수질유해물질의 통합독성 관리제도

도입방안 연구(Ⅲ)

(최종보고서)

2005. 1.

환 경 부

제 출 문

환경부장관 귀하

본 보고서를 “수질유해물질의 통합독성 관리제도 도입방안 연구(Ⅲ)”

(총 연구기간: 2004년 5월 31일 ~ 2005년 1월 30일)의 최종보고서로 제

출합니다.

2005년 1월

대전광역시 유성구 장동 100

한국화학연구원부설

안전성평가연구소

소 장 한 상 섭

연 구 진

□ 연구책임자

이 성 규 : 환경독성시험연구부 생태독성팀

□ 참여연구원

오 경 택, 김 우 근, 김 수 연, 김 지 원, 이 순 애

□ 연구보조원

윤 홍 길, 민 정 은, 이 은 숙

□ 자문위원

권 오 상 : 국립환경연구원 수질공학과 과장

김 상 돈 : 광주과학기술원 환경공학과 교수

류 덕 희 : 국립환경연구원 수질공학과 연구관

안 광 국 : 충남대학교 생명과학부 교수

오 재 일 : 중앙대학교 건설환경공학과 교수

이 병 국 : 한국환경정책․평가연구원 연구위원 정 규 혁 : 성균관대학교 약학부 교수

최 경 호 : 서울대학교 환경보건학과 교수

최 성 헌 : 국립환경연구원 미량물질과 연구관

최 지 용 : 한국환경정책․평가연구원 연구위원 황 순 진 : 건국대학교 환경공학과 교수

목 차

제 1 장 서 론 ··············································································································· 1

제 1 절 연구의 목적 ··································································································· 2

제 2 절 수질유해물질 배출관리의 접근방법 ························································· 4

제 2 장 폐수배출시설별 실태조사 ··········································································· 6

제 1 절 배출업소 선정 ······························································································· 6

제 2 절 시료채취방법 ······························································································· 13

제 3 절 수질분석 및 생태독성시험방법 ······························································· 13

1. 수질분석 ·············································································································· 13

2. 생태독성시험 ······································································································ 16

가. 어 류 ················································································································ 16

나. 물벼룩 (Daphnia magna) ············································································ 19

다. 조 류 (Selenastrum capricornutum) ························································ 21

라. 박테리아 (Vibrio fischeri) ·········································································· 24

제 4 절 업종별 현황 및 평가 ················································································· 27

1. 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종 (5업종-9배출시설) ·················· 27

가. 1차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종 ······················································ 27

나. 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종 ······················································ 32

다. 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 폐수 특성 ························· 37

2. 수질유해화학물질 다량 배출 예상 업종 (4업종-24배출시설) ················· 45

3. 폐수 다량 배출 및 수질유해화학물질 함유 예상 업종

(3업종-12배출시설) ···························································································· 59

4. 취수원 수계 직유입 개별 배출시설 (3업종-6배출시설) ··························· 65

5. 대규모 폐수종말처리시설 (1업종-3배출시설) ············································· 68

제 3 장 폐수배출시설별 생태독성평가 ································································· 70

제 1 절 업종별 생태독성평가 ················································································· 70

제 2 절 배출규모 및 처리방법에 따른 생태독성평가 ······································· 78

제 3 절 시험종 간에 감수성 평가 ········································································· 85

제 4 장 선진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태 ········································· 87

제 1 절 통합독성 관리제도 관련 자료수집의 필요성과

유럽 방문조사 내용 ··················································································· 87

1. 유럽의 통합독성 관리제도 배경 ······································································ 87

2. 방문 조사배경과 내용 ························································································ 89

3. 방문 국가 및 기관 ······························································································ 90

가. 영 국 ················································································································ 90

나. 스웨덴 ·············································································································· 90

다. 네델란드 ·········································································································· 90

라. 독 일 ················································································································ 90

제 2 절 각국의 통합독성 관리제도 운영실태 ····················································· 91

1. 영국의 산업폐수 관리제도 ················································································ 91

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입배경 ················································ 92

나. IPPC 영향평가에서 DTA 사용지침(안) ··················································· 94

1) IPPC의 목적 ································································································· 94

2) 독성 검색 ······································································································ 95

3) 독성 특성 ······································································································ 98

4) 정밀 위해성 평가 ······················································································ 100

5) 독성 저감 ···································································································· 101

6) 모니터링 ······································································································ 102

다. DTA 전략 ····································································································· 103

라. 시범 연구 ······································································································ 105

2. 스웨덴의 산업폐수 관리제도 ·········································································· 106

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입배경과 개요 ································ 108

나. 통합독성 관리제도: CID ············································································ 109

다. STORK 프로젝트 ························································································ 112

3. 네델란드의 산업폐수 관리제도 ······································································ 114

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입배경과 개요 ································ 115

나. WEA의 방법과 원칙 ·················································································· 117

1) WEA의 방법과 현단계 ············································································ 117

2) WEA 시험방법의 종류 ············································································ 118

3) 실증 프로그램 ···························································································· 119

4) 잠정적 결론 ································································································ 122

5) WEA의 경제성 분석 ················································································ 122

6) 현재 수행하는 작업들 ·············································································· 122

다. WEA를 위한 National Policy Preparation Group (CIW) ················· 126

라. 시범 연구 ······································································································ 129

4. 독일의 산업폐수 관리제도 ·············································································· 131

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입 배경 ············································ 131

나. 통합독성 시험 방법과 독성 총량 부과금제도 ······································ 132

다. 잔류성 ············································································································ 133

5. 덴마크의 산업폐수 관리제도 ·········································································· 135

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입 배경 ············································ 135

나. 산업폐수 통합독성 관리제도 전략 ·························································· 136

다. 조사 프로그램 ······························································································ 140

라. 요 약 ·············································································································· 141

6. 미국의 산업폐수 관리제도 ·············································································· 142

가. 산업폐수 통합독성 관리제도의 도입 배경 ············································ 142

나. 요 약 ·············································································································· 145

제 3 절 각 국가별 산업폐수 관리제도의 전략 비교 ······································· 146

1. Emission vs. immission ·················································································· 146

2. 조사 매개 변수 ·································································································· 146

3. 시험 절차 ············································································································ 147

4. 결 론 ···················································································································· 147

제 5 장 통합독성 국내도입 방안 ········································································· 148

제 1 절 방류수 통합독성 관리제도 도입을 위한 단계별 접근 ····················· 148

1. 방류수 관리의 국제 동향 및 추세 평가 ······················································ 148

가. 수체의 질을 보호하기 위한 기준 ···························································· 148

나. 환경 배출을 줄이기 위한 기준 ································································ 148

2. 도입시 고려해야할 내용: 보호 목표가 무엇인가? ··································· 152

3. 우리나라의 현황 ································································································ 153

제 2 절 방류수 통합독성 관리제도 도입을 위한 로드맵 ······························· 155

가. 통합독성 관리제도 도입의 편의제시 ······················································ 155

나. 통합독성시험방법에 대한 고려 ································································ 155

다. 통합독성 관리제도 운영에 대한 고려 ···················································· 156

제 3 절 제도도입 기본계획 ··················································································· 158

1. 현행 산업폐수 관리체계 ·················································································· 159

2. 통합독성 관리제도 도입시 고려 사항 ·························································· 162

3. 통합독성 관리제도 제도화 방안 ···································································· 168

제 6 장 시범 사업 계획(안) ·················································································· 170

가. 시범 사업 목적 ···························································································· 174

나. 핵심요소 ········································································································ 174

다. 연구방법 ········································································································ 175

라. 대상 배출업체 ······························································································ 176

마. 협의사항 ········································································································ 180

바. 예상되는 성과물 ·························································································· 180

제 7 장 결 론 ··········································································································· 181

제 1 절 폐수배출시설별 실태조사 ······································································· 181

제 2 절 선진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태 ········································· 183

제 3 절 통합독성 국내도입방안 ··········································································· 185

제 4 절 시범사업 계획(안) ···················································································· 188

제 8 장 종합결론 ····································································································· 191

참고문헌 ····················································································································· 195

관련 사이트 ··············································································································· 196

표 목 차

[표1-1] 유해물질 배출관리의 접근방법 ·································································· 5

