다변량 자료를 이용한 한강상수원 맛·냄새 물질 발생특성 연구 = A study on the occurrence characteristics of off-flavor compounds in source water of the Han river using multivariate data

국문 초록 (Abstract)

2-MIB(2-methylisoborneol)와 지오스민(Geosmin)은 인체 독성은 없으나 먹는물에서 불쾌한 냄새(흙냄새, 곰팡이 냄새)를 유발하여 수돗물에 대한 민원발생 및 불신감을 초래하는 대표적인 맛·냄새물질이다. 서울시에서 운영중인 6개 정수장은 100% 고도처리가 이루어지고 있어 정수에서 관리기준 이하로 맛·냄새 농도를 유지하고 있으나, 기후변화로 인해 최근 처리효율이 낮은 저수온기에 원수에서 고농도 발생 사례가 있으며 그 가능성은 점점 더 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 5개 취수원 지점(광암, 강북, 암사, 풍납, 자양)에서 장기간(2004∼2018년) 관측된 수질, 조류, 2-MIB, 지오스민 자료와 기상, 수문자료 등 다변량 자료를 바탕으로 한강 상수원 구간에서의 맛·냄새 물질의 발생특성을 종합적으로 분석하여 관리 및 예측을 위한 과학적 기반을 마련하고자 한다. 스피어만(Spearman) 상관분석을 이용하여 맛·냄새 물질과 다변량 항목과의 상관관계를 지점별, 계절별로 분석한 결과, 2-MIB는 클로로필 a와 봄철에, 남조류 속인 Pseudanabaena와 가을, 겨울철에 전지점에서 양의 상관관계를 나타냈으며 지오스민은 강북취수장 지점을 제외하고 클로로필 a와 여름 및 가을철에, 남조류 속인 Anabaena와 전기간, Microcystis와 여름철에 양의 상관관계를 나타냈다. 2-MIB와 지오스민 농도 단계를 각각 4개 및 5개로 구분하고 각 그룹으로 분류할 수 있는 주요 인자를 머신러닝 기법 중 하나인 의사결정나무분석(Decision tree)을 사용하여 분석하였다. 광암 원수는 2-MIB의 경우 충주조정지댐 방류량, BOD, 서울합계일사량이, 지오스민의 경우 Anabaena 세포수 농도, 춘천일조시간, 춘천최대풍속이 농도단계 분류의 우선 기준이 되는 것으로 나타났다. 하류에 있는 취수장(강북, 암사, 풍납, 자양)들은 광암의 2-MIB 및 지오스민 농도가 가장 우선 분류기준이 되었다. 2-MIB와 지오스민이 20ng/L(환경부 먹는물 감시항목 기준)이상 발생하는 경우의 데이터로 주성분분석(Principal Component Analysis, PCA)을 수행하여 맛·냄새 물질 농도가 높은 시기 수질의 특성을 설명하는 주성분을 6∼7개로 도출하고 맛·냄새 물질 농도 수준별, 계절별 관련인자의 특성을 분석하였다. 팔당 상류의 정기적 관측결과의 부재로 상류 수질과의 관계 분석에는 한계가 있었으나, 본 연구를 통해 한강 상수원 구간 맛·냄새 물질 발생 특성을 도출할 수 있었으며, 향후 맛·냄새 물질 예측모델 개발에 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.