김호섭
(Ho-Sub Kim)
a†iD
박윤희
(Yun-Hee Park)
biD
김용삼
(Yong-Sam Kim)
ciD
김상용
(Sang-Yong Kim)
diD
-
KE컨설팅
(Korea Environmental Consulting)
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Key words
Buffer zone, Emission standard, Lake Paldang, Land-use regulation, Public sewage treatment plant (STP), Special water preservation area (SWPA)
1. Introduction
상수원 주변지역에 대한 토지이용규제와 유역 내 배출 시설에 대한 농도관리 및 수질오염총량관리는 국내 하천 및 호소수질 관리를 위한 주요 정책적 수단으로
시행되어 왔다. 팔당호 유역은 1975년 주변 지역 일부가 상수원보 호구역으로 지정된 이후 1990년에는 상수원보호구역을 포 함한 더 넓은 지역이
상수원 수질보전 특별대책지역으로 지정되어 토지이용이 제한되어 왔다. 토지이용규제에도 불 구하고 팔당호 수질이 악화되어 1998년에는 ‘팔당호 등 한강수계
상수원 수질관리 특별종합대책’이 수립되면서 상수원 수질보전 특별대책지역 중 팔당호 주변과 주요 유 입하천의 일부구간이 수변구역으로 지정되었다. 1998년부
터 팔당호 수질개선을 위해 공공하수도 보급이 확대되었 고 방류수기준 강화를 통해 배출원에 대한 농도를 관리해 오고 있다. 특별대책지역 내 BOD 방류수
농도 기준은 1996년에 30 mg/L에서 2012년에 5 mg/L으로, 총인 농도는 1996년에 방류수 수질기준 항목으로 도입된 이후(8 mg/L)
2012년에 0.2 mg/L(I지역)으로 강화되었다. 또한 유역 내 오염물질의 총량을 관리하기 위한 수질오염총관리제도가 팔당호 유역 내 수변구역과
함께 도입되었으나, 팔당호 상 류유역 지자체의 반대로 한강수계 일부 지자체에서 2004 년부터 시행해 왔으며 점차적으로 시행범위가 확대되어오 고 있다.
팔당호 수질관리를 위해 다양한 정책들이 시도되고 있 으며 정책시행에 따른 많은 경제적사회적 비용이 소요되 었으나 정책시행 이후의 변화나 수질개선 측면에서의
효 과 등을 분석하고 평가하는 시도들은 활발히 수행되지 못 하고 있다(Choi et al., 2008; Ha et al., 2009). 팔당호 수 질관리를 위해 그간 추진된 정책시행 이후에 나타나는 변 화들을 파악하고 효과를 평가하는 것은 보다 효과적인 수 질관리정책 수립과 앞으로의
수질관리방향을 설정함에 있 어 필요한 일이다. 수질관리를 위한 정책들의 궁극적인 목 표는 수질관리이며, 정책의 실효성은 수질변화를 통해 평 가되는
것이 타당하나 다수의 정책이 동시적으로 시행되 는 경우 정책별 효과검증은 한계가 있으며, 수질은 수계로 유입되는 오염물질 양 뿐만 아니라 강수량 같은
기상조건 과 유입량이나 방류량 등 댐 운영조건 등에 영향을 받을 수 있기 때문에 장기간에 걸친 수질변화를 통한 효과 평 가와 더불어 정책시행에 따른
오염원 변화도 병행될 필요 가 있다.
팔당호에서 수질에 대한 장기적인 변화와 경안천 유역을 대상으로 수질관리 정책들의 효과분석을 위한 연구가 진행 된 바 있으나(Chang et al., 2009; Choi et al., 2008; Kim et al., 1995; Kim et al., 2002), 오염원 변화에 대한 직접 적인 효과분석은 미비한 실정이다. 이에 본 연구에는 팔당 특별대책지역에 대한 오염원조사 자료와 수질자료를 기반 으로
수질관리정책 시행 전·후의 유역 내 오염원과 팔당호 수질 변화를 통해 정책에 대한 효과를 분석하였다.
2. Material and Methods
2.1. 연구대상지역 및 규제 현황
팔당특별대책지역은 1990년 7월 팔당호 상류 유역에 위 치하고 있는 지자체 중 경기도 관내 5개 시, 2개 군 지역의 일부가 지정되었다. 특별대책지역으로
지정된 총 면적은 2016년 기준 2,096.46 km2으로 I권역과 II권역으로 구분되어 있다. I권역은 6개 시·군이 포함되어 있고 광주시 관할구역 내 면적이 가장 넓으며, II권역은 7개 시·군이
포함되어 있 고 이천시 면적이 가장 넓다(Fig. 1, Table 1). 특별대책지역 내 수변구역은 123.063 km2이며 특별대책지역에 포함된 지 자체 중 이천시를 제외한 6개 시·군이 포함되어 있고 양 평군 관할구역 내 지정 면적이 32.967 km2로 가장 넓다.
Fig. 1. The map showing the special water preservation area and buffer zone of Lake Paldang watershed (☆ Monitoring station, P2).
