수질오염 유해물질의 배출원과 영향

깨끗한 물은 인간과 생태계의 건강을 지키는 데 필수적인 자원입니다. 하지만, 카드뮴, 수은, 폴리클로리네이티드 비페닐(PCBs), 페놀과 같은 다양한 오염물질이 우리의 수자원을 위협하고 있습니다. 이러한 물질들은 산업, 농업, 생활환경에서 배출되어 하천, 호수, 지하수에 스며들며, 생태계와 인간에게 심각한 피해를 줄 수 있습니다.

1. 폴리클로리네이티드 비페닐 (PCBs)

가. 배출원

• 합성공장, 콘덴서, 변압기, 플라스틱, 각종 테이프, 도료 등

나. 특성

• 환경에서 분해가 어려운 유기염소화합물
• 염소와 비페닐을 반응시켜 만드는 매우 안정한 유기화합물
• 화학적으로 불활성이고 내열성과 절연성이 좋음
• 산, 알칼리, 물과 반응하지 않음

다. 영향

• 발암성, 면역 및 생식기능 장애
• 지방이나 외에 축적되어 간장장애, 피부장애, 수족저림 증상 나타남

2. 카드뮴 (Cd, Cadmium)

가. 배출원

• 도금공장, 아연제련업, 특수합금, 인산 비료, 납도금 설비 및 관 재료 등에서 용출

나. 특성

• 중금속으로 체내 축적이 쉽고 독성이 강함
• 칼슘대사기능 장애로 칼슘의 손실, 체내 칼슘 불균형 초래

다. 영향

• 신장 손상, 골다공증, 발암 가능성
• 이타이이타이병, 칼슘대사기능 장애

라. 처리방법

• 화학침전, 이온교환, 역삼투

3. 수은 (Hg, Mercury)

가. 배출원

• 석탄 연소, 금 채굴, 화학산업, 수은온도계 및 전구제조업, 제련공업, 농약살포 등

나. 특성

• 메틸수은으로 변환되어 생물축적을 일으킴
• 상온상태에서 액체로 존재
• 유기수은은 금속상태의 수은보다 생물체 내에 흡수력이 강함
• 알킬수은 화합물의 독성은 무기수은 화합물의 독성보다 매우 강함
• 팽창률이 크며, 온도가 변해도 팽창률이 거의 일정

다. 영향

• 신경계 손상, 생태계 교란, 지각장애, 중추신경 장애
• 미나마타병, 헌터-루셀 증후군

라. 처리방법

• 무기수은 : 화합물 침전법, 이온교환법, 활성탄 흡착법, 아말감법
• 유기수은 : 흡착법, 화학분해법, 생물처리법

4. 페놀 (Phenol)

가. 배출원

• 석유화학공정, 플라스틱 제조, 아스팔트포장도로 등에서 배출

나. 특성

• 독성이 강한 방향족 화합물
• 특유한 냄새를 갖는 무색의 결정으로 부식성이 있고 유독함
• 물에 녹는 수용성 물질
• 페놀 수용액은 약산성을 띔
• 정수장에서 염소와 결합하여 클로로페놀 생성

다. 영향

• 물의 맛과 냄새를 악화시키며, 간과 신장에 유해
• 피부점막 등의 조직을 부식

마. 처리방법

• 활성탄공정, 펜톤산화

5. 불소 (F, Fluoride)

가. 배출원

• 알루미늄 제조, 유리산업, 비료 공정

나. 특성

• 천연으로는 홀원소물질로 존재하지 않으며, 플로우르인화석 등 조암광물로서 분포
• 과량섭취 시 반상치 유발, 적당량 섭취 시 충치예방
• 온도가 증가하면 반응성도 커짐

다. 영향

• 치아 플루오르증, 뼈 손상

라. 처리방법

• 이온교환법, 역삼투압법, 전해법

6. 유기인 (Organophosphates)

