음용수중 휘발성 유기오염물질의 규제에 관한 연구

Abstract

[한글]

산업의 발달, 도시화의 진전과 함께 환경오염이 증가하게 되었으며 대중들에게 공중 급수되는 음용수의 안전성 문제가 크게 대두되기 시작했다. 음용수중의 오염물질중 휘발성 유기오염물질은 농약과 함께 세계보건기구, 미국 등 선진국에서 독성학적 연구와 실태조사를 통하여 우선적으로 기준이 마련되고 규제되기 시작했다. 세계보건기구는 1984년 '양질의 음용수 공급을 위한 지침서'에서 벤젠 등 총 8종의 휘발성 유기오염물질에 대한 기준치를 선정하여 권고하고 있으며 미국은 법적구속력을 갖는 최대오염농도가 결정되어 있는 트리클로로에틸렌 등 8종을 포함하여 총 17종의 휘발성 유기오염물질로 관리대상물질로 지정하고 있다.

일본의 경우도 1980년대 중반 트리할로메탄과 1.1.1-트리클로로에탄, 트리클로로에틸렌 및 테트라클로로에틸렌의 4종의 휘발성 유기오염물질의 기준을 마련하여 관리하고있으며, EC의 경우는 개별 휘발성 유기오염물질에 대하여는 기준이 설정되어 있지 않고 농약성분이 아닌 유기 염소화합물 전체에 대하여 l㎍/ℓ의 기준이 마련되어 관리되고 있을 뿐 다른 휘발성 유기오염물질에 대한 기준은 없다.

미국의 경우는 1990년 이후 매 3년마다 25종의 오염물질에 대한 기준을 새로이 추가할 예정이며, 세계보건기구와 EC의 경우도 1990년대 초반 새로운 수질기준을 마련할 예정인데 이중에는 휘발성 유기오염물질에 대한 항목과 기준이 크게 강화될 것으로 예상된다.

우리나라의 경우 급속한 산업화와 더불어 오염원의 양적증가와 질적악화가 진행되고있는데, 생환하수의 경우 연 6-7%, 산업폐수의 경우 연 20%의 높은 증가를 보이고 있다. 또한 1990년의 정수장에서의 트리할로메탄 검출, 1991년 3월의 낙동강 페놀 오염사건으로 인하여 일반 국민들의 안전하고 양질의 음용수에 대한 욕구는 크게 증대되어 있는 실정이다.

그러나 음용수 관리에 있어서는 상수원인 하천과 호수의 관리는 건설부, 산업폐수에 대한 고려는 환경처, 음용수 수질기준설정은 보건사회부, 정수장 및 수도수에 대한 수질검사는 지방자치단체에서 실시하게 되어 있어 안전하고 양질의 음용수 공급을 위하여는 관리의 개선이 요구되고 있다.

본 연구의 목적은 세계보건기구, 미국, EC, 일본 등 선진국에서의 음용수중 휘발성유기오염물질의 기준 및 기준설정 과정에서의 인체위해성 평가에 대한 비교 분석을 토대로 우리나라에서의 음용수 수질기준 설정방법을 정립하고, 우선규제대상 휘발성 유기오염물질

을 선별하여 그에 대한 관리방안을 제안하는데 있다.

연구방법은 세계보건기구의 양질의 음용수 공급을 위한 지침서 Ⅰ, Ⅱ와 미국의 음용수안전법 및 음용수중 휘발성 유기오염물질의 기준설정 및 측정법 등이 기술되어 있는 Federal Register와 관련문헌에 대한 조사 분석을 토대로 우리나라의 음용수 수질기준 설정방법을 모색하였으며, 국내에서의 사용량과 검출예를 평가하여 우선규제대상 휘발성 유기오염물질을 선별하고 현행 우리나라의 음용수관리의 문제점을 평가하여 효율적인 음용수관리 방안을 강구해야 한다.

본 연구의 결과는 다음과 같다.