Table 1. Designation status in Special Water Preservation Area and buffer zone of Lake Paldang watershed (2016) (unit : km2)
Zone
|
Sum
|
Namyangju-si
|
Youngin-si
|
Icheon-si
|
Gwangju-si
|
Yeoju-si
|
Gapyeong-gun
|
Yangpyeong-gun
|
I
|
1,271,60 |
111.32
|
50.36
|
-
|
428.04
|
217.64
|
91.29
|
372.95
|
II
|
824.86 |
83.60
|
156.98
|
233.02
|
2.92
|
29.98
|
99.60
|
218.76
|
Sum
|
2,096.46 |
194.92 |
207.34 |
233.02 |
430.96 |
247.62 |
190.89 |
591.71 |
Buffer
|
123.063 |
8.094
|
24.213
|
-
|
9.611
|
30.944
|
17.234
|
32.967
|
특별대책지역 중 I권역에 포함되는 지역은 200톤/일 이상 의 폐수배출시설, 허가대상규모의 축산시설, 연면적 400 m2 이상 숙박업 및 800 m2 이상의 일반건축물 등 일정 규모 이상의 시설 입지가 제한되나 하수처리장 유입처리 또는 오 염총량제 시행지역은 입지를 허용하고 있다. II권역에서는
I권역의 입지제한보다 완화된 기준이 적용되고 있으며 일부 폐수배출시설의 입지만이 제한되고 있다. 수변구역에서는 건축물의 신증축 등 오염원의 입지제한과
어로행위, 야외취 사, 쓰레기 투기 등 각종 수질오염행위를 엄격하게 제한하 고 있으며, 숙박업이나 식품접객업의 경우 BOD 10 mg/L 이하로 방류하는
경우 부분적으로 입지를 허용하고 있다.
2.2. 수질 및 오염원 현황
1990 ~ 2016년까지 특별대책지역 내 오염원 및 팔당호 수 질 변화를 조사하였다. 팔당호 수질 및 오염원자료는 환경 부 물환경측정망과 팔당·대청호
상수원 수질보전특별대책 지역 환경자료를 활용하였고(ME, 2017), 환경기초시설 현 황 및 운영 자료는 하수도통계와 전국오염원조사자료를 활 용하였다. 팔당호 수질은 물환경측정망 댐 앞(P2) 지점의 자료를 사용하였고
팔당호 유입수인 북한강의 특별대책지 역 유입경계 수질 및 유량자료는 청평댐3과 청평댐방류량, 남한강은 여주 1과 여주대교 유량자료를 활용하였다. 환경
기초시설 방류량은 하천으로 직접 유입되는 시설을 대상으 로 하였으며, 방류농도가 없는 시설은 법적방류수질기준을 적용하였다. 오염원 변화는 인구, 산업시설
및 가축사육두 수(소와 돼지)와 오염원별 발생되는 오폐수 발생량을 대상 으로 하였다. 팔당호 특별대책지역 내 배출부하량은 2010 ~ 2015년까지의
전국오염원조사자료를 활용하여 수질오염총량 관리기술지침(NIER, 2014)에 따라 산정하였다. 인 농도에 대 한 조류의 민감도 분석은(TSI deviation) TP와 엽록소 a 농 도에 대한 부영양화지수(Trophic state index, TSIKO)를 식 (1)과 (2)에 따라 산정 후 TSIKO(Chl.a) - TSIKO(TP) 차이로 분석하였고, 차이가 클수록 인에 대한 민감도가 높은 것으 로 해석하였다(Havens, 2000).
2.3. 수질관리정책 효과분석
수질관리정책은 토지이용규제(특별대책지역 및 수변구역) 와 농도관리 그리고 수질오염총량관리 시행시점을 기준으 로 기간을 구분하였고 기간 내 오염원 및
수질변화를 통해 효과를 분석하였다. 수질관리정책 효과는 수질변화를 통해 평가되는 것이 타당하나 본 연구가 팔당호 유역 중 특별대 책지역에 한정되었고
토지이용규제와 수질오염총량관리 정 책의 파급효과가 공간적으로 제한된다는 점에서 팔당호 수 질변화로 평가하는 것은 어려움이 있다. 이에 본 연구에서
토지이용규제와 수질오염총량관리의 정책 효과는 특별대책 지역 내 오염원과 배출부하량의 변화만을 통해 정책효과를 분석하였고, 농도관리 효과는 지역별 법적기준
차이가 있더 라도 팔당호 유역 내 입지하고 있는 모든 시설에 적용되기 때문에 팔당호 수질변화에 어느 정도 영향을 미칠 것으로 판단하여 환경기초시설
방류부하량에 따른 팔당호 수질변 화를 통해 평가하였다.
