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수질오염 『수질오염의 분류별 영향과 증상』

수질오염이란 물속에 부패성 물질과 유독물질, 가정에서 쓰고 버리는 각종 생활하수, 산업활동에 의한 산업폐수 등이 유입되어 각종 용수로는 사용할 수 없거나 생물의 서식에 심한 피해를 줄 정도로 수질이 나빠지는 것을 말합니다.
수질오염의 원인을 크게 구별해 보면 도시생활, 하수공장, 폐수, 농약, 축사에서 나오는 가축의 분뇨 등이 주원인입니다.
이중에서도 가장 큰 수질오염은 하루 약 1100만톤 배출되는 생활하수로 전체 폐수배출량의 58%를 차지하고 있습니다.

오염원

  • 가정 및 건물
  • 공장 및 사업장
  • 축산시설
  • 농경지산림
  • 수상시설물 (야영지낚시터유원지 등)
  • 농가 및 골프장

배출물질

  • 생활하수·분뇨
  • 산업폐수
  • 축산폐수·가축분뇨
  • 강우시 유출수
  • 기름·오수·음식찌꺼기 각종 쓰레기
  • 농약 비료 등

수질악화 및 피해

  • 수인성 전염병 (이질장티프스콜레라 등)
  • 호수, 하천의 부영양화 및 적조현상
  • 수질악화 및 중금속에 의한 미나마따병, 이따이 이따이병 등이 발생
  • 유독성 물질에 의한 인체건강 장애
  • 수은 : 지각이상언어장애
  • 납 : 신경장애빈혈 등 유발
  • 불소 : 기관지염폐수종 등
  • 농약 : 급성중독증중추신경장애 등
  • 생태계 파괴 현상

물의 오염된 정도를 나타내는 BOD란?

BOD

  • 미생물이 물속에 있는 각종 오염물질(유기물)을 분해하기 위해서는 산소를 필요로 합니다. 이와 같이 물속에 들어있는 오염물질을 미생물이 분해하는데 필요한 산소의 양을 생화학시 산소요구량 (BOD : Biochemical Oxygen Demand)이라고 합니다. BOD가 10ppm이라면 물 100만g 중에 포함된 오염 물질을 분해하는데 필요한 산소량이 10g이라는 뜻입니다.
    즉, 깨끗한 물에 오염물질이 많이 포함되어 있으면 그만큼 오염물질을 분해하는데 필요한 산소량이 많아지며 오염물질이 심할수록 BOD값은 당연히 높아지는 것입니다.

상수원수 등급에 다른 물고기의 생장

상수원수 등급에 다른 물고기의 생장를 등급, BOD, 살수있는 물고기로 나누어 작성한 표
등급 BOD 살 수 있는 물고기
1 1ppm 이하 은어·열목어·산천어
2 ppm 이하 은어·꺽지·밀어
3 ppm 이하 피라미·메기·버들치
4 ppm 이하 붕어·잉어·가물치

물의 오염된 정도를 나타내는 COD란?

수중의 각종 오염물질을 화학적으로 산화시키기 위해 필요로 하는 산소의 양을 화학적 산소요구량(COD : Chemical Oxygen Demand)이라고 합니다. 이와 같이 물이 오염된 정도를 나타낼 때는 BOD나 COD라는 단위를 써서 나타내며 이 수치가 높다는 것은 그만큼 오염이 심한 물이라고 할 수 있습니다.

