수돗물 2차 오염과 관리방안

Ⅰ. 서     론

수돗물은 자연 상태의 물을 정수처리를 거쳐, 정수장에서 수요자에게로 관망을 거쳐 전달된다.  따라서 최적의 수돗물 수질의 관리를 위하여는 상수원의 관리와 정수처리, 그리고 급배수관망 관리가 모두 중요하다. 

지난 수돗물 관련된 사고와 사건이 있을 때마다 우리의 한정적인 수자원으로 가장 가시적으로 보이는 지표수 원수오염이 주요 원인으로 제기되었고, 상수원수 관리를 위한 많은 대책을 추진하여 왔다.  정수장 관리에 대해서는 불충분한 정수처리가 주된 관심의 대상이 되었는데, 수돗물바이러스사건 이후에 미생물 제어를 위한 정수처리에 관한 기준 제정은 정수처리의 중요성을 일깨우고 정수시설와 운영의 수준 높여 정수처리시의 수질 관리수준을 끌어올리는 계기가 되었다.

수요자가 공급받고 체감하는 수돗물의 수질은 정수처리이후의 물이 아니라 관망을 거쳐 수도꼭지에서 나온 물의 수질이다.  최근 한국소비자생활연구원에서 서울시내 거주자를 대상으로 한 면접설문조사에서 수돗물에 대하여 우려하는 물질을 보면, 중금속함유가 37.0%로 가장 높았고, 다음으로 세균과 미생물(33%), 유해화학물질과 환경호르몬 (각각 14%, 13%)으로 나타났다(김연화, 2003).  실제로 중금속이 수돗물에서 건강에 우려되는 물질은 아니지만 시민들이 중금속을 녹물 등 부식물로 생각한다면, 시민이 감각적으로 우려하고 결과적으로 수돗물 불신을 초래하는 원인물질인 중금속과 미생물이 모두 정수처리수에서는 문제가 되지 않으나, 급배수 과정을 통하여 발생하는 2차 오염 물질임을 알 수 있다.

   그러나 정수처리 이후에 수요자에게 전달하는 과정에서 생길 수 있는 오염에 대한 체계적인 파악과 대책이 아직 부족하다. 수돗물의 2차 오염이 국내에서 어떤 형태로 어느 정도 발생하고 어느 만큼 중요한 지에 대한 현황파악이 아직 되어 있지 않은 실정이다. 2차 오염에 대한 가장 대표적인 대책으로 노후관교체사업을 

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들 수 있는데, 2000년 현재 2,374억원의 예산을 사용하였고, '97- 2011년까지 15년간 총 3조 8천억원을 투자하여 노후관 4만2천 km를 교체할 계획으로 있다(남궁은, 2001).  그러나 많은 예산을 투여하는 노후수도관 개량사업이 효율적인 관망관리와 연계되지 못하여 수질개선 등의 투자효과와 사례가 축적되거나 보고되지 않는 아쉬움이 제기되고 있다. 

본고에서는 정수이후의 분배과정(distribution)인 급배수 관로와 시설에서 생길 수 있는 외부 및 내부에서 발생할 수 있는 모든 수질 오염 및 저하요인을 2차 오염으로 보고, 2차 오염의 종류와 형태, 분배시설의 관리현황을  알아보고 오염의 저감 방안을 오염원인별, 관리기술별, 제도별로 나누어서 고찰해 보고자 하였다.

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Ⅱ. 수돗물 2차오염

수돗물의 2차 오염에 대하여 논의하기 위해서는 2차 오염의 성격을 나름대로 정리할 필요가 있다.  2차 오염을 정수이후의 분배 전과정에서 발생하는 오염이라고 보면, 먼저 외부의 유해한 오염물질 유입에 의한 오염이 있는데, 급성질병을 유발하는 병원균이나 물질일 경우 사고로 연결될 수 있다.  두 번째, 외부의 오염이지만 흙이나 벌레등과 같이 유해하지 않은 물질의 오염을 들 수 있으며, 이는 수질저하에 의한 불편을 야기 시킨다.  세 번째는 분배시설 환경에 기인하여 발생하거나 증폭되어 일정 기준이하로 수질이 저하되는 현상이 있으며, 생물막 형성, 부식, 화학물질의 용출 및 증가 등이 이에 해당된다.  2차 오염 장소인 정수처리이후의 전반적인 시스템에 대해서는 분배시스템, 혹은 분배과정이라는 용어를 사용하였는데, 이는 송수시설, 배수시설과 급수장치의 용어가 분리되어 있으나, 많은 경우에 (송)배수시설을 송배수 및 급수시설의 의미로 사용하기도 하여, 혼선이 있기 때문이다.  본 보고서에서는 정수처리이후의 모든 과정을 “분배(distribution)”로 통일하고 때로 급배수라는 용어를 사용하였다. 

1. 오염 물질과 시설 특성

가. 오염 물질

정수처리이후 공급하는 수돗물은 분배과정에서 수질의 변화가 생긴다. 상시 분석 가능한 수질지표인 탁도와 잔류염소를 보면, 급수과정에 따라 탁도는 점차 증가하고, 잔류염소는 반대로 점차적으로 감소하는데(그림 2- 1), 배수지나 저수조에서 그 감소나 증가 폭이 큰 경향을 동시에 볼 수 있다. 트리할로메탄도 거리에 따라 증가하는 경향을 보이는 경우가 있는데 이는 부식질 혹은 유기물질 관련 인자와의 반응에 기인한다. 

일반적으로 모니터링을 하는 주요 2차 오염물질은  미생물류(일반세균, 대장균군등), 금속용출물질(철, 아연, 망간), 탁도와 색도 등이 알려져 있다. 이들은 분배시설이라는 환경 하에 공급하는 수질과 시설 환경(관망과 저수지 등)에 의하여 발생한다.  국내에서 가정수도전수의 초과항목은 일반세균, 대장균군, 질산성 질소, 망간 등으로서 수질기준 초과 원인 중 20- 40%가 배급수 계통 이상에 의한다고 

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한다(한국수자원공사, 1997). 

그밖에도 시설노후화나 파손, 교차연결 등에 의해 발생하는 병원성미생물 오염이나, 관재질, 코팅에서 용출되는 유해화학물질 오염 등이 분배과정에서 발생할 수 있는데, 미량유해물질의 경우는 장기적으로 건강에 영향을 미치고, 병원미생물이나 고농도의 화학물질과 같은 급성일 경우는 발병 사고로 연결 될 수 있다.

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그림 2- 1. 분배과정에서 평균 탁도 증가, 잔류염소 감소 및 THMs의 증가경향 (서울시 자료)

(1) 미생물

미생물은 사람이나 동물의 접촉이 가능한 자유수면이 많은 배수지, 가정저수조, 가정수도전 등에서 오염이 보고된다.  배수지나 가정 저수조의 경우 관리가 불결하여 내벽에 생물막이 형성, 탈리됨으로 인하여 증가하고, 가정수도전에서는 연결된 비위생적인 플라스틱이나 고무관 등이 주요 오염원인이 된다. 미생물오염과 관련된 환경인자로는 높은 수온, 낮은 잔류염소농도, 낮은 pH 등이 있다.  서울시의 자료를 보면(그림 2- 2), 수온이 높은 여름에 일반세균이 증가하는 경향이 뚜렷이 나타난다. 

그림 2- 2. 일반세균의 월별 검출률 추이(서울시 수도꼭지, 2002)

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(2) 유해화학물질

분배시스템에서 사용하는 아연도 강관이나 합성수지관 등과 같은 특정재질과 종류가 화학물질의 오염을 발생시킬 수 있고, 시설에 사용하는 방수도장 등에서 용출 될 수 있는 유해물질이 문제가 될 수 있다(대한상하수도협회, 2001). 

(3) 무척추동물

수질관리대상인 미생물은 아니지만 급배수시설에는 무척추동물이 관망내의 수중에 일시적으로 부유하기도 하고, 시설 내에서 존재하면서 증식한다고 알려져 있다.  수체에서 발견되지 않아도 무척추동물의 침입은 수돗물오염과 착색에 관한 소비자 불만의 원인이 된다. 급배수시설에서 알려진 무척추동물로는 단각류(amphipods), Chironomid성충(midges), 선충류(nematodes), 요각류(copepods), 곤중의 유충(fly larvae), 지각류(Cladocerans, 물벼룩 등) 등이 있다.

(4) 부식과 관내침전물

부식과 관내침전물도 2차 오염의 주요 요인으로서, 부식에 의한 녹물은 수돗물에 의한 불신과 민원의 주요 원인이 되고 관로의 노후화를 촉진한다.  우리나라 수도의 수질은 부식성 지수 (랑겔리안지수(L.I.)와 포화지수(S.I.))로 볼 때 CaCO₃가 불포화 범위에 있어 전체적인 수질상태로는 부식을 촉진하고 중금속의 용출이 높아 질 수 있는 수질특성을 지닌다.  부식과 관내 침전물은 생물막 형성에도 유리하게 작용하여 미생물 오염과도 관련을 갖는다. 

(5) 잔류염소와 소독부산물

배급수과정에서는 물의 위생상태를 간접적으로 특정하는 잔류염소가 감소하고 소독부산물이 증가하는 경향을 갖는데, 특히 잔류염소감소는 온도가 높은 여름철에 유기물 등 수질인자와 기타요인의 결합으로 뚜렷하게 나타난다. 소독부산물은 잔류염소감소와 매우 밀접하다. 

나. 분배 시설에 의한 오염 원인

급배수 시설환경에서 시설관리나 구조적인 문제로 인해 발생할 수 있는 2차 오염의 형태로는 누수 및 하폐수 유입, 관의 교차연결(cross connection), 역류

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수돗물 2차 오염과 관리방안

(back flow)에 의한 배수본관의 오염, 부식에 의한 용출 및 박리, 체류 시간 등에 따른 잔류염소 부족에 기인하는 미생물의 재성장, 수처리제 부산물의 생성, 합성수지 관종(PVC 및 PE), 코팅제로부터 유해물질의 용출 등이 있다. 

분배시설오염은 배수과정보다는 급수과정에서 더 잘 발생하는 것으로 알려져 있으나, 서로 연관되어 있으므로 배수시설이나 급수시설을 분리하여  파악하기 어렵다.  그러나, 급수과정 중에서도 가정집 저수조나 물탱크, 옥내배관 등은 관리가 소홀하여 수질오염이나 저하의 가장 주요한 원인이 된다. 특히 미생물의 성장이 위생문제를 초래하는데, 가장 크게 영향을 주는 요인은 기온과 체류시간으로 알려져 있다. 

저수조 수질 연구에 따르면(Evison and Sunna, 2001), 특히 연속흐름을 유지하지 않는 상태에서는 체류시간의 영향이 더욱 크다.  저수조 유입수의 수질은 계절적 변동이 크지 않으나, 유입수 수질과 상관없이 기온과 체류시간이 저수조내 재성장에 큰 영향을 주었다.  수질의 유기물농도(TOC)는 조류와 세균 성장에 영향을 주고, 저수조의 재질과 연령은 세균의 다양성과 저수조내의 침전물 특성에 영향을 주었으며, 무척추동물(nematodes, insect larvae, protozoa, bacteria)의 발생이 저수조내 침전물과 관련이 있었다. 침전물의 유기물은 세균과 조류성장을 주어 무척추동물성장에 먹이가 되었다.  잔류염소농도는 저수조 유입수에서 잘 유지되었으나, 저수조에서 체류시간에 의하여 낮아지거나 대게 검출되지 않아 잔류염소는 수질보전에 큰 영향을 주지 못했다.

2. 분배시스템 결함에 의한 질병 발생원인

-  미국 수인성 질병의 발생통계

가. 미국의 수인성 질병보고체계

미국은 1971년 이후 미환경청(US EPA)과 질병보호관리국(Center for Disease Control and Prevention, CDC) 역학위원회(Concil of State and Territorial Epidemiologiests) 협동으로 수인성 질병자료를 수집하여 보고하는 국가의 협동조사체계를 구축하여 발표하고 있다.  수인성질병의 대상은 2인 이상이 물을 음용한 후에 질병을 경험하고, 역학적인 증거가 물임을 나타낼 경우에 해당된다.  1차적

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수돗물 2차 오염과 관리방안

인 역학조사는 주정부나 지방의 공공보건기구 등에서 행하여지고,  CDC에서 매년 주정부나 역학자, 지정된 조사 코디네이터 등에게 보고하도록 요구하는데 보고의무는 자발적이다. 필요시에는 수질과 수처리에 관한 자료를 수돗물 관리기관로부터 얻는다.  따라서, 모든 사례를 취합하는 것이 아니므로 집계되는 통계는 실 발생건수보다 매우 낮고(약 10- 30%정도 추정), 변동이 심할 것으로 추정하고 있으나, 발생 원인물질, 발생을 유발하는 수처리 시스템과 결함의 형태, 원수종류의 비교, 현 원수보호정책이나 처리기술, 수돗물 기준 등의 적절성을 평가하는데 유용한 자료를 제공한다고 본고 있다(Levy et al, 1998).  국내에는 수인성질병발생통계자료가 별도로 보고 되어있지 않아 비교적 자료가 정리 공개되는 미국의 자료를 통하여 수돗물 2차 오염에 의한 수인성 발병의 원인과 상수도시스템의 결함 등을 알아봄으로써 2차 오염의 형태를 파악하고자 하였다.

나. 질병사고 통계

수돗물 음용에 의한 질병보고 중 2차 오염이 수돗물의 음용을 통한 수인성 질병에 미치는 영향을 1971년에서 98년 사이에 통계로 보면(Craun and Calderon, 2001), 미국 공공급수(25인이상에게 급수)에 의해서 발생한 수인성 질병사례 중 18.3%가 급배수관에서의 결함에 의하여 발생하였다(표 2- 1).  특히 연간 60일 이상만 급수하는 NCMS는 그 비중이 7.4%로서 상대적으로 낮았으나, 연중 상시 급수하는 CMS의 경우에는 30% 가량을 차지하여 처리 부적절 (50%) 다음으로 비중이 크게 나타났다.  CWS에 의한 89건의 사고 중 10명이하의 환자 발생이 21건, 100인이하 발생이 41건, 100인 이상이 27건이었다. 