[표2-1] 수질유해물질이 포함된 것으로 예상되는 배출시설 업체 ···················· 7

[표2-2] 배출시설 업체의 시․도 분포 현황 및 관할기관 ·································· 9[표2-3] 수질분석 항목 ······························································································ 13

[표2-4] 현행 폐수배출허용기준 ·············································································· 14

[표2-5] OECD culture medium ·············································································· 22

[표2-6] 1차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 방류수의 이화학적

수질분석 결과 ······························································································· 28

[표2-7] 1차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 생태독성 시험 결과 ·········· 30

[표2-8] 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 방류수의 이화학적

수질분석 결과 ······························································································· 33

[표2-9] 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 생태독성 시험 결과 ·········· 35

[표2-10] 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 원폐수의 이화학적

수질분석 결과 ····························································································· 38

[표2-11] 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 원폐수 처리 효율

결과 ··············································································································· 41

[표2-12] 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 원폐수와 방류수의

수질변화 ······································································································· 44

[표2-13] 수질유해화학물질 다량 배출 예상 업종의 방류수의

이화학적 수질분석 결과 ········································································· 46

[표2-14] 수질유해화학물질 다량 배출 예상 업종의 생태독성 시험 결과 ···· 54

[표2-15] 폐수 다량 배출 및 수질유해화학물질 함유 예상 업종의 방류수의

이화학적 수질분석 결과 ········································································· 60

[표2-16] 폐수 다량 배출 및 수질유해화학물질 함유 예상 업종의

생태독성 시험 결과 ················································································· 64

[표2-17] 취수원 수계 직유입 개별 배출시설 방류수의 이화학적 수질분석

결과 ············································································································· 65

[표2-18] 취수원 수계 직유입 개별 배출시설의 생태독성 시험 결과 ············ 67

[표2-19] 대규모 폐수종말처리시설 방류수의 이화학적 수질분석 결과 ········ 68

[표2-20] 대규모 폐수종말처리시설의 생태독성 시험 결과 ······························ 69

[표3-1] 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종의 생태독성 결과 ··············· 71

[표3-2] 수질유해화학물질 다량 배출 예상 업종의 생태독성 결과 ················ 72

[표3-3] 폐수 다량 배출 및 수질유해화학물질 함유 예상 업종의

생태독성 결과 ····························································································· 74

[표3-4] 취수원 수계 직유입 개별 배출시설 업종의 생태독성 결과 ·············· 75

[표3-5] 대규모 폐수종말처리시설의 생태독성 결과 ·········································· 75

[표3-6] 업종별 산업폐수 방류수의 생태독성 값(1차년도) ······························· 76

[표3-7] 업종별 산업폐수 방류수의 생태독성 값(2차년도) ······························· 76

[표3-8] 업종별 산업폐수 방류수의 생태독성 값(3차년도) ······························· 77

[표3-9] 각 시험종에 대한 배출 규모별 생태독성(TU) ····································· 79

[표3-10] 업종 규모 별 시험 종의 독성 출현율 ·················································· 81

[표3-11] 산업폐수의 물리화학적 처리 ·································································· 83

[표3-12] 산업폐수의 생물학적 처리 ······································································ 84

[표3-13] 생태독성 시험 종에서 독성 출현율 ······················································ 85

[표3-14] 박테리아 시험 종에 따른 독성 값 비교 ·············································· 86

[표4-1] 스웨덴의 산업폐수 조사 1, 2 단계 전략 ············································· 111

[표4-2] 스웨덴 방류수의 제한수준 ······································································ 113

[표4-3] 네델란드의 생태독성 시험 ······································································ 130

[표4-4] 덴마크의 산업폐수 조사 1, 2 단계 전략 ············································· 141

[표5-1] 국내외 폐수배출허용기준 체계 비교 ···················································· 162

[표6-1] 연차별 연구계획 ························································································ 169

[표6-2] 총괄적인 업종별 생태독성 값 ································································ 171

[표6-3] 독성 값이 높은 배출업체 ········································································ 172

[표6-4] 1～3차년도 중에서 독성이 비교적 높은 배출업체 ···························· 175

[표6-5] 산업폐수 방류수가 낙동강 수계로 유입되는 배출업체 ···················· 177

[표6-6] 낙동강 수계로 유입되는 하․폐수종말처리장시설 ···························· 178[표6-7] 현재까지 검토되는 대상 배출업체 ························································ 179

그 림 목 차

[그림1-1] 환경에서 수질유해화학물질의 흐름도 ·················································· 3

[그림2-1] 서울특별시와 인천광역시에 분포된 배출시설 업체 ·························· 9

[그림2-2] 경기도와 충청북도에 분포된 배출시설 업체 ···································· 10

[그림2-3] 대전광역시와 충청남도에 분포된 배출시설 업체 ···························· 10

[그림2-4] 대구광역시와 울산광역시에 분포된 배출시설 업체 ························ 11

[그림2-5] 경상남도와 부산광역시에 분포된 배출시설 업체 ···························· 11

[그림2-6] 전라북도와 전라남도에 분포된 배출시설 업체 ································ 12

[그림2-7] 경상북도에 분포된 배출시설 업체 ······················································ 12

[그림2-8] Vibrio fischeri를 이용한 생물검증 모식도 ······································· 25

[그림4-1] 영국의 DTA 흐름도 ············································································· 104

[그림4-2] 스웨덴의 STORK-project 프로그램 ················································· 112

[그림4-3] 네델란드의 통합독성에 근거한 폐수 관리정책 ······························ 114

[그림4-4] 네델란드의 전방류수평가 전략 ·························································· 116

[그림4-5] 직․간접 방류(a)와 흐름의 원리(b) ·················································· 123[그림4-6] Flow charts ···························································································· 124

[그림4-7] National policy preparation group on WEA ································· 128

[그림4-8] 산업폐수의 조사와 평가에 대한 덴마크 EPA의 전략 ·················· 137

[그림5-1] 2005년 연구의 계획 및 추가 연구 수요 내용 ································ 156

요 약 문

1. 3차년도 수질유해물질의 통합독성 관리제도 도입방안 연구

3차년도 연구에서는 1) 배출업소를 더 확대하여 수질유해물질을 배출할 우려가

높은 16개 배출업종 중에서 54개 배출업소를 선정하여, 수질분석과 독성평가, 2) 선

진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태 사례조사, 3) 국내 통합독성 관리제도 도입

방안, 4) 산업폐수 배출업체의 현장 자료 수집방안 등 4단계로 나누어 통합독성 관

리제도 도입방안 연구를 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다.

가. 폐수배출업체의 방류수 실태조사

1) 방류수의 이화학적 수질분석 결과 배출허용기준을 위반한 배출업체는 54개 업

체 중에서 4개 업체였고 위반 수질항목은 BOD, T-N, Pb, F이었다. 54개 배출업체

의 방류수 생태독성 조사 결과, 4가지 시험 종에 대하여 1, 2차 조사에서 1회 이상

4가지 시험 종 모두에서 독성이 조사된 배출업체는 10개 업체로서 16%였다. 54개

배출업체 중에서 1, 2차 조사에서 독성 반응이 4가지 시험 종 모두에서 나타나지

않은 경우는 없었으며, 4가지 시험 종중에서 어류 독성 출현율이 제일 낮았고 박테

리아 독성 출현율이 제일 높게 조사되었다.

2) 1, 2차 조사업종 중 정밀검사 대상 업종을 제외한 3차년도 조사업종 중에서 업

종별 생태독성을 조사한 결과, 도금시설 업종의 방류수에서 4가지 시험 종 모두에

서 독성 반응이 조사되었다.

3) 배출업소의 시설규모에 따른 시험 종의 독성 반응은 다음과 같았다. 어류와 물

벼룩 시험 종에서 시설규모별 독성 반응은 5종 > 4종 > 3종 > 2종 > 1종 순으로

조사되었고, 조류 시험 종에서 시설규모별 독성 반응은 5종 > 4종 > 2종 > 1종 >

3종 순으로 조사되었다. 그리고 박테리아 시험 종에서 시설규모별 독성 반응은 2,

4, 5종 > 1종 > 3종 순으로 조사되었다. 시설규모가 작을수록 4가지 시험 종의 독

성이 높은 것으로 조사되었고 4, 5종 업체의 방류수에서는 4가지 시험 종에 대한

독성 발생률 차가 줄어들었다.

