3.2.1.1 지점현황 및 수질특성

대상지점인 회포대교 우수관로 방류구에서는 36번의 채수하는 동안 채수 전 5일간 강우가 없었음에도 관로를 통해 지속적으로 물이 흘러나오는 것이 확인되었으며, 이에 따라 오염원이 지속적으로 유입되는 것을 예상할 수 있었다(Fig. 4).

Fig. 4. Outlet of Haepo bridge stormwater pipeline.

주요 항목별 분석결과는 Fig. 5(a)와 (b)에 나타내었다.

Fig. 5. Concentration of BOD, COD, TOC(a), TN, and TP(b) in Haepo bridge down point.

각 항목별 평균 BOD COD, TOC는 54.1 mg/L, 30.1 mg/L, 15.8 mg/L로 변화폭이 매우 크게 나타났다. TN은 2.109 mg/L이며 TP는 5.066 mg/L를 보였다. 특히 TP의 경우 TN의 증감에 따른 상관성을 보이지 않았으며, 농도변화 폭은 최소 0.285~최대 29.470 mg/L로 매우 크게 나타났다. 새만금 수계로 방류되는 공공하수처리장 방류수 TP의 수질기준이 0.2 mg/L인 점을 감안하면 총 36회 시료 분석값 모두가 기준을 초과하였다.

중금속 분석결과는 Cd 등 10개 항목 중 Cu, Mn, Fe, Zn을 제외하고는 모두 불검출이었다. 검출된 4가지 항목도 대부분 0.1 mg/L 이하였으며, 가장 높게 측정되었던 Fe의 경우에도 0.2 mg/L를 초과하지 않았다. 이 경우는 일반 하수처리수나 폐수처리수에서 포함되어있는 농도와 비슷한 경향을 보였다.

상관계수를 이용한 상관분석표는 Table 3에 나타냈다. 상관계수란 2개의 변수와 관련된 정도를 숫자로 표기하는 것을 의미하며, 보통은 r로 표기한다. 숫자가 +0.1부터 +1.0 범위 안에서는 양의 상관성을 가지며, -0.1부터 –1.0에서는 음의 상관성을 가진다고 볼 수 있다. 두 변수가 완전히 일치하는 경우에는 +1.0, 완전 반대의 경우에는 –1.0으로 나타난다. Table 3과 같이 BOD를 기준으로 COD와 TOC는 양의 높은 상관성을 보였으며, COD는 TOC와 0.938로 양의 상관성을 보였다. TN은 NH₃-N과 0.959로 높은 양의 상관성, TP는 PO₄-P와 0.997로 매우 높은 양의 상관성을 보였다. 그러나 TN과 TP는 0.453으로 의미있는 상관성을 보이지는 않았다.

3.2.1.2 합류 전⋅후 지점 TP 비교분석

회포대교 우수관로 방류수는 만경강 본류로 직접 유입되며, 「2.1. 대상 지점」에서 언급한 것처럼 합류지점 상부로는 봉신교, 하부로는 하리교와 만경강교가 위치하고 있다. 회포대교 하류지점과 각 지점(봉신교, 하리교, 만경강교)별 TP의 월별 농도변화는 Fig. 6에 나타내었다. TP의 농도변화는 봉신교부터 하리교 구간에서는 증가하다가 만경강교 부근에서는 감소하는 경향을 보였다. 감소하는 경향을 보인 이유는 하리교부터 만경강교 구간에서 전주천이 유입되어 다소 농도가 희석되어진 것으로 판단되었다.

Fig. 6. Comparison of the TP concentration in Bongsin, Hari, Mangyeonggang bridge, and Haepo bridge.