토지이용규제 및 수질오염총량관리의 오염원관리 효과 분 석을 위한 기간은 1990년 팔당특별대책지역 지정 시점부터 1999년 수변구역이 지정되기 전
기간(1단계)과, 1999년부터 특별대책지역 내 7개 시·군이 수질오염총량관리를 시행하 기 전인 2007년까지(2단계) 그리고 2008 ~ 2016년까지(3단
계)로 구분하였다. 배출원에 대한 농도관리 시행효과는 환 경기초시설 방류수질이 변경 된 시점을 기준으로 기간을 구 분한 후 해당기간 동안의 팔당호
수질 비교를 통해 분석하 였다. 1990년 이후 공공하수처리시설 BOD방류수질은 3 차례에 걸쳐 변경되었으나 1996년 30 mg/L→20 mg/L에서
3년 후인 1999년에 다시 10 mg/L으로 변경되어 시설개선을 위한 시간이 충분하지 않을 것으로 판단하여 해당기간은 별 도로 구분하지 않고, 1990
~ 1995년(1단계, 30 mg/L), 1996 ~ 2011년(2단계, 10 mg/L) 그리고 2012 ~ 2017년(3단계, 5 mg/L) 으로
구분하였다. TP농도는 1996년 방류수 수질기준 항목 으로 도입된 이후 1998년과 2012년에 변경되어 1992 ~ 1998 년(1단계, 8 mg/L),
1999 ~ 2011년(2단계, 2 mg/L), 2012 ~ 2017 년(3단계, 0.2 mg/L)으로 구분하였다.
2.4. 통계분석
수질관리 정책을 기준으로 구분된 기간 동안의 오염원의 변화 추이는 증가율과 변화량으로 분석하였다. 오염원의 증 가율은 연평균증가율(compound
annual growth rate, R)로 산정하였고, 연평균 증가량(annual growth, G)은 Person’s correlation analysis를
통해 예측된 기울기로 하였다. 농도 관리 시행 단계별 팔당호 수질변화는 one-way ANOVA를 이용해 비교하였다. 수질경향분석(Trend)은 오염원의
연평 균 증가량 분석과 동일한 방법으로 수행하였으며 수질이 증가하는 경우 “+”, 감소는 “-”로 표현하였다. 통계적인 유 의수준은 p≤0.05를 기준으로 하였으며, p > 0.05인 경우에 는 오염원이나 수질 변동이 없는 것으로 판단하였고, 별도 로 표시하지 않았다.
3. Results and discussion
3.1. 결과
3.1.1. 팔당호 수질 변화
팔당호 BOD농도는 1999년 이후 감소하였으나 COD농도 는 증가함으로서 난분해성유기물이 증가하는 경향을 보였 다(Fig. 2). 팔당호 BOD농도는 1990 ~ 1999년까지 지속적 으로 증가하였으나(r2 = 0.95, p < 0.0001) 이후 2005년까지 는 감소하였고(r2 = 0.94, p = 0.0004), 2005 ~ 2017년에는 연 차별로 증감이 반복되었으나 일정수준을 유지하는 것으로 조사되었다(p = 0.84). BOD농도의 감소와 달리 COD농도는 1990 ~ 2012년까지 지속적으로 증가하였고(r2 = 0.85, p < 0.0001) 이후에는 일정수준을 유지하고 있는 것으로 나타 났다(p = 0.52). BOD농도 감소와 COD농도 증가로 BOD/ COD비는 지속적으로 감소하여(r2 = 0.78, p < 0.0001), 1992 ~ 2004년까지 평균 48.6 %였으나 BOD 농도가 일정수준 유 지되는 2005 ~ 2017년까지는 평균 32.2
%로 감소하였다.
Fig. 2. The variation of water quality in Lake Paldang from 1990 to 2017.
총인 농도는 2003년 이후 지속적으로 감소하고 있으나 TN농도는 큰 변화 없이 일정수준을 유지하고 있어 조류 성장 제한 영양염으로서 인에 대한 민감도는
증가하는 경 향을 보였다(Fig. 2). 총인 농도는 1992 ~ 2003년까지는 증 가와 감소가 반복되는 경향을 보였으나(p = 0.078), 2003 ~ 2017년까지는 지속적으로 감소(r2 =0.82, p < 0.0001)하여 2014년부터는 팔당호에서 총인이 관측된 기간 중 가장 낮 은 수준의 농도를 유지하고 있다. 총질소 농도는 1997년까 지
증가 이후 일정수준을 유지하고 있으며 TN/TP비는 총 인 농도가 증가한 2000 ~ 2003년까지 감소하였으나 이후 총인 농도의 감소와 더불어 증가하고
있는 것으로 나타났 다(r2 = 0.89, p < 0.0001) (Fig. 2). 엽록소 a 농도는 1992년 부터 가장 높은 농도를 보인 2001년까지 통계적으로 유의 적인 변화는 없었으나(p = 0.064) 2001 ~ 2017년 까지는 현 저히 감소하였다(r2 = 0.93, p < 0.0001) (Fig. 2). 팔당호 엽 록소 a 농도는 총인 농도가 감소가 시작된 2003년부터 총 인농도와 유의적인 상관성을 보였고(r2 = 0.72, p < 0.0001), 조류 성장에 있어 인 농도에 대한 민감도(TSI deviation)도 1992 ~ 2002기간보다(r2 = 0.45, p = 0.023) 2003 ~ 2017년에 증가하는 것으로 나타났다(r2 = 0.61, p = 0.0007).