4) 산업폐수 처리에 있어 처리 방법에 따라 생태독성에 어떠한 영향이 있는지 조

사한 결과, 물리․화학적 처리 방법과 생물학적 처리 방법 등의 처리방법에 따른 차이는 없는 것으로 나타났다.

5) 시험종별 독성출현율을 보면, 1차 시료의 조사 결과, 어류의 경우는 54개의 업

체 중 6개 배출업체에서 독성이 조사되어 11%를 차지하였다. 물벼룩의 경우는 19개

배출업체에서 독성이 조사되어 35%를 차지하였으며, 조류의 경우는 대상 업체의 절

반정도인 25개 배출업체에서 독성이 조사되어 46%를 차지하였다. 반면에 박테리아

의 경우는 조사 대상 업체 중 5개 배출업체를 제외한 49개 배출업체로 91%를 차지

하였다. 그리고 4가지 생태 시험 종 모두에서 독성 반응이 나타난 곳은 54개 배출

업체 중에서 5개 업체로 9%를 차지하고 있다. 2차 시료의 조사 결과, 어류의 경우

는 54개의 배출업체 중 10개 업체에서 독성이 조사되어 19%를 차지하였다. 물벼룩

의 경우는 18개 배출업체에서 독성이 조사되어 33%를 차지하였으며, 조류의 경우는

19개 배출업체에서 독성이 조사되어 35%를 차지하였다. 반면에 박테리아의 경우는

조사 대상 업체 중 3개 배출업체를 제외한 51개 업체로 94%를 차지하였다.

나. 선진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태

우리나라의 산업폐수 관리에 있어 통합독성 관리제도 도입의 필요성이 대두되고

있는 시점에서 선진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태를 파악하기 위하여 자료

수집을 실시하였다.

1) 영국 : 영국에서는 오염물질의 화학분석에 근거한 규제가 갖는 단점을 극복하고

타당한 방류수관리 정책을 수립하기 위해 직접독성평가(Direct Toxicity

Assessment: DTA) 기법이 개발되었고 현재 적용하기 시작하였다. DTA를 적용함

으로써 방류수 내의 모든 유해물질의 생물학적 영향을 통합적으로 평가할 수 있고,

환경 위해성(risk)을 예측하는데 도움이 되며, 폐수처리 공정의 효율성을 평가하는

데도 활용될 수 있다는 장점이 있다.

2) 스웨덴 : 스웨덴의 산업폐수 관리체계는 대규모 시설 위주로 관리하고, 배출허

가증 발급 및 관리기관이 배출업소의 규모별로 상이한 것이 특징이다. 한편 배출허

가증 발급 후 유지를 위한 모니터링 조건은 없으며 단, 시설 확장이나 처리시설 변경

등 조건이 바뀔 경우에만 갱신한다. 스웨덴의 특징 중 하나는 환경문제를 전담하는

환경법원이 있다는 것이다. 일반 법원이 환경문제와 관련된 이해가 부족하고 다루

는 데 미숙하여 1999년경 환경법원을 설립했다. 주로 배출허가증 관련 업무를 담당

하는 5개의 지역환경법원과 1법령의 수정등에 관여하는 1개의 중앙환경법원이 있

다. 한편 배출 시설의 규모별로 허가권을 부여하는 기관이 다르다. 국가적으로 환경

에 미치는 영향이 큰 시설은 환경법원에서 방류허가권을 준다. 이러한 대규모 시설

은 스웨덴 전국에 500개 정도가 있다. 중규모 시설의 경우는 해당 지역에서 방류허

가권을 부여한다. 중규모 시설은 5,500개 정도가 있다. 소규모 시설은 신고제로 운영

되며 15,000개 정도가 있다.

3) 네델란드 : 네덜란드는 오랜 역사의 물관리 경험을 가진 나라이다. 산업폐수의

관리는 1970년 Water Pollution Control Act(수질오염관리법)에 근거하여 개별 오염

물질에 대해 오염자 지불원칙에 의해 처리하도록 되어 있으며 방류수 배출을 위해

서는 방류면허증(licence)이 필요하다. 오염자는 폐수처리공정과 배출되는 물질에 대

한 정보를 제공하며, 정부에서는 최선가용기술에 근거한 처리방법을 결정한다. 필요

할 경우 환경영향(immission)에 근거한 접근법으로 추가적인 평가를 수행한다.

4) 독일 : 독일에서 방류수의 통합독성 관리는 폐수법령과 폐수부담금법에 의해서

규정되어 있다. 폐수법령에 의해 다양한 업종은 급성독성시험에 근거하여 개별적으

로 최소무영향희석배수를 정하도록 규정되어있다. 폐수부담금법은 방류수의 오염정

도에 따라 부담금을 부과하도록 규정되어 있으며, 오염 수준은 물고기 독성시험의

결과에 따른다. 벌금을 부과할 때 최선가용기술을 고려하며 이를 얼마나 충실히 따

르는가에 따라서 부과금을 차등하기도 한다. 배출부과금은 총독성부하량에 근거하

여 부과한다. 부과금액을 매년 단계적으로 증액시키기 때문에 배출업체로서는 배출

부과금을 탈피하기 위해서는 BAT를 주기적으로 도입할 수밖에 없다. 독일에서 방류

수 배출시설은 폐수를 배출하기 위해 정부로부터 방류허가권을 받아야하나 공정상

의 변화나 BAT의 기술변화가 없다면 방류허가권을 갱신해야할 의무는 없다. 현재

방류허가권을 받아야하는 배출시설이 약 50,000개가 있으며, 매년 100개 이하의 업

체에 방류허가권을 주고 있다. 한편 배출시설 50,000개 중 IPPC의 규제를 받는 대

상은 약 10,000개가 있다. IPPC에서는 5년마다 BAT를 검토하도록 규정한다. BAT

가 변경되면 공정상 변화나 방류량의 변화가 없더라도 방류허가권을 검토해야한다.

이와 같이 독일은 국가적 차원에서 이미 생물독성을 이용하여 방류수 관리를 하고 있

지만 유럽연합의 IPPC 규칙에 맞추기 위해서 국내 제도를 보완하는 작업을 수행하고

있다.

다. 통합독성 국내도입방안

방류수 통합독성 관리제도를 도입하기 위해서는 단계적인 준비가 필요하다. 현재

까지의 연구 결과 방류수 통합독성 관리제도 도입의 필요성은 확인되었다. 현재 필

요한 노력은 (1) 방류수 통합독성 관리제도의 도입에 따른 산업폐수관리상의 이점

과 경제적인 편익을 증명하는 것과 함께 (2) 1단계 스크리닝 수준의 통합독성시험

방법의 개발과 적용을 위한 제반 준비를 하는 것이다. 그 다음 단계에서 통합독성

관리제도를 포괄적으로 도입하기 위한 연구를 수행하고 법체계를 정비해야 한다.

현재 정부에서는 수질분야중 산업폐수의 관리체계 개선의 필요에 따라 여러 가지

준비를 하고 있으며, 이 연구도 이러한 노력중 하나이다. 그러나 수질유해물질의 통

합독성관리제도를 도입하기 위해서는 문제점이 지적되고 있는 현행 산업폐수관리체

계와 산업폐수관리 실태를 파악하는 것이 필요하다. 또한 통합독성관리제도가 모든

나라에서 보편화된 제도가 아니므로 다른 나라의 관련 제도와 현황에 비추어 이 제

도를 우리나라에 도입하기 위해 염두에 두어야 할 것들을 정리해보았다.

1) 현행 산업폐수 관리체계 : 우리나라는 산업폐수에 의한 수질오염을 예방하기 위

하여 배출시설의 설치허가(신고), 배출허용기준 설정, 토지이용규제, 공공처리시설의

운영 등으로 폐수의 발생부터 배출까지의 관리를 하고 있다. 한편 우리나라는 대규

모의 중화학 공업시설이 있을 뿐 아니라 산업의 고도화에 따라 산업체에서 사용하

는 원료물질이 다양화되고 이에 따라 폐수가 배출되는 경우 유해물질이 수계로 방

류될 우려가 높은 실정이다. 그러나 현행 법령에 의한 획일적인 지역별 규모별 배

출기준의 적용만으로는 다양화되고 있는 산업폐수의 배출관리가 어려운 실정이다.