영양염류(질소,인)

  • 발생원인
    • 인위적 : 분뇨를 비롯한 생활하수, 여관, 음식점, 위락시설, 세탁업등에서의 배출수
    • 산업폐수 : 농업, 임업, 축산업, 수산업
    • 자연적 : 하천유역에서 하천수나 운반되는 토양이나 생물체 공기중의 질소가 물의 표면에 용해 부영양화(副營養化, eutrophication)를 일이키는 주요 원인물질은 통상 영양염류라고 말하는 질소와 인이다. 저수지나 호수에 흘러 들어오는 유입수중 질소와 인의 농도가 높아지면 이들을 섭취하여 생장하는 조류가 번성하게 되어 물꽃(water bloom)을 피우게 되는데, 물꽃이 발생하는 현상이 부영양화의 대명사처럼 사용하고 있다. 부영양화가 일어나면 물속에 녹아있던 산소가 소모되어 물고기나 다른 생물체가 산소부족으로 죽게 된다. 또한 조류의 증식으로 물이 탁해지고 색깔이 변화하여 상수로서의 이용가치가 떨어져 정수 처리비용을 증가시키는 결과를 가져온다.
      바다에서도 부영양화 현상이 발생하는데, 이때 생기는 조류는 주로 붉은색을 띠고 있어 이를 적조(赤潮)라고 하며, 대량의 적조가 발생하면 어패류가 떼죽음을 하는 등의 어업에 피해가 생긴다.
  • 영양염류 처리방법
    • 활성슬러지법 - 질소와 인 제거율이 10∼40%로 처리효율이 낮다.
    • 혐기 호기 무산소 생물처리법
    • 혐기 호기 순환 생물막법
    • 수생생물 이용법 (부레옥잠, 개구리밥)
  • 인체에 미치는 영향
    • 질산성 질소는 아질산성질소로 환원되면서 헤모글로빈을 메트헤모글로빈으로 산화시켜 헤모글로빈과 산소의 결합력을 저하시키므로 호흡이 곤란해지고 엉덩이, 피부 등 온몸이 파랗게 되는 블루베이비병(메트헤모글로빈현증을 발생시킨다. 또, 간적적인 영향으로는 상수원에서의 부영양화 발생으로 물에서 역겨운 맛과 냄새를 발생시키므로 정수처리 비용을 상승시키는 요인이 된다.
    • 오염된 지하수중의 질산성질소는 끓여도 제거되지 않기 때문에 약수나 지하수를 음용수로 사용시 주의하여야 한다.

트리할로메탄

트리할로메탄(trihalomethane, THM)이란 메탄(CH4)의 수소원소 중 3개가 한가지 또는 여러 가지의 할로겐원소(염소, 불소, 요오드, 브롬)로 치환된 화학물질을 말하며 10종류가 존재하는데, 그 중 트리클로로메탄(CHCl3), 브리모디클로로메탄(CHBr2Cl), 디브로모클로로메탄(CHR2Cl), 브로모포름(CHBr3)의 4종류를 총칭하여 총트리할로메탄(THMs)이라 부르기도 한다.
트리할로메탄은 수돗물에서 가끔 검출되고 있으며, 이들은 발암성 또는 변이원성이 있는 물질인 것으로 알려져 있다. 트리할로메탄은 상수 정수처리 과정에서 염소 소독을 하면 생성된다고 알려져 있으며, 우리염소에 의해서만 생성되고 다른 원소와 결함한 염소 화합물에 의해서는 거의 생성되지 않는다.
물 속에 존재하는 유기물질의 양에 비례하지만 수은과 pH가 높거나 염소 주입농도가 높을수록 염소처리 후 시간이 경과할수록 그 생성량은 증가하게 된다.
  • 인체에의 영향 : 트리할로메탄 중 클로로포름은 수돗물에서 가장 많이 함유되어 있어 이에 대한 인체의 영향 연구가 많이 이루어졌으며 다른 트리할로메탄도 독성실험결과 클로로포름과 유사한 독성물질인 것으로 보고되고 있다. 클로로포름은 중추신경계의 작용을 억제하고 간장과 신장에도 나쁜 영향을 미치며, 중독되면 의식을 잃거나 혼수상태에 이르고 심한 경우에는 사망하기도 한다.