3.1.2. 오염원 변화
팔당호 특별대책지역 내 인구와 오수발생량은 토지이용 규제와 수질오염총량관리 시행에도 불구하고 지속적으로 증가하는 것으로 조사되었다(Fig. 3). 토지이용규제에 따라 구분된 기간 중 인구와 오수발생량은 각각 2단계 기간 (1999 ~ 2007)과 3단계 기간(2008 ~ 2016)에 가장
많이 증가 하였다(Fig. 3). 1, 2단계 인구증가율은 각각 3.8 %와 3.6 % 로 유사하나 연평균 인구 증가 수는 1단계 17,589명/년 에 비해 2단계에 22,693명/년으로
약 1.3배 많았다. 오수발생 량 증가율은 1단계(1990 ~ 1998년)와 3단계 기간 동안 각각 4.5 %와 4.4 %로 유사하나 연평균 일오폐수
증가량은 3단계 기간에 가장 낮은 인구증가율(2.6 %)에도 불구하고 10,002 톤/일로 1, 2단계 기간과 비교해 1.7배 이상 많았다.
Fig. 3. The variation of pollutant source in special water preservation area of Lake Paldang watershed from 1990 to 2016 (P, SF, I, IWF, L, LWF, S&WF and TF denotes population, sewage flow rate generated by population, industrial facilities, wastewater flow rate generated by industrial facilities, livestock, wastewater flow rate generated by livestock, sewage and wastewater total generation flow rate and total discharge flow rate in sewage & wastewater treatment plants, respectively).
산업시설 수는 1990 ~ 2001년까지 지속적으로 증가하였 고, 이후에는 연차별 변동은 있으나 일정하게 유지된 반면 폐수발생량은 지속적으로 증가하는
것으로 조사되었다(Fig. 3). 산업시설 수는 1단계 기간 동안 연간 79개 업체가 신규 로 입지하였고(r2 = 0.97, p < 0.0001) 이후에는 일정하게 유 지되는 경향을 보였다(p = 0.46). 1단계 기간 이후 산업시설 수의 큰 증가가 없음에도 폐수발생량 은 지속적으로 증가 하여 3단계 기간 폐수발생량 증가율이 8.6 %로
가장 높았 고 연평균 일 폐수 증가량도 9,145톤/일으로 가장 많았다.
가축사육두수는 1990년부터 1999년까지 증가 이후 감소 하였고 2005년부터 다시 증가하여 일정수준을 유지하는 경 향을 나타낸 반면, 축산폐수발생량은
1998년 이후 지속적 으로 감소하는 경향을 보였다(Fig. 3). 1단계 기간 동안 가 축두수 증가율은 4.3 %로 연간 11,632마리가 증가하였으나 2단계와 3단계 기간 동안은 연차별 변동은 있으나 일정수
준을 유지하는 것으로 나타났다. 가축폐수발생량은 1단계 기간 동안은 가축두수 증가와 함께 증가하였으나 이후 지 속적으로 감소하는 경향을 보였고 가축폐수발생량의
감소 율은 2단계 기간 동안 -3.5 %로 가장 컸으며(r2 = 0.55, p = 0.02) 3단계기간 동안에도 다소 감소하는 것으로 조사되었 다(r2 = 0.44, p = 0.0125).
특별대책지역에서 발생하는 총 오폐수량은 가축분뇨발생 량은 감소하나 인구 및 산업시설에서 발생하는 오폐수량 증 가로 지속적으로 증가하는 것으로 조사되었다(Fig.
3). 총 오 폐수량 증가율은 3단계 기간에 5.6 %로 가장 높았고 연평균 일 오·폐수 증가량도 19,066톤/일로 가장 많았다. 오폐수발 생량의
증가와 더불어 환경기초시설의 방류유량도 증가하였 고(r2 = 0.93), 특대지역에서 발생되는 오폐수량의 환경기초시 설 처리율도 1단계 기간 동안 33.0 %에서 2단계 65.8 % 그 리고 3단계에 84.0
%로 증가하는 것으로 조사되었다.
특별대책지역 내 오염원 변화와 유사하게 수변구역에서 의 인구와 총 오폐수발생량도 증가하였으나 산업시설과 가 축사육 두수는 감소하는 것으로 나타났다(Fig.
4). 1999 ~ 2016년까지 수변구역 내 오폐수량은 인구증가로 지속적으 로 증가하였으나(r2 = 0.99, p < 0.0001) 오폐수량 증가율은 1.9 % (r2 = 0.31, p = 0.017)로 특별대책지역 내 증가율(3.5 %, r2 = 0.83, p < 0.0001) 과 비교해 낮았고, 산업시설 및 가축사육두수는 일정수준을 유지한 특별대책지역(p > 0.08) 과 달리 지속적으로 감소하는 것으로 나타났다(p < 0.0001).
Fig. 4. Comparison of pollutant source in special water preservation area and buffer zone of Lake Paldang watershed from 1999 to 2016.
2010 ~ 2015년 기간 동안 특별대책지역에서 총배출부하량 은 지속적으로 감소하고 있으나, 총 배출부하량에 대한 비 점배출부하량 기여율과 점 배출부하량
중 개별처리시설로 부터 배출되는 부하량의 기여율이 높은 것으로 나타났다 (Fig. 5). 2010 ~ 2015년 동안 특별대책지역 내 BOD 및 TP 총배출부하량 증가율은 각각 -8.3 %, -7.8 %로 지속적으로 감소하고 있으며,
점배출부하량 감소율(BOD -17.5 %, TP -7.8 %)이 비점배출부하량(BOD -3.2 %, TP -2.4 %)보다 커 2015년 기준 BOD
총 배출부하량의 76.5 % 이상, TP는 75.2 % 이상이 비점오염원으로 배출되는 것으로 조사되었 다(Fig. 5). 점오염원으로부터 배출되는 부하량은 2012년 이후 현저히 감소하였고, 2015년 기준 점배출부하량 중 BOD 82.0 %, TP 89.1 %가
개별처리시설을 통해 배출되고 있는 것으로 나타났다(Fig. 5). BOD, TP 비점배출부하량의 90 % 이상은 토지계와 축산계 오염원에서 배출되고 있으며 토지계 비점배출부하량은 연차별로 증가하는 반면, 축산계
비점배출부하량은 감소하는 것으로 조사되었다(Fig. 5).
