3.2.2 음수대 수질 현황
A시 내 전체 46개 공원 음수대에 대한 정체수 및 10분 경과 수를 분석한 결과는 Table 7과 같다. 급수관의 사용 경과연수에 따라 수질이 변화한다는 기존 연구결과(Yu, Park, Kim et al., 2008)를 바탕으로 공원 조성년도 및 음수대 설치년도에 따라 수질 차이가 있을 것이라는 가설을 세웠으나, 정체수와 경과수 모두에서 공원조성 및 음수대 설치년도와의
유의미한 상관성을 확인할 수 없었다.
Table 7. Water quality analysis of first draws and flushed water from 46 park drinking fountains in city A
|
Free residual chlorine (mg/L)
|
Water Temp. (℃)
|
pH
|
Turb. (NTU)
|
THMs (mg/L)
|
Cl (mg/L)
|
KMnO4 (mg/L)
|
B (mg/L)
|
Al (mg/L)
|
Mn (mg/L)
|
Fe (mg/L)
|
Cu (mg/L)
|
Zn (mg/L)
|
Pb (mg/L)
|
Ni (mg/L)
|
First draws
|
Mean
|
0.42
|
18.3
|
7.3
|
0.12
|
0.025
|
24.1
|
1.7
|
0.012
|
0.040
|
0.001
|
0.019
|
0.005
|
0.036
|
0.000
|
0.002
|
Median
|
0.46
|
18.5
|
7.3
|
0.00
|
0.023
|
23.6
|
1.7
|
0.012
|
0.035
|
0.001
|
0.000
|
0.004
|
0.013
|
0.000
|
0.001
|
Min.
|
0.04
|
9.4
|
7.0
|
0.00
|
0.013
|
20.0
|
1.0
|
0.009
|
0.010
|
0.000
|
0.000
|
0.001
|
0.001
|
0.000
|
0.001
|
Max
|
0.80
|
28.3
|
7.7
|
3.45
|
0.043
|
28.4
|
2.7
|
0.015
|
0.077
|
0.019
|
0.114
|
0.015
|
0.378
|
0.003
|
0.008
|
Standard Deviation
|
0.23
|
4.5
|
0.2
|
0.51
|
0.007
|
2.7
|
0.3
|
0.001
|
0.016
|
0.003
|
0.033
|
0.004
|
0.069
|
0.001
|
0.002
|
Flushed water
|
Mean
|
0.66
|
16.2
|
7.4
|
0.01
|
0.023
|
24.2
|
1.6
|
0.012
|
0.045
|
0.001
|
0.007
|
0.002
|
0.003
|
0.000
|
0.001
|
Median
|
0.67
|
15.1
|
7.4
|
0.00
|
0.022
|
23.2
|
1.7
|
0.012
|
0.040
|
0.000
|
0.000
|
0.001
|
0.002
|
0.000
|
0.001
|
Min.
|
0.09
|
8.8
|
7.0
|
0.00
|
0.013
|
19.3
|
0.5
|
0.008
|
0.023
|
0.000
|
0.000
|
0.001
|
0.001
|
0.000
|
0.001
|
Max
|
1.33
|
25.0
|
7.8
|
0.09
|
0.039
|
28.4
|
2.6
|
0.014
|
0.091
|
0.002
|
0.090
|
0.004
|
0.017
|
0.000
|
0.003
|
Standard Deviation
|
0.19
|
4.2
|
0.2
|
0.02
|
0.006
|
2.7
|
0.4
|
0.001
|
0.018
|
0.001
|
0.021
|
0.001
|
0.004
|
0.000
|
0.000
|
수돗물의 pH, 염소이온, 과망간산칼륨 소비량은 통상 관의 파손 등으로 인한 오염을 평가할 수 있는 지표이나 본 연구 대상 음수대에서는 그러한 문제는
발견되지 않았다.
수돗물의 잔류염소는 수질 안정성을 위해 꼭 필요한 것으로 정수장에서 수도꼭지까지의 체류시간 및 수요량 변동의 차이와 원수 수질 및 수온 등의 차이로
인해 농도가 달라진다(Choi et al., 2016). Table 7과 같이 연구 대상 음수대 정체수, 경과 수의 잔류염소 농도는 최소 0.04 mg/L에서 최대 0.80 mg/L까지 측정되었으며, 경과수는 최소 0.09
mg/L에서 최대 1.33 mg/L 범위로 나타났다.
공원 설치년도 및 음수대 설치 년도로 그룹을 나누어(Table 1) 중금속 농도를 비교한 결과, 10년 이내, 음수대 설치 5년 이내인 A 그룹에서 B~H 그룹보다 아연과 철 농도 평균값(Fig. 1(a)) 및 중앙값(Fig. 1(b))이 높게 나타났다. 이는 건축물 내 수돗물을 대상으로 연구에서 노후관에서 중금속 농도가 높았다는 기존 연구(NIER, 2016)와 다른 결과로, 음수대는 직결급수이면서 건축물에 비해 관로의 길이가 짧은 특징이 있다는 점과 사용 빈도가 낮은 봄철에 채취가 이루어져 물의 정체
기간이 길어진 점이 원인인 것으로 추측된다. 또한 신규 음수대는 오래된 음수대와는 다른 수도꼭지 타입과 외관 재질로 인해 수질 결과에 영향을 미친
것으로 판단되었다.