가. 배출원

• 농약, 살출제, 석유제품 촉매

나. 특성

• 신경독으로 작용하며, 물에 잘 용해됨
• 알칼리성에서는 분해되기 쉬움
• 음식물 속의 인산화합물은 소화에 의해 무기인산염이 되어 흡수

다. 영향

• 신경계 손상, 수생생물 독성

라. 처리방법

• 산화공정, 생물학적 처리

7. 6가 크롬(Cr+6, Hexavalent Chromium)

가. 배출원

• 금속도금, 피혁 제조, 염료산업 등

나. 특성

• 강한 산화력과 독성을 가짐
• 생체내의 필수적인 금속으로 결핍 시 인슐린 저하로 인한 것과 같은 탄수화물 대사장애를 일으키는 물질
• 2가 크롬은 불안정하여 3가로 산화되기 때문에 6가가 일반적으로 존재

다. 영향

• 급성중독 : 신경장애, 피부등염, 구토 등
• 만성중독 : 황달을 거쳐 간염으로 발전

라. 처리방법

• 화학 환원 후 침전, 이온교환.

8. 납(Pb, Lead)

가. 배출원

• 배터리 제조, 도료, 자동차 폐기물.
• 물이 연수이거나 CO2가 많고 pH가 낮으면 용출이 쉬움

나. 특성

• 중금속이며, 생체축적 용이

다. 영향

• 신경계, 혈액, 신장 손상

라. 처리방법

• 황화물/수산화물 침전법, 이온교환법

9. 시안 (CN, Cyanide)

가. 배출원

• 금속도금, 광산폐수, 자연수 중에는 함유하고 있지 않음

나. 특성

• 강한 독성을 가지며 물에 쉽게 용해됨
• 무색의 결정으로 대단히 약산이기 때문에 공기 중의 이산화탄소에 의해서도 서서히 분해

다. 영향

• 급성 독성, 생물학적 산소 요구량 증가.
• 라. 처리방법
• 염소 산화, 생물학적 처리.

10. 망간 (Mn, Manganese)

가. 배출원

• 철강 공정, 광산 폐수.

나. 특성

• 과량일 경우 물의 색(흑색)과 맛에 영향을 줌.ㄸ
• 단단하고, 부서지기 쉬운 금속

다. 영향

• 신경계 장애 (장기 노출 시). 언어장애, 안면경직, 수족 떨림 장애

라. 처리방법

• 산화-침전, 모래 여과.

11. 비소 (As, Arsenic)

가. 배출원

• 농약, 살충제, 피혁의 방부제, 유리제조공정 등에서 환경 중으로 배출됨

나. 특성

• 비소의 화학적 성질은 인과 비슷하며, 인보다 금속에 가까움
• 보통의 비소는 회색이며, 금속비소라고도 함

다. 영향

• 피부암, 심혈관 질환

라. 처리방법

• 흡착, 역삼투

12. 아연 (Zn, Zinc)

가. 배출원

• 금속가공, 도금공정, 고무제조, 합금안료, 광산제료소, 의약제조 등 발생

나. 특성

• 가공성이 좋아 합금으로 널리 사용되고, 산, 알칼리에 쉽게 부식

다. 영향

• 수생 생물 독성, 체내 효소 기능 방해.

라. 처리방법

• 화학 침전, 생물학적 처리.

13. 트리할로메탄 (THMs, Trihalomethanes)

가. 배출원

• 소독 공정에서 염소와 유기물 반응으로 생성.

나. 특성

• 휴믹산의 농도가 높을수록, pH와 온도가 높을수록 생성량이 증가한다.
• 대부분 클로로폼 형태로 존재하며, 독성도 클로로폼과 비슷
• 전구물질의 농도가 높을수록 생성량 증가

다. 영향

• 정수장 수돗물보다 가정 수도꼭지 수돗물에서 높게 검출
• 휴민물질이 정수장으로 유입될때 높게 검출
• 간, 신장 손상 및 암 위험 증가.

라. 처리방법

• 활성탄 흡착, 전구 물질 제거.