Earticle

준설과 수질개선사업은 농촌용수의 물 관리를 위한 중요한 수단중의 하나로 오랫동안 시행한 사업이다. 2007 년 가을부터 지속된 가뭄으로 전국의 저수율이 평년대비 53% 감소하였고 남부지역은 37%로 낮았다. 가뭄 극복과 안정적인 농업용수 확보를 위해 대규모 긴급 준설을 시행하였으며 사업비는 650 억, 준설량은 870 만㎥ 이었다. 준설방법은 저수지 상류의 노출된 지역에서 중장비를 동원하여 육상준설을 실시하였다. 육상준설은 준설비용이 선박준설에 비해 비용이 저렴하고 준설효율이 높으나 노출된 지역에 한정되는 단점이 있다. 퇴적물처리시범사업은 전국의 16 개의 수질기준을 초과하는 저수지에서 시행되었다. 사업 후 수질개선효과는 대부분의 저수지에서 탁도, COD 및 엽록소 a 의 농도가 감소하였다. 영양염류(질소와 인)의 농도는 사업대상지에 따라 차이가 있었다. 시범사업 저수지의 퇴적물량은 29,447∼681,416 ㎥의 범위로 이중 준설량은 평균 10,941 ㎥로 전체 퇴적물의 9.1%를 준설하였다. 제거된 평균 오염물질량은 COD 75,745 kg, TN 69,296 kg, T-P 6,886 kg 으로 나타났다. 준설은 장기적으로 오염 부하량을 감소시키는 효과가 있는 것으로 판단되며 수질개선 효과를 높이기 위해서는 준설물량을 증가시키는 것이 필요한 것으로 사료된다. 장기수질개선사업으로 시행된 감돈 저수지의 수질정화효율은 COD 33.1%, T-N 37.3%, T-P 68.4%로 안정된 값을 보였으며 수질개선시설은 침강지, 침전지, 정화습지로 이루어져 있다. 홍동 저수지의 경우 지하흐름 형식의 고효율습지와 일반형 습지로 구성되어 COD 47.6%, T-N 39.4%, T-P 79.9%로 감돈 저수지보다 높은 정화효율을 보였다. 지속적으로 안정된 정화효율을 유지하기 위해서는 적정 체류시간 유지, 자유흐름 유지, 겨울철 습지의 완전배수, 식물절취, 주기적인 퇴적물 준설 등의 유지관리가 필수이다. 단기 수질개선 대책사업은 물 순환 공법, 미생물, 응집부상공법 등을 적용하여 수질개선과 녹조 예방, 제거하는 사업이다. 공법 별 수질개선효과를 보면 물 순환 공법은 COD 37%, T-N –13.2%, T-P –15.9%, Chl-a 25.9%, 응집부상공법은 29.1%, T-N 6.1%, T-P 18.5%, Chl-a 57.0%, 미생물공법은 45.5%, T-N 26.8%, T-P 73.9%, Chl-a 46.0% 로 나타났다. 단기대책공법의 선정은 저수지의 물리적 특성, 수질오염 정도, 조류발생시기, 수질개선 목표대상을 검토하고 결정해야 한다. 또한 물 순환 공법은 장기적으로 수 환경 개선에 효과가 있으므로 단기대책공법과 병행하여 시행함으로 효과를 높일 수 있는 판단되었다. 향후 기후변화와 물 부족에 대비하고 안정적인 물 관리를 위해 준설과 수질개선사업은 과학적인 접근방법으로 지속적으로 시행되어야 할 것이다. 수질개선사업은 장·단기적인 방법을 병행하여 깨끗한 용수를 공급하여 안전한 농산물 생산에 기여하고 쾌적한 농어촌의 수변 환경 조성에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

매년 항만건설 및 해상항로 유지, 오염해역준설 등으로 엄청난 양의 해양준설토가 발생하고 있으나 이러한 발생 준설토를 처분하기 위해서 현재 대규모 투기장을 마련하여 단순 투기 및 매립에만 의존하고 있는 실정이다. 일반적으로 준설토사는 모래크기의 골재성분과 세립토(실트 및 점토) 성분으로 이루어져 있는데, 이 중 세립토는 큰 비표면적으로 인해 오염물질의 농도가 높으며 일반적인 세척공정에서 효율적으로 처리되지 않는 것으로 알려져 있다. 따라서 준설토사 중 골재성분만을 분리하여 적절한 처리를 거쳐 건설용 자재 및 복토재 등으로 재이용 하고 나머지 세립토는 폐기물로 간주되어 매립하거나 해양에 투기하는 것이 일반적이었다. 그러나 폐기물의 해양투기를 금지한 런던협약 ‘96 의정서’가 발효되면서 단계별로 배출기준이 강화되고 있으며, 이에 실질적인 해양투기가 어려워진 상태이기 때문에 한정된 매립지의 수명 및 처리비용의 상승에 대한 문제가 대두되고 있다. 따라서 적극적인 해양준설토 처리와 재활용 증대를 통하여 그동안 폐기처분되어왔던 사토의 양을 줄이는 노력이 필요한 시점이다. 그러므로 본 연구에서는 해양준설토 재이용을 위한 친환경 정화기술로 부지특성과 퇴적층의 오염특성을 감안하여 사전 현장처리후 준설토는 선별기술를 통하여 정화대상물량을 늘려 재활용물량의 증가시키고 최종폐기대상물질을 물리 ・화학적, 생물학적으로 유류 및 중금속 처리과정을 통해 폐기물량을 최소화하여 입도 및 오염물질별로 선별적인 처리공법적용으로 처리효율을 높여 해양준설토의 융합처리정화기술 개발을 제안하고자 한다.