1. 세계보건기구는 1984년 8종의 휘발성 유기오염물질에 대하며 권고기준을 정해놓고 있으며 미국은 가장 많은 17종, 일본은 4종을 정해놓고 있다. 미국은 1990년부터 매 3년마다 25종의 유기오염물질에 대한 규제를 추가할 예정인데, 이 중 많은 수가 휘발성 유기오염물질이며 세계보건기구, EC 등에서는 1990년대 휘발성 유기오염물질에 대한 기준이 크게 강화된 새로운 음용수기준을 마련할 예정이다.

2. 음용수중 휘발성 유기오염물질의 기준치 설정에 있어서 인체위해성 평가는 미환경보호청 및 WHO의 연구결과가 중심이 되고 있으며, 발암물질에 대하여는 수학적 모델링을 이용하는 다단계 모델이, 비발암물질에 대하여는 기준푹로량(RfD) 개념과 일일허용섭취량(ADI)이 이용되고 있다.

3. 음용수중 휘발성 유기오염물질의 기준설정에는 기준설정시점의 분석기술이 중요한 요소로 작용하고 있으며, 체계적인 분석법을 정해놓고 있는 미국의 경우 시료농축 및 전처리장치로서 퍼지앤드트랩을 이용하는 가스 크로마토그래피와 질량검출기를 이용한 분석이 기본이 되고 있다. 우리나라는 일본의 경우와 같이 헤드스페이스 또는 용매추출법을 이용하는 가스크로마토그래피법으로 정해져 있으나, 비교적 높은 감도와 정밀성을 갖고 있는 퍼지앤드트랩 방식을 채택함을 고려할 필요가 있다고 판단된다.

4. 우리나라에서는 음용수 수질기준 설정방법은 국내에서 기존 사용중인 화학물질과 신규 화학물질에 대하여 해당 화학물질의 발암성, 돌연변이성 및 급성, 만성독성등 유해성을 평가하여 유해 화학물질과 유해성이 비교적 낮은 화학물질로 분류하고, 유해 화학물질은 음용수와 관련된 수질환경에의 오염영향을 고려하여 음용수의 오염영향이 비교적 높은 화학물질을 선별하고 우선규제대상 화학물질은 음용수에의 오염영향이 비교적 높은 화학물질중 국내에서의 사용량 및 검출예 등을 고려하여 선정 관리하는 것이 요구된다. 또한 우선규제대상 화학물질로 분류되지 않은 화학물질도 잠재적 오염가능성을 고려하여 2차 감시대상 화학물질로 분류하여 관리하는 것이 필요하다고 판단된다.

5. 본 연구결과에 따라 음용수 수질기준 설정방법을 토대로 40종의 휘발성 유기오염물질을 음용수에의 오염영향이 비교적 높은 화학물질로 분류하였으며, 국내에서의 사용량이 비교적 많고, 국내 조사에서 검출된 바 있는 트리클로로에틸렌을 포함한 8종의 화학물질

을 우선규제대상 휘발성 유기오염물질로 선정하였다. 우선규제대상 휘발성 유기오염물질은 트리클로로에틸렌과 국내에서 검출된 바 있는 사염화탄소, 테트라클로로에틸렌 및 1.1.1-트리클로로에탄을 선정하였으며, 벤젠, 틀루엔, 염화비닐 및 크실렌을 비교적 높은 사

용량을 고려하여 우선규제대상에 포함시켜야 할 것이다. 이들 휘발성 유기오염물질의 기준은 국내에서의 독성학적 문헌조사와 평가를 통하여 최종적인 규제기준을 설정하기에 앞서 잠정적인 목표기준을 마련할 필요가 있으며, 그 기준은 세계보건기구와 미국의 기준 중 보다 최근의 풍부한 문헌을 바탕으로 결정된 미국의 최대오염농도와 같이 정하는 것이 필요하다고 판단된다.

6. 현재 선진각국에서 인체위해성 평가를 기초로 기준농도 강화 추세를 보이고있는 트리할로메탄의 규제농도에 대한 재고가 필요하다고 판단된다.

