염소 및 이산화염소 소독에 따른 음용수의 안전성에 관한 비교 연구

Abstract

본 연구는 음용수의 정수과정에서 살균목적으로 실시되는 염소소독의 위해성을 감소시

키고자 실제 상수정수장에서 염소처리로 인한 trihalom-ethanes (이하 THMs이라 한다.)의

생성 및 그 위해성을 조사하고, 실험실 규모로 humic acid를 첨가한 시료수 및 상수원수

(3급)를 조제하여 염소 및 이산화염소 소독을 실시하고 THMs의 생성과 그 위해성을 조사

하여 음용수의 안전성을 비교 평가하였다.

실험은 염소소독이 실시되고 있는 서울지역의 팔당, 구의, 보광 정수장의 원수, 처리수

및 가정수도수중의 THMs 농도 그리고 각 분획별 비휘발성유기물질량과 돌연변이원성을

측정하여 음용수의 안전성을 파악하였고, T-HMs의 전구물질인 humic acid ( 10mg/ℓ)를

첨가한 시료수 및 상수원수(3급)를 조제하여 염소 또는 이산화염소 (각 소독제의 농도 :

1mg/ℓ, 5mg/ℓ 및 10mg/ℓ), 그리고 염소와 이산화염소의 혼합소독(혼합농도비 1 : 1 즉

, 1mg/ℓ Cl^^2+1mg/ℓ Cl^^2, 5mg/ℓ ClO^^2 및 10mg/ℓ C1^^2+10mg/ℓ ClO^^2와 1 : 2

즉 1mg/ℓ Cl^^2+2mg/ℓ ClO^^2, 5mg/ℓ Cl^^2 +10mg/ℓ ClO^^2 및 10mg/ℓ Cl^^2+20mg/

ℓ ClO^^2)을 실시하고 작용시간 2시간과 24시간에 따른 THMs의 생성량 그리고 비휘발성

유기물질량과 돌연변이원성을 측정하여 음용수의 안전성에 미치는 소독제외 영향을 분산

분석과 직선회귀분석으로 검정하여 평가하였다.

본 연구결과 서울시 가정수도수중의 THMs농도와 비휘발성 유기물질량은 각각 산술평균

8.26㎍/ℓ와 8.69㎍/ℓ로 검출되었고, direct mutagenicity와 indirect mutagenicity는

각각 산술평균 53 revertants/plate와 74 revertants/plate 이었다.

수원지의 처리수 및 가정수도수중 THHs농도에 대한 총분획의 비휘발성유기물질량 및 돌

연변이원성과의 상관관계는 각각 직선적으로 증가하는 관계이었고(r=0.73∼0.94), 원수

및 처리수의 유기물질량에 대한 돌연변이원성과의 상관관계도 직선적으로 증가하는 관계

였다 (r=0.93∼0.99).

염소 및 이산화염소 소독에 따른 THMs 생성량은 염소와 이산화염소의 1 : 1 혼합소독은

45∼65%, 1 : 2 혼합소독은 73∼85% 그리고 이산화염소의 단독소독은 95%이상 염소소독

보다 감소하였고, 비휘발성 유기물질의 생성량은 염소와 이산화염소의 1 : 1 혼합소독은

26∼56%, 1 : 2 혼합소독은 58∼63% 그리고 이산화염소의 단독소독은 66∼70% 염소소독보

다 감소하였고, 각 분획별 비휘발성 유기물질의 생성량은 소독제에 상관없이 중성분획이

가장 많았다. 또한 돌연변이원성도 염소와 이산화염소의 1 : 1 혼합소독은 20∼40%, 1 :

2 혼합소독은 30∼55%, 그리고 이산화염소의 단독소독은 40∼60% 염소소독보다 낮았고,

비휘발성 유기물질량의 증가에 따라 활성도가 증가하였다.

이상의 결과를 종합하면 음용수의 소독제로서 이산화염소는 THMs와 비휘발성 유기화합

물을 염소보다 적게 생성하였고 염소와 이산화염소의 혼합소독은 이산화염소의 농도가 증

가할수록 THMs와 비휘발성 유기화합물의생성이 감소하였다. 또한 돌연변이 활성도도 감소

하였다.

그러나 이산화염소는 소독후 잔류효과가 염소보다 낮기 때문에 급수과정에서의 2차 오

염으로 인한 질병의 예방을 위하여 염소와 이산화염소의 혼합소독이 바람직하다고 사료된

다.

A Comparative Study on Safety of Drinking Water Disinfected with Chlorine (Cl^^2)

and Chlorine Dioxide (ClO^^2)

Chi-sang Ok

Department of Public Health Graduate School Yonsei University

(Directed by professor Yong Chung, Ph.D.)

For the purpose of reducing the rusk by chlorination of drinking water at water

plants, this study was carried out to predict the rusk of prending water by

chlorination, and to manifest the influence of disinfectants

Trihalomethanes (THMs), nonvolatile extractable organic matter (EOM) and

salmonella mutagenicity were investigated with raw, treated water at three water

plants (Paldang, Kueu and Bokwang), and domestic tap water at six states (Jamsil,

Banpo 3, Tapshipri 1, Mia 5, Hongje 3 and Bulkwang 1) in Seoul, 1987. And the

influence by the disinfection tilth Cl^^2/ClO^^2 and mixture of CL^^2/ClO^^2 in

water added with humic acrid (10mg/ℓ) and raw water (class 3) were evaluated.

The tested concentration of Cl^^2 and ClO^^2 were mg/ℓ, 5mg/ℓ and 10mg/ℓ,

respectively. Mixture ratios were 1 : 1 (i.e. 1mg/ℓ Cl^^2+1mg/ℓ ClO^^2, 5mg/ℓ

Cl^^2+5mg/ℓ ClO^^2 and 10mg/ℓ Cl^^2+10mg/ℓ ClO^^2,) and 1 : 2 (i.e. 1mg/ℓ

Cl^^2+2mg/ℓ ClO^^2, 5mg/ℓ Cl^^2+10mg/ℓ ClO^^2 and 10mg/ℓ Cl^62+20mg/ℓ ClO^^2),

respectively. And Reaction time was 2hrs and 24hrs.

The results were summarized as follows;

Mean THMs concentration and EOM were 8.26㎍/ℓ, 8.69㎍/ℓ. And total direct

mutagentcity and indirect mutagenicity of domestic tap water were 53

revertants/plate, 74 revertants/plate.

The correlationshipa between THMs and EOM in treated water and domestic tap water

were positive linear relations (r=0.73-0.94). And the correlationships between EOH

and mutagenicity in raw water and treated water also were positive Linear relations

(r=0.93-0.99).

The formation of THMs, EOM and mutagenicity Showed that in comparison with Cl^^2

disinfection, 1:1 mixture of Cl^^2/ClO^^2 decreased in 45-65% THMs, 26-56% EOM and

20-40% mutagenicity ; 1:2 mixture of Cl^^2/ClO^^2 decreased in 73-85% THMs, 58-63%

EOM and 30-55% mutagenicity; ClO^^2 a disinfection decreased in 95% THMs, 66-70%

EOM and 40-60% mutagenicity, resfectively. All of mutagencity were increased

according to the increase of EOM in plate.

Based on results above, it is concluded that the most desirable disinfectant baa

ClO^^2. However, in view of prevention of Waterborne disease by inflow of polluted

water during distribution, the mixed disinfection of Cl^^2/ClO^^2 is recommended.