The optimal sediment remediation techniques for the western inner bays (Dangdong) of Jinhae Bay, Korea were studied. We performed selective removal of contaminated surface sediments and analysis of environmental improvement effect after spraying sand and sediment remediation agent from April 2015 to December 2016. In 2015, sediment oxygen demand of core samples was measured after 18 days of treatment with sand (1.73 Φ) or sand + microbial agents. In 2016, these treatments were done directly on the test-bed sediments. The combined effects of environmental dredging, sand capping and application of microbial agents were found to be outstanding for the sediment remediation in Jinhae Bay.

우리나라의 현행 해양오염퇴적물 정화사업을 선진 정화사업과 비교·평가하여 개선방안을 제시하였다. 해양오염퇴적물 정화복원방안은 감시하의 자연정화, 현장피복 및 수거/준설로 구분된다. 정화사업에서 처리기술은 전처리, 중간처리 그리고 유효활용을 포함하는 최종처리로 구성되며, 중간처리는 입자분리, 세척 등 7 가지 처리기술이 주로 사용되고 있다. 우리나라 정화사업의 선진화를 위하여 앞으로 다양한 처리기술을 시급히 개발하여 보급하여야 하며, 기술검증 제도의 도입이 필요할 것으로 사료된다.

Remediation of contaminated sediment projects in Korea were evaluated in order to fine a remedy depending on the remediation of contaminated sediments in advanced countries. Remediation methods could be divided as three methods: monitored natural recovery, in-situ capping and environmental dredging. In the remediation projects, treatment technologies could be composed of pre-treatment, treatment and disposal. Separation and washing technologies are commonly used as treatment technologies. Various treatment methods should have to develop and pre-qualification should be also adopted for the improvement of domestic remediation projects.0558

환경준설사업이 추진되고 있는 2개 해역을 대상으로 실시한 해양환경 모니터링 과정과 결과를 평가하여, 향후 환경준설사업 추진과 대상해역 관리에 필요한 자료를 도출하였다. 국내 상용 공법에 의한 환경준설사업이 완료된 대상 구역에서는 수질 등 해양환경이 크게 개선되었으며, 사업에 따른 2차 오염과 해양환경 변화는 발생하지 않았다. 환경준설사업 완료 후 그 효과를 오랫동안 유지하고, 관리하기 위해서는 5년 이상 지속적인 모니터링이 필요하며, 그 결과에 따라 필요한 조치가 강구되어야 한다.

Monitoring results of 2 area at which environmental dredging projects are being conducted, were investigated in order to achieve useful data for further environmental dredging projects. Followed by the 2 projects (by using domestic commercial technologies), marine environment were improved and 2nd pollution or apparently environmental change did not occur also. When the projects were finished, monitoring could be conducted at least 5 years due to maintenance the effect of projects.