2) 통합독성 관리제도 도입시 고려 사항 : 통합독성관리방안은 우리나라는 폐수관

리체계에는 없던 것으로 이를 도입하기 위해서는 기존의 폐수관리체계 개선 방향의

틀, 도입의 실효성을 높이기 위한 대상시설과 지역의 선정, 적용성 등을 충분히 고

려하여야 한다.

3) 통합독성 관리제도 제도화 방안 : 통합독성관리제도는 하수처리장 건설에 주력

하여 BOD로 대표되는 단순형 유기오염물질처리에 주력해온 우리나라의 수질관리

방식을 이전보다 안전하고 생태적으로 건강한 수질을 확보하기 위한 방식으로 전환

하기 위해 현 시점에서 도입이 반드시 고려되어야 하는 제도이다. 현재와 같은 경

직된 산업폐수관리체계에서는 통합독성관리제도를 도입하는 것이 매우 어려우므로

정부 부문에서 관련제도를 먼저 도입하고 폐수관리체계 개선방안과 연계하여 관련

규정을 갖추어가는 것이 바람직하다. 3대강 특별법에서와 같이 지역별로 특화된 법

령에 의한 제도도입도 가능하겠지만 통합독성관리제도가 가시적으로 시급하기 보다

는 장기적으로 필요한 것이므로 수질환경보전법 개정시 관련 조항들을 확충하여야

한다.

제도도입을 위해서 단기․장기 방안을 다음과 같이 제안한다.

▷ 단기 방안

◦ 통합독성측정방법의 법제화

◦ 환경기초시설에의 시범 적용

◦ 자발적 환경협약제도 등을 통한 대형배출업체의 참여 유도

◦ 통합독성관리제도 도입 효율성 제고를 위한 지역 선정 사업 시행

◦ 생물종 및 시험방법

o 정도관리

▷ 장기 방안

◦ 수질환경보전법에 근거 조항 제정

◦ 오염저감효과 (TIE, TRE)

4) 제도화 도입에 필요한 현장 자료 수집 : 통합독성 관리제도 도입에 필요한 현장

자료 수집을 위한 시범 사업 업체 선정은 1～3차년도에 제시한 산업폐수 배출시설

군 중 낙동강 수계에 포함된 배출업체에서 4가지 시험 종에 대하여 독성이 나타난

연속공정 배출업체, 비연속공정 배출업체 및 하수종말처리장을 우선순위로 고려할

것이다. 또한 산업폐수 배출업체의 배출규모, 배출량, 방류수 수질특성, 방류특성,

유역특성, 공정 개선 필요시 협조, 배출허용기준 수질항목에 대한 측정 능력 등을

감안하며, 특히 낙동강 수역에 직접방류하는 배출시설이 우선적으로 검토대상이나,

환경부 및 배출업체와 사전 협의를 거쳐 정할 것이다.

라. 시범 사업 계획(안)

통합독성 관리제도 도입에 따른 현장 자료 수집을 위한 시범 사업 연구에서 수행

해야 할 내용을 요약하여 정리한 것이다.

1) 시범 사업 목적

- 통합독성관리제도 도입에 앞서 점검해야 할 핵심요소들을 도출

- 산업폐수 배출업체의 현장 자료 도출

- 독성시험의 공정시험법 초안 마련

- 국내 도입에 앞서 공감대 형성

2) 핵심요소

- 시료 채취, 운반 및 보관 : 발생폐수의 특성분석, 보관조건 및 기간

- 종말점(endpoints): 급성 독성, 만성 독성

① 하수 및 산업폐수종말처리장에 대해서 물벼룩에 대한 만성독성 조사

- 배출허용수준 : 외국의 적용 예로서 case-study: 독일과 같이 배출부과금

- 독성원인물질탐색: 공정별 독성평가: 1개 배출시설에 대해서 실시

⇒ 미국 EPA의 독성동정평가(Toxicity Identification Evaluation, TIE)를 토대

로 검토할 예정

- 비용-편의 분석

3) 연구방법

- 배출시설관계자와 공동으로 연구

- 시료에 대한 특성 및 독성 확인은 TOC 또는 DOC와 독성 battery

- 대상시설 선정기준

① 규제수역(하천)에 직접 방류하면서 독성이 높은 시설 : 1시설

② 독성은 낮으나 방류량이 많은 시설 : 총부하량 관점

③ 방류수 성상이 단순한 시설(도금, 철강 등)은 제외

④ 낙동강 수역에 직접 방류하는 배출 시설 중에서 업종 및 규모 등 감안

- 시범 사업 대상시설: 안료․염료 및 산업용 화학물질제조업종의 산업폐수배출 시설 2곳, 하수종말처리장 1곳

4) 예상되는 성과물

- 수질오염공정시험법(안) 제시: 시료채취에서 독성시험까지

- 최적 독성시험 battery 및 시험비용 제시

- 다량배출시설(하․폐수종말처리장)에 대한 규제근거 제시 - 선진외국 자료를 근거로 한 배출허용수준 제시

- 이해 당사자간 공감대 형성

2. 통합독성 관리제도 도입에 대한 총괄적인 요약

통합독성 관리제도 도입을 위한 산업폐수 배출시설별 생태독성 현황을 파악하기

위하여 2002년부터 2004년까지 29개 업종 121개 배출시설에 대하여 독성실태를 조

사하여 얻은 결론은 다음과 같다.

1) 방류수의 이화학적 배출허용기준을 위반한 배출업체는 121개 업체 중에서 8개

업체로 대다수의 방류수는 현행 배출기준은 잘 준수하는 것으로 나타났으나, 생물

(어류, 물벼룩, 조류 또는 개구리밥, 발광박테리아)을 이용한 독성시험에서는 108개

배출시설(85%)의 방류수가 독성이 있는 것으로 나타났다. 따라서 현재의 처리수준

으로 처리한 방류수는 방류수계의 생태계에 영향을 줄 수 있을 것으로 판단되므로,

수생태계를 보호하기 위해서는 방류수 관리에 통합독성 개념의 도입이 필요하다.

2) 업종별 독성은 안료제조시설 > 염료제조시설 > 섬유 및 염색 > 가죽가공 및

제품 제조시설 > 폐수종말처리장, 반도체 및 기타전자제품(小) > 도금시설 > 의약

품 제조시설 > 가죽 및 모피 > 침출수, 산업용화학물질제조시설 > 섬유제조시설 >

합성수지 > 하수종말처리장 등으로 나타났으므로, 통합독성제도 도입시 우선순위

선정시 고려해야 할 것이다.

3) 그러나 제한된 자원으로 인해 지금까지 드러난 문제점으로는

o 일부 배출시설에서는 측정된 독성값의 변이가 크므로 그 이유에 대한 보다

정밀한 연구가 필요하다. 즉 폐수의 특성에 기인하는지 또는 시험상의 에러

인지 확인이 필요하다.

o 생물종간 감수성의 차이가 크므로, 시험비용을 감안한 적정 시험배터리를

어떻게 잡을 것인지 추가적인 연구가 필요하다.

o 배출허용기준, 즉 end-of-pipe에서의 배출허용 기준에 대한 검토가 보다 광

법위 하게 검토되어야 한다. 이러한 기준들은 여러 나라에서 각기 다른 기

준을 적용하고 있는데, 국내 기준을 제안하는 것이 필요하다.

o 독성시험에서의 자료의 신뢰성을 높일 수 있는 방안의 보완이 필요하다.

o 방류수를 다량으로 배출하는 하수종말처리장 및 산업폐수종말처리장 시설인

경우, 급성독성은 낮았으나, 만성독성에 대한 검토가 미흡하였다.

o 독성을 나타내는 원인 또는 공정 등에 대한 연구가 미흡하여, 이에 대한 보

완이 필요하다.

o 아직까지 이러한 제도도입에 대해서 각 이해당사자들 간의 공감대가 형성되

어 있지 않으므로 이에 대한 대책이 수립되어야 할 것이다.

