현대사회에서 인류는 과학의 발달과 더불어 편리한 생활을 영위하고 있으나 우리의 환경은 점차 황폐화 되어가고 있다.
게다가 우리가 마시고 있는 물도 현대화, 산업화로 인한 공장폐수, 생활하수 등으로 상수원이 오염되고, 이로 인해 수돗물에 대한 불신으로 발전되어 도시주변의 산에 있는 자연생수(약수)나 지하수, 시판생수를 무분별하게 좋다고 음용하는 경우가 증가하고 있는 실정이다.
그러나 실제 도시주변에 있는 대부분의 약수는 특수한 광물질 또는 무기물질이 존재하지 않는 보통의 지표수이거나 지하수이며, 이들 약수는 주변환경의 오염과 등산객들로 인한 오염의 영향을 받고 있다.
또한 약수 애용자들이 많은 양을 일시에 채수한 후 장기간 보관하면 미생물에 의한 추가오염이 발생할 수 있다.
지금까지 약수에 관한 국내 연구는 단일시점에서 보건학적 측면과 지구화학적 측면, 그리고 생화학적 측면 등을 중심으로 고찰한 내용이 대부분을 차지하고 있으나, 약수터 수질에 영향을 줄 수 있는 여러 환경인자를 실제 조사하여 함께 해석한 자료는 전무한 실정이다.
따라서 본 연구에서는 강우의 영향을 많이 받을 것으로 예상되는 약수터를 대상으로 1년간에 걸쳐 데이터를 축적하여 (1)연중 약수 수질의 특성을 밝히고, (2)강수량과 약수 수질간의 상관성을 해석하고, (3)또한 현장접근이 가능한 범위 내에서 약수터 수질에 미치는 영향인자(계곡수, 빗물, 토양)를 조사하여 약수와의 상관성을 도출하고, (4)약수 오염원을 규명함으로서 약수를 보다 안전하게 애용할 수 있는 방안을 제시하는데 그 목적을 두었다.
아울러 본 연구에서 언급한 빗물의 미생물학적 평가자료는 이전의 연구사례가 전무한 실정이므로 향후 이 분야의 관심있는 연구자에게 중요한 기초자료로서 활용될 것으로 기대된다.
측정지점 및 기간
조사대상인 약수는 행정구역으로 대구광역시 달서구 상인동 산10번지에 소재한 속칭 달비약수터이다.
약수터의 주변환경은 위로 앞산공원의 일부인 대덕산(해발 584m)의 줄기가 뻗어있는 등산로와 함께 있으며, 옆으로는 달비골의 계곡물이 흐르고, 아래로는 약 200m지점에 달서구 청소년수련관이 자리잡고 있다.
또한 약수터의 지질적인 특성은 기반암이 안산암(Andesite)지역으로 사장석(Plagioclase)이 주요한 광물을 구성하고, 약수는 지표로부터 깊지 않고 암석균열사이의 관으로 유도해 흘러내리게 되어 있다.
시료 채취기간은 2002년 10월부터 2003년 9월까지 1년간이었으며, 채취기간 동안 특이한 점은 행락객과 등산객에 의한 산불예방을 목적으로 11월부터 익년 5월까지 입산통제기간으로 정해져 약수터 이용만 허용하고 있었다.
시료채취 및 분석
약수와 수질에 미치는 영향인자로 생각되는 빗물, 계곡수, 토양에 대한 시료 채취주기와 횟수, 그리고 각각의 시료에 대한 분석항목은 Table 1과 같다.
분석항목은 약수터 수질변화의 특성을 파악하는데 용이하다고 판단되는 인자로서 유출량, 수온, pH(수질변화지표물질), 전기전도도(무기물질오염지표), KMnO4소비량(유기물질오염지표) 등 이화학적 성분과 일반세균(위생척도오염물질), 총대장균군(분변오염지표세균) 등 생물학적 성분을 함께 선정하였다.
약수와 계곡수의 채취는 무균채수병(2L, 국제과학상사)을 사용하였고, 빗물은 인위적인 오염을 최소화하기 위해 폴리에틸렌(깔대기)과 경질유리(채수병)의 재질을 가진 채수기를 자체 제작 사용하였고, 비가 내리는 처음부터 비가 그치는 순간까지 전량 채취하여 하나의 분석시료로 하였다.
또한 토양의 채취는 약수터 수질에 영향을 줄 수 있다고 생각되는 12곳을 선정하여 각각 표토 10cm를 걷어낸 후 시료를 멸균스페시멘컵(120mL, 세원양행)에 균일하게 채취하고, 시료의 조제는 채취된 시료를 혼합하여 100g을 취한 다음 멸균된 증류수 200mL와 함께 500mL 삼각플라스크에 넣어 격렬하게 혼합한 후 상등액 100mL를 취하여 분석시료로 하였다.
시료분석은 우리나라의 먹는물수질공정시험방법과 수질오염·폐기물?토양오염공정시험방법에 준하였으며, 사용된 분석방법 및 기기는 Table 2와 같다.