불소화합물 (F)

  • 주요 발생원인 : 주요 발생 원인으로는 불소가 함유된 원료를 사용하는 알루미늄 정련공장, 인광석을 원료로 쓰는 비료공장, 유리, 도자기, 타일, 법랑 등을 만드는 공장과 일부 야금공장 등이 있다.
  • 오염의 경로 : 불소화합물이 녹아 있는 지하수가 하천 등 공공수역에 유입되는 경우 또는 불소화합물을 원료로 사용하는 사업체에서 배출되는 가스가 물에 용해되거나 폐수가 유입되는 경우에 불소화합물에 의하여 수질이 오염된다.
  • 인체영향과 그 피해 : 음용수에 함유된 불소화합물은 체내에서 거의 완전히 흡수된다. 불소화합물은 고농도에서 급성독성을 일으킨다. 병리적 변화로 출혈성 위장염, 급성 신장염을 일으키며 간 및 심근에 해를 주고 심한 경우 갑상선에도 영향을 준다. 불화나트륨의 급성 치사량은 약 5g이다. 불소화합물의 농도가 약 1mg/ℓ까지 증가하게 되면 충치발생이 감소되나, 1.5∼2.0mg/ℓ로 증가하게 되면 가끔은 심할 정도로 치아에 반점(반상치)이 형성된다. 또한 불소화합물의 식물에 대한 피해도 매우 심각하다. 불소가 식물에 미치는 영향은 먹이사슬 등을 통하여 농축되어 사람에게 피해를 줄 수 있기 때문에 매우 중요하다.
  • 오염경로를 차단하는 방법 : 도시하수처리장, 분뇨처리시설 및 축산폐수 공동처리시설 등을 설치하여 이들을 적정처리하고 소독을 통하여 병원성 미생물의 자연수계 배출을 차단하는 방법과 적절한 정수처리와 소독으로 사람에게 이용되기 직전에 물을 정화하는 방법이 있다.

페놀류

페놀은 특유한 냄새를 갖는 무색의 결정으로 페놀수지와 나일론 등 섬유를 제조하는데 원료로 사용되며, 살균력이 좋기 때문에 병원에서도 소독용으로 널리 사용되고 있다. 페놀류 중에서도 염소와 반응하여 만들어지는 염화페놀류는 매우 강한 독성을 가지고 있으므로 살충제나 농약으로 사용되며, 이중에서도 삼염화페놀은 발암성 물질인 것으로 알려져 있다.
  • 주요 발생원인 : 석탄증류공장, 석유화학 관련공장, 펄프제지공장 등의 폐수에 섞여 수계로 배출될 수 있다. 또한 염화페놀류가 함유되어 있는 농약이나 제초제를 사용할 경우에는 토양오염 및 수질오염을 일으킬 수 있으며, 폐기물을 소각 처리할 때 배출가스에 함유되어 환경중에 방출될 수 있다.
    상수원수가 페놀로 오염되면 정수처리 과정에서 염소소독에 의해 염화페놀류가 생성된다. 이중 일염화페놀이 1ppm이상 함유된 수돗물은 특이한 냄새나 맛을 나타내므로 마실 수 없게 된다.
  • 페놀류의 급성독성 : 염화페놀류는 많이 섭취한 경우 점막부식성이 강하여 복통과 구토를 수반하는 소화기계에 염증을 일으키고 혈압강하, 경련, 간장 및 신장장애 등의 급성중독 증상이 나타난다.