3.2.1.3 TP의 오염부하량 및 오염기여율

각 구간별(회포대교, 봉신교, 하리교, 만경강교) 오염부하량은 Fig. 7에 나타내었다. 시료채취기간 중 회포대교 우수관로 방류수의 평균 유량은 0.005 m³/s, 봉신교, 하리교, 만경강교는 각각 2.99 m³/s, 3.38 m³/s, 9.99 m³/s이었으며, 회포대교 방류수가 만경강 본류 유량에는 큰 영향을 미치지는 않았다. 회포대교의 오염부하량은 1월과 11월에 각각 12.731 kg/d와 9.975 kg/d이었으며, 이 경우 봉신교에 비해 높게 측정되었다. 이러한 이유는 회포대교 방류수의 TP 농도가 매우 높았던 1월(29.470 mg/L)과 11월(23.091 mg/L)에는 상대적으로 봉신교의 TP 농도가 매우 낮았으며 또한 겨울철 강우량 감소로 인해 유량이 감소했기 때문으로 판단되었다.

Fig. 7. Delivery load(kg/d) in Bongsin, Hari ,and Haepo bridges.

회포대교 방류수 중 봉신교와 하리교 구간에 미치는 TP의 오염기여율을 보면 회포대교 방류수 TP 농도가 5 mg/L 이상인 경우 최고 78.2 %를 보였으며, 0.5 mg/L 이하인 경우 상대적으로 낮은 기여율을 보였다(Fig. 8). 회포대교 방류수의 TP 수질이 0.5 mg/L 수준으로 유지된다면 이론적으로는 하리교의 TP가 약 0.038 mg/L로 좋음(Ib) 등급으로 개선이 가능할 것으로 예상되었다.

Fig. 8. Contamination contribution rate(%) in the interval between Bongsin and Hari bridge.

3.2.1.4 오염발생원 추적관찰조사

앞선 분석결과를 보면 회포대교 우수관로 방류수 수질이 만경강 본류에 영향을 주는 것을 알 수 있었으며 이에 따라 우수관로를 통해 배출되는 오염원을 찾기 위한 추적관찰이 필요하였다. 회포대교 우수관로는 30년 전에 완주산업단지 내⋅외부 지하에 설치되어 있으며, 완주산단 1로와 과학로가 교접하는 지점을 지나, 청완교 하부관로를 통해 약 2.6 Km 흐른 뒤 만경강으로 배출된다. 따라서 추적관찰 지점을 회포대교 우수관로 말단(시료채취지점)을 시작으로 완주산단 방향으로 역으로 상향이동하면서 3곳의 정밀지점을 선택 조사하였다(Fig. 9).

Fig. 9. Follow-up points(1, 2, 3) for searching pollution sources.

1번 지점은 청완교 하부(우산천)에 위치한 회포대교 우수관로 집수시설로 추정되는 지점이다. 이 지점의 TP 농도를 분석한 결과 우수관로임에도 불구하고 우산천 우완쪽 우수관로 집수시설은 평균 5.595 mg/L, 좌완쪽은 평균 7.904 mg/L로 매우 높게 측정되었으며 냄새는 오수 냄새와 비슷하게 감지되었다. 이에 따라 1차 정밀지점 위쪽 완주산업단지 쪽에서 오염원이 발생하고 있음을 추정하고 2번 지점을 조사하였다. 2번 지점은 완주산업단지 우수관로 말단지점으로 이 지점에서 측정한 TP 농도는 5.008 mg/L이었으며, 상당한 양의 물이 흐르고 있음이 확인되었다. 2차 지점은 완주산업단지 우수관로 말단이므로 이곳에서 많은 양의 물이 흐르고 있다는 것은 1차적으로는 완주산업단지 내에 오염원이 있을 것으로 예상되었다.

3차 지점 선정은 2차 지점에서 현장 수질조사 시 겨울철임에도 수온이 30℃ 이상 매우 높은 것을 감안하여 구간별로 맨홀을 열고 수온과 물의 흐름을 확인하면서 추적관찰하였다. 조사 결과 주변 열병합 발전시설에서 배출되는 방류수가 포함된 것이 확인하였다. 스팀응축수는 수질오염물질이 섞여 있지 않을 경우에 법적으로는 폐수로 보기 어려워 우수관로를 통해 배출할 수는 있으나, 만일 수질오염물질이 섞여서 배출되는 경우(청관제 또는 탈산소제의 과다 유입 등)에는 수질오염방지시설을 통해 유입처리수를 적정 처리하여 배출하여야 한다. 오히려 깨끗한 응축수인 경우 폐수처리장으로 유입하는 경우는 희석처리 금지규정에 위반될 수 있다.