4) 따라서 시범사업에서는 이러한 문제점을 보완하고, 제도도입에 앞서 시급히 필

요한 다음 사항을 확인한다.

o 시료채취에서부터 독성시험까지 수질오염공정시험법(안) 제시

o 독성시험결과의 신뢰성을 높이기 위한 방안(변이계수 제시, QA/QC방안 등)

o 배출허용기준(안)을 제시

o 적정독성시험 배터리 구성 및 시험비용 산출 : 4가지 생물종을 적용한 후, 구

체적 분석(정보의 획득량, 시험비용, 시험의 난이도 등)을 통하여 최적독성시

험 배터리와 시험비용을 제시한다.

o 독성이 높은 배출시설에 대하여 독성원인을 확인하고, 가능한 대안을 제시하

는 방법을 확인하고 프로토콜을 작성한다.

o 다량 배출시설에 대해서는 급성독성외에 만성독성을 평가한다.

o 공감대 형성을 위한 워크숍, 심포지움 등의 개최와 설문조사를 통해 이해의

폭을 넓히도록 한다.

5) 시범사업 대상시설은 그 동안의 실태조사결과와 최종 보고회 때 제시된 의견

을 감안하여 다음과 같은 기준을 적용하여 선정하여야 할 것이다.

o 단일 배출시설로서 처리된 방류수가 중요 하천(특히 낙동강)으로 직접 유입

되는 시설

o 독성이 높게 나타난 산업폐수배출업종의 시설

o 해양으로 직접 방류하는 시설은 오염 폐수의 확산 등을 감안하여 제외

이와 같은 조건을 감안할 때, 독성이 높게 나타난 염․안료, 가죽․피혁 업종은 대부분 1차 자체처리 후 종말처리장으로 유입되고, 낙동강 수계에서는 개별배출시

설로서 독성이 있고, 직접 유입하는 배출시설은 거의 없으므로, 낙동강 수게에서는

구미, 대구지역의 산업폐수 종말처리장 중에서 선정하여야 할 것이고, 단일 배출시

설에 대해서는 다른 수계에서 선정해야 할 것이다.

6) 선진 외국의 운영실태조사 결과, 네델란드의 경우가 벤치마킹할 만 하다고 생

각되나, 아직 도입과 관련한 프로그램을 진행 중이므로 지속적인 교류를 통한 자료의

확보가 필요하다. 국외의 제도 중 우리가 참고할 만한 사항은 다음과 같다.

o 통합독성 도입으로 추가적인 비용의 발생은 없어야 한다.

o 적용대상의 최소화 : 직접 방류시설, 폐수성상이 간단하여 기존의 이화학적

방법으로도 독성관리가 충분한 업종

o 방류량이 많은 공공처리장 포함 : 부하량이 높음.

o 신규 배출시설 또는 시설 변경시 적용

o 독성이 높을 것으로 예상되는 업종

o BAT적용과 같은 청정생산 체제 유도

7) 위와 같은 사실을 종합해 볼 때 우리나라에서의 도입방안을 제시해 보면 다음

과 같다.

o 현재와 같은 경직된 산업폐수관리체계에서는 통합독성관리제도를 도입하는

것이 매우 어려우므로 정부 부문에서 관련제도를 먼저 도입하고, 폐수관리체

계 개선방안과 연계하여 관련 규정을 갖추어가는 것이 바람직하다. 3대강 특

별법에서와 같이 지역별로 특화된 법령에 의한 제도도입도 가능하겠지만, 장

기적으로 수질환경보전법 개정을 통해 관련 조항들을 확충하여야 한다.

o 년차별로 도입계획을 공포하고, 공공부문(하수 및 산업폐수 종말처리장)에서

민간시설로 단계적으로 도입하는데 도입원칙은 다음과 같다.

① 통합독성 도입으로 추가적인 비용 부담을 최소화

② 독성이 높고, 방류량이 많으면서 직접 수계로 유입되는 배출시설

③ 신규시설과 변경시설에 대해서 강화된 규정 적용

o 도입 민간 배출시설에 대해서는 배출허용 항목에 대한 기존의 측정 및 지도

점검 면제, 독성시험비용의 보전 등과 같은 인센티브 부여

o 관련 규정을 정비 하면서 통합독성 적용을 위한 infra 구축

① 시험규모 : 1단계에는 약 10여개 배출시설에 대하여, 분기별로 1회의 시

험을 해서 보고하도록 함. 이 경우 시험 규모는 급성 또는 만성독성이

40건. 매년 대상시설을 늘리면 시험규모가 커질 것임.

② 시험시설 : 초기에는 경험을 축적하고 있는 GLP 시험기관에서 수용이

가능하나, 매년 증가하게 되면, 지역별 시험기관이 있어야 함. 결과의 신

뢰성이 중요하므로 GLP시스템을 구축하고 있거나, QA/QC프로그램에

익숙한 기관을 선정하여 수행토록 함. 1차적으로는 환경연구원의 각 수

계별 연구소를 활용할 수 있으나, 궁극적으로 시험의 규모가 확대되어

전국적으로 경제적 규모가 되면, 선진국에서와 같이 전문 GLP시험기관

들이 설립되어 시험수요를 감당할 수 있을 것임.

③ 신뢰성 구축 : 시험방법 및 결과의 신뢰성 확보를 위해 시험 참여기관간

(inter-laboratory) 및 참여기관내(intra-laboratory) 반복시험과 ring test

를 통해 정도관리체계를 구축. 또한 교육 프로그램을 개발하여 참여 시

험기관에 대한 교육을 실시하고 신뢰성 구축프로그램에 의해서 우수실험

실 선정.

④ 1차적으로는 시범사업을 통해 제시된 시험(안) 및 시험 배터리에 따르나,

추가해야 할 시험항목(유전독성, EDC)과 보다 개선된 시험법의 도입을

위한 추가 연구를 기획, 수행함.

o 배출허용기준은 시범사업을 통해서 도출한 후, 시범적용하고, 수계의 특성,

현재의 기술수준, 비용 등을 감안해서 탄력적으로 운용한다.

o 통합독성 도입으로 인한 추가적인 비용을 최소화하기 위하여, 기존 이화학적

배출허용 항목과 trade-off할 수 있는 시험항목을 선정해서 시범적으로 적용

해서 영향을 평가하도록 한다. 경우에 따라서 해당 배출시설로 하여금 측정

항목을 선택하도록 한다.

전체적으로 보아 관련 규정을 정비하면서 단계적 도입방안을 채택한다면, 현재

국내 시험기관들의 역량으로 보아 infra를 구축해서 이 제도를 운영하는데 큰 문제

는 없을 것으로 판단된다.

8) 추가적으로 연구해야 할 부분은 다음과 같다.

o 추가시험 항목(유전독성, 내분비장애 독성 등)

o 비용-효율적인 시험방법 : 유럽에서와 같은 시험의 소형화 연구

o 배출시설에서 자가측정이 가능한 간이시험기술 개발

o 국내 토종생물을 이용한 시험체계 연구

o 해양유입 방류수 평가를 위한 해양생물시험 배터리 구축

o 정도관리와 교육체계 구축

- 1 -

제 1 장 서 론

총체적인 물 부족 문제에 안심할 수 없는 우리나라의 현실에서 현재까지도 경제

와 환경의 불균형 발전이 지속되고 있다. 이러한 환경 속에서 환경 생태계에 어떠

한 영향을 미칠 지도 모른 신 화학물질들이 연간 수십～수백만 가지이상 새롭게 등

록되고 있으면 그 사용량과 종류가 크게 증가하고 있다. 환경에 어떠한 영향을 줄

지 모르는 상황에서 화학물질들은 여러 가지 형태의 얼굴로 우리 일상생활과 접하

고 있다. 또한, 산업체에서는 다양한 화학물질을 제조 및 생산하는 과정에서 수질유

해물질로 둔갑된 화학물질들이 복잡하고 다양한 형태로 방류수에 포함되어 수계에

유입됨으로써 수계 생태계에 직․간접적으로 영향을 주고 있다. 하지만, 방류수 내에 있는 모든 수질유해물질을 확인 및 농도를 규제하는 것은 현실적으로 어려움이

있다. 때문에, 수계의 생태계에서 생산자와 소비자 역할을 하는 조류, 박테리아, 무

척추동물, 어류에 미치는 독성정도를 조사하여 이를 근거로 통합독성 관리 개념이

요구되는 실정이다. 이는 다른 각도로 생각해 보면, 곧 산업의 급속한 발전과 환경

제도의 수동적인 발전에서 낳은 불균형의 결과물이라고 판단될 수 있다. 이러한 점

에 대하여 국내의 물 관리 측면에서 선진 외국의 통합독성 관리제도 운영실태를 조

사하여 우리나라에 적용 가능한지? 가능하다면 어떠한 방법으로 수순을 밟아야 하

는지? 또한, 제도 도입에 있어 현재의 관련 법규 안에서 가능한지? 아니면 관련 법

규를 개정해야하는지? 등 여러 사안을 검토할 필요성이 있다. 이러한 큰 틀 안에서

1차적으로 수질유해물질의 통합독성관리제도 도입 조사에 필요한 배출업종과 업체

를 선정하여 방류수 배출허용기준 항목에 포함된 수질항목분석과 수질유해물질의

통합독성관리 제도 도입에 필요한 생태독성을 평가하였다.