Table 2- 1. Causes of waterborne disease outbreak in PWSs (1971- 98)

*PWS=Public water system (170,000);

CWS=community water system (55,000); 

NCWS=noncommunity water system (115,000)

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수돗물 2차 오염과 관리방안

다. 분배 시스템 결함의 형태

수인성 질병의 원인이 되었던 급배수시스템의 결함의 형태를 보면, 교차연결과 그에 의한 back siphonage가 50%이상으로 가장 높았고, 다음이 관부식, 관의 파손‧누수, 저수조 저장시의 오염이었으며(각각 10% 이상), 그 다음이 설치나 보수시 관의 오염, 가정집 배관에서의 오염(각각 5% 이상), 그리고 수도관과 하수 분리의 부적절성 (1%) 이었다(표 2- 2). 

라. 질병의 원인체

수인성질병의 원인체는 미생물(약 60%)과 화학물질(약 40%)이었다(표2- 3). 미생물로는 대부분이 미확인병원체(33%)였고, 확인된 병원체로는 지아디아, 살모넬라, 설사 바이러스, 쉬겔라, 캠필로박터, A형간염바이러스, 시클로스포라, 대장균O157, 콜레라균 등이 있었다.  CWS에서 확인된 25건의 병원체중 원생동물은 9건, 세균이 12건, 그리고 바이러스가 4건이었다.  화학물질로는 동이 16건으로 압도적으로 많았고, 2건이상이 Chlordane, nitrite, ethylene glycol, 미확정된 제초제, 그리고 1건이 석유, 불소, 납, chlromum, sodium hydroxide, chlorine, liquid soap, ethyl acrylate, morpholine, hydroquinone 이었다(표 2- 4). 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

Table 2- 2. Distribution system deficiencies causing outbreaks (1971- 98)

*CWS- community water system

+NCWS- noncommunity water system

Table 2- 3. Etiology of outbreaks caused by distribution system contamination (1971- 98)

*CWS- community water system

+NCWS- noncommunity water system

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수돗물 2차 오염과 관리방안

Table 2- 4. Chemicals causing distribution system outbreaks (1971- 98)

*CWS- community water system

+NCWS- noncommunity water system

#Each of the following was responsible for one outbreak:fluoride, lead, chromium, sodium 

hydroxide, chlorine, liquid soap, ethyl acrylate, morpholine, and hydroquinone

마. 사고의 유형과 사례 

1990년대 이후에 발생한 최근의 사고유형을 살펴보았다.

(1) 10건의 사고가 교차연결에 의해 발생

1993년도에 2건이 역압에 의한 불소중독이 발생하였다, 미시시피에서는  고농도 불소액이 펌프 가동에 의해 마을 수처저리장의 저장소로 흡입되어 수돗물 농도가 40- 200mg/L로 오염되면서 폭로자 62명중 34명이 질병을 나타내었다.  하와이에서는 관의 파손에 의한 수압 저하로 불소액이 수돗물로 흡입되어 폭로자 16명중 9명이 질병을 나타내었고 이때 수돗물의 불소농도는 220mg/L이었다  이 경우에 불소주입펌프에 역류방지밸브가 없었다.

1994년도에 1290명을 수용한 교정소에서 304명이 질병을 나타내었는데, 도시 정수장에서 급수를 받는 시설이었다. 환자 중 110명이 지아디아 양성이었고 10%가 Entamoeba histolitica 양성으로 판정되어 역학조사가 시작되었는데, 도시에서는 환자가 발생하지 않아서 처음에는 음식물을 의심하였으나, 물의 수압이 사흘 동안 매우 낮았다는 사실을 알고 나서 시설 내 물을 채취하여 고농도의 지아디아를 검출하였고(581 cysts/L), 결국 하수펌프장 시설에서 수도시스템이 교차 연결되어 있음을 발견하였다.

1995년 위스콘신 고등학교에서 148명이 바이러스로 인하여 증상을 나타내었다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

학교는 공공급수로부터 수돗물을 공급받았는데 침수된 풋볼 경기장 밑에 있었던 호스를 통하여 물이 흡입되어 오염이 발생했을 것으로 추정되었다.  오염원은 확인되지 않았다.

1995년에 nitrite에 의한 사고는 valve의 결함으로 발생하였다.  캘리포니아의 학교에서 3명의 아이가 아팠는데, 규격에 맞지 않고 gaskit이 매우 손상된 이중역류방지밸브에 의하여 학교 냉각탑에 사용하는 화학물질이 불량한 역류방지밸브를 통하여 수돗물에 오염되었다.  뉴저지에서는 열린 상태로 놓여 있었던 밸브를 통해 보일러 액이 수돗물에 오염되어 6명이 보일러 조정액 속에있던 nitrite에 의해 methemoglobinemia가 발병하였다.

1997년에 뉴멕시코의 클럽을 방문하였던 123명이 출혈성대장균에 의해  발병하였는데, 2주전에 발생한 폭우로 인한 정전으로 인하여 오염된 물을 수도시스템으로 역흡입 되었을 것으로 추정되었다. 

수도시설종사자도 역류의 피해를 보았다, 1998년 10월 오하이오 수도국의 사무실내 임시교차연결에 의해서 10명이 증상을 나타내었다. 분변오염으로 추정되었다. 

(2) 2건이 저수조 오염으로 지적 

1993년 11월에 7건의 살모넬라(S. typhimurium)에 의한 장염이 보고되었고, 다음해 8월까지 650명이 발병, 15명 입원, 7명 사망으로 집계되었다. 지데온 거주민의 44%가 영향을 받았다.  지데온 수도로부터 시료검사를 하였을 때, 총대장균군과 분원성대장균군 모두 양성이고, 소화전과 저수조에서 살모넬라를 검출하였다. 조사팀은 새들이 시의 저수조를 오염시킨 것으로 결론지었다.  수도기초시설 보수 및 유지지원의 결여가 이러한 결과를 초래하였다.  수도시스템평가에 오염의 전송을 대비한 시나리오의 개발을 위한 컴퓨터모델(EPANET)사용을 포함하였다.  한 가지 특이한 사항은 끓여먹기 경보 이후에도 31%의 가정에서 한 명이상은 끓이지 않은 물을 계속 먹었다는 것이다.  그 이유는 44%가 잊었기 때문에, 25%가 경보를 믿을 수 없어서 였다. 

1993년 미세소타의 Campylobacter jejuni에 의한 발병은 물탱크에 의한 으로 믿어진다.  특정한 오염이 판별되지 않았으나, 전 달에 이미 청소를 하였는데도, 조사 기간동안 분원성대장균군이 검출되었다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

(3) 미조리 사건은 관 오염에 기인

카불에서 1989년 12월에 혹한(- 28℃)때문에 45개의 수도계를 교체하였다. 1990년 1월에 보건국은 10건의 심한설사를 보고 받고 조사한 결과 243명이 증상을 나타내었고 86명이 장출혈설사를, 32명이 입원, 4명 사망하였는데, 수도와 역학관계가 있었다.  대장균 O:157이 환자시료에서 발견되었다.  EPANET이 오염물질 이동의 이해를 돕기 위한 시나리오를 설정하기 위해 사용되었다.  컴퓨터모델은 오염물질이 유입된 지점이 관 파손주변임을 지적하였다.  수질검사에 의하여 1회 오염으로 제시하였다.  수도계 교체 및 관파손 부근에 오수가 길거리로 흘러들어 오염의 원인이 되었다.  시가 사용하는 지하수 관정은 소독처리를 하지 않고, 관 수리나, 수도계 교체시 염소소독도 하지 않았다.  소독실패와 관 보수가 모두 미생물 오염의 원인이 되었다.  실험결과 질병 원인체는 상당기간 생존능력을 보여, 카불에서 수주이상을 E.coli O:157의 확산에 공헌한 것으로 평가되었다. 

(4) 배관에서 나온 동오염이 질병을 유발

1992년과 1993년에 위스콘신 보건과는 동에 오염된 물이 설사를 유발할 수 있다고 의심하여 연구를 수행하였다,  그 결과 연방기준인 1.3mg/L가 장염의 원인이 될 수 있었다.  증상은 영아와 유아, 그리고 신축 혹은 개조된 집의 거주자들 사이에 높았다.  높은 동 농도는 37개 거주자들의 설사와 관련이 있었고, 그들의 집은 새 동관으로 지었거나 개조한 집이었다. 

1993년 펜실바니아 호텔에서 43명이 급성장염을 보였는데, 어떤 시료 농도는 156mg/L, 다른 것은 4.7mg/L이었다.  원인은 건물의 배관시스템이었고, 물의 정체기간이 길면 농도도 높아졌다.

부적절한 전기선이나 이산화탄소의 첨가 등이 배관의 동을 leaching시켜 동의 농도를 상승시킨다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

Ⅲ. 국내 수도 및 급배수 시설 관리 현황

1. 수도 현황

가. 일반현황

우리나라는 2001년 12월 기준 현재 905개 급수구역(82시, 204읍, 619면)내에 전체인구의 87.8%인 약 4,240만명이 상수도를 공급받고 있으며, 상수도 시설용량은 1일 2,775만 톤이다.  1인당 급수량은 361L(공업용수 포함시 374L)로 94년 이후 가장 낮은 수준을 보이고 있는데, 이는 절수기 설치와 물절약운동의 전개 등으로 물 사용량이 줄고, 노후 수도관 교체등으로 누수량이 감소하였기 때문인 것으로 분석된다.  연간 총급수량은 15,856천톤으로 2000년대 15,883천톤 보다 감소하였다. 

지역규모별로 상수도 보급률을 비교하면, 7개 특광역시가 98.4%, 시지역이 96.5% 이고 읍지역은 77.4%, 면단위 농어촌지역은 29% 이다(표 3- 1).  상수도 이외의 시설을 이용하고 있는 인구는 간이상수도가 203만명(4.2%) (11,085개, 656,998톤/일), 소규모급수시설 72만명(1.5%) (12,755개), 전용상수도 27만명(0.6%)(799개), 이밖에 우물 등이 287만명(5.9%) 이다.

상수도 분야의 예산을 보면, 총세출액은 4조 7,542억원으로 이중 공사비(개량, 확장)가 1조 5,329원, 유지관리비 (동력비, 인건비, 수선유지비,원정수 구입비 등)가 1조 4,774억원, 원리금상환액(이자, 원금)이 6,431억원, 기타 이월금 등이 1조 1,008억원이다.  수도관개량사업 비용은 2000년 기준 2,374억원(2,585km), '97- 2011년까지 3조 8천억원을 투자하여 노후관 4만2천 km 교체계획(2001)에 있다.  상수업무에 종사하는 인력은 총 15,368명(행정직, 11.6%, 기술직 21.4%, 기능직 41.0%, 청경 및 일용직 26.0%)이다. 광역상수도종사인력은 1661명이다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 3- 1. 지역규모별 상수도 보급 수준 

(환경부, 2002, 상수도통계)

표 3- 2. 시‧도 지역별 상수도 시설용량

(만톤/일)

(환경부, 2002, 상수도통계)

나. 급배수시설

(1) 급배수시설의 종류

급배수시설은 수도관과 기타 수도시설로 구성되어 있다.  수도시설은 취수시설에서 정수장까지 원수를 보내는 도수관을 제외한 송수관, 배수관, 급수관과 배수지, 가압장, 저수조로 구성되어있다.  송수관은 정수시설에서 배수시설(배수지, 배수관)까지 정수를 공급하는 관이고, 배수관은 배수지나 배수탑 등에서 급수구역으로 정수를 배수할 때 사용하는 관으로 배수본관과 지관으로 구분되며, 급수관은 배수관을 기점으로 하여 일반 수용가에 이르는 관을 말한다.  배수지는 정수를 저장하였다가 배수량의 시간적 변화를 조절하는 못이며, 저수조는 비상시에 안정적인 급수를 하기위해 배수량이나 수압을 조절하는데 사용된다.  국내에 배수지는 1,658개소로서 시설용량은 7,527천톤이며 저류시간은 평균 9.2시간이고, 저수조는 212,682개소(지하저수조 43,796, 고가저수조 168,886)이다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

(2) 수도관 현황

우리나라 수도관 총 연장은 120,405km이며 이중 도수관이 1,403km (12%), 송수관은 5,384km(4.5%), 배수관은 51,943km(43.1%), 급수관은 61,675km (51.2%)을 차지한다.  지역별 상수관의 현황을 보면(그림 3- 1) 서울시와 경기도가 가장 긴 상수관망을, 울산광역시가 가장 짧은 연장을 보유하고 있었고, 지역별 상수도 연장은 지역별 상수도 시설용량과 정비례관계에 있었다. 

수도관 총 연장 중, 설치 후 21년 이상 경과된 관은 12,733km(10.5%)이며, 16- 20년 사이는 19,472km(16.2%), 11- 15년은 30,144km(25.0%), 6- 10년은 31,970km(26.6%), 5년 이내는 26.085km(21.7%)이다(그림 3- 2).

그림 3- 1. 지역별 상수관의 현황 

(3) 수도관종

관종별로는 주철관 33.1%(39,816km), 합성수지관 19.7%(23,704km), 스텐레스관 16.8%(20,208km), 강관 6.4%, 아연도강관 5.3%, 동관 1.0%, 기타(콘크리트, 시멘트관등) 17.7%이다(그림 3- 3).

수도관중 가장 많은 비중을 차지하는 배수관과 급수관의 관종의 변화를 연도별로 정리하였다(그림 3- 4, 3- 5).  배수관은 관종이 주철관이 대부분을 차지하였고, 기타 관종의 비율이 증가하는 추세에 있다.  강관은 거의 일정하게 낮은 비율을 차지하였다.  급수관은 배수관보다 더 다양한 종류의 관종을 사용하는데, 1981년 이전에는 합성수지관과 아연도강관이 주류를 이루었으나, 아연도 강관은 점차 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

감소하여 94년 이후에는 사용하지 않았다.  스텐레스관은 81년 이전에는 매우 낮은 비율로 있었으나, 84년 이후에 그 사용 비율이 꾸준히 증가하여, 최근에는 합성수지관과 함께 사용되는 주된 관종이 되었다.  동관은 87년부터 사용되기 시작하다가 점차 감소하는 추세에 있다.