Fig. 1. Heavy metal concentrations in drinking fountains by park and fountain installation year (a) Mean, (b) Median.
음수대의 계절별 모니터링 결과는 Fig. 2, Fig. 3과 같이 사분위수가 표시된 박스 그래프로 나타내었다. 사용 빈도가 낮은 음수대에서는 정체 기간이 길어짐에 따라 water age가 증가하게 되며 이에
따라 본래의 수돗물인 경과수에 비해 잔류염소 농도가 크게 감소되는 경향을 보였다. 비록 사용빈도를 직접 조사하지는 않았지만, 동일 지점에서 정체수와
경과수의 잔류염소 농도 차이를 분석하여 정체 기간과 사용빈도를 간접적으로 평가할 수 있었으며, 이러한 분석 결과는 계절별 비교에 활용하였다.
Fig. 2. Seasonal variations in (a) residual chlorine levels and (b) differences in residual chlorine levels: first draws and flushed water
Fig. 3. Seasonal variations in (a) Temperature, (b) Chloride, (c) pH, (d) Turbidity, (e) THMs, (f) Potassium permanganate consumption, (g) Al, (h) Mn, (i) Fe, (j) Cu, (k) Zn, and (l) Ni concentrations in first draws and flushed water.
Fig. 3(b)에 나타난 바와 같이 봄철의 경우, 정체수 수온이 16.7 ℃ 로 다른 계절에 비해 낮았음에도 불구하고 정체수와 경과수 간의 잔류염소 농도차(Fig.
2(b))는 평균 0.40 mg/L로 가장 크게 나타났다. 반면 여름철과 가을철의 잔류염소 농도차는 각각 0.20 mg/L와 0.17 mg/L 로,
봄철의 잔류염소 농도차가 월등히 높았다. 이전 연구온도(Noh and Park, 2017)에 따르면, 온도가 20 ℃ 증가할 때 잔류염소의 분해 속도 계수는 2.2배 증가한다고 보고되었다. 이를 고려했을 때, 봄철의 잔류염소 분해속도가
낮음에도 불구하고 정체수의 잔류염소 농도가 낮고 경과수와의 농도차가 크다는 것은 사용빈도가 낮아 정체 기간이 더 길었음을 시사한다.
총트리할로메탄은 물속의 천연유기물과 염소 소독제의 반응으로 형성되므로 천연유기물 양, 수소이온농도, 수온, 염소주입량의 영향을 받는다(Chang et al., 2006). A시 공원 음수대의 조사 결과 총트리할로메탄(Fig. 3(e)) 범위는 정체수가 0.016~0.043 mg/L로 경과수 0.014~0.042 mg/L보다 약간 높았다. 직전 음수대 사용이 있던 지점은 정체수
채수 후 경과수가 10분 출수 되었음에도 불구하고 잔류염소와 총트리할로메탄 수치가 각각 0.68 mg/L, 0.021 mg/L과 0.68 mg/L,
0.022 mg/L로 거의 동일했다. 가을에는 기온이 높아 경과 수의 총트리할로메탄이 농도범위가 0.024~0.042 mg/L로 약간 높았는데 기온이
높을 때 소독부산물의 농도가 증가한다는 타 연구 결과(Chang et al., 2006)와 경향이 일치하였다.
정체수의 탁도(Fig. 3(d))는 대부분 기준치 이내였지만 F-1 지점의 정체수는 3.45 NTU로 기준치를 초과했다. 반면 해당지점의 철(Fig. 3(i)), 망간(Fig. 3(h)) 농도는 불검출, 유기물의 농도는 1.8 mg/L로 일반적인 수돗물과 비슷한 농도를 보였다. 10분 출수 후 채수한 경과수에서의 탁도는 0.03
NTU로 정상적인 수치로 낮아졌다. 이를 통해 수도꼭지의 비정상적인 사용으로 인한 흙 등 외부 오염이 원인으로 판단되었다.
염소이온, 과망간산칼륨 소비량의 농도변화는 정체수와 경과수가 비슷한 양상을 보였다. 봄과 가을에 과망간산칼륨 소비량((Fig. 3(f))의 평균값은 각각 1.8 mg/L와 1.6 mg/L였다. 반면 채수 전후로 강우가 잦았던 여름에는 정체수와 경과수 모두 2.6 mg/L로 약간
증가하였는데 이는 상수원수의 영향을 받은 것으로 평가되었다(Yu, Park, Ahn et al., 2008).
