효율적 물관리를 위한 관리체계 일원화

고대현 ( Daehyun Ko ),조유진 ( Eugene Cho ),황순환 ( Sunhwan Hwang ),김홍태 ( Hongtae Kim ),김희영 ( Heeyoung Kim ),홍정기 ( Jeungki Hong ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2018 한국물환경학회·대한상하수도학회 공동 춘계학술발표회 Vol.2018 No.-

현재 우리나라의 물관리는 수질은 환경부, 수량은 국토부, 농업용수는 농림부, 소하천 및 방재는 행안부 등에서 관리하는 등 물관리가 다원화되어 있다. 이로 인한 비효율을 해결하기 위해 행정조직체계개편을 통해 국토부의 수량기능을 환경부로 일원화하고, 국가물관리위원화를 통한 조정기능을 마련하는 등 OECD 대부분의 국가에서 추진하고 있는 통합적인 물관리 시스템(IWM : Integrated Water Management)으로 전환하고자 하고 있다. 하천 모니터링 및 평가와 관련하여 현재 하천의 기상 및 수량, 수질 측정은 해당기관의 목적에 따라 각각 측정 및 평가되고 있는 실정으로 환경부는 수질오염총량제 및 국가수질관리를 위해 수량과 수질을 측정하고, 국토부는 홍수 및 수자원관리를 위해 강우, 수량을 조사하며 농림부는 농업용수관리를 위해 농업용저수지의 수량 및 수질을 조사한다. 그리고 기상청은 날씨예보를 위해 강우 및 기상정보를 측정하며 수자원공사 및 농어촌공사는 관할함 댐 및 저수지의 수량 및 수질관리를 위해, 한국수력원자력은 발전댐 수량관리를 위 위해 각각 수질 및 유량을 조사하고 있으며 지자체도 중앙정부의 용수관리 목적과 관련하여 수량 및 수질을 조사하고 있다. 모니터링자료의 주관부서의 규정에 따라 기관간의 중복방지 및 측정목적에 부합하게 조사되고 있고 자료도 공유되고 있지만 수문, 수량 및 수질 관측지점의 측정항목은 기관별 목적에 따라 각각 다르게 운영되며 기관별로 별도의 시스템을 운영함으로써 비효율성을 야기하고 있다. 따라서 측정자료의 관리부분은 미국의 USGS처럼 유역의 모니터링자료를 통합관리할 수 있는 방향으로 가야하며, 자료의 통합관리를 통해 측정지점의 공간적분포와 측정지점 조정을 유도할 수 있고 나아가 예산절감 및 지점별 균질한 모니터링 정보를 제공함으로써 하천 및 유역관리를 위한 선순환기능을 할 수 있도록 물관리일원화를 통한 통합물환경관리 여건을 마련해야 한다. 또한 4대강 수량확보 및 수질오염총량제와 관련하여 현재 4대강수계 수질오염총량제는 한강수계 1단계, 3대강수계 3단계로 2020년까지 시행예정이나 기후변화 및 하천환경변화로 차단계(2021년 이후~)는 유역에서의 배출부하량 제어만으로 목표수질을 달성하기에는 한계에 다다랐다. 따라서 현재 운영중인 댐-보-저수지 연계운영방안을 더욱 전향적으로 검토하고 농업용수 등 실제 용수공급분을 현실화하고 실제 하천생태기능 회복을 위한 추가유량확보 등을 통해 저, 갈수기시 하천유지유량이 확보를 통해 기준유량 증가 및 수질개선이 필요하다. 또한 유역내 오염원저감을 위해 개별배출시설 점오염원 추가대책과 더불어 축산 및 비점오염원 대책을 더욱 강화해야 하며 정책활성화를 위해 총량제 시행시 관련 대책의 인센티브 도입이 필요하다. 이와같이 하천의 수량확보와 유역내 오염원대책이 연동되어야 기후변화 및4대강 녹조문제를 개선할 수 있을 것으로 판단되며 기존의 이원화된 부처체계에서는 한계가 있으며 물관리 일원화가 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

산업특성에 입각한 물 산업 육성정책과 참여자의 역할

김동우 ( Dong Woo Kim ) 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2006 한국물환경학회지 Vol.22 No.3