그림 3- 2. 경년별 수도관 현황(환경부, 2002, 상수도통계)

그림 3- 3. 관종별 수도관 현황(환경부, 2002, 상수도통계)

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수돗물 2차 오염과 관리방안

그림 3- 4. 연도별 배수관 종류별 수도관 현황

그림 3- 5. 연도별 급수관 종류별 수도관 현황

2. 상수도 시설의 관리

국내 상수도 시설의 관리가 어떠한 체계로 이루어지고 있는가를 파악하기 위하여 수도법이 정하는 관리 규정을 조사하였다.  수도법에 의한 시설의 정의를 보면, 水道란 “導管 기타의 工作物을 사용하여 原水 또는 淨水를 供給하는 施設의 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

전부를 말하며, 一般水道‧工業用水道 및 專用水道로 구분한다. (다만, 일시적인 目的으로 設置된 施設과 農漁村整備法 第2條第4號의 規定에 의한 農業生産基盤施設을 제외한다)”라고 되어 있다. 본 고에서는 수도중 급배수시설에 의한 2차 오염이 문제가 될 수 있는 일반수도를 대상으로 수도법에서 명시하는 관리 현황에 대하여 알아보았다. 

가. 관리의 주체

수도법에서 관리주체는 크게 국가 (환경부장관, 건설교통부장관 대리), 와 지자체, 수도사업자로로 구분되어 있다.  각각의 역할을 보면, 

-  국가는 모든 국민이 양질의 물을 공급받을 수 있도록 종합적인 계획을 수립하고 합리적인 시책을 강구하며 수도사업자에 대한 기술 및 재정을 지원하고, 

-  특별시장‧광역시장‧도지사(이하 “시‧도지사”라 한다) 및 시장‧군수‧구청장(자치구의 구청장을 말한다. 이하 같다)은 관할구역의 주민이 양질의 물을 공급받을 수 있도록 상수원의 관리 등에 노력하며

-  특별시장‧광역시장‧시장‧군수(광역시의 군수를 제외한다)는 관할구역의 주민에게 수돗물이 안정적으로 공급되도록 수도시설의 관리등에 노력하고, 도지사는 관할구역의 수도사업자에 대하여 기술적‧재정적 지원을 하며,

-  수도사업자는 수도를 계획적으로 정비하고 수도사업을 합리적으로 경영하며 수돗물을 안전하고 적정하게 공급한다. 

-  국민은 국가가 추진하는 수도 시책에 협력하고 수돗물을 합리적으로 사용하도록 노력한다.

수도법에서 국가(환경부장관)는 지자체장과 건교부장관(광역상수도)이 10년 주

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수돗물 2차 오염과 관리방안

기로 수립, 5년 주기로 보완하는 수도정비기본계획을 승인하고, 이 바탕으로 전국수도종합계획을 10년마다 세우고 5년마다 보완하도록 되어 있다.  따라서 장기적으로는 전국수도종합계획과 수도정비기본계획의 승인을 통한 우리나라 수도발전 방향제시와 시설기준 및 수질기준 위생조치를 통한 질적 관리가 중앙정부의 역할로 파악된다. 

나. 상수원 관리

상수원을 보호하기 위하여 상수원보호구역을 지정, 변경, 관리하는데, 지정 및 변경 권한은 환경부장관에게 있으나 권한의 위임을 통하여 시도지사에게 위임되어 있다.  상수원보호구역의 관리는 해당시장, 군수 등이, 관리의 평가는 환경관리청장이 환경부장관의 권한 위임받아 한다.  상수원보호구역의 지정 및 관리의 세부사항은 환경부령에 있으며, 환경부는 별도의 “상수원관리규칙”을 정하여 관리준거를 제시하고, 상수원관리를 평가한다.

다. 수도시설의 관리

수도시설의 인가는 원칙적으로 광역상수도 관련시설(정수처리시설제외)은 건설교통부장관에게 있고, 지방상수도는 환경부장관에게, 간이상수도는 시도지사에게 있다. 환경부장관의 지방상수도 인가권은 시도지사에게 위임되어 있고, 한국수자원공사에 위탁이 가능하며, 계획서의 기술적 검토를 한국수자원공사나 환경관리공단에 의뢰할 수 있다.  수도사업운영에관한 개선지시나 기타 필요한 조치명령은 환경관리청장이 할 수 있다. 

환경부는 시설기준을 통하여 시설의 준거를 정한다.  시설기준은 수도시설과 수도용자재, 저수조 시설를 포함하는데, 시설기준과 저수조 시설은 환경부령으로 정한다.  환경부에서는 또한 “상수도시설기준(명칭은 기준이나 지침 혹은 해설서의 성격으로 전환)”을 정하여 5년마다 갱신한다. 

수도시설의 관리권은 수도사업자가 가진다.  단 급수장치의 수도시설 관리권은 대지경계선 밖 혹은 대지경계선 안이라도 계랑기까지만 수도사업자가 관리한다. 수도시설은 한국수자원공사, 환경관리공단, 지방공사나 공단, 엔지니어링 법인 등에 위탁 운영이 가능하다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 3- 3. 상수원 관리 

표 3- 4. 수도시설의 관리

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수돗물 2차 오염과 관리방안

라. 배수시설 및 급수장치 

정수이후의 배수와 급수과정에 대한 시설관리, 수질검사 및 조치, 그리고 위생조치 권한과 의무는 수도사업자에게 있고, 시장, 군수, 구청장은 이의 지도 감독책임이 있다.  단, 수도사업자의 시설관리권은 급수장치 중 공공대지경계선 밖의 계량기까지로 명시되어 있으나, 수질 및 위생관리에서는 수도사업자, 관할 지자체가 수도꼭지의 검사를 실시하고, 관할지자체가 저수조 위생조치 등의 지도감독을 하도록 되어 있어서 권한 및 책임의 소재가 불분명한 부분이 있다.  특히 수도사업자가 관할지자체에서 운영하는 현실에서는 더욱 관리의 주체 및 책임선 상에 논란의 소지가 있다. 

(1) 지자체의 수도급수조례

수도사업자는 급수규정을 정하여 관리한다.  지자체의 경우는 수도급수조례 및 시행규칙을 정하여 급수에 관한 사항을 정하고 있다.  수도급수조례는 크게 총칙, 급수공사, 급수, 요금, 관리로 구성되어 있으며, 급수공사의 승인은 시장이 급수공사 시행은 시장이나 수탁대행업자가 하도록 되어 있다. 

(2) 정수지, 배수지 등의 청소 및 유지관리지침 

정수지나 배수지와 같이 수도사업자의 관리하에 있는 급배수 시설의 위생상태를 청결히 유지하기 위하여 “정수지, 배수지 등의 청소 및 유지관리지침 통보(환경부 상수 58442- 97(96.2.5),)”에 근거하여 정소 및 위생점검을 실시한다.  내용으로는 일반수도사업자는 정수지, 조절지, 가압장의 흡수정등은 년 1회 이상, 배수지 시설은 6개월에 1회 이상 청소를 하고, 환경관리청장이 매반기별 지도점검시 청소여부 확인하도록 되어 있다.

(3) 저수조 관리

수도시설의청소및위생관리등에관한규칙에 저수조설치기준, 저수조청소업의 인력시설 및 장비기준, 청소 및 위생점검조항을 두어 저수조는 6개월에 1회 이상 청소를 하고, 매월 1회 이상 저수조위생점검기준에 따라 위생상태 점검하도록 하며, 신축 혹은 1개월 이상 사용 중단 후 사용시 청소를 실시하도록 하였다. 저수조 관련된 기타 법규는 부록 1에 정리되어 있다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 3- 5 수도시설 중 급수장치의 관리

마. 수도 수질 및 위생관리

환경부는 수질과 위생관리를 위하여 수질기준을 정하고 위생조치를 하도록 하고 있다.  수질기준은 별도의 규정인 “먹는물수질기준및검사등에관한규칙”을 정하여 관리한다. 수질검사는 수도시설을 관할하는 시장, 군수,구청장이 실시한다. 수도사업자는 수질검사결과 및 조치결과를 각각 시도지사에게 보고하고, 환경부장관에게 보고한다.  최근에 개정되면서 “정수처리에관한기준”이 “수질기준및검사등에관한규칙”에 첨가되어 정수처리요건이 강화되었고, 광역상수도 및 지방상수도의 수질 검사는 정수뿐 아니라 수도꼭지와 수돗물 급수과정별 시설에서의 수질검사를 하도록 하여, 급배수과정에서 발생할 수 있는 수질의 변화를 모니터링 하도록 하였다. (표 3- 6) 

수도시설의 위생관리를 위하여 환경부는 위생상의 조치를 하도록 하고 별도의 “수도시설의청소 및 위생관리등에관한규칙”을 정하여 관리하는데, 수도에관한 위생조치의무는 수도사업자가, 건축물소유자의 급수장치에 대하여는 소유자 혹은 관리자가 위생상 조치를 하고, 시장, 군수, 구청장이 지도‧감독하도록 책임을 부여하였다.  위생상 중요한 저수조청소업의 신고 및 영업정지등도 시장, 군수, 구청장의 권한에 속한다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 3- 6. 수질검사 측정항목 및 주기

* 수도꼭지 검체 추출기준 

(급수인구 5,000명당 하나, 급수인구가 5만명 이상부터 인구기준이 커짐)

1) 일반세균, 총대장균군 항목은 반드시 매주 1회 이상 검사를 실시하고, 기타 항목은 지난 1년간의 수질검사 결과에 따라 매월 1회 이상으로 조정하여 검사 가능

2) 염소이온, 망간, 알루미늄 항목은 반드시 매월 1회 이상 검사를 실시하고, 기타 항목은 지난 3년간의 수질검사 결과에 따라 매분기 1회 이상으로 조정하여 검사 가능

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수돗물 2차 오염과 관리방안

Ⅳ. 오염 관리 방안의 강구

1. 오염별 관리 방안

가. 교차접속 및 역류방지 등 관망시설 설비 정비 

외국의 사례에서 볼 때, 급배수를 통하여 수인성질병을 유발하였던 가장 큰 원인이 교차접속 및 역류에 의한 2차 오염이었다.  따라서 교차접속 및 역류 방지를 위한 홍보와 제도적 방안이 필요하다.  그 예로 수요자가 역류방지설비의 설치를 의무화 할 수 있는 제반 법령 및 규정의 제정이 필요하고,  역류방지설비의 시공 및 검사를 담당할 기술자 양성을 위한 교육기관,  역류방시설비의 성능시험을 위한 표준서 및 시험시방의 제정 및 성능시험을 위한 시험기관,  교차접속 및 역류방지에 대한 대 국민 홍보 및 교육이 필요하다.

나. 2차 소독과 배수세척(flushing)

관로내 수질을 제어하기 위한 실질적인 운영방안으로 2차 소독과 배수세척(flushing)이 있다.  2차 소독에는 정수장과 송수과정에서의 염소주입을 적절하게 조절하기 위한 TMS와 배수관 수질자동감시시스템의 설치가 필수적이며, 현장조사, 주입지점의 선정, 원격제어화, 2차소독제 종류선정 등이 검토되어야 한다. 

배수프로그램에 의한 세척 및 방류를 통하여 관로에 오염이 발생하였을 경우에 관로 오염을 제거하고 세척하는 방법이다. 관망세척을 위하여 계획에 의하여 정기적으로 행하여 질 수도 있다.  Flushing 및 세척에 의한 운영 및 유지관리는 다음과 같이 실시한다.  대상관로의 블록과 주변관로를 대상으로 관로내의 유속을 1m/sec이상 확보할수 있도록 분기와 밸브를 제한하고 단일 관로를 형성하여 배수대상 관내수량의 약 10배량으로 배수작업 실시한다. 이를 위해서는 관로대장과 밸브조작 순서를 점검하여 계획서를 작성한다. 

다. 미생물 제어

미생물에 대한 제어방안으로는 병원균의 오염의 가능성이 가장 높은 교차 및 역류 등을 통한 외부오염의 방지가 가장 중요하므로 이를 최소화 할수 있는 배급수시설의 구조적 개선이(관말, 블록화등) 필요하고, 두 번째로는 염소재투입에 의

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수돗물 2차 오염과 관리방안

한 적정한 소독제 농도유지를 통하여 외부 오염이나 재성장에 의한 급격한 증가를 억제한다.  저수조에 의한 미생물 성장이 수질저하의 요인이 되므로 가능한 지역에서는 저수조 없이 배수지를 통한 직결급수체계도입이 가장 실효성이 있을 것으로 사료되며, 마지막으로 미생물 제어를 확인하기 위한 지속적인 미생물 감시체계가 필요하다. 

라. 관로 용출에 기인한 화학물질 관리

화학물질에 대해서는 미국의 수인성 질병사례로 보면, 교차접속이나 역류에 의한 화학물질의 2차 오염을 제외하고는 관에 의한 유해화학물질의 용출이 문제가 되므로 관종의 선택이 중요하다.  특히 동관의 경우 미국에서 동관의 leaching에 의한 용출사고가 가장 많은 비중을 차지하였다.  우리나라의 경우에도 아연도강관은 더 이상 사용하지 않고 동관의 사용도 거의 없는 실정이나 노후관으로 남아있는 경우가 있을 것으로 사료되며, 노후관의 교체시에 우선적으로 교체하여야 한다.  그 이외에도 여러 가지 재질의 관종이 도입되고 있는데, 합성수지관(PVC나 PE등)이나 코팅제의 각종 조건 변화에 따른 유해화학물질의 용출 등을 연구하여 선정하여야 할 것이다.  저수조나 물탱크 에폭시 방수 방식처리를 위해 도장을 관행적으로 하고 있는데, 유해물질 용출 시험 등을 통하여 도장제의 종류와 방식을 확인 할 필요가 있다.