7. 우리나라에 있어서 효율적인 음용수 수질관리를 위하여는 상수원수인 하천, 호수관리는 건설부 산하 한국수자원공사, 주 오염원인 산업폐수의 관리는 환경처, 정수장 및 수도수관리는 지방자치단체, 음용수 수질기준의 선정은 보사부로 되어 있는 현행 다원관리체계를 개선하여 총체적인 관리방안이 강구되어야 하며, 상수원수와 처리수 및 수도수에 동일한 수질기준 항목을 적용하여 관리할 필요가 있고, 음용수 수질관리 행정의 공개와 함께 체계적인 분석법의 확립과 검사제도의 도입이 필요하다고 판단된다.

[영문]

As a result of industrial development and urbanization, water pollution has been induced and the safety of drinking water has been issued as one of social problems to be solved, WHO, USA and other developed countries have suggested the regulation of hazardous chemicals in drinking water standard concerned with health risk.

WHO had recommended 8 volatile organic compounds including benzene to be regulated in the 'Guidelines for Drinking Water Quality' published in 1984.USA selected 17 volatile organic compounds including 8 MCL(Maximum Contaminants Levels) compounds. Japan has also, managed 4 volatile organic compounds such as trihalomethans, 1. 1. 1-trichloroethane, trichloroethylene and tetrachloroethylene from the middle of 1980's.

ECs had set a guide level for organochlorine compounds that are not covered to pesticides. ECs have not set volatile organic compounds respectively.

In Korea, only one compound for the volatiles, trihalomethanes, was set and regulated in the drinking water quality standard as 0.1mg/ℓ from June 1, 1990.

USA has a plan to add 25 items every 3 years after 1990. WHO and EC are preparing the new guidelines for drinking water quality in early 1990's. In the guidelines many volatile organic compounds will be included and the values will be intensified

as well.

In Korea, the source of pollution has been rapidly increasing in quantity and growing worse in quality. It is expected that municipal waste water is increasing 6-7% and industrial waste water 20% every year. The demand for safe and high quality of drinking water has been greatly uplifted by the detection of

trihalomethans in the water station in 1990 and the accident of phenol spill which has contaminated around Nakdong River basin in the last March, 1991.

The objectives of this study are to establish standard setting procedure of drinking water based on the survey of each case of WHO, USA, EC, and Japan and to select the priority volatile organic pollutants to be managed and to suggest the effective management.

This study was undertaken with reviews on the 'Guidelines for Drinking Water Quality' of WHO, the Safe Drinking Water Act and related Federal Registers of USA and other references for preparing the standard setting procedure. The present status was reviewed and analyzed for the detections of the volatile organic

compounds in drinking water, The priority volatile organic pollutants are suggested to the drinking water quality standard in Korea.

The results of this study are summarized as follows.

1. WHO, USA and Japan had set the standards or guidelines for 8, 17 and 4 volatile organic compounds respectively. USA is planning to add each 25items every 3 years after 1990. WHO and EC are preparing new guidelines for drinking water in early 1990's.

2. The research of risk assessment has been applied to the standard setting process in USA and WHO. The multistage model using mathematical modeling for carcinogens and the concepts of Reference Dose(RfD) and Acceptible Daily Intake(ADI) for noncarcinogens in the assessment would be adapted.

3. Analytical technique has been considered as the very important factor in the standard value setting process. USA has set systematic standard analytical methods for volatile organic compounds in drinking water using the Purge & Trap method and

Gas Chromatography and Mass Spectrometry for separation and detection.

It is recommended that Purge & Trap method should be considered to detect the volatiles in the drinking water.

4. The following procedure should be recommended for the standard setting of drinking water. The first step is to classify the hazardous chemicals on the carcinogenicity, mutagenicity and acute, chronic toxicity of each chemical. The second is to separate the chemicals that easily contaminate drinking water from the hazardous ones. The final is to select the priority chemicals to be regulated based on consumption and detection cases in Korea.

5. Eight volatile organic compounds; trichloroethylene, carbon tetrachloride, tetrachloroethylene, 1.1.1-trichloroethane, benzene, toluene, vinyl chloride and xylene, should be considered in the management of the drinking water quality.

6. The standard for trihalomethans concentration in Korea should be reconsiderated based on risk assessment.

7. For the effective management of drinking water, not only the management but the standards of water resources from raw water(river and lakes)to tap water should be unified. Also, it is requested to open the management of drinking water to the public and to set up the systematic analytical methods and regulations.