Fig. 5. The variation of discharge load in special water preservation area of Lake Paldang watershed from 2010 to 2015.
3.1.3. 환경기초시설 방류부하량과 팔당호 수질과의 관계
특별대책지역 내 위치하고 있는 환경기초시설 중 하천으 로 직접 유입되는 시설의 방류수 농도는 방류수 수질기준 에 따라 지속적으로 감소하였다(Fig.
6). BOD 방류수 수질 기준이 30 mg/L (~ 1995년)에서 5 mg/L (2012년~)으로 강 화된 이후 처리시설의 평균 방류수질농도는 24.7
mg/L에서 4.3 mg/L으로 약 83 % 개선되었다(Fig. 6). 공공하수처리시 설 TP 방류수 농도는 방류수 수질기준이 8 mg/L (~ 1999년) 에서 2.0 ~ 0.5 mg/L (2012년~)로 강화된
이후 5.1 mg/L에서 1.0 mg/L으로 약 80 % 이상 개선된 것으로 나타났다(Fig. 6).
Fig. 6. The variation of the emission standard and discharge concentration of public sewage treatment plants (≥500 m3/day) in special water preservation area of Lake Paldang watershed from 1990 to 2016.
1990 ~ 2005년 기간 동안 팔당호 BOD농도는 공공하수처 리시설 방류부하량과 유사한 변화를 보였으나(r2 = 0.45, p = 0.0045)(Fig. 7) 방류수 수질개선으로 공공하수처리시설에서 배출되는 부하량이 감소한 2005년 이후에는 BOD 방류부 하량과 유의적인 상관성이 없었다(p = 0.69). 팔당호 TP농도 와 환경기초시설 방류부하량 변화는 BOD와 달리 팔당호 TP농도가 감소하기 시작한 2003년 이후부터 유사한 경향
을 보였다(r2 = 0.63, p = 0.0007)(Fig. 7).
Fig. 7. The variation of water quality in Lake Paldang, and discharge flow rate & load of public sewage treatment plants in special water preservation area of Lake Paldang watershed from 1990 to 2016.
공공하수처리시설 방류수 수질기준이 5 mg/L로 강화된 2012년 이후 팔당호 BOD는 1995년 이전 수질과 유사한 수준으로 감소하였고, TP농도는
1990 ~ 2017년 기간 중 가 장 양호한 수준을 유지하고 있다. 1990년 이후 지속적으로 증가하던 팔당호 BOD 수질은(r2 = 0.97) 방류수수질기준이 10 mg/L로 강화된 2단계 기간(1996 ~ 2011년) 동안 감소하 였고(r2 = 0.59) 방류수수질기준이 5 mg/으로 강화된 3단계 기간(2012 ~ 2017년) 동안의 수질은 1단계 기간(1990 ~ 1995 년)의
수질과 유사한 수준으로 감소하였다(p = 0.643) (Fig. 8). 팔당호 COD농도는 1990년부터 BOD농도가 감소하였던 2단계 기간(1996 ~ 2011년)까지 지속적으로 증가하였으나(r2 = 0.80) 3단계 기간 동안의 COD수질은 2단계 기간 동안의 수질의 큰 차이가 없었다(p = 0.183) (Fig. 8). 팔당호 TP농 도는 TP방류수 수질이 0.2 mg/L으로 강화된 2012년 이후 현저히 개선되었고(r2 = 0.51) 1990년 이후 기간 중 가장 낮 은 농도를 보였다(Fig. 8). 팔당호 엽록소 a 농도는 TP방류수 수질기준이 2 mg/L으로 강화된 2단계 기간(2000 ~ 2011년)부 터 감소하는 경향을 보였고 3단계(2012 ~ 2017년)기간
동안 의 엽록소 a 농도는 1단계(1990 ~ 1995년) 기간과 유사한 수준으로 감소하였다(p = 0.172)(Fig. 2 and 8).
Fig. 8. Comparison of water quality in Lake Paldang during classified three period based on the time when the BOD and TP emission standard of public sewage treatment plants was changed. a, b, A and B indicates significant difference during classified three period.
