﻿도시지역 불투수면의 오염물질 유출특성 평가/지하수로 빗물이 빠지는게 35%되어야 함, 자연스런 물의 흐름을 막고 방해해 오고 있다.

도시지역 불투수면의 오염물질 유출특성 평가 Characteristics of runoff polluants in impervious cover of urban area 강성원․김석구․김영임․윤상린․김소정 한국건설기술연구원 건설환경연구부 인위적인 토지개발의 흔적인 불투수면은 도로, 주차장, 옥상 등 도시 불투수성 표면의 합을 말한다. 불투수면적은 옥상과 교통시스템의 두가지 주요 성분으로 구성되어 있는데 일반적으로 주거지, 상업지 에서 교통관련 불투수면적은 전체 불투수면적의 60～70%를 차지하는 것으로 조사되고 있다. 이러한 불투수면적이 증가하게 되면 유출계수는 증가하게 되어 강우량의 대부분이 유출되게 된다. 또한 교통 관련 불투수면은 배수시스템과 직접적으로 연결되어 있기 때문에 수문학적, 환경적으로 큰 영향을 나 타낸다. 근래에 들어 수계의 보호를 위해서는 비점오염원에서 발생되는 다양한 오염물질을 처리해야 한다는 결론에 도달했으며 비점오염 저감시설의 연구 및 도입이 활발히 진행되고 있다. 이를 위해서는 비점오 염의 유출특성 파악이 선행되어야 하므로 본 연구에서는 도시지역 불투수면의 오염물질 유출특성에 대하여 연구하였다. 본 실험에서는 불투수면 유출 오염물질의 성상과 유출현상을 파악하기 위하여 강우사상의 EMC (Event Mean Concentration)와 불투수면에서 다량으로 발생하는 중금속 Cd, Cr, Cu, Pb, Zn와 SS, COD, TN, TP를 측정하였다. EMC의 측정은 한국건설기술연구원 내 도로에 위치한 우수받이에 EMC 측정 반응기를 설치하여 진행하였다. 본 실험의 결과, SS(suspended solids)의 유출경향은 강우의 특징과 밀접한 관계를 가지는 것으로 나타났다. 유출 SS의 농도에 따른 오염물질의 유출농도의 관계를 회귀곡선을 이용하여 나타냄으로서, 불투수면 유출 오염물질과 SS의 유출 상관관계가 명확히 확인하였다. 측정한 3회의 강우사상에 대해 오염물질의 유출과 SS의 유출은 상관관계 0.96～0.99를 나타내었다. 이것은 오염물질이 SS에 침착된 상태로 유출된다는 것을 증명하는 결과이다.   1. 서론 불투수면이란 도로, 주차장, 옥상 등 도시 불투수성 표면의 합을 말하는 것으로 인위적인 토지개발 의 흔적을 의미한다. 불투수면적은 옥상과 교통시스템의 두가지 주요 성분으로 구성되어 있는데 일반 적으로 주거지, 상업지에서 교통관련 불투수면적은 전체 불투수면적의 60～70%를 차지하는 것으로 조 사되고 있다. 교통관련 불투수면적이 많은 현상은 도시화에 따른 자동차의 증가를 반영하는 것으로 이 러한 불투수면적이 증가하게 되면 유출계수는 증가하게 되어 강우량의 대부분이 유출되게 된다. 또한 교통관련 불투수면은 배수시스템과 직접적으로 연결되어 있기 때문에 수문학적, 환경적으로 큰 영향을 나타낸다. 불투수면은 대기로부터 침적하거나, 차량으로부터 혹은 도로포장성분에서 유출된 다양한 오염물질 이 축적된다. 강우시 축적된 오염물질은 빠르게 수계로 유입되므로 도시 오염물질 부하량은 유역의 불 투수성과 직접적으로 관련되어 있는 것으로 보고되고 있으며, 오염물질 부하량 산정 모델 등에서 주요 한 변수로 적용된다. 이러한 불투수면 유출 오염물질이 환경에 미치는 영향을 판단하기 위해서는 불투 수면 유출 오염물질에 대한 다양한 연구가 필요하다. 또한 수용하천의 특성에 따라 오염물질이 하천에 미치는 영향이 달라지므로 각 지역에 따른 독립적인 연구가 수행되어야 할 것이다. 불투수면은 물이 침투하지 못하는 특징으로 인하여 강우에 의해 주변 먼지들과 함께 불투수면에 퇴 적되어 있던 오염물질의 유출현상이 두드러진다. 이러한 불투수면 오염물질은 비강우 기간 동안 불투 수면에 퇴적되어 강우가 시작되면 강우와 함께 유출되는 것으로 강우 초기에 다량이 유출되는 것으로 알려져 있다(Sansalone 1997, Barrett 1998). 