마. 관로부식 관리 

수요자가 수질저하를 체감하는 가장 큰 원인인 관로부식을 저감하는 방안으로는 첫째, 내식성 재질의 상수도관을 사용하고, 둘째, 정수처리과정에서 pH, 알칼리도, 경도를 조절하고, 탄산칼슘 스케일을 하는 등 부식성 수질제어를 통하여 가능하며, 셋째, 방청제 주입이나 막탈기시스템 (산소 선택적 분리막을 이용)과 같은 용존산소제어 등에 의한 부식 저감 방법, 관의 부식을 일정 주기로 세척하는 방법 등 이 있다.  마지막으로, 토양부식성을 고려하여 외부 도장재를 효과적으로 사용하고, 매설토양의 부식성 조사 후 토양을 선정하며, 표차 연결이나 전식등의 영향이 없는 지하매설환경정립, 관의 손상방지, 운영 및 유지관리의 철저히 해야 한다. 관에 발생한 고농도의 염소는 부식을 유발하므로 염소를 적정농도로 조정하여 관리하는 것도 중요하다.  잔류염소농도는 관경이 작을수록, 흐름이 있을수록 감소가 빠르다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

바. 배수지 및 저수조 관리

수질을 고려한 배수지 설계가 중요하다. 배수지는 수요 및 공급의 균형, 압력의 균일성, 비상시 대비 용수 저장의 기능 등을 고려하여 설계한다.  특히 배수지의 체류시간이 길고 염소재투입 시설이 없을 경우에 잔류염소의 감소로 수질이 악화될 수 있다.  이 경우에는 따라서 이러한 경우에는 수량기능을 만족하는 한 최소화하고 수질악화를 저감하는 설계방안 및 배수지내 혼화특성을 평가하여 수질을 유지하도록 한다. 

저수조 및 물탱크에서 세균성장에 따른 위생상 문제는 저수조의 체류시간과 기온 등에 따른 요인에 기인하므로 설계시 과잉산정에 의한 체류기간의 연장을 줄이고 정체기 이후의 유출되는 물의 수질을 모니터링 할 수 있는 시스템을 강화할 필요가 있으며,  정기적인 저수조의 청소와 이것이 가능한 저수조 설계와 재질 등이 수질의 관리에 크게 도움이 될 것이다.  필요시에는 수도꼭지에서의 처리장치를 통하여 UV나 염소재투입을 고려할 수 있다.

사. 정수처리와 급배수관리의 유기적 관계 고려

수요자가 공급받는 수돗물 수질에 영향을 주는 주요 요인은 첫째, 정수처리장에서 내보내는 정수수질과 둘째, 송배급수시설과 조건인데, 두 가지는 고유의 영역도 있으나, 상호 보완적인 관계가 있다.  급배수관망의 수질은 관망에 유입되는 정수장 처리수의 유기물 농도, pH, 알칼리도, 잔류염소농도, 탁도 등에 따라 수질이 영향을 받게 된다.  따라서 정수처리과정을 통하여 생성된 처리수가 낮은 유기물 농도(TOC 2mg/L 이하)와 낮은 탁도를 유지, 부식제어를 위하여 약 알칼리성의 pH 유지(생물막제어)하여야 한다.  정수수질이 관망수질에 영향을 줄 수 있는 구체적인 사례로 국내 수도공급의 16%를 점유하는 고도정수처리시설 중 오존산화처리와 생물활성탄 병용공정에서는 BDOC와 미지의 오존부생성물이 활성탕 공정에서 제거되지 않을 경우 송배급수 시스템에서 미생물재성장 등 2차적인 수질문제를 야기될 수 있고 생물활성탄 공정에서 유출되는 미생물의 누출도 문제가 될 수 있다.

최근에 정수처리에 관한 기준이 도입됨에 따라 탁도 관리가 엄격해 지고 미생물제거를 위한 소독능 추가 확보를 위하여 배수지를 포함하면서 잔류염소 농도의 안정적 유지, 수압의 안정적 유지, 직수라인 확대 등에 영향을 주고 있다.  특히 잔류염소의 경우 고농도의 염소가 부식과 소독부산물을 유발하므로 급배수시스템

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수돗물 2차 오염과 관리방안

의 배수지의 활용이 가능하다면 정수지에서의 고농도 부하를 줄이고 배수지에서의 염소주입을 통하여 관망의 염소농도를 균질하게 유지하기가 효과적이다. 

2. 관리 기술 강구

상수도 분배시스템의 역할은 정수장에서 처리된 양호한 수돗물을 수량, 수압 및 수질이 만족되도록 가정급수전까지 운반하는 것이다. 따라서 상수도 분배시스템을 통하여 물의 안전성, 신뢰성 및 경제성과 양질의 수돗물이 최적 수질로 유지되는 것이 보장되기 위해서는 효율적 관리시스템이 구축되어야 실효성을 거둘 수 있다.  효율적 관리를 위해서는 상수도 분배시스템의 상황을 정확하게 평가하고 대책방안을 제시할 수 있는 “분배시스템의 종합평가방법”이 개발, 제시되고, 노후수도관의 개량을 위해 노후관의 상태를 진단, 평가하여 교체 또는 갱생을 위한 판단기준을 제공하는 “관로의 시설진단 및 평가방법”이 필요하다.  이를 위해 현장조사 방법, 그리고 관로의 파손사고나 노후도 특성을 파악하기 위한 조사, 연구가 뒷받침되어야 한다.

가. 상수도 분배시스템의 종합적 평가

상수도분배시스템의 종합적 평가방법은 시스템의 현재 상황을 수요자의 요구에 의해 필요한 기능 및 시설을 평가하고 상수도 서비스를 만족시킬수 있는 개선방안을 도출하는 방법이다(한국수도협회, 2001).

상수도 분배시스템의 시설은 규모가 크고 많은 자본투자비가 소요되며, 물의 분배과정에 커다란 역할을 하게 되므로 수요자의 물 이용에 가장 직접적인 영향을 준다. 분배시스템의 운영과정에서는 낮은 수압, 서비스의 중단 또는 불만, 수질문제 등, 여러 가지 문제점이 발생하는데, 이를 수리학적 측면과 수질적인 측면으로 구분할 수가 있다.  분배시스템 운영의 역사를 보면 초기에는 안정적인 수량의 확보를 위하여 많은 연구를 하였으며, 예를 들어 낮은 수압, 서비스의 중단 등 수리학적 측면의 안정성을 해결하려고 노력하였다. 다음 단계에서 수용가의 가정급수전에서 먹는물 수질기준에 안전한 수돗물의 수질을 보장하기 위한 수질적인 측면에서 문제를 해결하려고 하였으며, 현재 많은 연구가 진행되어 오고 있다.

외국에는 미국의 미국수도협회연구기금재단(AWWARF)과 Roy F. Westion, Inc.가 배수시스템의 수행능력 평가(Distribution System Performance Evaluation) 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

기준과 방법을 제시한 경우나, 일본 수도기술연구센타에서 소비자요구에 기초한 상수도서비스를 개선시킬 목적으로 1996년에 만든 도‧송‧배수시스템평가 매뉴얼(안) 등이 있다.  우리 나라의 경우 아직까지 분배시스템 전체를 대상으로 시스템적으로 평가하거나 해석하고자 하는 시도가 없으며, 관로정보 자료의 축적이나 정리가 미흡하여 시스템의 평가가 곤란한 실정에 있다(이현동, 2003). 

나. 상수도관로의 시설진단 및 평가 방법 개선

상수도관망이 건전한 상태로 유지되는 것은 상수도 서비스의 향상을 위한 중요한 기본조건이다. 그러나 상수도관망의 기능은 광범위하고 시설의 구성요소도 복잡하며 단일지표로 그 기능이나 신뢰성의 정도를 표시하기는 매우 어렵고, 자재의 특징, 적용할 수 있는 기술, 경제성 등으로 인해 관망의 기능이나 신뢰성은 변하게 된다.  따라서 적절한 대응책을 강구하지 않으면 급‧출수불량, 수압부족, 누수의 발생, 파손사고, 수질의 악화 등 상수도 서비스를 저하시키게 된다.  이러한 문제 발생 이전에 관망의 상황을 정확하게 파악하고 진단하여 시간적인 여유를 갖고 예방대책을 세워야 한다. 특히 상수도 관로시설은 대부분 지중에 매설되어 있어 기존이 축적된 자료가 없는 경우에는 평상시의 시설운영 및 유지관리는 물론 수질악화나 파손사고 등의 장해가 발생했을 때 사람의 눈으로 직접적인 확인이 불가능하기 때문에 단시간에 문제의 원인을 파악하고 성능을 평가 분석하는 것은 물리적으로 불가능할 뿐만 아니라 대응책을 강구하기도 어렵다.  따라서 그 운영과 시설의 설치에 대한 신뢰할 수 있는 자료를 개발‧축적하여, 이를 평가의 대상으로 설정하는 등 상수도관망의 효율적인 유지관리를 비롯하여 적절한 노후관의 교체 및 갱생을 위한 시스템을 갖추어야 한다.  현재의 성능을 정확히 진단하고 밝혀진 문제점에 대한 상대적인 시급성을 평가한다면, 어떤 부분을 먼저 개량하여야 할지 판단할 수 있다. 또한, 시간의 여유를 두고 투자계획을 마련하거나 투자의 우선순위를 정할 수 있으므로 관망시설을 항상 최적의 상태로 유지하여 시민들에게 만족할 만한 물을 안정적으로 공급할 수 있다.

(1) 노후관의 판정 준거

환경부 ‘상수도 유수율제고 업무처리규정(안)’(환경부 훈령 제 486호,  2001. 2)에는 노후수도관을 다음과 같이 정의하고 있다.  ‘노후수도관이라 함은 아연도 강관, 비내식성 금속관, 매설 후 16년 이상 경과한 수도관 중 관석(Scaling) 및 부식

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수돗물 2차 오염과 관리방안

이 심한 수도관 등 교체 또는 갱생이 필요한 수도관을 말한다.’  따라서 노후관이란 의미는 관이 제 기능을 발휘하지 못하는 수준, 즉 요구된 서비스 수준을 만족하지 못하는 상태를 의미한다고 할 수 있다. 따라서 일반적으로는 만족할만한 기능을 발휘하지 못하고 있는 노후관에 대해서 노후의 정도와 원인에 따라서 교체대상이 되는 관과 개량대상이 되는 관으로 분류하여 그 대책을 진행시키는 것이 바람직하다. 

(2) 국내 노후관 교체사업 현황

우리나라는 수돗물 송수과정에서의 수질저하를 방지하고, 누수율을 선진국 수준으로 낮추고자 1993년부터 1998년까지 13,697억원을 투자하여 14,461㎞의 노후수도관을 개량하였으며, 계속해서 1997년말 현재 총 111,515㎞에 달하는 수도관 가운데 노후관 42,757㎞을 교체하고 취‧정수시설 2,123개소를 개량하기 위하여 1997년부터 2011년까지 소요되는 사업비 중 50%를 지자체에 장기융자 지원하는 등 총 3조 8,319억원을 투자할 계획하고 있다(표 4- 1).

정부의 상수도배관망 정비 기본계획에서는 이러한 사업계획안에서는 방대한 수도시설을 대상으로 막대한 예산을 장기적으로 계속 투자하여야 하는 사업으로서 수도시설을 정비하고 개량하기 위한 장기계획을 먼저 수립하고 난 후에 정비계획에 따라서 단계적으로 사업을 시행해야만 사업의 효과를 기대할 수 있다고 밝히고 있다(수돗물 수질관리 강화 종합대책, 2001. 5, 환경부).

우리나라의 노후관교체사업 현황에 대한 설문조사를 보면 (한국수도협회, 2001), 노후수도관 판정기준의 보유 여부에 대해 특광역시의 경우는 모든 시가 판정기준을 갖고 있다고 답변한데 비해 시단위나 군단위의 경우에는 판정기준이 확보되지 않고 있다고 답변한 경우도 많았다.  노후수도관을 매설기간으로 정의하는 경우 대부분의 도시에서 10년에서 30년 사이의 범위에서 노후수도관을 정의하고 있으나, 특광역시와 일부 시단위 도시에서는 관종별로 매설연수를 다르게 정의하고 있다.  특광역시와 일부 시단위 도시에서는 노후관의 매설기간을 관종별로 제시하고 있는데 스테인레스강관 20년 이상, 주철관 15- 20년 이상, PE 및 PVC관 15년 이상으로 하고 있는 경우도 있다. 이외에 아연도강관 7년 이상, 스테인레스강관 20년 이상, 주철관13년 이상, PVC관 7년 이상으로 정의하고 있는 지자체도 있다. 또한 다른 시의 경우 스테인레스강관 반영구, 덕타일주철관 40년 이상으로 하고 있으며 이외의 경우 아연도강관 10년 이상, 주철관 20년 이상, PVC관 10년 이상으로 보고 있다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

노후수도관으로 분류된 수도관들 중 개량을 실시하는 관로의 선정기준을 조사한 결과 나타난 선정기준 항목들은 급수전에서의 녹물 출수나 기타 수질적인 민원발생지역, 누수지역, 관재질의 유해성 및 부식, 관의 구조적 결함, 매설년수, 통수능력, 수량부족, 급수불량지역 등이었다.  이중 누수지역이 특광역시에서 83.3%, 시단위에서 85.0%, 군단위에서 40.0%로 다른 선정기준에 비하여 높게 나타났다. 그리고, 군단위에서는 수량부족으로 인한 급수불량지역이 40.0%로 타 단위들에 비하여 높게 나타났다.

현재까지 나름대로의 방식으로 노후관교체사업의 절반 가량이 진행되어 왔으나, 물량적 목표 달성위주로 명확한 준거 없이 교체에 치중하여 왔고, 체계적인 진단 및 평가 방법이 정립되지 않은 면이 있다.  또한 교체된 관의 상태와 주변 조건 등에 대한 기록이 충분히 이루어지지 않아, 과거의 투자가 향후 수도관사업을 위한 기술과 경험으로 축적되지 못한 경향이 있다. 