3.2. 고찰
특별대책지역을 통한 입지규제효과로 가축 및 산업시설 은 1998년 이후 증가추이가 완화되거나 감소한 반면, 인구 와 오·폐수량은 지속적으로 증가하는
것으로 나타났다. 특별대책지역에서 산업시설과 축산시설 증가는 규모가 큰 시설은 입지가 허용되지 않기 때문에 소규모 시설들의 입 지가 많았으나 1999년
이후에는 감소하거나 일정수준을 유 지함으로서 신규시설 입지가 상대적으로 제한된 것으로 판 단된다. 특히 수변구역에서는 산업시설과 가축시설이 지속 적으로
감소하여 입지규제가 오염원 관리에 효과가 있었던 것으로 평가될 수 있다. 반면 인구와 오수량은 지속적으로 증가하였는데 이는 1994년 국토이용관리법
개정으로 팔당 호 상수원 주변 농지 대부분이 개발이 가능한 준농림 지역 으로 편입되어 주택, 음식, 숙박업소 등 지역개발이 가능해 지고(Ha et al., 2009) 지역개발에 따른 하수 발생량 증가로 공공하수처리시설이 확충되었으며 이로 인해 입지가 제한 된 규모의 시설들도 입지할 수 여건조성과 관련이 있을
수 있다. 특별대책지역 내 입지규제에도 불구하고 개발 가능한 여건조성으로 특별대책지역 내 공동 및 단독 주택 수는 1990년 55천 개소에서 수변구역이
지정된 1999년에 77천 개소 그리고 2016년에 108천 개소로 약 2배 증가한 것으 로 나타났다(ME, 2017).
수질오염총량관리시행 이후 특별대책지역 내 일부 시설 의 입지허용에도 불구하고 인구 증가는 완화된 반면 가축 두수는 증가한 것으로 나타났다. 수질오염총량관리가
시행 된 2008년부터 인구 증가율은 공공하수처리시설의 지속적 인 확충과 건축물의 입지규제 완화에도 불구하고 신규건축 물의 입지가 개발부하량범위 내에서만
허용되는 수질오염 총량관리 시행이 어느 정도 영향을 주었을 것으로 사료된 다. 수질오염총량관리 시행 이후 완화된 인구증가와 달리 1999년 감소하던
가축사육두수는 2005년부터 증가하였고 수질오염총량관리 시행기간 인 2010 ~ 2015년 동안 규모가 작은 신고 및 신고미만 시설의 농가수와 사육두수는
감소 하였으나 허가규모의 시설과 가축두수는 각각 6.0 %, 7.7 % 증가한 것으로 조사되었다. 권역별 증가율은 II권역에서 높았으나 입지가 제한되었던
I권역에서도 농가수 2.4 %, 가축사육두수 2.0 % 증가하여 수질오염총량관리 시행에 따 른 입지규제 완화효과가 나타났다. 그러나 수질오염총량관
리 시행기간 동안 인허가 규모의 가축시설의 증가에도 불 구하고 인구 증가의 완화와 유역에서 배출되는 오염물질 총량의 지속적인 감소는 수질오염총량관리를
통해 오염원 의 신규입지 및 배출원에 대한 총량이 어느 정도 효과적으 로 관리되었음을 의미할 수 있다.
배출원에 대한 농도관리는 환경기초시설 등 방류수에 관 리항목과 수질기준을 강화함으로써 발전해 오고 있다. 국내 공공하수처리장 방류수 수질 기준은 초기
유기물질 관리중 심에서 영양물질 관리로 확대되었고, 처리기술의 발전으로 수질기준이 강화되어 왔다. 방류수 수질기준은 배출원에 대 한 농도관리 뿐만
아니라 총량을 관리하는 핵심적인 수단 으로 사용되고 있으며 방류수 수질 기준 변화시점을 기준 으로 팔당호 수질의 유의미한 변화가 나타났다. 1990년부
터 오염원과 더불어 증가하던 팔당호 BOD농도는 1999년 방류수 수질기준이 10 mg/L으로 강화된 이후 2000년부터 감소하기 시작하였고, 2005년
이후의 수질은 연차별 변동 이 있었으나 수질 5 mg/L이 적용된 2012년 이후에도 큰 차이가 없었다. 팔당호 TP농도는 방류수 수질기준이 0.2
mg/L(500톤/일 이상시설)로 강화된 이후에도 지속적으로 감소하여 1990년 이후 가장 양호한 수질을 유지하는 것으 로 나타났다. 팔당호 TP농도의
감소는 2001년 이후 조류 발생량의 감소 뿐 만 아니라 BOD농도 개선에도 어느 정도 기여했을 가능성이 있다. Kong (2017)은 팔당호에서 조류 에 의한 내래성 BOD가 1988 ~ 1994년에 27 %에서 2000 ~ 2010년에 40 %까지 증가하였다가 2011 ~ 2017년에는
28 % 로 감소하여 인 농도 감소가 BOD 농도 개선에도 기여했음 을 제시한 바 있다.