이에 따라 회포대교 우수관로 방류수의 오염도를 고려한다면 완주산업단지에 대한 지속적인 수질조사 및 그 외 고농도의 발생원인이 의심되는 사업장의 지속적인 추적관리가 필요할 것으로 사료된다. 또한 청완교부터 회포대교 우수관로 말단(거리 약 2.6 km)까지의 주변에 산재되어 있는 주유소, 세차장 및 농가에 대한 추가조사도 필요하다고 판단되었다.

3.2.2.1 지점현황 및 수질특성

소양천과 합류되는 H사 폐수처리수는 일일 4,500~5,000 m³이 방류되어 만경강으로 유입되고 있다. 일반적으로 공공폐수처리장 수질기준 적용은 물환경보전법 중 「새만금사업 촉진을 위한 특별법」에서 제시된 새만금사업지역으로 유입되는 하천이 있는 지역의 경우 I지역으로 구분되며(^{ME, 2019}), TP의 경우 0.2 mg/L 이하로 매우 강하게 적용하고 있다. 그러나 H사 폐수처리수 경우 자체 폐수처리장을 운영하므로 방류수 기준적용은 「수질오염물질의 배출허용기준 나지역(1일 폐수배출량 2,000 m³ 이상)」을 적용하며(^{ME, 2021a}), TP의 방류기준은 8 mg/L 이하이다.

총 16회 시료채취 분석 결과 평균 BOD, COD, TOC, TP와 TN은 각각 8.2 mg/L, 16.0 mg/L, 10.1 mg/L, 0.405 mg/L, 4.479 mg/L로 모두 수질오염물질 배출허용기준에는 적합하였다.

3.2.2.2 합류 전⋅후 지점 TP 비교분석

H사 방류수와 합류하는 소양천의 월별 TP 비교 분석결과는 Fig. 10과 같다. 그림 중간의 실선은 「금강수계 전라북도 관할 수계구간별 목표수질」(만경 B, 0.180 mg/L)을 나타내었다. 소양천은 구간별 목표수질기준에 모두 적합하였으나, H사 방류수는 모두 목표수질 기준을 초과하였다. 하지만 H사 방류수는 배출허용기준(8 mg/L이하)에는 모두 적합하므로 목표수질 기준적용과는 별개의 관점으로 접근할 필요가 있었다.

Fig. 10. TP concentration between H factory effluent and Soyang stream.

3.2.2.3 TP의 오염부하량 및 오염기여율

H사 폐수처리수 방류수와 소양천의 월별 TP의 오염부하량과 오염기여율은 Table 4에 나타내었다. 소양천의 월별 TP 평균은 0.031 mg/L로 H사 방류수에 비해 1/10 정도의 수준이었다. 오염농도와 유량을 고려한 H사 방류수와 소양천의 TP의 평균 오염부하량 값은 각각 1,381.1 kg/d와 3,891.05 kg/d이었으며, 유량과 농도변화에 따라 오염부하량의 변화폭도 크게 나타났다. 오염기여율은 최저 17.0 %부터 최고 71.8 %까지 변화폭이 크며, 소양천의 유량이 적은 시점이나 H사 방류수의 농도가 높은 경우 오염기여율은 높게 측정되었다. 오염기여율을 고려하면 법적으로는 H사 방류수는 기준에 모두 적합하게 방류되고 있으나, TP의 경우 총인저감시설을 설치 후 배출한다면 만경강 본류 및 새만금호의 TP 저감에 긍정적인 효과를 보여줄 것으로 판단된다.

3.2.3.1 지점현황 및 수질특성

삼례천의 경우 「1. 대상본류 및 지류특성」에서 언급한 것과 같이 삼례천 1은 삼례천 2와 합류하여 삼례천 하류지점을 통해 만경강으로 유입된다. 삼례천 1의 수질은 양호한 편이나 삼례천 2의 농도는 매우 높게 측정되었다. 삼례천 2와 합류 후 지점인 삼례천 하류 그리고 유입지점인 만경강 본류의 TOC와 TP의 월별 농도는 Fig. 11에 나타내었다.

