수질(水質)은 물의 품질을 이르는 말로, 물의 물리적, 화학적, 생물학적 특성을 가리킨다. 사람의 필요나 목적에 충족하면서, 또 하나 이상의 생물종의 요구와 관련한 물의 상태를 가늠하는 개념이다. 생활 수준의 향상과 산업화에 따라 물의 이용 목적이 다양해지면서, 수질은 환경 분야에서 중요한 지표로 자리 잡았다.
개념과 정의
수질이라는 용어는 한자 水(물 수)와 質(바탕 질)의 결합으로 이루어진 합성어이다. 문자 그대로 '물의 성질' 또는 '물의 바탕'을 의미한다. 넓은 의미에서 수질은 자연수역에 존재하는 물의 물리적, 화학적, 생물학적 상태를 종합적으로 나타내는 개념으로, 인간이 물을 용도에 맞게 사용할 수 있는 정도와 수생 생태계의 건강성을 평가하는 기준이 된다.
수질을 판단하는 지표에는 크게 물리적 지표와 화학적 지표, 생물학적 지표가 있다. 대표적인 물리적 지표로는 탁도, 색도, 온도가 있으며, 화학적 지표로는 수소 이온 농도(pH), 생물학적 산소 요구량(BOD), 화학적 산소 요구량(COD), 부유물질(SS), 용존산소(DO) 등이 있다. 생물학적 지표로는 총대장균군 및 일반세균 수치 등이 사용된다.
수질 평가 기준과 지표
수질을 평가하는 데 가장 널리 사용되는 지표 중 하나인 BOD(생물학적 산소 요구량)는 물속에 존재하는 유기물을 미생물이 분해하는 과정에서 소비되는 산소의 양을 의미한다. 일반적으로 BOD 수치가 높을수록 유기물 오염이 심한 것으로 판단한다. 하천수를 대상으로 한 우리나라의 수질 환경 기준 가운데 BOD의 경우, 1급수는 1mg/L 이하, 2급수는 3mg/L 이하, 3급수는 5mg/L 이하이어야 각각의 수질 기준을 충족하는 것으로 간주된다. 이 밖에도 pH, SS, DO, 대장균 군수가 수질 평가의 주요 지표로 사용된다.
먹는 물의 경우에는 더욱 엄격한 기준이 적용된다. 우리나라에서 수돗물 등 먹는 물이 충족해야 하는 수질 기준으로는 일반세균이 1mL 중 100 CFU 이하, 총대장균군이 100mL 중 불검출, 비소 0.01mg/L 이하, 페놀 0.005mg/L 이하, 불소 1.5mg/L 이하, 수은 0.001mg/L 이하, 암모니아성 질소(NH₃-N) 0.5mg/L 이하, 트리할로메탄 0.1mg/L 이하, 수소 이온 농도(pH) 5.8~8.5, 경도 300mg/L 이하, 탁도 1 NTU 이하(수돗물의 경우 0.5 NTU 이하) 등 다수의 항목이 포함된다. 이러한 기준은 「먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙」에 법령으로 명시되어 있다.
수질과 수질 오염
수질이 나빠지는 현상, 즉 수질 오염은 생활하수, 공장 폐수, 농업 활동에서 발생하는 오염 물질이 자연수역으로 유입되어 물의 자정 능력이 상실되는 상태를 말한다. 수질 오염의 주요 원인으로는 인구 증가, 산업화와 도시화가 꼽힌다. 오염 물질의 종류에 따라 유기물 오염, 중금속 오염, 영양염류 오염 등으로 구분되며, 영양염류(질소, 인 등)의 과다 유입은 호수나 저수지에서 부영양화를 초래하여 조류(藻類)의 대량 번식과 수질 악화를 유발할 수 있다.
호수의 수질 특성
호수는 하천과 달리 물의 체류 시간이 길고 정체성이 강하여 부영양화가 일어나기 쉽다. 수심이 얕은 호수는 직사광선이 쉽게 수중으로 통과하여 조류의 광합성 활동을 촉진함으로써 조류 번식이 활발해질 수 있다. 반면 깊은 호수에서는 봄과 가을에 물의 수직 순환이 발생하여 바닥의 침전물이 수중으로 떠오르면서 수질이 일시적으로 나빠질 수 있다. 여름과 겨울에는 수심에 따른 수온 차로 성층(成層) 현상이 나타나며, 이 경우 상·하층 간 물의 교환이 차단되어 비교적 깨끗한 물을 일정 수심에서 취수할 수 있게 된다.
수질 관리와 현황
우리나라에서는 정부 차원에서 수질 관리를 위해 환경 기초 시설을 지속적으로 확충해 왔다. 2016년 국토교통부가 작성한 「수자원장기종합계획」에 따르면, 114개 중권역 가운데 BOD 3mg/L 이하를 달성한 비율은 2015년 기준 83.3%로 나타났다. 다만 최근 수질 개선의 속도는 과거에 비해 둔화된 것으로 보고된다. 총인(T-P)은 개선 추세에 있으나 대부분의 지역에서 경제협력개발기구(OECD) 부영양화 기준인 T-P 0.035mg/L를 초과하고 있는 것으로 조사되었다.
한편, 과거 4대강 사업의 영향으로 환경 기초 시설이 늘어나 하수 처리 능력이 향상된 것은 수질 개선에 긍정적 기여를 한 것으로 평가된다. 그러나 보(洑)와 준설로 인해 물의 체류 시간이 길어진 구간에서는 오히려 수질 악화 현상이 나타나기도 했다. 이처럼 수질은 단순히 오염 물질의 양뿐 아니라 수역의 물리적 특성, 기후 조건, 수문 환경 등 다양한 요인에 의해 복합적으로 결정된다.
참고 자료
- 노재식, 한웅규, 정용욱, 『토목기사 대비 상하수도 공학』, 한솔아카데미, 2016.
- 「먹는물 수질기준 및 검사 등에 관한 규칙」, 환경부령
- 한국 위키백과, 「수질」 항목
- 국가수자원관리종합정보시스템, 수질환경기준