2012년 BOD, TP 방류수 수질기준이 각각 10→5 mg/L, 2→0.2 mg/L로 강화됨에 따라 2016년 기준 공공하수처리 시설 BOD 방류부하량은
3,190.4→572.1 kg/일, TP는 636.7 → 2.6 kg/일로 감소하였고 남한강과 북한강 유입부하량에 대한 공공하수처리시설 방류부하량
비율도 BOD는 12.7→2.3 %, TP 103.0→3.7 %로 감소하였다(Fig. 9). 이는 공공 하수처리시설 방류수 수질관리가 특별대책지역 내 배출원 총량을 효과적으로 관리하는 수단이었고 팔당호 TP농도 개 선에 상당부분 기여한
것으로 평가할 수 있다. Kong (2017) 또한 팔당호 유역 내 하폐수처리장에서의 화학적 인 처리 가 2011년 이후 팔당호 인 농도 및 내래성 BOD농도 감소 와 관련이 있을 수 있음을
제시한바 있다. 그러나 방류수 수질기준 강화시점을 기준으로 나타난 팔당호의 수질변화 를 특별대책지역 내 공공처리시설로부터 배출되는 오염물 질 변화만으로
해석하는 것은 무리가 있을 수 있다. 팔당 호 유입원 중 유량 기여율이 높은 남한강과 북한강에서 유 입되는 부하량의 기여율이 상대적으로 높아 팔당호
수질이 유입수질에 영향을 크게 받을 수 있으며(Park et al., 2004; Yu et al., 2018), 본 연구에서도 팔당호 TP농도가 공공하 수처리장 방류부하량과 유의적인 상관성을 나타낸 2003년 부터 2016년까지 남한강(r2 = 0.44, p = 0.01)과 북한강(r2 = 0.77, p = 0.001) 유입수질과도 유의적인 관계를 보였다. 따 라서 팔당호 수질 개선에 대한 공공하수처리시설 농도관리 효과는 특별대책지역에서 배출되는
오염물질 뿐만 아니라 북한강과 남한강 유입수질 등 외적요인과 조류 내부생성 등 내적요인을 종합적으로 고려하여 평가되는 것이 바람직 할 것으로 판단된다.
Fig. 9. Comparison of STP discharged Load, and the ratio of public sewage treatment plants discharged Load to incoming delivery load from Buckhan and Namhan river.
팔당호 수질개선을 위한 특별대책지역 내 오염원 관리는 현재 운영되고 있는 시설들의 방류수 수질농도를 고려할 때 개별처리시설이나 비점오염원으로 집중될
필요가 있다. 2016년 기준 팔당 특별대책지역에 위치한 142개 환경기초 시설 중 500톤/일 이상 규모의 43개 공공처리시설 방류유 량이 총 방류유량의
97.6 %(309천톤/일)를 차지하고 있으 며, BOD 방류수 평균 농도가 1.7 ± 0.7 mg/L이고 TP농도는 0.06 ± 0.02 mg/L로
현재 국내 상용된 인 처리기술로서 처 리 가능한 수준 이하를 유지하고 있다(Woo et al., 2011). 2010 ~ 2015년 까지 특별대책지역에서 배출되는 부하량은 공공하수처리시설 방류수질 개선으로 감소하고 있으나 방 류수 수질기준이 강화된 2012년
이후에는 감소추세가 완화 되고 있다. 반면 2015년 기준 축산과 토지계 오염원으로부 터 배출되는 부하량은 총배출부하량의 70 % 이상을 차지하 고
있으며 점 배출부하량의 80 % 이상이 개인하수처리시설 등과 같이 개별처리를 통해 배출되고 있어, 수질관리에 있 어 비점오염원과 개별처리시설에 대한
관리 필요성이 높아 지고 있다. 현재의 비점오염원 관리는 비점저감시설 설치를 통한 사후적 관리에 집중되어 있으며 도로청소, 농지 내 퇴비적정살포 유도,
친환경비료 사용 등 발생원에 대한 사 전관리의 중요성이 높아지고 있으나 재정적 부담 뿐 만 아 니라 제도적 동기 부여가 없어 활발하게 진행되지 못하고
있다. 특히 개인하수도시설은 유역 내 산재되어 있어 집적 화가 용이하지 않고 소유자가 관리함에 따라 적정처리를 기대하기 어려운 상황이다(Gwon, et al., 2005; Jang et al., 2010; Shin et al., 2008). 이에 향후 팔당호 수질관리정책의 방향은 비점오염원의 사전적 관리와 개별처리시설의 적정 운영 관리에 집중할 필요가 있으며 이를 위해서는 개인하
수도 및 비점오염원의 사전관리를 위한 재정 및 기술 지원 등을 위한 제도적 기반과 사전관리활동 활성화를 위한 제 도적 동기부여 방안 마련이 필요할
것으로 판단된다.