물 산업은 인구증가, 기후변화 등에 의한 세계적인 물 부족현상 심화와 산업화, 생활수준 향상 등에 의한 양질의 물을 확보하려는 인간의 욕구로 21세기 유망사업으로 거론되고 있다. 또한 정부와 민간은 국내 환경산업의 경쟁력을 강화시키고 산적한 환경현안을 해결하기 위하여 매년 1,000억 원 이상 투자하는 차세대환경기술개발사업을 시행 중에 있으며 물 산업은 그 중심에 있다. 그러나 많은 시간과 돈과 노력을 기울여 개발한 기술이 상용화 되어 국민은 깨끗한 환경과 양질의 물을 공급 받을 수 있고 국내 물 산업에 참여한 기업들이 국제적인 수준의 경쟁력을 확보하기 위해서는 기본적으로 선결해야 할 과제들이 있다. 모든 산업이 그렇듯이 개별 산업들은 저마다의 고유한 특성이 있다. 이러한 고유 특성을 충분히 반영한 효율적이고 투명한 시장구조와 운영 메커니즘, 그리고 참여자들의 올바른 역할분담 등의 기본요건이 충족되면 시장은 자율적으로 성장한다. 그러한 자율적인 시장의 성공여부는 전적으로 전술된 기본요건의 충족을 필요로 한다. 우수한 기술이 개발되고 시장에서 정당하게 선택되며 자본과 결합하여 이익을 창출하고 다시 사업에 재투자되어 세계적인 경쟁력을 확보토록 하는 선순환의 운영체계가 필요하다. 이 체계가 확립되지 않은 채 자유경쟁이라는 미명하에 시장이 방치되면 이는 자유경쟁체제가 아닌 방임상태에 이르러 해당산업의 발전은 기대할 수 없다. 또한 산업발전은 시장 참여자의 건강한 역할 분담을 전제로 하며 부적정한 참여자나 무임 승차자(free - riders)의 방지를 필요로 한다. 참여자들이 해당분야에서 스스로 경쟁력을 갖추고 연계된 분야와 협력과 상생의 정신으로 사업을 수행하는 풍토가 정착되면 그 산업은 세계적인 경쟁력을 확보할 수 있는 한 나라의 대표산업이 될 수 있다. 그러나 부적정한 참여자나 무임 승차자를 방치하면 시장 경제에서 가장 기본이 되는 수익분배구조의 왜곡이 심화되고 이로 인하여 중장기적인 관점에서의 기술개발정책의 실패, 예산낭비 등 사회적인 비용지출 증가와 해당산업의 위축을 자초하는 것이다. 이러한 측면에서 "물 산업 육성"이라는 시장 참여자들의 공통되는 염원이 제기되는 이 시점에 물 산업이 갖는 고유의 특성을 짚어 보고 우리나라 물 산업의 세계적인 경쟁력 확보를 위한 자율시장체제의 기본을 형성하기위한 정부정책과 참여자의 역할을 살펴보는 것은 매우 중요한 일이라고 생각한다. 물 산업은 멀지 않은 시기에 국내시장의 답보라는 냉정한 현실에 직면하게 될 것이다. 기술과 자본의 효율적인 결합을 모색하고 신기술 기반의 신사업 영역으로의 확장이나 해외로의 적극적인 시장 확대만이 무한경쟁 세계에서 생존할 수 있는 유일한 대안이다. 현실과 구습에 안주하고 미래에 대한 진지하고 열정적인 고민과 준비가 없다면 우리 물산업의 내일은 없을 것이며 이는 전적으로 지금 산업에 참여하고 있는 우리 모두의 책임일 것이다.

연구논문 : 상용 TiO2의 지하수 비소제거 특성에 관한 연구

이동호 ( Dong Ho Lee ),김성수 ( Sung Su Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

This study aims to evaluate arsenic adsorption efficiencies over various metal oxides (CeO2, TiO2, Fe3O4, ZrO2, AlOOH, SiO2, α-Al2O3, and γ-Al2O3) and investigate the correlation between physico-chemical characteristics of metal oxides and their efficiencies. From XPS, XRD BET analysis and isotherm adsorption test, TiO2 powder showed that the best adsorption efficiency, and it``s mechanism was highly depended on the chemical adsorption.

