관종에 따라 미생물 번식 유기탄소용출량 격차 커

관로 내 미생물 번식 주철, 강관, PE, PVC관 순

미생물의 먹이사슬 유기탄소 용출량 최초분석

합성수지관 원료와 생산 공정 따라 용출량 커

 관 종에 따라 미생물 번식을 조장시키는 주요 원인인 유기탄소 용출량 차이가 심하다는 분석결과가 국내에서는 처음으로 발표되어 관심을 모으고 있다.

수도관 중에 우리나라 대도시가 주로 많이 사용하는 강관과 주철관을 비롯하여 옥내 급수관이나 300mm이하의 소형 관에 사용되는 PE, PVC관들 중에 미생물 번식 환경이 좋은 생물막 형성이 빠르게 진행되는 관은 무슨 관 종일까.

미생물 번식환경에 좋은 조건은 충분한 먹이사슬이 마련되어야 하는데 그 먹이가 부유물질 중 유기탄소이다.

그래서 환경부도 올해부터 관로 내 세척이 의무화되면서 부유물질과 생물 막 등을 제거하여 위생적인 수돗물을 공급하는 시스템이 본격 가동되고 있다.

부유물질 중에는 생물 막 등도 포함되는데 생물막이 많은 것은 유기탄소 량이 많다는 것을 대변해주며 이는 곧 미생물의 먹이가 풍부하다는 것을 반증한다.

총유기탄소(Total organic carbon: TOC) 는 물속에 존재하는 유기물에 포함된 탄소의 총량을 말한다.

BOD, COD와 함께 유기물의 함량 지표로 사용되는데 올해부터 모든 실시간 자동수질감시망에는 TOC가 의무적으로 포함되어 있다.

우리나라 상수원은 주로 하천수와 호소수를 원수로 하고 있어 유기탄소는 토양유출이나 바닥 오니 및 하·폐수와 조류, 저니 등에 의해 영향을 받는다.

유기탄소는 독성은 없다고 하지만 간접적인 유해성은 발생될 수 있다.

한국과학기술연구원에서 연구 활동을 하다가 지난 2011년부터 세종대 건설환경공학과 부교수로 활동하는 맹승규 교수(뉴욕 RPI대졸업, 조지아대 석사, 네덜란드 델프트대 박사: 환경공학)는 국내에서는 처음으로 관 종별 미생물의 먹이가 되는 유기탄소 용출량에 대한 분석 결과를 발표했다.

그 결과 유기탄소용출량이 가장 큰 관은 덕타일 주철관으로 13(ug/cm2), 강관이 3.9이며, 일반수도용 PVC관은 2.6, PE관은 2.8로 나왔다.

주철관이 강관의 3.5배나 유기탄소량이 많이 용출되고 PE나 PVC관보다는 4배 이상 용출량이 높았다.

이는 미생물의 서식환경에 차이가 있다는 것을 잘 대변하고 있다.

주철관의 경우는 관 내부에 덕타일로 코팅한 재질이어서 타 관보다 유기탄소량이 높게 나타난 것으로 분석되고 있다.

PPI가 개발한 IPVC(1.7 ug/cm2)와 일반 PVC관(2.6)에서도 차이가 나고 있으며 일반수도용 PVC관들도 생산기업에 따라 차이가 크다는 점도 밝혀냈다.

관 종별 유기탄소용출량 연구는 국내에서는 처음 있는 일로 국내 학계나 지자체, 수자원공사등에서도 연구를 한 적이 없다.

이번 연구를 진행한 맹승규 교수는 “네덜란드 등 유럽에서는 비금속관(플라스틱 관)에 대한 연구는 물론 시장도 지속적으로 확산되고 있다. 우리나라는 아직도 비금속관에 대한 연구가 빈약하고 시장도 위축되어 있다. 동일한 PVC관이라도 내부의 조도(표면 거칠기)에 따라 미생물 형성이 다르며(PPI관 0.45umRa, 일반PVC관 1.50이상) 가소재의 원료 배합비와 원료에 따라서도 다른 경향을 보인다. 하지만 이 같은 연구는 깊이 있는 연구가 필요하다. 관로의 초입부와 관말에 따라 잔류염소의 양이 다르다. 따라서 관로의 품질을 향상시켜 잔류염소량이 적은 파이프에서도 안심하고 위생적인 물이 공급되어야 한다.

이번 실험은 200mm 신관을 가지고 실험을 했으며 실험법은 스위스의 바이어미그(Bio Mig)법으로 분석했다.”고 말한다.

환경국제전략연구소 김동환박사는 “맹승규 교수의 관 종에 따른 유기탄소용출량 분석은 매우 신선하고, 국내에서 최초로 이뤄진 기초연구이다. TOC분석은 물의 품질과 위생과 안전성에서 중요한 인자로 대두되고 있다. 문제는 국내 관로 업계들의 영세성으로 이 같은 연구를 제대로 실행하지 못한다는 점이 아쉬움 점이다. 다만 PVC관이나 PE관의 경우 원료공급회사인 엘지화학이나 한화에서 지속적인 연구를 통해 사회공익적 책임과 역할을 해야 한다. 관 종과 관의 생산자별로 미생물 증가의 원인인 유기탄소량에 큰 차이가 있다는 점에서 TOC분석을 통해 관로 생산 공정의 과학화 (조도/표면 거칠기)와 가소재의 사용에 대한 심도 있는 연구가 병행되어 제품의 혁신적 발전이 요구된다.”라고 말한다.

(환경경영신문, 박남식 부장)