD)

① 물속의 유기물질을 산화제(우리나라는 과망간산칼륨 사용)에 의하여 화학적으로 산화시킬 때 소비되는 산소량

② COD 값이 클수록 오염물질이 많이 들어있어 수질이 나쁘다는 의미

③ 미생물에 의해 분해되지 않는 유기물이 산화제에 의해서 산화되기 때문에 일반적으로 폐수의 COD값은 BOD 값보다 높게 나타남

(3) 용존산소(DO) 19

① 물속에 녹아있는 산소의 양으로 생물의 생존에 절대적이며, 물을 정화하는 중요한 역할을 하므로 수질평가에 중요한 지표

② 오염된 물은 산소소비량이 많아지므로 용존산소가 적고, 깨끗한 물일수록 용존산소량이 많음

③ 수온이 낮을수록, 기압이 높을수록 증가하며, 하천수가 오염될수록, 염류의 농도가 높을수록 감소

(4) 부유물질

① 물의 탁도를 증가시키며, 전반적인 수질을 판단하는 데 널리 쓰임

② 부유물질이 많을수록 용존산소를 소모하는 오염이 심한 물

2) 수질오염 현상

(1) 부영양화(eutrophication)

① 강이나 바다 등 수중 생태계에 유기물질이 유입되어 질소와 인과 같은 영양물질이 많아지게 되면서 식물 플랑크톤, 부착조류가 형성된 것

② 부영양화 초기에는 생산성을 증가시키나 생물 순환계를 악화시켜 심하면 산소고갈과 물고기의 다량 폐사를 가져오고, 부영양화로 적조현상과 녹조현상이 발생하기도 함

(2) 적조현상

① 질소, 인산 함유의 생활하수나 비료 성분이 유입되고, 식물성 플랑크톤이 일시에 번식하면 물에 산소가 부족하여 연안 근처의 바닷물이 적색이나 황갈색으로 변함

② 번식된 플랑크톤의 먹이(산소)가 소모되므로 물고기는 다량 폐사됨

(3) 녹조현상

① 수온이 20℃ 이상인 더운 날씨가 7일 이상 계속될 때 호수에 남조류(말, 이끼)가 번식하여 생기는 현상

② 부영양화되어 수질이 나쁜 호수에서 여름에 서식하는 식물성 플랑크톤이 수면에 떠서 녹색을 띠어 녹조현상이 나타나고, 수중의 용존산소량 감소와 물고기의 다량 폐사

③ 독소를 가진 남조류가 많은 녹색의 호숫물을 마시면 간손상, 구토, 복통이 일어나며, 많이 마시면 사망

3) 수질오염 사건

4) 수질오염 대책

① 수질 및 배출 허용 기준의 법적 보완, 제도적 확립, 환경영향평가 실시 제정 및 지도

② 장기적 수급계획과 정보시스템, 기록, 평가로 수자원 관리

③ 신기술 개발 및 개발에 대한 민간 참여 유도

④ 조류(algae) 대책: 황산구리로 조류 제거, 황산알루미늄, 알루미늄나트륨, 철화합물을 투여한 영양염의 불활성화

⑤ 강가, 호숫가에 나무 심기(뿌리가 영양물질 흡수)

⑥ 주민 교육, 홍보 및 정책 결정과 수질 감시에 주민 참여

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