Fig. 11. TOC(a) and TP(b) concentration in Samrae 2, Samrae downstream, and Mangyeong river.

삼례천 2의 TOC와 TP의 평균농도는 각각 13.2 mg/L와 1.008 mg/L이며, 주로 3~5월 기간과 겨울철로 갈수록 농도가 증가하였다. 이러한 이유는 농번기 기간 농업용수 사용으로 인한 유량부족과 겨울철 적은 강우로 인하여 농도가 축적되어 높은 것으로 판단되었다. 삼례천 2가 합류되는 삼례천 하류는 삼례천 2의 농도변화에 따라 비슷한 경향을 보였다. 삼례천 하류가 합류되는 지점의 만경강 본류의 TP 농도는 최저 0.050~최고 0.076 mg/L(평균 0.062 mg/L)로 변화폭은 크지 않았다.

3.2.3.2 TP의 오염부하량 및 오염기여율

삼례천 2가 만경강에 미치는 오염부하량과 오염기여율은 Fig. 12에 나타내었다. 삼례천 2가 만경강 본류에 합류되는 지점에 하부로는 전주천이 합류되며, 합류되는 전주천 6지점과 만경강 본류의 유량을 고려하여 오염부하량과 오염기여율을 산출하였다. 삼례천 2가 만경강에 미치는 오염기여율은 1.4~57.4 %(평균 21.8 %)로 변화폭이 크게 나타났다.

Fig. 12. Pollution loads(kg/d) and contribution rates(%) of TP between Samrae stream and Mangyeong river and Jeonju stream.

전주천 6지점과 만경강의 TP의 오염부하량은 비슷한 경향을 보였지만, 삼례천 2의 오염기여율이 높은 시기는 전주천 6과 만경강 오염부하량이 높은 시기와는 반대로 측정되었다. 이러한 이유는 5월부터 9월까지는 강우 증가 등 계절적 영향으로 유량이 증가하여 오염부하량은 증가하는 경향을 보였으나, 강우가 적은 겨울시점과 농번기로 인해 유량이 감소한 봄철에는 상대적으로 삼례천 2의 오염기여율은 높게 나타났다. 앞으로도 이러한 추세는 계속 발생할 것으로 예상되었다.

3.2.3.3 비점오염원 추적관찰조사

삼례천 2의 오염도에 영향을 미치는 오염원을 찾기 위한 추적관찰 조사결과 삼례천 2지점을 기준으로 역으로 거슬러 올라가면서 현장조사를 실시한 결과 비점오염원을 찾을 수 있었다(Fig. 13).

Fig. 13. Follow-up points for searching pollution sources.

삼례천 2 하천주변은 대부분 농지로 구성되어 있어 농가에서 나올 수 있는 오염물질을 무시할 수는 없지만, 오염농도를 고려하면 그 영향이 직접적인 영향이라고 보기는 어려울 것으로 판단되었다.

비점오염원으로 예상된 지점의 8월 이후 월 1회씩 총 4회의 평균 BOD, COD, TOC, TN과 TP의 평균값은 각각 162.5 mg/L, 58.6 mg/L, 32.3 mg/L, 26.509 mg/L, 2.828 mg/L로 매우 높은 농도의 미처리 오수가 방류되고 있었으며(Fig. 14), 특히 TN 중 오염지표를 나타내는 NH₃-N가 차지하는 비율이 78.3~90.4%로 오염이 진행된 지 얼마 안 된 오수임이 확인되었다. TP의 경우 삼례천 2와 비교하면 비점오염원의 농도변화에 따라 삼례천 2의 농도변화가 비슷한 경향을 보여 비점오염원이 삼례천 2에 영향을 미치는 것을 예상할 수 있었다.

Fig. 14. Non-point pollutant source through follow-up points.

비점오염원 주변으로는 숙박업소를 포함한 음식점 등 상권이 형성되어 있어 향후 오염원 발생이 지속적으로 발생할 수 있음을 예상할 수 있었다. 이에 따라 오염원 발생을 최소화하기 위해 해당 군에 오염발생지점과 분석결과를 제공하였으며, 조치가 완료되면 추후 지속적인 조사가 필요하다고 판단된다.