(3) 관노후도 진단방법

관노후도 진단방법은 수집된 정보를 기초로 관로를 진단하고 건전성과 내구성올 파악하는 방법으로 관로의 시편을 직접 채취하여 관체의 부식상황, 녹 덩어리 발생상황 및 토양의 부식성 등을 조사하는 직접진단법과 과거의 사고이력이나 관로정보의 통계적 처리결과로부터 관로의 상태를 추정하는 간접진단법으로 크게 나눌 수 있다 (표 4- 2).  또 다른 관점에서는 기술적 분석, 예견적 분석, 물리적 분석으로 나누기도 하는데, 기술적 분석과 예견적 분석은 간접진단법, 물리적 분석은 직접 진단법이라고 할 수 있다.  보다 정확한 관로의 진단은 직접진단법으로 수행하는 것이 가장 확실하겠지만 이 방법은 굴착과 단수를 필요로 하고 상대적으로 비용도 많이 들기 때문에 모든 관로에 이를 적용하는 것은 불가능하다.  따라서 관로를 진단할 때에는 우선 간접적 진단법으로 대략적인 정보를 얻은 후 더욱 상세한 상황파악을 필요로 하는 관로에 대해서만 직접진단법올 적용하는 것이 합리적이라고 인식되어지고 있다. 

국내에도 노후관진단 및 평가를 위한 연구 사례가 있으며 (표 4- 3), 노후관교체사업은 교체된 관들을 직접적인 방법으로 확인할 수 있으므로 상수도관로 진단 및 평가 기술을 축적하고 좋은 모델을 개발할 수 있는 좋은 기회이다.  노후관교체사업과 체계적으로 연계될 때 기술개발과 개량사업으로의 환원이 자연스러운 순환 고리를 형성할 수 있을 것이다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 1. 노후 수도시설 연차별 사업계획

표 4- 2. 관노후도 진단방법

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 3. 국내 관노후도 평가 연구

방법	내용	참고문헌
점수평가법	수도관 진단 모델개발 연구	수도관 개량을 위한 의사결정시스템 개발 보고서, 한국수자원공사, 1995
확률적신경망이론	상동	관망의 진단,개량 및 부식방지기술개발, 2001
노후도관 평가 및 관리	점수평가에의한 방법을 도‧송‧배‧급수관을 대상으로6개 시범지역 적용	한국수자원공사, 2002, 노후수도관 평가 및 관리매뉴얼, 환경부
노후도평가모델 개선	도‧송수관로에 대해 현장 실무자가 평가할 수 있도록 개선 적용	한국수자원공사, 2002, 매설관의 내외부 실사를 통한 관노후도 평가기준 개선 연구

다. 상수도관 개량공법의 적용

가까운 외국의 경우 일본 동경시의 관로갱신사업 추진현황을 보면, 초기에 경년관교체와 같은 사후대책 위주에서 80년대에 무라이닝관갱생과 같은 예방적 계획을 시작하여 현재 항구적 대책과 예방적 갱신이 주체가 되는 관로 갱신사업을 추진하고 있다(표 4- 4).  영국수도연구센타(Water Research Center)에서 노후수도관 선정 및 개량‧정비사업의 우선순위결정에 관하여 제출한 보고서 “Planning the Rehabilitation of Water Distribution System(WRc plc, 1989)에 제시된 배수관의 갱생계획인 그림 4- 1과 같다.   우리나라도 물량달성위주의 비계획적인 노후수도관교체사업에서 수도관 진단 및 평가를 바탕으로한 상수도관 개량사업으로 전환이 필요하다. 현재 주류를 이루는 교체사업 위주에서 세척, 라이닝공법, 부식방지제 투입 등 다양한 개량공법(표 4- 5)들을 정확한 진단과 평가 후에 최적관리차원에서 비용경제적으로 적용할 수 있어야 할 것이다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 4. 京都市의 관로 갱신사업 추진현황

자료 : 京都市에 있어서 관로갱신사업, 일본수도협회지, 제60권 12호, 1991

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수돗물 2차 오염과 관리방안

그림 4- 1. 개량사업 추진순서(영국수도연구센터, 1989)

표 4- 5. 상수도관 개량 공법의 예

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수돗물 2차 오염과 관리방안

라. 수도관로시설 DB와 전산화(GIS)를 이용한 상수도관리시스템 구축

지하에 복잡하게 얽혀있는 모든 상수도관망의 현황을 통합 관리하할 수 있는 상수도관리시스템의 구축이 필요하다.  새로운 관망의 매설, 제거 및 기타 공사로 인하여 변경되는 자료들의 전산화와 이미지 입력 등 전반적인 모든 상하수도관망을 한 곳에서 관리할 수 있는 상수도관리시스템의 궁극적인 목표는 관망관리의 계획수립과 의사결정 및 산업활동을 효율적으로 지원할 수 있는 정보시스템을 구축하는 것이다.

이와 관련하여 국가지리정보시스템(National Geographic Information System : NGIS) 사업에서는 통신시설, 난방열관, 가스시설, 상수도, 광역상수도, 하수도, 전기시설 등 7대 시설물을 중점 사업대상으로 하고 있다.  그중 상수도관련 GIS 개발 현황을 보면 상수도 관련 활용시스템을 개발하고 있는 지자체는 전체 79개 지자체 중에서 35개이며 개발비용은, 2000년 3월 현재 10,044백만원이 소요된 것으로 파악되고 있다.  광역상수도에 대해서는 수도종합관리시스템을 741백반원의 예산으로 구축하고 있다(GIS 구축현황 건설교통부, 2000. 8).

수도관로시설의 핵심인 관망도는 수도공급시설 현황을 파악하고 관리하는데 중요한 기초 자료로서, 모든 관망도를 보유하고 정기적으로 관리하여야 한다.  한국수도협회(2001)에서 설문조사를 통한 관망도의 보유율을 보면,  관망도를 100% 보유하고 있는 곳의 비율이 특광역시가 85.7%, 시가 52%, 군이 47% 정도로서 미흡하였다.  관망도 작성방법은 공사도면이기, 관로탐사, 측량포함, 대략작성, 기타의 순이었다. 관망도 정리 빈도는 연1회가 가장 높아, 관망도 보유와 관리가 치밀하지 못함을 알 수 있다. 

GIS를 이용한 상수도 관리시스템 개발에는 각 지자체나 해당 지역의 특성과 상황이 충분히 고려되어야 하며 여러 가지 활용시스템이 구축될 수 있다. 관로 탐사와 구역내의 자료의 수집과 이를 통한 전산화 작업이 누수방지 사업의 일환으로 추진되고 있는데 그 활용도가 점차 높아지고 있다. 이후 보다 다양한 자료활용과 유지관리의 효율성을 기하기 위해 수집된 D/B자료를 수도관리시스템이나 GIS활용시스템으로 이용할 수 있을 것이다.  이러한 활용시스템은 각 지역의 수준에 맞게 다양한 접근 방식이 필요함과 동시에 전체적으로 공유할 수 있도록 기본 표준을 정하여 따라야 한다.  또한 자료의 신뢰도 향상을 위한 정기적인 보완작업이 필요하며, 현장검수나 데이터 검수 등, 검수시스템의 활용과 전문인력의 교육‧지원관리가 중요하다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

마. 블록시스템 구축

배급수시설의 역할은 소비자에게 필요한 수량을 적절한 수압과 안전한 수질로 항상 안정되게 급수하는 것이다. 개념적으로는 간단하게 보이나 실제로 이러한 목표를 수행하는 데에는 배수지역마다 그 특성이 다르고 특히, 그 시설관리의 범위가 큰 경우에는 배급수관망이 복잡하게 형성되어 있어 각 배급수관의 능력이나 수요의 특성을 파악하기가 어렵게 된다. 따라서, 시설을 분할하여 관리하는 것이 가장 합리적인 것으로 인정되어 배급수관망의 블록화 계획이 여러 도시에서 시행‧계획되고 있다. 

원래 블록시스템은 일본 新潟市에서 1964년의 대지진 이후에 이를 복구하기 위하여 적용된 배수관망조직법을 말한다. 당시에는 재해에 강한 배급수시스템의 건설이 주목적이었지만, 이러한 조직방법이 배급수시스템의 유지관리에도 효율적으로 대처할 수 있다는 것이 증명되면서 일본에서 널리 보급되기 시작하였다. 배급수관망의 블록화는 초기에는 복구하기 쉬운 배급수관망을 형성한다는 것에 주안점을 두었으나, 최근에는 이에 부가하여 유지관리를 효율적이면서 용이하게 할 수 있는 관망의 형성을 목표로 하고 있다.

현재에는 이 개념이 우리나라에서도 어느 정도 잘 알려져 있고, 일부의 도시에서 이 개념에 의해 기존 배급수관망의 재정비를 진행 중에 있다. 그러나 대부분의 도시는 아직도 기존의 배급수관망조직을 그대로 유지하고 있기 때문에 일부 개선되어야 할 점이 있는 것으로 평가되고 있다.  이러한 블록시스템이 일반적으로 고려하고 있는 기본적인 구성원칙은 다음과 같다.

① 관로의 독립성(기능분리, 지역성, 세분화)

② 관로의 연대성(망상화, 중치화, 연락화)

③ 관로의 단순성(관로의 생략, 통합, 규격화)

배수관망을 블록화하면, 블록의 주입점에 구역유량계를 설치하여 상시 블록내로 유입되는 수량을 계측할 수 있고 이를 블록내의 사용량과 비교하여 누수량을 산정 할 수 있기 때문에 누수조절이나 방지작업이 보다 쉽게 된다. 뿐만 아니라 유수율 제고를 포함하여 단수 구역 감소, 비상급수 계획 등을 포함한 수량, 수압, 그리고 수질관리를 위한 종합적인 관리대책의 일환이다. 블록시스템의 크기에 따른 기능성과 장점을 표 4- 6에 정리하였다.  블록시스템의 도입, 구성방법, 관로정비방법 등에 있어서  인구밀도, 도로 및 지형지반고 등 지역적 여건에 가장 부합하도록 설정되어야 한다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 6. 블록화의 목적과 장점(한국수도협회, 2001)

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수돗물 2차 오염과 관리방안

그림 4- 2. 블록시스템의 개념도

바. 물수요관리, 유수율 제고사업 등 관련사업간의 연계

수돗물의 누수 방지를 위한 유수율 제고사업은 수자원 확보를 위한 댐건설이 국토의 입지나 사회정서로나 한계에 있는 우리나라 현실에서 수자원의 낭비를 막고, 수도사업의 재정에 도움을 줄 수 있는 중요한 사업이다.  또한, 상수처리와 공급을 위한 모든 시스템이 전력으로 이루어진다는 점을 감안할 때 에너지의 절약에도 일익을 담당할 수 있다. 

2001년 말 현재 우리나라의 평균 누수율은 13.9%로서 유수율 제고 사업의 성과에 힘입어 해마다 누수율이 감소하고 있는 추세에 있으나(표 4- 7) 향후에도 누수율을 낮추어야 할 소지가 크다.  2001년도 1년간 우리나라에서 생산‧공급한 수돗물 총량은 5,791백만톤으로 이 가운데 누수량 등을 제외한 실제 유효수량은 4,986백만톤이며, 수도요금이 부과된 양(유수수량)은 4,367백만톤이어서 유수율이 75.4%로 나타났다.  이렇게 연간 발생되는 무수수량은 약 8억m³으로 생산비를 고려할 때 연간 약 4천억내지 오천억원의 경제적 손실을 초래한다.

무수수량의 발생은 수돗물 공급체계중 분배시스템에서 나타나는데, 주로 수도관의 노후, 지반침하 및 충격, 자재 및 시공불량 등 누수로 인한 것과 정수장, 배수지 및 수요가의 계량기 불감수량, 공공수량 및 기타사용수량의 산정방법의 오류 등을 주요 원인으로 들 수 있다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 7. 연도별 상수도생산량분석추이

※ (  )은 기타량을 누수량에 포함시키지 않았을 경우의 누수율임

 참고 : '97년까지 기타량으로 분류하였던 수도시설의 손상으로 인한 무효수량 및 불명수량을 '98년부터는 모두 누수량으로 산정

 자료 : 2001년 상수도통계, 환경부, 2002

유수율 제고를 위하여 우선적으로 수행되어야 할 절차는 정확한 무수수량의 산정으로서 공공수량, 기타사용수량 및 계량기 불감수량을 정확히 산정하여 누수량을 산출하고 이를 위해서는 계량기 불감수량 산정방법의 결정과 신빙성이 있는 용도별 사용수량 기록이 선행되어야 한다. 

누수에 대해서는 발생원인이 (1) 관내수압, (2) 토층운동, (3) 관의 노후화, (4) 부식, 그리고 (5) 저질의 관재료, 불량한 접합 및 시공 등이 있다고 알려지고 있다. 이 중에서도 과대한 관내수압은 배수‧급수관의 파손을 초래하는 중요한 원인이 되며, 일단 파괴된 누수공에서의 누수량도 관내수압에 비례하여 증가한다. 특히, 수돗물을 많이 사용하지 않는 야간 등에는 사용수량이 적기 때문에 관내의 잔류수압이 커지게 되고 따라서, 수도관의 파열기회도 더욱 많아지고 누수공에서의 누수량도 많아지게 된다.  이러한 이유로, 유수율을 향상시키고 급‧배수관의 파열사고 등을 줄이기 위해서는 배수관망 내에서의 수압을 적정한 범위 이하로 일정하게 유지하여야 한다. 배수관망에서는 일반적으로 관경이 작은 관들이 관경이 큰 관들에 비해 취약한 것으로 지적되고 있다. 한편, 소규모 저수조에 의한 수질악화를 방지하기 위하여 도입되는 직결급수시스템을 유지하기 위해서는 최저수압을 얼마 이상으로 유지시켜야 하므로 관의 수압을 최저, 최고 일정 범위내로 유지시키는 것이 중요하며, 이는 배급수구역에 대한 블럭시스템을 구축함으로써 블록별 누수관리가 가능하도록 블록설정 방법, 블록별 누수율 분석방법 및 유량계 및 수압계 설치요령 등의 검토가 이루어져야 한다(표 4- 8). 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

그 이외에도 관망내의 누수지점 탐사 및 누수관리를 위한 관망도의 확보와 탐사요령 및 관련장비확보가 선행되고, GIS가 도입되어 정밀한 자료를 바탕으로 상수시스템 구축이 체계적으로 이루어진다면 전반적인 관망검정 및 누수탐사에 크게 도움이 될 것이다(그림 4- 4)

표 4- 8. 기존 배수관망과 블럭화된 배수관망의 특성비교(한국수도협회, 2001)

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그림 4- 3. 누수방지와 관망의 종합적 유지관리 체계도 (한국수도협회, 2001)

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수돗물 2차 오염과 관리방안

3. 제도적 보완

가. 관련 법규의 개선

(1) 급수장치중 저수조 및 옥내배관 관련 법규의 개선

분배과정에서 현재 2차 오염에 가장 취약한 부분이 급수장치 부분인데, 급수관중에서도 사유시설인 수도계량기 이후의 저수조 및 옥내급수관이 가장 취약하다. 수도법에서 볼 때, 옥내급수관의 관리는 전적으로 수돗물을 공급받는 자의 몫으로 남겨져 있다. 그러나 수돗물을 공급받는 소비자는 옥내급수관의 문제점과 적절한 관리방법을 알지 못하여 관리가 어렵거나 방치되고 있다. 