본 연구에서는 준설오염퇴적물 정화시스템 설계 및 제작을 통해 개발 된 단위공정의 성능평가와 Pilot-plant의 현 장 실증 후 성능 결과를 중금속 오염 처리 효율을 중심으로 평가하였다. 해양오염퇴적물의 자연친화적 준설 (환경준설)을 위한 기술과, 수거한 준설물질의 오염물질 제거 (정화)기술은 시급하게 요구됨에도 불구하 고 국내에서 적용할 만한 기술이 거의 존재하지 않는다. 저자들은 단일 및 복수의 유해물질 (유기화합물, 중금속 등)로 오염된 해저 퇴적물을 현장(in-situ)에서 바로 친환경적으로 정화할 수 있는 시스템을 개발 하고 실증테스트 및 상용운전을 통해 그 성능을 확인하였다. 즉, 오염해역에 선박을 위치시키고, 해저에 존재하는 오염퇴적물을 진공 흡입 식 펌프로 준설하여 선상으로 이동하고, 선상에서 물리적 분리, 탈수 등의 처리 공정을 통해 중금속을 제거하고, 중금속이 제거된 준설물질을 해역으로 배출하거나 다른 목적 으로 재활용하는 “퇴적물정화시스템”이다. 이 정화시스템은 300 m3/hr(함니율10% 기준, 최고 500ton/hr) 처리 성능을 나타내었다 이 시스템의 현장 실증테스트 및 상용운전 결과 처리된 산물은 토양 오염우려기준 중 3지역 기준에 적합하였고, 시스템에서 발생되는 폐액을 처리한 액상의 수질은 정부가 고시한 배출 허용기준을 만족하여 해양배출이 가능한 것으로 확인되었다. 따라서 이 정화 시스템은 환 경준설 현장에 충분히 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Evaluation of each unit process and demonstration of pilot-plant were verified on the basis of heavy metal remediation during the development of Clean-up system for the remediation of contaminated seabed sediment..

우리나라는 급속한 산업화와 인구증가로 도시생활폐기물의 양이 꾸준히 증가하고 있으며 폐기물의 최종 처분을 위한 매립지는 현재 그 용량이 포화상태에 이르고 있다. 일본의 해양폐기물매립지는 전체의 약 25% 용량의 폐기물을 매립하고 있으며, 해양폐기물매립지를 건설하는데 필요한 경비도 육상폐기물매립 지에 비해 비교적 저렴하기 때문에 유효한 기술 및 관리 체제가 동반된다면 폐기물의 매립이 완료된 후 육 지에서 가까운 곳에 광대한 토지를 얻을 수 있다는 장점도 있다. 보다 안전하게, 보다 경제적으로 매립지 를 정비해가기 위한 해결책의 하나로 국토 면적이 작은 우리나라에서는 해양폐기물매립지가 매우 유용할 것으로 기대된다.

The amount of municipal wastes has dramatically increased due to the rapid industrialization and the increase of population in Korea. As a result, the capacity of landfill site has become increasingly saturated. In Japan, the seashore waste landfills can contain approximately 25% of the total wastes, and the expenses for the construction of seashore waste landfills is relatively inexpensive compared to the ordinary ground landfills. Furthermore, it is possible to obtain a vast ground close to the land after the completion of waste landfilling accompanied by a valid technical and management systems. The seashore waste landfill would be very useful for safer and more economical landfilling in the case of small country like Korea.

자연계에서 물 흐름을 인위적으로 차단하여 상수나 농업용수를 확보하는 것은 문명국가에서는 모두 행하는 사업이다. 또 해안에서는 선박의 접안을 용이하게 하고 파도를 피하기 위해 부두를 건설한다. 이렇게 축조된 인공 구조물은 물의 자연적인 흐름을 바꾸게 되고, 이에 따라 침식과 퇴적 작용의 평형 또한 바뀌게 된다. 즉 고인 물에는 토사가 퇴적된다. 바닥에 퇴적물이 많이 쌓이면 설계 용량이 감소하기 때문에, 혹은 수심이 낮아지므로 준설하지 않으면 원래의 공학적 목적을 달성할 수 없게 된다. 그러나 이러한 구조물이 도심이나 민감한 생태계와 직접 연계되어있기 때문에 준설작업과 또 막대한 분량의 준설물질을 배치하는 데는 각별히 환경과 생태계를 손상하지 않도록 주의해야 한다. 우리나라에서는 상수나 농업 용수 확보용 저수지는 정기적으로 바닥에 쌓인 퇴적물을 준설하여 설계 저수 용량을 확보하고, 또 도심 호소의 수질 개선을 위해서도 준설하고 있다. 최근 4 대강에서는 약 428백만 입방 미터 분량을 하천 퇴적물을 준설하였다. 그리고 항만 건설이나 수심 유지를 위해 상당한 분량을 준설하고 있다. 다행히도 이 준설물질을 수생태계 복원사업에 적용할 수 있다. 이 두 사업을 연계하기 위해서는 준설사업과 수생태계 복원 사업의 기간과 장소 및 준설물질의 환경 위험을 관리해야 한다. 본 소고에서는 준설물질의 발생 및 처분 현황, 외국에서 준설물질을 생태계 복원사업에 이용하는 사례를 살펴보고, 준설물질을 생태계 복원 사업에 이용할 수 있도록 보장해 줄 법률의 주요 요소를 열거하였다. 여기서 제안하는 퇴적물 관리법(가)은 퇴적물이나 준설물질을 규율 하는 제도의 미비로 환경 개선 사업이나 개발 사업의 심의에 소요되는 사회적 비용을 크게 감소시켜 줄 것으로 사료된다.