연구논문 : 대청호 추동취수탑 부근의 수질변화 특성

마심초 ( Xin Chao Ma ),임봉수 ( Bong Su Lim ),허순욱 ( Soon Uk Heo ),곽미애 ( Mi Ae Kwak ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

This study has been carried out to provide the basic data obtained from the evaluation of the variation of water quality around the Chudong intake tower in Daechung resevoir, which may be able to help the establishment of a pure water supply policy. Five sites around the Chudong intake tower were selected, and the average data for recent ten years(from year 2004 to year 2013) were analysed. The average water quality around Chudong intake tower are as followed; pH 7.5, DO 8.7 mg/L, BOD 1.0 mg/L, COD 3.0 mg/L, SS 3.0 mg/L, TN 1.495 mg/L, TP 0.017 mg/L, and Chlorophyll-a 6.5 mg/m3 were matched the good class by comparing with the living environment standard of reservoir. COD values of higher than 3.0 mg/L after July were likely due to non-point pollutants and algae outbreak during rainy summer season. Total phosphorus rose sharply in the summer season, and then algae watch was issued consistently for average 40 days. Total nitrogen to total phosphorus ratio was average 90, and it is important to control the inflow phosphrous from small stream for proper management to block an algae growth according to eutrophication. It was recommended to operate the algae removing boats around intake tower from July to October, and was required advanced water treatment processes to remove NBD COD and bad odor and taste due to algae growth.

유해물질의 폐수배출허용기준 설정을 위한 조사·평가체계연구

정윤철,손대희 한국물환경학회 ( 구 한국수질보전학회 ) 2002 한국물환경학회지 Vol.18 No.2

연구논문 : 합성폐수 내 인을 제거하기 위한 TiCl4 농도 및 초기 pH 최적조건 도출

신소연 ( So Yeun Shin ),김종호 ( Jong Ho Kim ),안종화 ( Johng Hwa Ahn ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

This study experimentally determined the effect of titanium tetrachloride (TiCl4) concentration ([TiCl4]) (0.25-0.55 mM) and initial pH (3-11) on phosphorus (P) removal in synthetic wastewater (2 mg P/L). The P removal efficiency increased when [TiCl4] increased. The P removal efficiency showed a parabolic trend with an inflection point at pH 7. At the molar ratio of TiCl4 and P>6.2, the P removal efficiency was over 90% and the residual P concentration was less than 0.2 mg/L. Within the design boundaries, the complete P removal could be achieved at 7.0≤initial pH≤8.5 and 0.43≤[TiCl4]≤0.55 mM. The final pH was over 5.8 at initial pH≥7.7 and [TiCl4]≥0.35 mM. The results showed that TiCl4 was effective in P removal in water so that it could be an alternative chemical for P removal.

연구논문 : 저비용 응집제를 이용한 미세조류 응집 효율 비교

최희정 ( Hee Jeong Choi ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

In this study, low cost bio-flocculants, chitosan, cationic starch and Mg-sericite, were used as a flocculant to harvest freshwater microalgae, Chlorella vulgaris. Chitosan, cationic starch and Mg-sericite separated successfully >98% of C. vulgaris at following optimal parameters: 90 mg/L chitosan at pH 6-7, 70 mg/L cationic starch at pH 9-10 and 50 mg/L Mg-sericite at pH 4-5. A relatively high correlation coefficient (R2) of 0.9993 for chitosan, 0.9971 for catonic starch and 0.9924 for Mg-sericite was obtained. The investigated flocculants amount increased linearly with increasing the microalgae amount. The biopolymer, Mg-sericite, was more effective than that of other investigated flocculants. These results indicated that a bio-flocculants, chitosan, cationic starch and Mg-sericite, could prove to be an effective flocculant for economical production of microalgae biomass. In addition, Mg-sericite was more effective comparing to the other investigated flocculants.