합성세제

동식물의 기름으로 만드는 유지비누와는 달리 석유나 석탄의 화석자원으로부터 여러단계의 합성과정을 거쳐 만들어 진다.
  • 합성세제의 종류 : 물속에 녹아 세정력을 나타내는 이온의 성질에 따라 나뉘어진다.
  • 양이온계 : 거품이 나지 않고 그 자체가 살균력이 있어 외과용 의료기기의 소독에 사용
  • 음이온계
    • 경성세제(ABS) : 물속에서 분해가 늦어 수질오염의 원인이 되고 있음
    • 연성세제(LAS) : 물속에서 분해가 비교적 잘되어 가정 합성세제로 가장 많이 사용
    • 기타 합성세제
      • 물속에서 분해속도가 유지비누와 거의 비슷
      • 올레핀설폰산염(AOS) : 세탁용이나 주방용 세제로 사용
      • 알킬황산염(AS) : 세발용 삼푸 원료
      • 알킬에스텔황산염(AFS)
  • 합성세제가 하천, 호수 등 공공수역에 유입되면 수면에 거품을 형성하여 공기중의 산소가 물속에 용해되는 것을 방해하므로 물속의 생태계 전반에 다음과 같은 영향을 미치게 된다.
    • 용존산소의 부족으로 물고기의 호흡작용 저해 및 유기성 오염물질을 분해시키는 자정능력 감소
    • 햇빛의 물속투과 방해로 물속식물의 탄소동화 작용을 저해
    • 또 합성세제 중에는 계면활성성분 이외에 경수를 연화시켜 세정력을 높여주는 폴리인산염이 배합되어, 흐름이 정체된 호수나 연안에 인산의 농도를 증가시켜 부영양화 현상을 발생시킨다.
  • 인체에 미치는 영향 : 합성세제는 의류나 식기류 또는 야채류를 세척하고 헹구는 과정을 거치게 되므로 1일 섭취하는 세면활성 성분량은 0.3∼3mg(Swisher발표)으로 사람이 직접 섭취하는 양은 아주 적다. 그러나 사용의 농도, 빈도, 시간에 따라 피부의 지방성분이 녹아 나올수 있어 각종 피부질환을 일으킬 수 있다. 손가락습진(화폐상 습진)

중금속류

  • 수은
    • 발생원인 : 광산, 광석, 제련공장, 알카리 전해 공장, 펄프 및 제지공장, 플라스틱공장, 농약공장, 의약품 합성공장, 수은 전구 공장, 전지 공장, 페인트 공장, 치과병원 등과 버려지는 수은 함유 건전지, 혐광등, 온도계 등
    • 영향과 증상 / 무기수은 화합물
      • 급성독성 : 구기, 구토, 토혈, 구강내 적반(赤斑).저혈압→무뇨혈뇨 → 死
      • 만성독성 : 두통, 현기증, 불면, 기억장애, 운동실조
    • 영향과 증상 / 유기수은 화합물
      • 급성독성 : 전신권태, 식욕부진, 구갈, 시력/언어/보행장애, 경련 → 死
      • 만성독성 : 입술/혀끝/사지 등에 이상감각, 운동실조, 난청, 언어장애, 보행장애, 전신장애 (미나마타병 : 일본에서 수은으로 오염된 수은중독 현상)
    • 음용수 수질 기준 : 불검출
  • 카드뮴(Cd)
    • 발생원인 : 도금, 전기공업, 합금, 용접공업 등의 공장 배출수 또는 아연광산, 정련소 등의 배출수
    • 영향과 증상 : 만성 鼻카타르, 폐기종, 후각 신경마비, 임신중독증, 고환의 혈관계 장애 (이다이 이따이 병 : 일본에서 발생한 카드뮴 중독사건)
    • 음용수 수질 기준 : 0.01mg/ℓ 이하
  • 납(Pb)
    • 발생원인 : 배관으로부터의 용출, 안료, 합성수지공업, 전자제조공업, 용업, 납합금제 조업 등의 공장 배출수 및 광산 배출수
    • 영향과 증상 : 만성독성으로 피로감, 두통, 수면장애, 신경과민, 식욕부진, 근육 및 관절통
    • 음용수 수질 기준 : 0.1mg/ℓ 이하
  • 비소(As)
    • 발생원인 : 광산폐수, 유리, 도자기, 염료, 합금, 반도체 등의 공장폐수 및 비산납이나 비산석회 등 농약의 혼입
    • 영향과 증상
      • 급성독성 : 식도가 따갑고 화끈거리며 침을 삼킬 수 없고 위와 배가 심하게 아프며 토하거나 설사, 특히 몸속의 수분을 고갈시키므로 입이 마르고 혈관이 마비되어 피 부가 차차가 가워지며 혈압과 맥박수가 내려간다. 심하면 심장장애 등의 쇼크 증상이 나타나 사망하게 된다.
      • 만성독성 : 처음에는 식욕이 덜어지고 무력해지며 설사, 변비, 구역질이 나타나다가 눈꺼풀이 붓거나 눈에 염증이 생기고 목구멍이 아프며 때론 코속에 구멍이 뚫린 다. 피부가 검게 변하고 손과 발바닥이 딱딱해지며 모발과 손톱이 별질되고 신경과 혈관이 괴사되며 신경염, 다리의 마비 등이 온다.
    • 음용수 수질 기준 : 0.05mg/ℓ 이하
  • 크롬(Cr)
    • 발생원인 : 도금공장,피혁제조공장,염색공장,강철합금 제조공장,시멘트 제조공장 등
    • 영향과 증상
      • 급성독성 : 피부접촉시 화상, 피부괴사, 흡입시 기침, 호흡곤란, 구토, 복통, 심한 출혈성 신장 장애와 혈노 → 무뇨증, 요독증 → 수일내 死
      • 만성독성 : 비점막염증, 비중격궤양, 비중격 연골천공, 기관지 폐렴, 폐암
    • 음용수 수질 기준 : 0.05mg/ℓ 이하

