2.1. 적용 대상

물놀이형 수경시설에는 공공 및 민간 물놀이형 수경시설 이 있다. 본 연구에서는 전국 및 경기도의 공공 수경시설 자료를 주로 활용하였다. 법제화 되지 않아 자료가 미비한 민간 수경시설은 제외하였다. 이들 자료를 토대로 운영 중 인 분수시설 규모 및 저수량, 분수 종류와 소독시설 및 여 과시설 유무 등을 파악하였다. 분수에 대한 수질검사 자료 는 2013년 이후 2016년까지 당 연구원에 의뢰된 4년간의 검사 자료를 활용하였다.

2.2. 집단발병사례 진단

물놀이형 수경시설(이하 수경시설)의 집단발병사례를 파 악하여 그 원인을 진단하고 해결방안을 찾아보고자 하였다. 해결방안으로 염소소독에 따른 미생물 내성수준에 대한 사 례를 검토하였다.

2.3. 소독시설 및 여과시설 검토

경기도 소재 수경시설에서 사용하고 있는 소독 및 여과 시설 내역을 파악하였다. 이는 현재 사용하고 있는 소독 및 여과 시설 사용여부 및 시설 유형에 대한 현주소를 나 타내 준다. 더불어 물놀이형 수경시설에서 사용이 가능한 소독 및 여과 기술유형을 조사하고 해당 기술유형의 특성 및 장단점을 제시하였다.

2.4. 수작업에 의한 소독방법 검토

수작업에 의한 소독을 위해 염소소독제로 취급과 구입이 용이한 락스를 선정하였다. 또한 수원에 소재한 바닥분수를 선정하여 소독제 주입 후 분수가 가동함에 따른 유리잔류 염소 농도의 시간별 잔류량을 측정하였다. 적절한 소독제 사용량 산출식을 제시하였으며 소독제 추가에 따라 증가하 는 pH를 중화하기 위한 방안도 제시하였다. 소독잔류 여부를 확인하기 위해 유리잔류염소 측정기(HF scientific, chlorine pocket photometer)를 사용하였으며 중화제 사용에 따른 pH 측정을 위해서는 수소이온농도측정기(Thermo scientific, STAR A2155)를 이용하였다.

3.1. 조사대상 물놀이형 수경시설 현황

Fig. 1에 의하면 2015년 전국 공공 수경시설 수는 971개 소(^{MOE, 2016})로 나타났다. 한편, ^{MOE (2013)}의 자료에 의하면 2011년 전국 수경시설 수는 1,396개소였다. 이 중 공공 수경시설 수는 606개소이며 민간 수경시설 수는 790 개소였다. 공공 수경시설 수가 2011년 이후 매년 12 %의 증가율을 보이고 있는 것을 감안하면 2016년 전국 수경시 설 수는 2,000개소를 상회할 것으로 추정된다.

Fig. 1. The public waterscape facilities types installed in South Korea 2011-2015.

동 자료 중 특징적인 것은 수경시설 유형의 하나인 바닥 분수로 2011년에는 54 %를 차지하였는데 2015년에는 72 % 로 증가하였다. 반면, 일반분수는 2011년 29 %였는데 2015 년에는 9 %로 감소하였다. 이는 기존에는 조경용으로 성인 들의 취향을 반영하였으나, 근래 들어서는 물과의 직접적인 접촉을 선호하는 어린이들의 욕구를 더욱 반영한 것으로 정책적 변화의 일면을 보여 주고 있는 대목이다.

Table 1은 경기도내에 분포하고 있는 공공 수경시설 290 개소에 대한 자료를 대상으로 파악한 수경시설별 면적이다. 표에 의하면 수경시설의 약 절반인 45.7 %가 100 m² 미만 의 소형으로 나타났다.

Table 2는 역시 경기도내 수경시설의 저수용량 자료이다. 표에 의하면 일일 50 m³ 미만의 저수용량을 가진 시설이 55.9 %였다. 100 m³ 미만의 저수용량을 가진 시설까지 확 대하면 80.3 %로 중소형 비율이 높은 것을 알 수 있다.

Table 3은 경기도내 수경시설 용수교체주기 자료이다. 자 료에 의하면 용수를 매일 교체하는 곳이 37.6 %, 주 2 ~ 3 회 교체하는 곳은 35.2 %, 주 1회 교체하는 곳은 22.1 %로 94.8 %가 주 1회 이상 용수를 교체하는 것으로 나타났다.