이러한 수질유해물질의 통합독성관리제도 도입방안을 마련하기 위한 1, 2차년도

연구결과를 살펴보면 다음과 같다.

1차년도 연구결과, 선정된 23개 배출업소에서 배출되는 방류수는 현행의 배출허

용기준은 잘 만족시키고 있으나, 일부 방류수에서는 조사 생물체에 높은 생물독성

을 보여 주었다. 2차년도 연구결과에서는 산업폐수를 방류하는 업종을 더 확대하여

수질유해물질의 배출 우려가 높은 8개 업종에서 50개 배출업소를 선정하여, 방류수

배출허용기준 항목에 포함된 수질분석과 수질유해물질의 통합독성관리 제도 도입에

필요한 생태독성을 평가한 결과, 대부분이 통합독성관리 측면에서 큰 문제는 없는

것으로 나타났다.

- 2 -

그리고 이번 3차년도 연구에서는 1, 2차년도 연구결과에서 정밀조사가 필요한 일

부 배출업소를 포함하여 조사 업종을 더 확대한 16개 업종에서 54개 배출업체를 선

정하여, 수질분석과 생태독성을 평가하였다.

제 1 절 연구의 목적

화학물질의 DB인 ‘Chemical Abstracts'에 의하면, 2000년 5월 현재 약 2,400만건

의 화합물이 등록되어 있고, 최근 5년간 년 평균등록건수는 약 130만건에 이르고

있다. 이중 일상적으로 제조, 사용되어 상업적으로 유통되고 있는 화학물질의 종류

는 약 10만여종되는 것으로 추정하고 있다. 이들 화학물질은 생산, 유통, 사용 및

폐기과정에서 대기, 수질, 토양 등 환경매체를 통하여, 인간과 자연생태계에 위해를

가하고 있으며, 이러한 화학물질의 위험성에 노출될 기회는 점차 증가할 것으로 예

상되고 있다.

그리고 현재 우리나라는 약 3만6천여종의 화학물질이 유통되고 있으며, 이 중 약

1,000여종이 수질유해화학물질관리법 등으로 관리하고 있으나, 환경에 배출되는 오

염물질에 대해서는 효율적으로 관리되고 있지 못하는 실정이다. 다음 [그림1-1]은

화학물질을 생산하는 공장에서 제품을 생산하는 과정에서 발생하는 폐수를 관리하

는데, 독성이라는 항목의 도입필요성을 설명해주고 있다.

- 3 -

원료물질

목표물질 제 품 폐수발생 폐기물

등 록

(위해성평가)

시장화

소비 및 폐기

처리과정

배출농도규제

독성관리장치(새로 도입 되어야 함)

환경배출( 수 질 )

+또는

식수 및 식품오염 : 건강위협

수 계 오 염 : 생태계 파괴

수질오염

(일반 및 산업폐수, 침출수, 유출수)

나타나는 현상 식수 및 식품오염 : 건강위협

수 계 오 염 : 생태계 파괴

수질오염

(일반 및 산업폐수, 침출수, 유출수)

나타나는 현상

회수•재사용

공정

[그림1-1] 환경에서 수질유해화학물질의 흐름도

[그림1-1]에서 보듯이, 각 업소에서는 원료물질을 이용하여 목표로 하는 제품과

목표로 하는 화학물질을 제조하며, 이 과정에서 수질유해화학물질들이 폐수와 폐기

물에 포함되어 환경 중으로 배출된다. 환경에 배출된 수질유해화학물질들은 수생태

계와 사람에게 악영향을 주게 된다. 이러한 예로서 미국의 2003 National Listing of

Fish Advisories (http://www.epa.gov/waterscience/fish/)를 들 수 있는데. 1977에

독성물질로 금지된 PCBs, 1988년에 금지된 Chlordane, 1972년에 금지된 DDT, 배출

규제에 있는 Dioxins과 수은 등이 어류의 생물농축에 98%정도를 차지하고 있다는

것이다. 수십년전부터 금지된 물질과 새롭게 등장한 물질로 인하여 미국 수계를 심

각하게 오염시키고 있는데 자꾸만 생태독성이 검증되어있지 않은 신종 화학물질들

이 새롭게 등록되고 있다는 것이다. 그래서 이제까지 등록된 화학물질은 차치하더

라도 앞으로 새롭게 등록될 화학물질에 대해서는 등록에 앞서 생태독성 시험을 강

화시켜야 할 것이며, 국내의 물관리 시스템에 있어서 기존의 방류수 배출허용기준

만을 강조할 것이 아니라, 생태독성 항목을 추가한 통합독성관리제도 도입이 필요

한 실정에 봉착해 있다.

- 4 -

간략하게 본 연구의 목적을 정리하자면, 화학물질이 연간 새롭게 등록된 건수가

최근 5년간 년 평균 약 130만건에 이르고 있는 실정에서 효과적인 물관리가 필요한

실정에 놓여 있다. 이러한 국제적인 흐름 상황에서 국내의 물관리 시스템에 있어

현실에 부합되는 국내 산업폐수 관리체계의 문제점을 검토하여 방류수 배출허용기

준의 설정 및 운영, 배출시설 허가제도, 특정수질유해물질 배출시설 관리, 하․폐수 종말처리구역내 배출업소관리 등에 대한 제도개선 방안 및 구체적 추진계획을 정립

하여 웰빙 시대의 물관리 환경에 부합한 산업폐수 관리체계 개선방안을 도출하는데

있다.

제 2 절 수질유해물질 배출관리의 접근방법

수질 (water quality)과 수서 생태계 (aquatic ecosystem)의 생물 보호를 위한 유

해물질의 배출관리는 일반적으로 특정 화학물질별 접근법 (chemical-specific

approach), 전배출수 독성시험 접근법 (whole effluent toxicity approach), 그리고

생물학적 기준 또는 생물평가 접근법 (biological criteria/bio-assessment and

bio-survey approach)의 세 방법으로 구분할 수 있다. 현재 미국 EPA에서는 유해

물질에 바탕을 둔 수질제어 프로그램에 이 세 가지 방법을 모두 고려한 통합적 관

리계획을 세울 것을 추천하고 있다. 이는 각 방법마다 특성이 있으므로 한 가지 방

법이 다른 방법에 비해 일률적으로 우수하다고 평가할 수 없기 때문이다.

특정 화학물질별 접근법은 하․폐수에 포함되어 있는 화학물질의 농도를 측정하여 환경의 질을 평가하는 방법으로서, 지금까지 사용되어 왔던 가장 일반적인 방법

이다. 전배출수 독성시험 접근법은 살아 있는 생물체에 대한 독성시험을 통하여 환

경의 질을 평가하는 방법이며, 생물학적 기준 또는 생물평가 접근법은 수서 생태계

의 물리적, 화학적 특성이나 생물군집 또는 서식지 등의 변화를 이용하는 방법이다.

이러한 방법들의 장점 및 한계점을 [표1-1]에 정리하였다(EPA 1991).