소비자의 수질신뢰도와 만족도를 높이기 위하여 저수조 및 옥내급수관의 관리를 강화할 필요성에 대하여는 대체적으로 공감대가 형성되어 있다.  환경부의 용역보고서(2001)에서 대한상하수도학회는 사유시설로 되어 있는 수도계량기 이후의 저수조와 옥내배관의 관리를 소비자가 아닌 지방자치단체의 조례로 정하는 자로 변경하고, 옥내급수관도 수도시설의청소및위생관리등에관한규칙에 포함되어 옥상수조와 옥내급수관도 지방자치단체의 조례가 정하는 바대로 저수조 청소 시에 같이 청소하고 관리하도록 제안하였다.  저수조 위생관리에 대해서는 용량으로 제시되어 있는 저수조의 높이를 2M이상으로 하여 청소가 용이하도록 하고, “청소및위생관리등에관한규칙”에서 저수조설치기준의 개선사항을 제시하였다.  또한 과도한 염소가 관내에 존재하여 부식속도를 증개시키고 정수장에서 가까운 지역에서는 물에서 강한 염소냄새가 나는 점을 감안하여 수도꼭지 잔류염소 농도를 0.2mg/L에서 0.1mg/L로 완화할 것을 제시하였다. 

수도사업자인 서울시상수도사업본부의 경우도 수도꼭지 수질관리의 중요성을 인식하고 2002년부터 추진하여온 “수도꼭지수질인증제” 사업 결과, 부적합 원인의 92.4%는 직수가 아닌 아파트, 일반건물 등에  설치되어 있는 저수조를 통과한 수돗물로 나타났고, 부적합 항목의 99.8%는 저수조에서의 장기정체에 따른 잔류염소 기준미달로 나타남에 따라, 위생상조치를 하여야 하는 대상건축물을 확대하는 한편, 배수지가 가능한 지역에서는 직결급수체계로 전환하고, 건축 설계시 과다 설계되는 저수조 용량을 줄이는 내용을 골자로 한 저수조 관리에 대한 제도적 개선안을 검토하여 제시하였다.

한편, 옥내급수관이 관리되도록 현재 수도법중개정법률안이 국회의원 정병국 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

등 41인의 발의로 계류 중에 있어 그 결과가 주목된다.  제안이유 및 주요골자는 다음과 같다. “현행 수도법제3조제1항 제22호 급수장치의 정의에는 옥내급수관이 누락되어 있는데, 옥내급수관은 수질에 미치는 영향이 심대하여 가정에서 녹물, 이물질이 나타나는 주요 원인중의 하나이며 수돗물불신의 주원인이 되고 있으나 관리의 범위에서 벗어나 있는 실정이어서 옥내급수관을 급수장치에 포함시키고자함”.

(2) “상수도시설기준”의 정립과 분배‧급수시설내용의 업그레이드 

상수도시설의 일부분으로서 분배시설의 경우는 수도법 이외에도 여러 개의 법규에 나뉘어서 언급되어 있는 관계로 저수조의 설계, 건설, 설치, 관리, 청소에 관련되는 사람들이 전모를 파악하기가 어렵다.  그러므로 미국의 EPA 지침서와 같이 한 권에 관련된 모든 사항들을 종합하여 정리하고 지속적으로 보완‧수정하는 작업이 필요하다.

분배시설뿐 아니라 모든 수도시설에 관한 사항에 관하여 환경부에서는 수도법 및 시행규칙에 있는 시설기준(부록 참조) 이외에 상수도시설 전반에 관한 표준과 해설을 수록하고 있는 “상수도시설기준”과 “상수도시설기준 -  유지관리편”을 5- 10년 주기로 개정하고 있는데, 과거에 우리나라 상하수도 보급률과 기술수준을 높이는데 기여하였으나 발전되고 있는 기술을 수용할 수 없는 한계점이 지적되어, 현재 한국상하수도협회 주관으로 진행되는 개정작업과 함께 “상수도시설기준”의 명칭과 성격에 대한 논의가 진행 중에 있다.  시설의 분류별로 수도시설의 관련 사항을 종합 정리하고, 지속적인 수정 보완작업을 통하여 한국적 특성에 적합한 상수도시설과 운영 및 기술발전을 위한 가이드를 제공하여야 할 것이며, 특히 분배시설에 대한 내용이 보강될 필요가 있다. 

나. “상수도정비기본계획”수립 시에 급수시설의 고려

현재 각 지자체에서는 10년마다 수도시설에 대한 장기계획인 “수도정비기본계획”을 수립하여 수도시설의 정비를 추진하고 5년마다 변경사항을 검토 보완하도록 하고 있다.  환경부에서 제시한 수도정비기본계획의 수립을 위한 지침을 보면, 2003년도 지침(환경부, 2003)이 그 이전 지침(환경관리공단, 2001)보다 분배시설에 대한 고려가 비교적 소상하게 제시되고 있다.  그 내용을 보면, 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

o 시설 확충계획과 시설개량계획 수립 시에 송배수시설은 

-  급수취약지역의 배수계획에 대한 대책을 위하여 간선관로(1단계) 및 지선관로(2단계)에 유량계 및 수압계 설치계획을 수립하여  유량 및 수압 모니터링시스템 설치 계획을 수립하도록 하였고, 

-  공급계통 및 정수장별, 급수구역별로 수도관말의 최근 5년이상 잔류염소자료를 수집하여 배수지 소독능과 2차 소독지점 및 주입량에 대한 분석과 개선방안을 제시하고,

-  시설확장계획을 고려하여 공급계통 및 정수장별, 급수구역별로 송 배수관로, 배수지, 가압장에 대한 연차별 교체 및 개량등의 정비계획을 수립하고,

-  배수지의 효율적인 유지관리와 배수계통의 관로사고시에 대비한 비생급수체계를 검토하고 계획을 수립하도록 하였다.

o 상수도 수질관리계획 수립시에는 

-  취수, 정수, 송배수, 급수과정에서 수돗물 수질저하의 원인을 분석하고 수질저하 방지대책을 수립하는데,

-  송배수 수질관리는 노후급수관교체 및 유수율제고사업을 급수구역 및 분구로 구분하여 조사제시하고, 노후수도관 개량, 수도관 재질개선, 급배수관로의 위생관리 등에 관한 연차별 개선계획을 공급계통별, 급수구역별로 수립하도록 하며, 최근 5년 이상의 수도꼭지와 저수조를 대상으로 한 법정수질검사결과와 민관합동수질검사결과를 분석 제시하도록 하였다.

-  저수조 관리는 급수구역내의 수질검사결과를 제시하고 저수조관리계획수립에 반영하며, 저수조 설치, 청소 등의 위생관리감독강화방안과, 청소업자 및 종사자에 대한 위생교육을 포함하도록 하였으며,

-  먹는물 수질검사를 강화하도록 하였다.

수도정비기본계획에 있어서 분배시설에 관한 사항은 송배수시설로 분류되어 있는데, 급수시설까지를 포함한 내용이 일부 혼용되어 있다.  사실상 분배시설에 대한 계획의 수립과 관리에 송배수시설과 급수시설을 명확히 구분하기 어렵다.  그럼에도 송배수시설로 분류되어 있기 때문에 급수시설에 대한 부분이 체계적이지 못하고 일부 누락되어 미흡한 것도 사실이다.  따라서 수도법상의 용어와도 혼선이 되는 송배수시설이라는 카테고리를 떠나 “분배시설” 전반(송배급수시설)에 대한 기본계획을 종합적이고 체계적으로 작성하도록 할 필요가 있다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

다. "수원에서 수도꼭지까지" 위생 점검 프로그램 도입

양질의 수돗물을 공급하기 위해서 상수원에서부터 수도꼭지까지 체계적인 관리가 필요하다.  분배시설의 경우, 일반적으로 누수나 수압부족 등의 장해가 발생했을 때에는 가능한 빠른 시간내에 그것을 해결하려고 노력하고 있으나, 겉으로는 문제가 없다고 판단되는 시설에 대해 잠재적인 문제점을 있는가를 파악하기 위한 정기진단인 경우에는 그 관심도가 낮은 것이 일반적인 실정이고 문제점을 파악하기 위한 구체적이고 체계적인 수행지침은 마련되어 있지 못하는 등 실질적으로 진행되고 있지 못하다.

미국환경청에서는 수질관리를 위하여 “수원에서 수도꼭지까지” 체계적이고 지속적인 감시 및 감사를 “Sanitary survey"를 통하여 시행하고 있다. sanitary survey란 일종의 위생검사로, 미환경청과 각 지방정부와의 상호 의견교환과 합의하에 공공수처리시스템에 대하여 3년에 한번씩 일반 소비자에게 공급되는 물이 상수원과 정수장, 그리고 정수장을 떠나 가정으로 배달되기까지 적절한 분배시스템과 저장시설에 의해 수질이 유지되면서 공급되는가를 판단하고 더 나아가 잠재적인 오염가능성과 시설 보수에 대해 종합적으로 진단하는 과정을 일컫는다. 

1995년 EPA/State Joint Guidance on Sanitary Survey를 거쳐 1999년 Guidance Manual for Conducting Sanitary Surveys of Public Water Systems; Surface water and groundwater under direct influence(GWUDI)의 EPA 단독 매뉴얼이 탄생하였다. 매뉴얼의 가이드라인은 다음과 같은 요소로 구성되어 있다.

① Source: Protection, Physical Component and Condition

② Treatment

③ Distribution System

④ Finished Water Storage

⑤ Pumps/Pump Facilities and Controls

⑥ Monitoring/Reporting/Data Verification

⑦ Water System Management/Operations

⑧ Operator Compliance with State Requirements

또한, 이 매뉴얼에는 위생조사자의 자질, 평가 기준에 대한 개발, 문서화방법, 조사, 원인파악 그리고 기준강화 후 보완조치에 대해 언급하고 있다. 

현재 정수장에 도입하고 있는 정수장 진단제도는 미국의 sanitary survey의 일부분으로 볼 수 있는데, sanitary survey는 정수장 평가를 포함한 분배시스템과 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

정수장의 재정능력 및 인력까지 평가한다.  향후 우리나라에서 효율적인 수질관리를 위해서는 미국과 같은 “수원에서부터 수도꼭지”까지 폭넓고 체계적인 법체제 및 관리시스템이 필요하다

분배시스템과 저수설비에 대한 sanitary survey의 개략적인 평가 항목은 다음 표 4- 9와 같다. 

우리는 수도법 55조의 2에 수도시설에 대한 기술진단을 수도사업자가 5년마다 한번씩 5천톤 이하의 시설은 일반기술진단을, 5천톤 이상의 시설을 전문기술진단을 하도록 되어 있다. 현재는 정수장 위주의 기술진단이 되고 있는바, 분배시스템에 관한 진단 프로그램이 기술적으로 강구되어 제시된다면,  “상수원에서 수도꼭지까지” 체계적이고 종합적인 진단프로그램을 위생 점검 프로그램과 연계하여 도입하는 방안도 강구 할 수 있을 것이다. 

표 4- 9. Sanitary survey에서 분배시스템에 대한 주요 평가항목

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수돗물 2차 오염과 관리방안

라. 체계적인 수질감시 체계를 통한 피드백 설정

(1) 국내 수도꼭지 모니터링 현황

(가) 법정 수질검사

국가에서는 먹는물 수질을 감시하기 위하여 법정 검사항목을 정하여 정수장, 수도꼭지 등에서 수질 검사하도록 하고 있다.  법정 수질검사 항목과 주기에 따라(표 3- 6) 검사하는 시설은 표 4- 10과 같다. 

국내에서는 수도꼭지에 대해서 공급 대상 수도꼭지 5,276,137개 중 수도꼭지 검체추출 기준에 의해 선정된 4,937개를 매월 분석한다. 연간 검사건수는 59,244건에 달하나, 추출된 검체의 표본조사는 전체 수도꼭지 시료의 0.094%에 대하여 수행된 것이다.  선정된 수도꼭지 중 735개(약 15%)가 노후지역의 수도꼭지이다. 수돗물 급수과정별 모니터링은 정수시설에 대하여 배수지, 가압장, 급배수관, 저수조, 수도꼭지의 순으로 시행하여 전체 분석 시료 수 약 3000건 정도였는데, 대게 정수장 1개당 한계의 급수과정 정도가 모니터링 되었다(표 4- 11).  따라서 수도꼭지나 급수과정별 검사는 수도꼭지나 급수과정의 수질 특성과 경향에 대한 좋은 자료를 제공할 수 있으나, 수도를 공급받는 전 세대를 반영하기에는 부족한 실정이다.  또한 검사 지점마다 저수조의 위생상태나 체류시간, 옥내배관 등의 특성이 상이하기 때문에 수도꼭지 시료채취지점의 선정에 영향을 크게 받을 수 있다.  시료채취지점의 선정은 수도사업자의 판단에 따르도록 되어 있는데, 배수구역별 무작위추출, 시료채취가 용이한 지점, 직결급수, 혹은 저장시설을 거친 수도꼭지 등 판단준거가 제시되어 있지 않다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 10. 시도별 정수장 법정 수질검사대상시설 현황 (환경부, 2003)

※ (    )는 수도관 노후지역 수도꼭지 검사대상수이며 전체건수에 포함

※ 2002.12.31운영중인 시설기준

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 11. 시‧도별 급수과정별 모니터링 대상지점 선정현황

(나) 민관합동수질검사 

수돗물의 신뢰도를 향상시키기 위하여 민관합동 수질검사를 별도로 실시하고 있다.  정수장은 가동중인 562개 시설에 대하여 상‧하반기 연 2회 수질검사 실시하고, 수도꼭지는 특‧광역시 또는 시‧군지역 정수장 등 정수장 규모에 따라 적정수의 수도꼭지를 추출, 상‧하반기 연 2회 총 3,600개소 선정하며, 저수조는 전국 212,682개소 중 저수조 설치비율에 따라 600개소 선정하고 저수조 규모별(저장용량:100톤 기준) 대형‧소형을 분류하여 비례선정하여 검사하도록 하고 있다(표 4- 12). 