따라서 강우에 의한 불투수면 오염물질의 유출 현상을 정 확하게 규명하는 것이 필요하며 시간에 따른 오염물질의 유출을 살펴보아 기본적인 현상을 파악할 수 있다. 2. 실험 방법 불투수면 유출 오염물질의 성상과 유출현상을 파악하기 위하여 강우의 EMC (Event Mean Concentration)를 측정하였다. EMC의 측정은 한국건설기술연구원 내 도로에 위치한 우수받이에 EMC 측정 반응기를 설치하여 진행하였으며, 그림 1은 모식도이다. 강우가 시작되면 불투수면 유출 강우가 PD-1 우수받이로 유입되고 일정수위가 되면 펌프를 이용하여 100 L 샘플통으로 이동하였다. 샘플통에 수집 된 강우는 일정 시간간격으로 샘플링을 수행한 후 주변에 위치한 다른 우수받이로 방류되었다. 총 3회 의 강우를 강우 전체 기간 동안 채수하였고 채수시간은 강우량에 따라 조절하였다. 대상 오염물질은 불투수면에서 다량으로 발생하는 중금속 Cd, Cr, Cu, Pb, Zn와 부유물질(SS), COD, TN, TP이다. 채 수한 강우의 특성은 표 1에 나타내었다. 그림 1. EMC 측정 반응기 모식도 표 1. 3회 샘플 강우의 특성 항목 1회 2회 3회 강우량(mm) 13.4 7.6 14.8 강우 지속시간(hr:min) 12:40 14:20 12:40 강우강도(mm/hr) 0.2～5.6 0.4～2.8 0.2～5.8 3. 결과 및 고찰 전체 강우 채수에서 1회 강우는 초기 3시간과 강우 종료 전 3시간은 약한 강우가 지속되고, 강우 중간에 강우강도 3.2～5.6mm/hr의 강우가 내렸다. 2회 강우는 강우 시작 직후부터 2.8mm/hr의 강우강 도로 내리기 시작하여 두 시간 정도 지속되다 잠시 중단되었고, 6시간후 재개되어 약 1mm/hr의 강우 강도로 4시간이 지속되었다. 3회의 강우는 강우 시작부터 4mm/hr의 강우강도가 강우 지속시간동안 내렸다. 전체 강우의 강우 특징은 오염물질 유출현상에 반영되어 나타났다. 그림 2는 시간에 따른 오염물질의 유출경향을 나타낸 것이다. 시간에 따른 오염물질 유출경향을 살 펴보기 위하여 강우 지속시간을 전체 강우시간으로 나누어 일반화시켰다. SS의 유출경향은 강우의 특 징과 밀접한 관계를 가지는 것으로 1회 강우는 강우 초기 약하게 지속된 강우로 인해 오염물질의 유 출이 원활히 이루어지지 못하였다. 반면 약하게 오래 지속된 강우와 강우 중간의 강한 강우로 인해 오 염물질의 유출이 3회 강우와 비교하였을 때 시간이 경과할수록 평균적으로 20mg/L가 더 높은 것을 불 수 있다. 2회 강우는 중간에 잠시 중단되었다가 재개된 강우로 Cumulative Time 0.95에서 다시 재 개되어 오염물질의 유출이 다소 높아짐을 관찰할 수 있다. 3회 강우의 경우 강우 시작과 강우 지속시 간동안 꾸준히 높은 강우강도를 유지하였고, 결과적으로 강한 강우로 인해 오염물질의 유출이 초기에 다량 이루어졌음을 볼 수 있다.     <A href="http://www.google.co.kr/search?hl=ko&newwindow=1&biw=1259&bih=850&q=%EB%B6%88%ED%88%AC%EC%88%98%EB%A9%B4&btnG=%EA%B2%80%EC%83%89&oq=%EB%B6%88%ED%88%AC%EC%88%98%EB%A9%B4&aq=f&aqi=&aql=undefined&gs_sm=s&gs_upl=6188l6188l0l1l1l0l0l0l0l78l78l1l1">http://www.google.co.kr/search?hl=ko&newwindow=1&biw=1259&bih=850&q=%EB%B6%88%ED%88%AC%EC%88%98%EB%A9%B4&btnG=%EA%B2%80%EC%83%89&oq=%EB%B6%88%ED%88%AC%EC%88%98%EB%A9%B4&aq=f&aqi=&aql=undefined&gs_sm=s&gs_upl=6188l6188l0l1l1l0l0l0l0l78l78l1l1</A>