연구논문 : 수변 완충식생대 조성을 위한 경안천 하류유역의 강변식생 실태 진단

안지홍 ( Ji Hong An ),임치홍 ( Chi Hong Lim ),임윤경 ( Yun Kyung Lim ),남경배 ( Kyeong Bae Nam ),피정훈 ( Jung Hun Pi ),문정숙 ( Jeong Sook Moon ),방제용 ( Je Yong Bang ),이창석 ( Chang Seok Lee ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

A landcover map watershed of downstream reach in the Gyungan stream was made by using the existing land use map and interpreting satellite images and aerial photos. Based on the map, we analyzed land use patterns of this basin. Broad-leaved forest occupied the largest area among landscape elements established in this watershed. The total area of the zone designated as the waterside district by the central government was 4.7 km2, and broad-leaved forest occupied the largest area as 33.9% in this zone. Therefore, the area did not meet the qualifications of riparian zones. Riparian vegetation established in the Gyungan stream watershed was composed of Phragmites communis, Miscanthus sacchariflorus, Salix gracilistyla, Salix koreensis. But terrestrial vegetation elements such as Ambrosia trifida, Ailanthus altissima, Robinia pseudoacacia also appeared in this area. On the other hand, Phragmites japonica, Salix gracilistyla, Salix koreensis, Salix integra, Ulmus davidiana and so on appeared in the riparian zone the reference streams. Differently from the vegetation established on the reference streams, terrestrial vegetation elements appeared frequently in the Gyungan stream watershed. This result would be due to that the Gyungan stream watershed is exposed to excessive human interferences.

연구논문 : 개별배출시설 삭감잠재량 분석을 통한 수질오염총량제의 민간참여 활성화 방안 연구

김홍태 ( Hongtae Kim ),신동석 ( Dongseok Shin ),김현정 ( Hyeonjeong Kim ),최인욱 ( Inuk Choi ),이미선 ( Miseon Lee ),김용석 ( Yongseok Kim ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

Four major river basin in Korea has been managed with Total Maximum Daily Load(TMDL) System. Water quality indicators as targeted pollutants for TMDL were BOD and TP. In order to satisfy water quality criteria, government allocation using public treatment facilities and its action plan has been used. However, the role to improve water quality were recently faced to its limitation. It is time to require the role of non-government allocation in private discharge facilities to control good water quality. This study investigated three different scenarios in reduction demands of non-government allocations about industry and private sewages. The three different scenarios were discharge under 1) legal water quality standard, 2) water quality level in 2011 and 3) current water quality level with maximum value in group. The results showed that reduction potential in water discharge for TP indicator was 1,118kg/day, under second scenario with 20% of deduction. This results arrived at 42% of whole reduction potential costs and 0.012mg/L improvement in water quality. In conclusion, to intrigue voluntary participation in non-government allocation, various benefits such as tax reduction, tax exemption, and water quality trading should be provided.

연구논문 : 부하지속곡선(Load Duration Curve; LDC)을 이용한 한강수계 오염총량관리 목표수질 평가방법 적용 방안

김은경 ( Eunkyoung Kim ),류지철 ( Jichul Ryu ),김홍태 ( Hongtae Kim ),김용석 ( Yongseok Kim ),신동석 ( Dongseok Shin ) 한국물환경학회(구 한국수질보전학회) 2015 한국물환경학회지 Vol.31 No.6

Water quality in four major river basin in Korea was managed with Total Maximum Daily Load (TMDL) System. The unit watershed in TMDL system has been evaluated with Target Water Quality (TWQ) assessment using average water quality, without considering its volume of water quantity. As results, although unit watershed are obtained its TWQ, its allocated loads were not satisfied and vice versa. To solve these problems, a number of TWQ assessments with using Load Duration Curve (LDC) have been studied at other watersheds. The purpose of this study was to evaluate achievement of TWQ with Flow Duration Curve (FDC) and Load Duration Curve(LDC) at 26 unit watersheds in Han river basin. The results showed that achievement rates in TWQ assessment with current method and with LDC were 50~56 % and 69~73%, respectively. Because of increasing about 20% of achievement rates with using LDC, the number of exceeded unit watershed at Han river Basin was decreased about 4~6 unit watersheds.