수질결과를 보면 민관합동 수질검사의 수도꼭지 시료수는 해마다 조금씩 증가하였고, 검사 실적을 보면, 기준초과율이 1995년을 기점으로 감소되는 추세에 있

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수돗물 2차 오염과 관리방안

음을 알 수 있다(표 4- 13)

표 4- 12.  민·관합동 수질확인검사 대상 시설 (2003년 기준)

◦ 정수장 : 가동중인 562개 시설에 대하여 상‧하반기 연 2회 수질검사 실시

◦ 수도꼭지 : 특‧광역시 또는 시‧군지역 정수장 등 정수장 규모에 따라 적정수의 수도꼭지를 추출, 상‧하반기 연 2회 총 3,600개소 선정

◦ 간이상수도 : 운영중인 전국의 11,048개소 중 설치된 연도가 비교적 오래된 시설을 대상으로 600개소를 선정

◦ 저수조 : 전국 212,682개소중 저수조 설치비율에 따라 600개소 선정

-  저수조 규모별(저장용량:100톤 기준) 대형‧소형을 분류하여 비례선정

표 4- 13. 연도별 검사실적(기준초과율)

(단위:%)

* (  )는 검사시설수/기준초과시설수임.

(다) 수돗물 서비스센타

그밖에 수돗물 관련한 불편사항이나 수질검사를 위하여 수돗물서비스센타를 운영하여 불편사항이 접수되었을 경우에 민원처리를 한다.  특광역시의 경우에는 상수도 사업 본부 내에 상수도연구소나 수질연구소등의 전문적인 전담조직이 있

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수돗물 2차 오염과 관리방안

어서 비교적 민원에 대처기 용이하나, 그 이외의 경우에는 다양한 민원에 대처하지 못하는 경우가 많이 있다.  수도 민원에 대한 서비스 방식은 주민들의 수돗물 신뢰에 큰 영향을 주므로 수도 관련한 다양한 민원  사례에 대한 대응방법요령이 정리된다면 효율적으로 해결하는데 도움이 될 것이다.  또한, 수도민원은 수도 분배 상태를 파악하는 매우 중요한 자료이므로 DB화하여 수도민원의 성격과 내용, 빈도, 위치 등에 대한 통계를 관리하여 분배시스템 점검에 활용하여야 한다. 

(2) 미생물 모니터링

(가) 미생물모니터링의 목적

국내 수도꼭지 검사 법정항목은 일반세균, 총대장균군, 대장균(총대장균군 검출시 분석), 잔류염소로서, 미생물 항목이 중요한 검사항목으로 관리되고 있다. 가장 대표적인 총대장균군은 사람과 동물의 분변에서 유래된 대장균과 비분변유래 세균으로 구성되어 있는데, 주로 배급수관에서 증식을 하는 세균은 비분변 유래 세균이다.  과거에는 총대장균군와 수인성 질병 발생률간에 상관관계는 자명하다고 가정하였으나 현재에는 이러한 비분변 유래 세균의 비중이 매우 크다는 것이 알려져 있기 때문에 현장에서 수인성질병발병과 총대장균군간의 직접적인 상관관계를 입증할 수 있는 증거는 거의 없다.  따라서 총대장균군이 검출될 경우에 대장균을 검사하여 분변 유래 오염을 확인하도록 한다. 

배급수관에서의 총대장균군 모니터링의 목적은 총대장균군 검출과 수인성 질병가능성 간의 직접적 상관관계는 없어도, 총대장균군이 외부오염에의한 가능성을 내포하고 있고, 일단 증식되면 배수계통에서 제거하는데 많은 비용이 소요되므로 안전도를 제공하기 위하여 수돗물을 소독할 필요성을 환기시키고, 그 수돗물에 어떤 미생물이 포함되어 있는가에 관심을 갖게 하는데 있다.

(나) 모니터링 방법 

-  시료채취 주기 : 총대장균군이 검출될 확률은 시험한 시료의 개수와 채취장소에 따라 변하는데, 이는 관리하는 지자체의 결정에 따른다.  미생물 수질변화는 매일, 혹은 주단위로 변하거나, 혹은 1개월 이상 변하지 않을 수도 있으나 평가주기는 미생물학적 수질변화를 고려하기보다는 행정편의상 1개월을 통상 두고 있다. 

-  시료수: 시료의 개수와 채취빈도는 대부분 급수인구에 비례하도록 규정한다.

-  시료채취지점: 일반적으로 고정된 채취지점에서 채수하며 한 채수지점이 일

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수돗물 2차 오염과 관리방안

대의 배수지역을 대표한다고 생각한다.  이는 현재 많은 수도사업체에서 시표채취지점 선정 및 결과해석의 근거로 사용하는 가설(기계학적 모델)이다.  이에 대하여는 수도시스템에서 독립된 구역들로 나누어 진 것처럼 구역마다 다른 미생물학적 수질을 가진다는 가설(경험적 모델)이 제기 되었는데 경험적 모델은 1개월 동안 배수계통을 통해 공급되는 전체수량을 모집단으로 하여 단위수량 (100mL)중 지표세균수의 출현빈도를 나타내는 선택된 확률밀도함수에 따른다(Pipes, 1990).

-  양성시료의 재조사: 양성 시료의 재조사는 크로스커낵션 유무 조사가 주 목적이 되는데, 양성시료지점에서 다시 오염이 지속되는지의 여부 검토한다.

(다) 외국 정수장 현황 

각국 정수장에서 공개한 정수장 및 수질자료를 통한 선진국의 시스템에서 미생물 관리현황은 다음과 같다(Internet 공개자료 인용).  이들 정수장에서 공개한 대장균군, 분원성대장균군/대장균, 일반세균의 검사시료수 및 검출률, 병원성 미생물에 대한 관리보고 등을 통하여 미생물관리수준을 짐작할 수 있다. 

◇ 필라델피아시(PWD= Philadelphia Water District)

필라델피아 시는 Boxter H.S, Queen lane, Belmont의 3개 정수장을 운영하고 있다.  정수장의 배급수라인에서는 매월 약 600여 개의 시료를 분석하는데 그 결과를 보면 1998년 6월에 분석한 총 시료 605개중 대장균군 양성이 2건 (1건은 수도꼭지 오염확인, 다른 건은 수도꼭지 오염으로 추정), 일반세균 100/mL 이상이 2건이 보고되었고, 1996년 3월에는  620개 시료 분석 중 모두 대장균군 음성, 일반세균 100/mL 이하였다. 

◇ 영국 브리스톨 (Bristol Water plc.)

영국에서 성공적으로 운영되는 대규모 민영 정수장으로서 백만 명 이상의 인구에게 물을 공급하고 있다.  상수원 Severn은 8월에 강우량이 평균 강우량의 약 2배로 증가하는 계절적 특성을 보이며, 특히 여름에 물 수요가 증가할 때, 발생하는 수질저하를 막고 충분히 공급하기 위해 오존/GAC 처리를 1994년에 확장하였다.  수질검사는 영국 Water Supply  Regulations 1989에 명시한 빈도에 따라 처리부터 수도꼭지까지 분석하며 1995년 1월 Drinking Water Inspectorate에 정의된 새로 확장된 정의로 대장균군을 모니터링 하도록 함에 따라 미생물 관련된 수질

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수돗물 2차 오염과 관리방안

이 향상되었다.  검출률이 향상된 검사방법을 사용하고 있다.

1996년 수질보고를 보면, 

‧ 정수 시료에서는 4227개의 시료 중 0.35%(15개)에서 대장균군이 검출되었고 분원성대장균군은 모두 불검출이었다.

‧ 배수지와 배수탑(Service reservoir including water tower)에서는 183개의 배수지와 탑을 각각 모니터링 하는데 법에서는 5%의 검출을 허용하고 있으며 각각의 저수지 중 5% 한계를 넘는 것이 없었다.  모두 합하여 총 9,154개 시료 중 0.2%(21개)가 대장균군을 포함하였고 4개(<0.1%)가 분원성 대장균군을 포함하였다. 

‧ 소비자 수도꼭지의 random sampling은 총 2,835개의 시료 중 0.3%(8개)에 대장균군이,  1시료에서 분원성 대장균군이 검출되었다.

‧ 그 밖에 크립토스포리디움과 지아디아 시스트의 분석을 실시하였는데, 처리수에서는 viable organisms이 불검출되었고 지역 보건당국과 질병 모니터링을  Outbreak Control Plan이란 계획 하에 수행하고 있다. 

‧ 수질사고는 1996년은 10월에 2건 발생하였는데 한 건은 자동밸브가 실수로 닫혀서 배급수관의 압력손실로 석유제품이 역류되어 동북부 브리스톨 일부지역에 이취미 문제를 일으킴으로 인하여 일정기간동안 사용하지 않도록 권고하였고 다른 건은 Alderley Water Treatment Work에서 기계고장으로 인한 염소 미투여 가능성으로 단기간 끓여 먹기를 권고하였다. 

◇ 남캘리포니아 MWD 

(Metropolitan Water District of Southern California)

1928년 설립된 MWDSC는 미국 최대 규모로서 로스엔젤레스, 오렌지, 리버사이드, 샌디에고, 벤추라카운티의 1,600만 인구에 공급할 물을 지역 정수장에 공급하고 있다.  1996년 수질보고에서 대장균군은 배급수관에서 0 ～ 1.1% 범위 (평균 0.12%)로 검출되었고 분원성대장균/대장균은 불검출되었다. 

◇ 코네티컷지역 상수도

(South Central Connecticut Regional Water Authority) 

4개의 정수장과 2개의 지하수 우물로 중남부 코네티컷에 급수하고 있는데 4개의 정수장은 3개의 호소수와 1개의 하천수를 이용하는 정수장으로 구성되어 있다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

1996년 수질자료를 보면 상수원 reservoir은 대장균군 검출률이 0.21%, 지하수 well은 0.0%를 기록하고 있다.

◇ 뉴욕시

뉴욕시 급수전에서의 대장군군수의 연도별 변화를 보면(표 4- 14), 매년 만 여개의 시료를 분석하여 1% 이하의 시료에서 대장균군이 검출되고 있고, 대장균도 대장균군의 약 1/10정도 빈도로 검출되다가 최근에는 불검출됨을 보여 급수수질이 개선되는 양상을 보였다(Ashenbdorff et. al., 1997).

(라) 국내 수도꼭지 미생물 분석결과

국립환경연구원에서는 7개 광역시와 공동연구를 통하여 광역시에서 ‘99년 10월부터 1년간 7개 광역시 수도꼭지 시료에서 총대장균군과 대장균 검사한 자료를 토대로 경향성을 분석하고 대장균군 기준을 개선안을 제시하였다(국립환경연구원, 2001),   그 당시 분석결과를 보면, 전체 11,566개 시료의 검사 결과 약 1- 2%의 시료가 총대장균군 양성으로 검출되어 연간 5% 검출률 보다 낮았다.  그중 87.9%가 수도직결수, 8.7%가 수도저장수, 배수지나 가압장시료는 3.3%를 차지하여,  시료특성에 따른 총대장균군의 검출률을 보면, 배수지/가압장: 수도직결수: 저장수의 검출비율이 1:2:6정도로 수도저장수가 가장 검출률이 높고, 배수지/가압장이 가장 낮게 나타났다.

총대장균군 양성 검출시료 중 2건을 제외하고는 모두 대장균 음성이었는데,  대장균 양성시료 2건 중 한 건은 저장수로서 현지조사를 통하여 지하수관과의 교차연결부위에서 상시오염이 있는 것으로 조사되어 해당 물탱크를 사용하지 않도록 조치하였고, 직결수에서 검출된 한 건은 재시험결과 음성으로 판정되었다. 

본 조사 자료는 총대장균군 기준 강화(50ml에 불검출- > 100ml에 불검출)와 합리화(수도전에 20개 이상 시료 분석시에 5% 검출 허용)와 대장균 기준도입의 근거자료가 되었다.

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수돗물 2차 오염과 관리방안

표 4- 14. 뉴욕시 급수전의 대장균군 및 대장균 검출률

(마) 수질결과의 정책활용을 위한 자료 관리

수질감시를 위한 모니터링 자료는 환경부 “사이버정수장”에 공개되고, "Water -  Now" 시스템을 정수장에 연결하여 실시간 수질을 알 수 있는 서비스를 열어 놓고 있으며, 또한 상수도정보화장기종합계획, 수도종합계획 등이 진행되고 있다. 

수질모니터링 결과는 지역의 수질을 감시하고 확인하기 위한 일차적인 목적에 더하여 자료를 DB화하여 축적하고 경향분석을 통하여 장기계획에 반영되는 형태로 수질 관리에 피드백이 되어야 한다.  그러기 위해서는 수질 결과에 대한 DB, 및 이용시스템이 구축되어야 하는데, 특히 생산되는 자료를 어떠한 방식으로 관리할 것인지에 대한 연구가 선행되어야 한다.  예로, 

-  불검출 혹은 매우 낮은 농도의 결과로 이루어진 먹는물 자료의 특성에 맞는 통계처리 방식 

-  대표성을 가질 수 있는 검사시료수 평가

-  대표성 있는 지점(급수구역/배수구역 혹은 직결급수/저장수/관말 등) 선정 방식 

-  분배시설의 critical control point와 관리지표 선정 

-  분배시설에서의 수질인자 변화를 예측하고, 주요 수질 인자간의 관계를 분석하는 방식 등이 연구 제시되어야 할 것이다.