그리고 총대장균군의 동정은 총대장균군의 검출여부를 확인하고 보통한천사면배지에서 생성된 집락을 Biomerieux사의 Suspension Medium에 부유시킨 후에 API 20E Kit에 주입하여 35~37℃에서 18~24시간 배양시켜 그 결과로 대장균군의 종을 분류하였다. 한편 결과해석에 활용되는 강수량은 대구기상대에서 관측된 자료이다.
달비약수의 수질특성
Fig. 1은 주 1회 관측한 달비약수의 1년간 수질변동을 나타내었다. 전반적으로 9월 말경부터 익년 4월 중순까지는 수질변화가 거의 없는 비교적 안정된 수질을 유지하지만, 4월 말경부터 9월 중순까지는 급격한 수질변화로 인해 매우 불안정한 수질을 보인다.
이러한 현상은 Table 4에서 나타낸 월별 표준편차의 차이로도 확인된다.
분석항목별 수질이 불안정한 달(늦봄~초가을)을 중심으로 살펴보면 유출량, KMnO4소비량, 일반세균의 경우는 시간이 지나갈수록 증감을 반복하면서 증가하는 경향을 보인다.
이와는 반대로 pH와 전기전도도의 경우는 시간이 지나갈수록 증감을 반복하면서 감소하는 경향을 보인다.
그러나 수온은 연중 외부기온의 변화와 유사한 패턴인 전형적인 동저하고형을 보인다.
먹는물 수질기준에서 pH와 KMnO4소비량은 심미적 영향물질로 취급하여 각각 5.8~8.5와 10mg/L를 요구하는데, 약수의 pH는 전체평균이 6.82(5.78~7.47)로, KMnO4소비량은 전체평균이 1.20mg/L (0.10~5.56)로 기준에 모두 만족한다.
그러나 일반세균과 총대장균군은 미생물로 취급하여 각각 100 CFU/mL이하와 불검출/100mL을 요구하는데, 약수의 일반세균은 전체평균이 39CFU/mL (2~490)로 기준에는 만족하지만 개별기준을 상회하는 경우가 시료 총 52회 중 4회로 수온이 높은 16.5~18.0℃인 여름철에 집중되고, 총대장균군은 시료 총 52회 중 33회 검출되어 절반이 넘는 63.4%의 검출율을 보인다.
특이하게도 입산통제기간(11월~5월)에는 총대장균군의 검출율이 38.7%(12회 검출/31회 검사)이었으나, 입산허용기간(6월~10월)에는 총대장균군의 검출율이 100% (21회 검출/21회 검사)로 나타난다.
이러한 원인은 겨울철에서 여름철로 가면서 기온의 상승으로 인해 약수의 수온(월평균 14.0~17.0℃)도 동시에 상승하여 세균 증식속도가 빠르게 진행되고, 장마철에 강수량이 증가하여 유출량이 많아짐으로서 총대장균군의 검출율이 높았을 것으로 추정되며 또한 행락객과 등산객의 증가로 인한 인위적인 오염도 많은 영향을 미친 결과로 사료된다.
Table 3은 분석된 약수 성분간의 상관성을 분석한 결과로, 각 항목간에는 통계학적으로 모두 유의한 상관관계를 보였다(P<0.01).
약수의 유출량은 수온(r=0.682), KMnO4소비량(r=0.909), 일반세균(r=0.731)과 양호한 정상관성을, 그리고 pH(r=-0.904), 전기전도도(r=-0.892)와는 양호한 역상관성을 보인다.
이는 전자의 경우, 약수터에서 흘러나오는 약수의 수량이 많을수록 유기오염물질인 KMnO4소비량과 물의 위생척도오염물질인 일반세균이 많이 존재한다는 의미이다.
그러나 후자의 경우에는 약수의 수량이 많을수록 수질변화지표물질인 pH와 무기물질의 총량인 전기전도도가 오히려 낮아진다는 의미이다. 그 외에도 높은 상관성(r>0.7)을 보인 분석항목은 pH와 수온, 전기전도도, KMnO4소비량간에 각각 -0.742, 0.884, -0.890으로, 그리고 KMnO4소비량과 전기전도도, 일반세균간에 각각 -0.944, 0.701로 유의한 상관관계를 나타낸다. 이러한 결과는 Table 5의 강수량과의 상관성 설명처럼 같은 맥락에서 해석된다.
강수량과 약수 수질간의 상관성
약수터 주변에 내린 월강수량과 약수 성분의 월별 시료수, 평균값, 표준편차는 Table 4와 같고, 이들의 월별 수질변화는 Fig. 2에 나타내었다.
수온을 제외하고는 전반적으로 월강수량이 50mm미만이었던 10월부터 익년 3월까지는 약수터의 수질변화가 거의 없었다.
월강수량이 150mm이상이었던 4월부터 9월까지는 약수터의 수질변화가 뚜렷하다.
이는 강수량이 많을수록 분석항목의 각각에 대한 월별 표준편차가 크다는데서 확연히 설명된다.
특히 일반세균과 KMnO4소비량은 전체표준편차가 84CFU/mL와 1.62mg/L로, 전체평균값인 39CFU/mL와 1.20 mg/L보다 큰 폭의 값을 나타내어 다른 항목에 비해 상대적으로 큰 수질변화를 보였다.
☞ 다음호에 계속
[저작권자ⓒ 이미디어. 무단전재-재배포 금지]