- 5 -

[표1-1] 유해물질 배출관리의 접근방법

관 리 방 법 장 점 한 계 점

특정 화학물질별

(Chemical-specific)

-정확성

-완전한 독물학

-인간 건강에 대한 정보획득용이

-거동(fate)의 이해 가능

-처리대책 수립용이

-측정물질수 적을 경우 비용저렴

-오염의 영향 방지

-모든 독성물질 고려 불가능

-생물학적 영향 측정 불가능

-혼합물(mixtures)간의

상호작용 고려하기 어려움

-완전한 시험은 비용 많이듬

-bioavailability 측정 불가능

전배출수 독성

(Whole effluent

toxicity)

-총 독성도 평가

-미지의 독성물질 평가 가능

-생물학적으로 측정

-정확한 독물학

-오염의 영향측정

-생물에 유입될 수 있는 유해

물질만 측정

-인간의 건강에 대한

정보획득이 용이하지 않음

-주위환경에 따라 독성도가

다를 수도 있음

-원인 독성물질에 대한

정보 획득이 어려움

-처리대책 수립이 용이하지 않음

생물학적 기준

또는 생물평가

(Biological criteria/

Bioassessment)

-실제로 수용수계의 영향 측정

-역사적 추이 분석

-미지의 오염원을 포함한

모든 오염원의 총체적 영향

-방지 기능 부재

(영향은 이미 일어난 것임)

-원인 독성물질에 대해

정보 획득이 어려움

-결과의 해석이 어려움

-인간의 건강에 대한 정보

획득이 용이하지 않음

자료 : Technical Support Document for Water Quality-based Toxics Control (1991a), EPA/500/2-90-001

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제 2 장 폐수배출시설별 실태조사

제 1 절 배출업소 선정

국내 폐수배출시설에 대한 독성실태 조사를 위한 배출업소는 한국화학연구원 부

설 안전성평가연구소에서 실시한 1차년도 연구 결과, 유해성이 높을 것으로 예측되

는 33개 업종 중에서 8개의 업종을 선정하였다. 이와 같이 선정된 8개의 업종 중에

서 배출규모(1종～4종) 및 수계 분포 등을 고려하여 각 업소를 선정하였다. 그 결

과, 섬유염색 및 가공시설 9개 업소, 펄프, 종이 및 종이제품 제조시설 5개 업소,

동압연 시설 3개 업소, 살충제 및 기타농약제조시설 2개 업소, 도료, 페인트제조시

설 1개 업소, 가죽, 모피가공 및 제품제조시설 2개 업소, 안료, 염료제조시설 6개 업

소, 합성수지 및 플라스틱 제조시설 7개 업소 등 총 8개 업종 35개 업소를 선정하

여 채수하였다. 또한 선정된 35개 업소 중 15개의 업소는 최종 방류수를 하수종말

처리장에 배출하는 업소였기 때문에, 이들 폐수가 유입되는 15개 하수종말처리장에

대해서도 최종 방류수를 채수하였다. 따라서 2차년도 연구에서 시료채취는 9개 업

종(하수종말처리장 포함), 50개 업소에서 실시하였다.

3차년도 연구에서는 배출규모별로는 1종 (2000톤이상/일) 업체가 25개, 2종

(700-2000톤/일), 3종 (200-700톤/일), 4종 (50-200톤/일) 업체가 동일하게 9개 분포

되었으며, 5종 (50톤/일미만) 업체가 2개 이였다. 조사 업체는 총 54개 업체로 13개

시․도에 전국적으로 분포 되었으며[표2-1, 그림2-1～7], 각 담당 관할기관은 한강청, 경인청, 대구청, 낙동강청, 영산강청, 전주청 그리고 금강청이었다[표2-2].

- 7 -

[표2-1] 수질유해물질이 포함된 것으로 예상되는 배출시설 업체

업 종 업체 위 치방류량

(톤/일)폐수처리방법 및 제품원료

방류

수역비고

산업용 화학물질

제조시설

1 울산 남구 2,069 생, 원) 사이트로헥산 두왕천 1차

2 인천 남구 15,000 물․화, 원) 석회석, 소금 서해 1차

하․폐수 종말처리장3 대전 대덕 56,820 생, 원) - 갑천 1차

4 대전 714,841 생, 원) - 갑천 1차

5 청주 흥덕구 18,872 생, 원) - 미호천 1차

도료․페인트 6 울산 동구 248 생, 원) Buthanol, MIBK 하종처 2차

안료․염료 7 울산 울주군 535 생, 원) 1-chloro-2-nitro 하종처 2차8 경기 시흥시 85 생, 원) p-Base, 염산 하종처 2차

합성수지 9 전북 전주시 7,000 물․화, 원) 비스페놀-A 하종처 2차

조립 금속제품

제조시설

10 경기 안산 820 물․화, 원) 염산, 황산 서해11 포항 남구 343 물․화, 원) 황산동, 금홍석 형산강12 포항 남구 346 물․화, 원) 심선재, 염산 형산강13 포항 남구 620 물․화, 원) 열연코일 형산강14 서울 금천구 600 물․화, 원) 웨이퍼, 황산 안양천15 충남 아산 217 생, 원) 열경화수지, 웨이퍼 곡교천

비철금속제품

제조시설

16 울산 울주군 540 물․화, 원) AL-INGOT 태화강17 포항 남구 210 물․화, 원) 산화철 형산강18 포항 남구 193 물․화, 원) 냉연코일 형산강19 울산 남구 395 생, 원) - 동해

20 인천 계양구 448 물․화, 원) 스텐레스, 합금 굴포천21 포항 남구 565 물․화, 원) 염화아연, 아연 형산강

반도체 및 기타

전자제품 제조시설

22 경기 군포시 140 물․화, 원) 동박, 도금액 안양천23 경기 파주시 112 물․화, 원) 솔다볼, 다이 곡릉천24 인천 서구 50 물․화, 원) 염산, 안정제 서해25 인천 계양구 352 물․화, 원) UNISOL-80 굴포천26 인천 서구 45 물․화, 원) 동박판 서해27 인천 서구 55 물․화, 원) 산화제, 염산 서해

※ 하종천: 하수종말처리장, 물․화: 물리화학적처리, 생: 생물학적처리, 원: 원료

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[표2-1] 수질유해물질이 포함된 것으로 예상되는 배출시설 업체 (계속)

업 종 업체 위 치방류량

(톤/일)폐수처리방법 및 제품원료

방류

수역비고

도금시설

28 경기 안산 21.6 물․화, 원) 황산니켈 서해29 포항 남구 3,408 물․화, 원) 산성불화소다 형산강30 부산 사상구 150 물․화, 원) 함인동, 니켈 낙동강31 부산 사상구 156.4 물․화, 원) 연강선재 낙동강32 서울 금천구 8 물․화, 원) 납주석합금 안양천33 인천 부평구 55 물․화, 원) 황동괴, 니켈 굴포천

반도체 및 기타

전자제품 제조시설

34 경기 용인시 23,230 생, 원) - 서해

35 경기 이천시 27,530 생, 원) - 복하천

36 울산 울주군 9,381 생, 원) 마스크프레임 태화강

37 충남 연기군 7,530 생, 원) 글라스에폭시 금강

석유정제품 제조시설

38 울산 남구 20,780 생, 원) 원유 동해

39 인천 서구 4,900 생, 원) 원유 서해

40 전남 여수시 12,066 생, 원) 원유 남해

41 충남 서산시 7,228 생, 원) 원유 서해

제1차 철강산업

42 포항 남구 10,900 물․화, 원) 철광석 형산강43 울산 울주군 4,000 물․화, 원) WIRE ROD 태화강44 전남 광양시 48,797 물․화, 원) 철광석 남해45 전남 순천시 4,683 생, 원) - 남해

제사 및 방적시설46 경북 성주군 620 물․화, 원) 원사 낙동강47 경북 성주군 445 물․화, 원) 폴리에스터직물 낙동강

기타 섬유제품

제조시설

48 경북 영천시 425 물․화, 원) 원사 금호강49 경북 영천시 187 물․화 원) 원사 금호강

하수종말 처리시설50 충남 연기군 20,000 생, 원) - 금강

51 경남 진주시 150,000 생, 원) - 낙동강

산업단지 폐수종말

처리시설

52 대구 달서구 80,000 생, 원) - -

53 충남 천안시 32,000 생, 원) - -

54 경남 진주시 35,000 생, 원) - -

※ 물․화: 물리화학적처리, 생: 생물학적처리.