이러한 수질 관리시스템은 장기적으로 수도시설이나 운영, 사고, 민원, 보수 및 재정 기록과 연계 될 수 있어야 한다.  특히 수도꼭지에 대한 검사가 전체 수도꼭지의 작은 일부(현재 약 0.1%)를 대상으로 이루어지기 때문에, 수도꼭지에서 발생하는 불편사항에 대한 민원 기록과 사고 및 보수기록을 수질자료와 연계하여 사용하는 것이 매우 도움이 될 것이다. 

정부는 수질 자료의 장기적이고 종합적인 분석을 통해 제도와 사업이 바르게 진행되고 있는지 효과를 계량화할 수 있으므로 수질관리시스템의 효율적인 구축과 관리는 정책관리에 효과적인 수단이 될 수 있다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

Ⅴ. 요   약   문

□ 수돗물 2차 오염 실태 및 원인

수돗물은 자연상태의 물을 정수처리를 거쳐 처리된 물이 분배시스템을 통하여 수요자에게 전달된 물이다.  정수 처리된 물을 분배하므로 원수오염관리와 이를 처리하는 정수장 관리가 수돗물의 수질관리에 우선적이었으나, 원수 및 정수장 관리가 어느 정도 궤도에 오르자 수돗물의 2차 오염에 대한 관심이 증대되는 추세에 있다.  이는 미국의 질병통계에서도 분배시스템에 의한 2차 오염이 공공급수의 약 30%를 차지하는 데에서도 그 중요성을 알 수 있다.  미국의 통계를 보면, 교차연결과 역류에 의한 오염이 가장 높고, 그 다음이 관 부식, 관의 파손 및 누수, 저수조 저장시의 오염이었으며, 설치나 보수시의 관 오염, 가정집 배관에서의 오염 등도 오염원인이 되었다.   질병 원인체로는 미생물이 60%, 화학물질이 40%를 차지하였다. 

□ 2차오염 사고에 대비한 시설과 운영관리

질병통계로 나타나는 유형은 대게 잘못된 설비나 관리로 인하여 외부로부터 유해한 미생물이나 화학물질의 유입되어 나타나는 급성 질병 사고다.  이러한 2차 오염 사고를 방지하기 위해서는 외부로부터의 오염을 우선적으로 차단할 수 있는 시설 관리가 이루어져야 한다. 교차접속 및 역류방지를 위한 역류방지설비의 의무화나, 관의 파손과 부식을 검검하는 노후도 관리, 오염에 취약한 누수 및 저수조 관리 등이 그것이다.  또한 관의 매설과 보수, 교체 시에는 외부에 노출되어 취약하므로 오염이 되지 않도록 공사 관리 매뉴얼이 필요하다. 

관로내의 수질오염이 발생하였을 경우 이를 제어하기 위한 실질적인 방안으로 2차 소독과 배수세척이 있다.  정수장과 송수과정에서의 염소 주입을 적절하게 조절하기 위하여 원격조절장치(TMS)에의한 자동감시시스템의 설치와 잔류염소나 탁도, pH 자동분석기에 의한 실시간 전송과 피드백이 이루어져야 한다.  또한 관로오염이 발생하였을 때 관로오염을 제거하고 세척하기 위한 배수세척 프로그램이 정기적으로 행하여지는 방안을 검토할 필요가 있다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

□ 2차오염 대비한 수질관리

사고성 오염을 미연에 방지하기 위하여 수질관리항목인 일반세균, 총대장균군, 대장균, 잔류염소, 암모니아성질소, 동, 아연, 철, 망간, 탁도, pH 등의 모니터링으로 상시 수질관리를 한다.  미생물항목이나 탁도의 급격한 증가나 잔류염소의 급격한 소모 등은 관망이나 시설의 이상 징후이며, 동, 아연, 철, 망간 등은 관 부식에 대한 지표로 사용한다.  그러나 수도꼭지나 수돗물 급수과정별 시설에 대한 모니터링은 매월 혹은 분기별로 전수조사가 아닌 일부 표본 시료에 대해서 수행되기 때문에 모든 수용가의 오염에 대한 감시기능 보다는 전반적인 분배시스템의 상태, 혹은 시료가 위치한 라인이나 블록의 상태에 대한 자료로 사용된다.  따라서 대표성 있는 시료채취지점의 선정과 유의한 결과를 보여 줄 수 있는 분석시료수의 결정이 매우 중요하며, 분배시스템에 대한 체계적인 관리선상에서 시표채취지점과 수를 지정할 필요가 있다.  유해화학물질의 용출이 우려되는 관종이 있는 경우는 용출시험과 모니터링이 그 구역에 대하여 추가로 필요할 것이다. 

□ 분배시스템의 관리기술 개발과 적용

분배시스템은 방대한 그물망으로 이루어져 있고 지하에 설치되어 있어 관리가 용이하지 않으므로 더욱더 체계적인 관리가 요망된다.  현재 국내에서 진행되고 있는 분배시스템의 오염관련 수질개선사업으로는 노후수도관 개량 사업이 있으나 교체 사업 위주로 진행되는 노후수도관개량사업은 투여하는 예산에 비하여 노후도 진단기준 등이 명확하지 않고, 효율적인 관망관리와 수질개선투자효과 등과 연계되지 않는 점들이 나타나고 있다.  한편, 물수요관리의 일환으로 추진되고 있는 유수율제고 사업 등은 무수율을 높여 물을 절약하고 수도 사업의 재정상태를 개선할 뿐 아니라, 누수 등을 통한 2차 오염을 저감하는 직접적인 효과와 함께, 관망 정비와 정보화를 촉진하여 전체적인 분배시스템의 효용과 질을 높이는 간접적인 효과가 크다.  따라서 수돗물 2차 오염의 저감의 수준도 유수율제고사업, 급수시설의 블록화, 관망도전산화(GIS), 직결급수시스템도입, 상수도관로관리(진단, 평가 및 개량) 등을 포괄한 분배시스템의 종합적인 관리와 전반적인 질의 향상과 함께 상승한다고 할 수 있다.  따라서 관리기술면에서 볼 때 다음의 사항들이 연구 개발되고 적용되어야 할 것이다.

-  상수도분배시스템의 종합적 평가 방법

-  노후관을 포함한 상수도관로의 시설진단 및 평가방법

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수돗물 2차 오염과 관리방안

-  세척을 포함한 상수도관 개량공법 적용기술

-  수도관로시설 DB와 전산화(GIS)를 이용한 상수도관리시스템의 구축

-  급수구역의 블록화, 고립화기술 적용 

□ 분배시스템 관리를 위한 제도적 보완

이러한 분배시설 및 수질의 제도적인 관리를 위해서 다음의 개선점을 제안하고자 한다.  첫째, 분배과정에서 현재 2차 오염에 가장 취약한 부분인 급수장치에 대한 제도적 관리 강화

-  수도법 상의 관리의 사각지대로 있는 옥내급수관 관리를 강화한다

: 저수조 및 옥내급수관은 사유시설이기 때문에 공급받는 자의 관리사항이지만, 수질 및 위생관리에서는 사유시설인 수도꼭지의 검사실시, 저수조 위생조치 등의 지도감독 등을 수도사업자와 관할지자체의 사항으로 두고 있어, 관리 주체 및 책임이 모호한 사각지대로 남아 있다.  이에 대해서 크게 두 가지로 접근이 있는데,  한 가지는 하향식으로서 사유시설의 관리를 소유자가 아닌 "지방자치단체의 조례로 정하는 자”로 하여 지자체의 관리의무를 강화하는 것이고, 다른 하나는 상향식으로서 관리의 주체는 그대로 두면서, 지자체의 수도꼭지의 수질과 위생관리를 자발적으로 강화함으로써(현재의 표본조사위주에서 장기적인 전수조사로 전환하는 등) 소유자에게 조치의 내역을 제시하는 식으로 관리하는 것이다.  일례로 서울시장 방침에 의한 “수도꼭지 품질관리제”를 들 수 있는데, 지자체에서 수도사업자가 자발적으로 매년 일정수의 가구를 방문하여 수질, 수압, 수량 검사를 함으로써, 문제를 파악하고 조치를 하도록 권고하는 제도이다. 

-  지자체에서 수립하는 수도정비기본계획 작성 “지침”에 분배시스템에 관한 내용을 할당하고 강화한다.

: 국가는 전국수도종합계획 수립을 통하여 우리나라 수도발전 방향을 제시하고, 지자체가 수립하는 수도정비기본계획의 작성 지침을 제시하고 이를 승인한다. 수도법에 국가(환경부장관)는 지자체장과 건교부장관(광역상수도)이 10년 주기로 수립, 5년 주기로 보완하는 수도정비기본계획을 승인하고, 전국수도종합계획을 10년마다 세우고 5년마다 보완하도록 되어 있다. 

수도정비기본계획 지침을 보면, 분배시스템 관련되어서는 “송배수시설”의 분류로 되어있고 급수시설 혹은 장치에 관한 분류가 없다.  급수시설에 관한 사항은 송배수시설 분류 안에 관련된 급수시설이 일부 포함되어 있으나 저수조의 수질에 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

관한 내용 위주로 되어 있어 급수시설 및 장치에 관한 사항이 충분히 계획 평가되지 못하는 점이 있다.  따라서 “급수장치” 분류를 추가하거나, “송배수시설”을 “분배시설”로 통합하여 수정하도록 한다.

둘째, “수원에서 수도꼭지까지” 위생 점검프로그램을 도입 검토 

국내에 정수장진단프로그램은 있으나, 위생적 관점에서 상수원부터 정수장을 거쳐 적절한 분배시스템과 저장 시설에 의해 수질이 유지되면서 공급되는가를 판단하고, 잠재적인 오염가능성과 시설 보수에 대해 종합적으로 진단하는 프로그램을 외국의 사례를 벤치마킹하여 검토할 필요가 있다.

셋째, 한국적 실정에 적합한 실용적인 상수도 (분배)시설지침 제시

분배시설뿐 아니라 모든 수도시설에 관한 사항에 관하여 환경부에서는 수도법 및 시행규칙에 있는 시설기준(부록 참조) 이외에 상수도시설 전반에 관한 표준과 해설을 수록하고 있는 “상수도시설기준”과 “상수도시설기준 -  유지관리편”을 5- 10년 주기로 개정하고 있는데, 과거에 우리나라 상하수도 보급률과 기술수준을 높이는데 기여하였으나 발전되고 있는 기술을 수용할 수 없는 한계점이 지적되어, 현재 한국상하수도협회 주관으로 진행되는 개정작업과 함께 “상수도시설기준”의 명칭과 성격에 대한 논의가 진행 중에 있다.  시설의 분류별로 수도시설의 관련 사항을 종합 정리하고, 지속적인 수정 보완작업을 통하여 한국적 특성에 적합한 상수도시설과 운영 및 기술발전을 위한 가이드를 제공하여야 할 것이며, 특히 분배시설에 대해서는 관련 법규의 내용을 종합 정리하는 등 내용이 보강될 필요가 있다. 

넷째, 체계적인 수질감시체계를 통한 피드백 설정

정부는 수질 자료의 장기적이고 종합적인 분석을 통해 제도와 사업이 바르게 진행되고 있는지 효과를 계량화할 수 있으므로 수질관리시스템의 효율적인 구축으로 효과적인 정책관리 수단을 확보하여야 한다. 

수질모니터링 결과는 지역의 수질을 감시하고 확인하기 위한 일차적인 목적에 더하여 자료를 DB화하여 축적하고 경향분석을 통하여 장기계획에 반영되는 형태로 수질 관리에 피드백이 되어야 한다.  그러기 위해서는 수질 결과에 대한 DB, 및 이용시스템이 구축되어야 하고 이러한 수질 관리시스템은 장기적으로 수도시

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수돗물 2차 오염과 관리방안

설이나 운영, 사고, 민원, 보수 및 재정 기록과 연계 될 수 있어야 한다.  특히 수도꼭지에 대한 검사가 전체 수도꼭지의 작은 일부(현재 약 0.1%)를 대상으로 이루어지기 때문에, 수도꼭지에서 발생하는 불편사항에 대한 민원 기록과 사고 및 보수기록을 수질자료와 연계하여 사용하는 것이 매우 도움이 될 것이다. 

□ 보고서의 한계

본 보고서는 다음의 한계를 지닌다.

첫째, 사실상 몇몇 관리항목 이외에는 국내 2차 오염 실태나 급배수관망에서의 수질 추이에 대한 통계화된 자료가 드물고, 이러한 관리항목도 고정화 되어 있어서 외국의 자료를 인용한 한계점이 있다.  우리의 현실을 반영한 자료의 수집과 정리를 통한 검증이 필요하다. 

둘째, 본 보고서는 2차 오염이 발생할 수 있는 분배시스템의 전반에 대한 접근을 하려고 시도하였다. 여러 가지 문제점 중에서 어떠한 특정한(기술적 혹은 오염원, 혹은 시설) 측면을 강조하기보다는 여러 방면에서 제기한 문제점과 방안들을 “물 수요자의 입장에서 안전하고 신뢰할 수 있는 물”의 관점에서 묶어 종합적으로 제시하고자 하였다.  따라서 당장 적용할 수 있는 전문적이고 현실적인 구체적인 방안의 제시보다는 관련사항들을 묶고 향후 고려해야 할 부분에 대한 방향의 제시 측면이 강하다고 할 수 있다.

□ 감사의 글 

본 보고서의 작성에는 많은 환경부의 정책자료와 서울시를 비롯한 지자체, 수자원공사의 자료들이 참고, 인용되었으며 자료의 협조에 감사드린다.  특히 환경부 용역사업으로 수행된 “유수율 제고연구(2001, 한국수도협회)”와 “저수조 및 옥내급수관 관리개선 연구(2002, 대한상하수도학회)” 두 보고서가 본문 작성에 많은 도움과 인용되었음을 밝힌다.  그럼에도 불구하고 국내 정책의 시행과 추진방향과 수행 내용의 타당성을 평가하고 지지해 줄 구체적인 연구, 조사자료가 많이 부족하였다.  향후 먹는물의 안전성 확보를 위해 분배시설의 2차 오염에 많은 관심과 노력이 필요하다. 

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수돗물 2차 오염과 관리방안

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