Table 4는 당 연구원에 의뢰된 최근 4년간의 수경시설 용수에 대한 검사결과이다. 이중 수질기준에 부적합한 시료 는 평균 2.1 %(1.1 % ~ 3.1 %)였다. 이는 동기간 전국 수경 시설 용수의 평균 부적합율 5.1 % 보다는 다소 낮은 수치 이다(^{MOE, 2015}). 부적합 항목 중 대장균이 차지하는 비중 은 82.4 %로, 이 역시 동기간 전국 수경시설 부적합 항목 중 대장균 비중이 81.4 %와도 유사하였다(^{MOE, 2015}). 동 결과는 이화학적 오염보다 생물학적 오염에 의한 부적합 요 인이 더 많다는 것을 보여준다. Fig. 2과 3에 의하면 경기도 내에서 소독 및 여과시설을 갖춘 곳은 6.5 %와 6.9 %에 불 과한 것으로 나타났다. 이중 소독의 경우 수작업으로 소독 하는 곳은 30.0 %, 소독을 하지 않는 곳은 63.4 %였다. 이와 같은 사실은 경기도 수경시설의 93 %가 수작업으로 소독을 실시하여야 하는 상황에 놓여있다는 점을 시사하고 있다.

Fig. 2. Fountain disinfection facilities in Gyeonggi Province.

Fig. 3. Fountain filter facilities in Gyeonggi Province.

3.2. 집단발병사례 진단

매년 여름철이면 수경시설에서 피부병, 눈병과 같은 집단 발병이 보도되고 있다. 보도에 따르면 2014년 7월 영천소 재 수경시설에서 초등학생 70여명의 피부병 집단감염이 발 생한 바 있다(^{Yonhapnews, 2014}). 2015년 7월에는 수원 소 재 물놀이장에서 어린이 100 여명이 피부병에 걸린 사건이 있었다(^{Incheonilbo, 2015}). 또한 2015년 8월 대구소재 물놀 이장에서는 어린이 50명이 피부병에 감염된 사례가 있었다 (^{Maeil newpaper, 2015}). 눈병은 2015년 7월에 일주일동안 전년대비 45 %가 증가하였다는 보도가 있었다(^{Asiatoday, 2015}). 이외에 2015년 8월 여주 소재 물놀이장에서 어린이 60여명이 복통을 호소한 사례가 있었다(^{Gyeonggi News, 2015}).

그런데 이러한 수경시설의 집단발병 사고에 대한 원인규 명이 명확하게 밝혀진 경우는 드물다. 영천시 물놀이장에서 수행한 역학조사(^{Park et al., 2014})에 의하면 해당 물놀이 장 수질에서 대장균은 발견되지 않았으나 별도로 수행한 배양검사에서 Aeromonas sobria와 Pseudomonas putida 둥 이 발견되었다고 발표했다. P. putida는 토양에 존재하고 병 원성이 높지 않은 기회감염균으로 알려져 있으며 Aeromonas spp은 물, 흙, 애완동물, 조류 등에 존재하여 주로 상처감 염 등에 의해 위장관염이나 패혈증을 일으킬 수 있는 세균 이다. 당시 환자들은 대중요법으로 모두 단기간에 치료되었 으며 해당 세균은 염소 소독이후 검출되지 않은 것으로 나 타났다. 국외 사례에서는 미끄럼틀이 있는 수영장에서 P. aeruginosa에 의한 질병이 발생한 예(^{CDC, 1983})가 있었으 며 간이 수영장에서 A. hydrophilla에 의한 모낭염이 발견 된 예(^{Manresa et al., 2009})가 있었다. 이 결과는 수경시설 용수가 수질기준을 만족했다 해서 집단발병으로부터 안전 한가 하는데 의문을 던져준다.

기존 수경시설 지침(^{MOE, 2010})은 대장균을 억제하기 위한 수단이 미흡하다. 예로 수질기준을 초과할 경우 가동 을 중단하고 청소 및 용수교체를 실시하는 것을 대안으로 제시하고 있으나, 문제는 시료채취에서부터 분석결과를 통 지받을 때까지 약 일주일 동안 상황이 방치된다는 점이다. 여기에서 두가지 해결책을 제시해 볼 수 있다. 용수에 대 해 소독과 같은 보다 적극적인 조치를 실시하고 더불어 소 독 결과의 현장 확인을 포함한 가이드라인을 제정하는 일 이다. 현장 확인은 소독결과를 현장에서 즉시 측정가능하다 는 점에서 즉각적인 조치를 취할 수 있는 근거를 제공한다.

3.3. 소독시설 및 여과시설 특성

수경시설 수질기준물질인 대장균과 탁도를 제어하기 위 해 필요한 것은 소독과 여과시설이다. 향후 시설을 추가할 경우를 대비해 각 시설별 특징을 조사하였다.

3.4. 수작업에 의한 소독방법

3.4.1. 유리잔류염소 잔류량 측정

염소소독제를 수작업으로 투입하는 경우 소독제로 클로 로칼키(CaOCl₂, 유효염소 70 %)와 락스(NaOCl 4 % ~ 5 %) 가 주로 쓰인다. 고체형태의 클로로칼키는 알약일 경우 투 입에는 용이하나 용해하는데 4 ~ 5시간이 소요되어 알약 자 체로는 즉각 소독효과를 나타내지 못한다.