중금속의 경우 먹는물수질기준을 초과한 적은 없었으나 일부 중금속 항목은 정체기간에 따라 정체수, 경과수 간 농도변화가 컸다. 정수장 응집제로 사용하는
알루미늄 농도는 기온이 상대적으로 높은 여름, 가을이 봄철보다 높았다. 경과수 평균값은 여름과 가을에 각각 0.063 mg/L, 0.061 mg/L였으며
정체수는 0.061 mg/L와 0.054 mg/L로 비슷하거나 약간 높았다. 이는 응집제 투여량에 영향을 받은 것으로 보여졌다.
기존 수돗물 관련 연구들에 따르면 사용 빈도가 낮아 정체기간이 긴 조건에서, 저수조와 수도꼭지에서 아연 농도가 크게 증가하는 경향이 관찰되었다(Lee et al., 2014, Yu, Park, Kim et al., 2008). 음수대 수질을 조사한 본 연구에서는 봄, 여름, 가을의 정체수 농도는 각각 0.003~ 0.378 mg/L, 0.003~0.065 mg/L,
0.003~0.070 mg/L 로 여름철 높은 수온으로 인해 아연의 농도가 증가했다고 보고된(Seo et al., 1998) 것과 달리, 본 연구에서는 겨울 동안 장기간 사용 되지 않은 후 봄철에 가장 높은 아연 농도가 관찰되었다. 중금속 중에서도 아연의 농도 변화가
가장 두드러졌다. 경과수의 계절별 아연 농도는 0.000~0.010 mg/L(봄), 0.000~0.011 mg/L(여름), 0.000~0.008 mg/L(가을)로
전 지점에서 아연 농도가 낮았고 변화도 거의 없었다. 기존 연구에서는 수돗물의 아연은 아연도강관에서 주로 유래된 것으로 보고되었으나, 건축물 내 수도관에
아연도강관 사용이 1994년부터 법적으로 금지되었고 배⋅급수관의 경우 법적 금지는 없었으나 아연도강관을 설치를 자제하여 차지하는 비율이 꾸준히 감소하고
있다. A시의 경우 아연도강관이 음수대 연결 배수관 및 급수관의 2.2%에 불과했다(Table 5). 아연은 스테인리스 이음관을 포함한 도금 및 합금의 형태로 수도용품에 많이 사용되며, 이로 인해 용출되는 것으로 판단된다(Lee et al., 2017).
철의 경우(Fig. 3(i)), 여름철에는 모든 지점에서 정체수, 경과수가 검출한계 미만이었고 가을철에는 정체수 0.000~0.075 mg/L, 경과수 0.000~0.004
mg/L로 검출한계 부근의 낮은 농도를 보였다. 그러나 봄철에는 정체수 0.000~0.114 mg/L로 가장 높은 농도를 기록했으며 10분 뒤 출수
후에는 경과수 0.000~0.066 mg/L 로 수질을 회복하였다. 음수대 사용 빈도가 낮을수록 정체시간이 길어져 철 농도가 증가하는 경향이 있음을
시사한다.
망간(Fig. 3(h))은 먹는물수질기준에 0.3 mg/L로 설정되어있으나 수돗물의 경우는 0.05 mg/L로 엄격하게 설정되어 있다. 원수에도 함유되어 있고 대부분
정수 처리 공정에서 제거된다(Bae et al., 2014). 대부분 불검출이거나 검출한계 부근의 농도였으나 봄철 H-4 지점 정체수에서는 망간이 0.019 mg/L로 이상치를 보였다. H-4 지점은 다른
지점 대부분의 급수관 재질이 스테인리스였던 것과 달리 급수관 재질이 덕타일 주철관을 사용하고 있었으며 겨울철 사용중지 기간동안 주철관에서 망간이 미량
용출된 것으로 판단된다. 그러나 이 지점의 경과수에서는 망간이 불검출되었다.
계절별 모니터링에서 니켈(Fig. 3(l))은 봄철 보다 온도가 높은 여름, 가을철 정체수에서 0.000~0.008 mg/L로 측정되었고, 경과수에서는 모두 불검출되었다. 납, 크롬,
카드뮴은 전체조사 및 계절별 조사에서 정체수와 경과수 모두에서 검출되지 않았다.
전체조사 및 계절별 조사에서 총대장균군, 분원성 대장균군은 정체수와 경과수 모두에서 불검출되었다. A-4 지점의 정체수에서는 일반세균이 120 CFU/mL로
기준치 100 CFU/mL를 약간 초과했다. 이때 잔류염소는 불검출이었고 두 번째 샘플링한 경과수에는 일반세균은 불검출, 잔류염소는 0.16 mg/L로
증가하였다. 이는 외기가 높은 온도로 인한 수온이 27.6 ℃로 잔류염소가 빠른 속도로 감소하였고 외부 오염도 고려되었다. 보다 명확한 원인을 찾기
위해 수도꼭지별 비교 연구에서 시간대별 농도변화를 추가로 조사하였다. 이 외 다른 지점에서는 정체수와 경과수 모두에서 일반세균이 불검출되었다.