4. Conclusion
본 연구에서는 1990 ~ 2016년까지 특별대책지역 내 오염 원과 팔당호 수질변화를 토대로 토지이용규제 및 농도 관 리 등 수질관리정책의 효과를
평가하였다. 특별대책지역과 수변구역 지정을 통한 토지이용규제효과에도 불구하고 인 구와 오폐수량은 지속적으로 증가하였으나 산업시설과 축 산시설은 감소하는
것으로 나타났다. 그러나 수질오염총량 관리 시행 이후 산업시설과 축산시설은 수변구역에서는 지 속적으로 감소하였으나 특별대책지역 내에서는 규모가 큰
산업시설과 축산시설이 증가함으로써 토지이용규제가 완화 된 것으로 나타났다. 1990년 이후 팔당호 수질은 오염원의 증가와 더불어 악화되었으나 공공하수처리시설
방류수 수 질기준이 강화된 1999년 이후부터 팔당호 수질이 개선되는 것으로 나타났다. 2012년 BOD, TP 방류수 수질기준이 변 경된 이후 팔당호
BOD 수질은 1990년 초반부 수준으로 개선되었고 TP농도는 1990년 이후 가장 낮은 수질을 유지 하고 있다. 2016년 기준 특별대책지역 내
공공하수처리시 설(500톤/일 이상)의 BOD 및 TP 평균 방류수질농도는 각 각 1.7 ± 0.7 mg/L, 0.06 ± 0.02 mg/L을 유지하고
있으며 공 공하수처리시설 방류수 수질기준 강화로 특별 대책지역 내 공공하수처리시설 방류부하량은 2016년 기준으로 BOD 3,190.4→572.1
kg/일, TP는 636.7→2.6 kg/일로 감소한 것 으로 조사되었다. 특별대책지역에서 배출되는 오염물질의 양은 방류수 농도관리로 감소한 반면
토지계와 축산계 등 비점오염원의 총 배출부하량에 대한 기여율은 70 %로 증가 하였고, 점오염원 중 개인하수처리시설등과 같은 개별처리 시설의 기여율도
80 %로 증가하였다. 이러한 결과는 공공 하수처리시설 방류수 수질관리가 특별대책지역 내 배출원 총량을 효과적으로 관리하는 수단이었고 팔당호 수질
개선 에 어느 정도 기여한 것으로 판단할 수 있으며 향후 팔당 호 수질개선을 위한 오염원관리는 비점오염원 및 개인하수 처리시설등과 같은 개별처리시설에
집중할 필요성을 제시 한다.
Acknowledgement
본 연구는 한강수계관리위원회 환경기초조사사업(한강 중 권역 물환경관리계획수립 연구, 11-1480347-000116-14, 11-1480347-000117-14)에
의해 이루어졌습니다.
References
Chang S.H., Chung I.Y., Kim S.M., Yang H.J., Kim S.S., Kong D.S., 2009, Long-term
trend analysis of nutrient concentrations at lake Paldang, [Korean Literature], Journal
of Korean Society on Water Environment, Vol. 25, No. 2, pp. 295-305

Choi J., Ha J.H., Park S., 2008, Estimation of effect of water quality management
policy in Paldang lake, [Korean Literature], Journal of Korean Society Environmental
Engineers, Vol. 30, No. 12, pp. 1225-1230

Gwon E., Kim J., Chung W., 2005, A survey on opening state of ISWTP according to building
use type, [Korean Literature], Journal of Korean Society Environmental Engineers,
Vol. 27, No. 3, pp. 337-341

Ha J.H., Lee H., Choi J., Park S., 2009, A diagnosis of land use regulation policy
in Paldang lake, [Korean Literature], Journal of Korean Society on Water Environment,
Vol. 25, No. 6, pp. 855-862

Havens K.E., 2000, Using Trophic State Index (TSI) values to draw inferences regrading
phytoplankton limiting factors and seston composition from routine water quality monitoring
data, Korean Journal of Limnology, Vol. 33, No. 3, pp. 187-196

Jang H.J., Lee J.H., Kang S.H., 2010, The system improvement of the individual sewage
treatment system, [Korean Literature], Journal of Korean Society of Water & Wastewater,
Vol. 24, No. 1, pp. 33-40

Kim D. S., Kim B., Hwang G., Park J. H., 1995, Trend of eutrophication in lake Paldang(1998-1994),
[Korean Literature], Journal of Korean Society on Water Environment, Vol. 11, No.
4, pp. 295-302

Kim J., Heo S., Nor H., Yang H., Jeong W., Lim Y., 2002, Seasonal and long-term trend
of water quality in lake Paldang, [Korean Literature], Journal of Korean Society on
Water Environment, Vol. 18, No. 1, pp. 67-76

Kong D., 2017, Simple material budget modeling for the Paldang reservoir in the spring
season, [Korean Literature], Journal of Korean Society on Water Environment, Vol.
33, No. 6, pp. 696-714

Ministry of Environment (ME), 2017, [Korean Literature], Environmental data in lake
Paldang & Daecheong special water preservation area, 11-1480000-000865-10, Ministry
of Environment
National Institute of Environmental Research (NIER), 2014, [Korean Literature], The
technical guideline for total water pollutant load management system, 11-1480523-001918-01,
National Institute of Environmental Research
Park H.K., Lee U.H., Jung D.I., 2004, Organic carbon budget during rainy and dry period
in Paldang reservoir, [Korean Literature], Korean Journal of Limnology, Vol. 37, No.
3, pp. 272-281

Shin H. S., Kim Y. Y., Sung Y. K., Kim J. S., Min Y. K., 2008, The unit effluent concentration
of the individual treatment plants in the Pal-dang basin, [Korean Literature], The
Report of Gyeonggi-do Institute of Health and Environment, Gyeonggi-do Institute of
Health and Environment, pp. 151-158

Yu S., Lee E., Park M., Kim K., Im J., Ryu I., Choi H., Byeon M., Nor H., 2018, Changes
in the water environment based on the statistical data in the lake Paldang, [Korean
Literature], Journal of Korean Society on Water Environment, Vol. 34, No. 6, pp. 688-702

Woo Y., Park E., Jeon Y., Jeong M., Rim J., 2011, Optimal management scheme for discharged
from public sewage treatment plant located in upstream basin of Paldang lake, [Korean
Literature], Journal of Korean Society on Water Environment, Vol. 27, No. 2, pp. 200-209