대기오염 『오염원의 구성 및 주요원인』

대기오염이란?
인간은 하루에 1.5kg의 음식물을 섭취하고 2kg 정도의 물을 마십니다. 한편 인간이나 동물은 하루에 이보다 거의 10배에 달하는 약 13kg 정도의 공기를 마셔야 살 수 있고 단 몇분만 호흡을 멈추더라도 곧 사망하게 됩니다. 그만큼 공기는 우리에게 중요한 것입니다. 그러나 생물체는 오염된 공기를 마셔서는 절대로 살아갈 수 없습니다.
대기 오염이란 인위적으로 배출된 오염물질로 농도 및 지속시간이 그 지역주민의 불특정 다수에게 불쾌감을 일으키거나 공중보건상 해를 미치고 인간·식물·동물의 생활에 해를 주는 상태를 말합니다.

오염원의 구성 및 내용

  • 고정오염원
    • 점오염원 : 공장 등 생산과정에서 오염물질을 배출하는 것 (제조사업장)
    • 지역오염원 : 개개 오염원이 모여 있는 지역등에서의 오염 물질 배출(가정·주택가)
  • 이동오염원 : 움직이는 물체에 의하여 오염을 유발시키는 오염원

대기오염의 주 원인

  • 대기오염은 위와 같이 고정오염원과 이동오염원으로 나눌수 있습니다. 대기오염의 원인은 대부분 다섯가지 1차 오염물질인 일산화탄소·탄화수소,질소산화물·황산화물 및 분진 등과 1차 오염물질 상호간 화학적 반응에 의해서 생기는 2차 오염물질에 의하여 발생됩니다.

대기오염의 원인 및 피해

  • 오염원
    • 화석연로(석유·석탄 등)
    • 난방용기구(가정·공장)
    • 자동차 배기가수
    • 산업용 열 공급시설 등
    • 기타 연소물 등 소각
  • 배출물질
    • 황산화물(SOx)
    • 질소산화물(NOx)
    • 일산화탄소(CO)
    • 옥시딘트(OX)
    • 먼지 등
  • 대기악화 및 피해
    • 지구온난화현상 초래
    • 농작물 피해
    • 산성비 피해 (식물의 탈색·고사·금속과 건물의 부식·물고기 떼죽음 등)
    • 인체건강 장애 (호흡기 질환·폐렴·결막염·대사장애·정신이상·노이로제 등)

대표적 대기오염의 사례

  • 런던스모그 사건 런던은 “안개의 도시”라는 별명처럼 항상 짙은 안개에 싸여 있는 도시입니다. 이 안개는 공장이나 가정에서 배출되는 아황산가스·매연