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[표2-2] 배출시설 업체의 시․도 분포 현황 및 관할기관순 위 시 도 업체수 관할기관 비 고

1 서울 2 한강청

2 경기 7 한강청(3)/경인청(4)

3 인천 8 경인청

4 충남 5 금강청

5 충북 1 금강청

6 대전 2 금강청

7 경북 12 대구청

8 울산 8 낙동강청

9 대구 1 대구청

10 부산 2 낙동강청

11 경남 2 낙동강청

12 전남 3 영산강청

13 전북 1 전주청

합 계 13 지역 54 7개 관할기관

[그림2-1] 서울특별시와 인천광역시에 분포된 배출시설 업체

- 10 -

[그림2-2] 경기도와 충청북도에 분포된 배출시설 업체

[그림2-3] 대전광역시와 충청남도에 분포된 배출시설 업체

- 11 -

[그림2-4] 대구광역시와 울산광역시에 분포된 배출시설 업체

[그림2-5] 경상남도와 부산광역시에 분포된 배출시설 업체

- 12 -

[그림2-6] 전라북도와 전라남도에 분포된 배출시설 업체

[그림2-7] 경상북도에 분포된 배출시설 업체

- 13 -

제 2 절 시료채취방법

선정된 업소에 대한 시료 채취는 폐수 방류장소에 따라, 직접 방류하는 업소는

최종 방류수를 채수하고, 하수종말처리장에 유입되는 업소는 해당 업소의 방류수와

해당 하수종말처리장의 최종 방류수를 Grab sampling법으로 채수하여 수질분석과

독성시험에 사용하였다. 어류, 물벼룩, 조류 그리고 박테리아 독성시험용 시료는 20

L를 채수하였고, 수질분석용 시료는 8 L를 채수하여, 저온에서 당일 배송을 원칙으

로 안전성평가연구소와 해당지역 환경관리청으로 운반하여 시험에 사용하였다.

제 3 절 수질분석 및 생태독성시험방법

1. 수질분석

냉장상태로 운반된 시료는 수질환경보전법 제 8조 및 같은법 시행규칙 제 8조,

별표5 “오염물질의 배출허용기준”에서 정한 전항목 중에 대장균 균수 분석을 제외

하고 분석을 실시하였다[표2-3].

[표2-3] 수질분석 항목

항 목

BOD COD SS Cr Fe Zn Cu Cd As Pb Cr6+ Mn T-N

T-P 색 도 ABSN-h

(광)

N-h

(동)CN F 페 놀 Hg 유기인 PCB TCE PCE

폐수 배출 허용 기준 및 현개 폐수배출허용기준은 하천, 호소, 해양의 공공수역의

수질을 보전하기 위해 오염물질 배출업소에 대해 수질환경보전법 제8조 규정에 의

해 배출허용기준을 설정하여 오염물질 배출량을 제한한다. 배출허용기준은 배출업

소의 배출량에 따라 농도를 달리하며, 배출되는 공공수역의 설정된 환경기준에 따

라 청정지역, 가 지역, 나 지역, 특례지역으로 구분하여 기준농도를 달리한다. 규제

대상 오염물질은 생화학적 산소요구량을 비롯한 2개의 일반항목과 페놀류를 비롯한

25개의 수질유해화학물질에 대해 기준농도를 설정하고 있다. 1980년 총 22개 항목

에 대한 기준이 1986년 대장균군과 색도를 추가하고 알킬수은을 제외하여 총 23개

항목으로 강화되고, 이후 1989년 용해성 철에 대한 항목이 추가되어 24개 항목이었

- 14 -

고, 이후 1991년 24개 항목, 1993년 26개 항목으로 확대되고, 오늘날에는 음이온계

면활성제, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌, 총질소, 총인 항목이 추가되어 총

29개 항목에 대한 규제기준을 설정해 놓고 있다.

[표2-4] 현행 폐수배출허용기준-1

(단위: ㎎/ℓ)

구 분1일 폐수배출량 2,000㎥이상 1일 폐수배출량 2,000㎥미만

BOD COD SS BOD COD SS

청정지역1) 30 이하 40 이하 30 이하 40 이하 50 이하 40 이하

가 지역2) 60 이하 70 이하 60 이하 80 이하 90 이하 80 이하

나 지역3) 80 이하 90 이하 80 이하 120 이하 13 이하 120 이하

특례지역4) 30 이하 40 이하 30 이하 30 이하 40 이하 30 이하

주: 1) 환경기준(수질) Ⅰ등급 정도의 수질을 보전해야한다고 인정하는 수역의 수질

에 영향을 미치는 지역으로서 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

2) 환경기준(수질) Ⅱ등급 정도의 수질을 보전해야한다고 인정하는 수역의 수질

에 영향을 미치는 지역으로서 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

3) 환경기준(수질) Ⅲ, Ⅳ, Ⅴ등급 정도의 수질을 보전해야한다고 인정하는 수역

의 수질에 영향을 미치는 지역으로서 환경부장관이 정하여 고시하는 지역

4) 환경부장관이 공단폐수종말처리구역으로 지정하는 지역 및 시장․군수가 산업입지 및 개발에 관한 법률 제8조의 규정에 의하여 지정하는 농공단지

- 15 -

[표2-4] 현행 폐수배출허용기준-2

(단위: ㎎/ℓ)

구 분 pH

노말핵산

페놀류 시안 크롬용해성

철아연 구리 카드뮴 수은

유기인

비소

광유류동식물유지류

청정5.8∼ 8.6

1이하

5이하

1이하

0.2이하

0.5이하

2이하

1이하

0.5이하

0.02 이하

불검출0.2이하

0.1이하

가5.8∼ 8.6

5 이하

30이하

3이하

1 이하

2이하

10이하

5이하

3이하

0.1이하

0.005이하

1이하

0.5이하

나5.8∼ 8.6

5 이하

30 이하

3이하

1이하

2이하

10이하

5이하

3이하

0.1 이하

0.005이하

1이하

0.5이하

특례5.8∼ 8.6

5 이하

30 이하

5이하

1이하

2이하

10이하

5이하

3이하

0.1이하

0.005이하

1이하

0.5이하

[표2-4] 현행 폐수배출허용기준-3

(단위: ㎎/ℓ)

구 분 납6가크롬

용해성망간

불소 PCB대장균군 수

색도(도)

온도(℃)

총질소 총인트리

클로로에틸렌

테트라클로로에틸렌

음이온계면

활성제

청정0.2 이하

0.1이하

2이하

3이하

불검출100이하

200이하

40 이하

30이하

4이하

0.06이하

0.02이하

3이하

가1

이하0.5이하

10이하

15이하

0.003이하

3,000 이하

300이하

40이하

60이하

8이하

0.3이하

0.1이하

5이하

나1

이하0.5이하

10이하

15이하

0.003이하

3,000이하

400이하

40이하

60이하

8이하

0.3이하

0.1이하

5이하

특례1

이하0.5이하

10이하

15이하

0.003이하

3,000이하

400이하

40 이하

60이하

8이하

0.3이하

0.1이하

5이하

- 16 -

2. 생태독성시험

생태독성시험 결과는 EC50 또는 LC50 값으로 표현할 경우, 값이 작을수록 독성도

가 커지므로, 이런 문제를 보완하고자 다음과 같은 식에 의하여 독성단위 (toxic

units)로 전환하였다(EPA, 1991).

TU = 100 / LC50 값 또는 EC50 값

TU값은 클수록 독성도가 커지기 때문에 여러 가지 결과를 해석하는데 매우 용이

하므로 아래 생태독성시험에 관련된 결과는 모두 TU 값으로 전환하여 결과를 정리

하였다.

생태독성시험은 어류, 물벼룩, 조류 및 박테리아를 대상으로 시험을 실시하였으며,

적용한 시험방법은 아래와 같다.

가. 어류

1) 시험방법

(1) 종명

송사리 (Oryzias latipes)

(2) 공급처

한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 생태독성 어류사육실

(3) 사육방법

독성시험에 사용한 송사리 (Oryzias latipes)는 본 연구팀의 어류 사육

실에서