클로로칼키를 사용할 때에는 과립형을 구입 후 용해하여 사용하거나 알약일 경우는 분쇄 후 물에 용해시킨 다음 주 입해야 한다. 본 연구에서는 취급과 구입이 상대적으로 용 이한 액상 소독제인 락스를 선정하였다. 유리잔류염소는 쉽 게 분해하므로 시간변화에 따른 검토가 필요하다. 이를 위 해 대상 수경시설은 수원시 소재 A공원의 바닥분수를 선 정하였다. 해당 바닥분수는 설계 용수용량이 65 m³로 어린 이, 학생 등이 분수에 직접 접촉하곤 하였으며 분수가동이 멈출 때 비들기들이 접근하기도 하였다. 동 저수조에 유리 잔류염소가 5 mg/L가 되도록 락스(4 % NaOCl) 7.5 L를 골 고루 살포하였다. 이 후 1시간 간격으로 측정하여 결과를 Fig. 4에 나타내었다. 결과에 의하면 유리잔류염소는 4 mg/L에 서 0.04 mg/L로 감소하는데 약 5시간이 소요되었다. 여기 서 유리잔류염소의 측정구간을 0.04 mg/L에서 4 mg/L로 정한 이유는 개정된 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률의 수경시설 수질기준에 따른 것이다. 동 결과는 초기에는 유 리잔류 염소농도를 높게 유지해야 하며 수경시설 가동시간 이 7 ~ 8시간 인 점을 고려할 때 5시간 후에는 반드시 소독 제를 재투입해야 한다는 점을 시사하고 있다. 당시 기온은 31 °C~33 °C이었으며 풍속은 1 m/sec 이하였다. 본 연구결 과는 A 공원의 바닥분수에 대해 특정일에 검사한 결과로 분수의 유형이나 저수량, 가동조건, 기상요인 등에 따라 그 결과가 달라질 수 있으므로 향후 분수 유형이나 기타 요인 별 추가연구가 필요하다고 본다.

Fig. 4. Free residual chlorine concentration by hour at the fountain.

3.4.2. 소독효과 검토

추가로 시료를 채취하여 대장균과 총대장균에 대한 미생 물 검사를 병행하였다(Table 7). 검사결과 소독전 대장균과 총대장균이 각각 100 mL 당 71 CFU, 10,000 CFU이었던 것이 소독 후 8시간까지 불검출 상태를 지속하였다. 동 결 과는 유리잔류염소가 남아있지 않은 상태에서도 소독의 잔 류효과가 있음을 나타내준다.

Table 7. Test results of fountain samples

No	Sampling time	Total coliforms (CFU/100mL)	E. coli (CFU/100mL)	pH	Turbidity (mg/L)
1	7.21.11:00	10,000	71	8.5	1.24
2	7.21.11:30	ND	ND	8.5	1.58
3	7.21.15:30	ND	ND	8.6	1.58
4	7.21.19:30	ND	ND	8.7	1.89

락스 사용량 결정을 위한 계산식을 제안하면 다음과 같다.

(6)

락스 사용량 mL = 용수량 m 3 × 잔류염소 기준농도 mg / L × 100 / 유효염소농도 % × 비중

용수량 10톤을 기준으로 할 때 락스 1 L(4 % NaOCl)를 혼합하면 이론적인 유리잔류염소 농도는 4 mg/L가 된다. 통 상 용수는 상수도를 사용하는데 그 자체로서는 0.1 mg/l의 잔류염소를 가지고 있어 추가적인 염소투입이나 소독이 필 요하다.

한편, 염소제를 지속적으로 투입할 경우 pH가 서서히 증 가하는 것으로 나타났다(Fig. 5). 락스의 주성분인 차아염소 산나트륨은 물속에서 분해하여 염소와 수산화나트륨을 생 성한다. 지속적으로 락스를 추가할 경우 염소는 분해하여 감소되나 수산화나트륨은 잔류 및 농축하게 되어 pH가 증 가하게 된다.

Fig. 5. pH changes in accordance with injection chlorine bleach (4 % of NaOCl).

본 연구에서도 pH가 증가하여 기준인 8.6를 초과한 사례 (Table 7)가 있었다. 락스를 투입할 때 pH가 상승하는 문제 를 해결하기 위해서는 적절한 중화제 사용이 요구된다. 본 연구에서는 주변에서 쉽게 구할 수 있는 일반식초(6 % ~ 7 % 초산)를 선택하였다. Table 8은 pH 7.4인 수돗물 1 L에 락스 0.1 mL를 투입하여 유리잔류염소 함량이 약 4 mg/L 가 되게 하고, 식초를 추가할 때의 pH 변화량을 측정한 결 과이다. 시험결과 락스 2 : 식초 1의 비율을 유지할 때 원 래의 수돗물 pH를 회복할 수 있었다. 다만, 잔류염소의 pH 최적조건인 4.5 ~ 7.5를 유지하기 위해서는 그이상의 중화제 사용이 요구된다고 할 수 있다.

Table 8. pH of mixing solution of chlorine bleach (4 % NaOCl) and vinegar (6 % ~ 7 % Acetic acid)

Sodium hypochlorite	Vinegar	pH
0.1	0.2	7.1
0.1	0.1	7.3
0.1	0.05	7.4
0.1	0.025	7.5