대기-수질-토양 사이 중금속 이동경로 밝혀
○대상지역 : 충남 아산·당진 지역(50km×50km)
○대상물질 : 납, 니켈, 카드뮴, 비소
○조사기간 : 2007년~2008년
그 결과, 대기 중으로 배출된 납, 니켈, 카드뮴, 비소 등과 같은 중금속은 건성침적보다 습성침적에 의해 토양으로 이동되는 것으로 나타났다.
대기 중 중금속의 토양으로의 단위면적당 일 건성침적량은 니켈 38.9㎍, 납 30.4㎍, 강수에 의한 습성침적량은 니켈 105.0㎍, 납 73.6㎍으로 니켈과 납은 습성침적량이 건성침적량에 비해 약 2배 높았다.
※ 습성 및 건성 침적량(㎍/㎡/ day) : 하루 동안 강수 및 대기 속에 있는 입자 형태의 중금속이 지표면 1평방미터(㎡)에 떨어지는 양(㎍)
※ 건식침적: 대기 중의 오염물질이 강우나 강설 없이 직접 지표면으로 떨어져서 이동되는 것
습식침적: 대기 중의 오염물질이 강우나 강설에 의해 지표면으로 떨어져서 이동되는 것
또한 카드뮴과 비소의 건성침적량이 납과 니켈에 비해 상대적으로 낮았는데, 카드뮴과 비소가 미세입경 2.5㎛이하의 영역에 80% 이상 존재하여 대기 중 부유하기 때문인 것으로 조사됐다.
Sehmel-Hodgson 모델을 이용한 입자 크기별 건성침적속도 결과에 따르면 토양으로 이동하는 건성침적량의 주요 성분은 2.5㎛(㎛는 10-3mm) 이상의 입자인 것으로 파악됐다. 이는 입자의 크기가 클수록 입자의 속도가 정비례로 증가하여 토양으로 떨어지는 양이 많기 때문이다.
※ Sehmel-Hodgson 모델 : 기온, 풍속에 따른 마찰속도, 대기안정도, 표면거칠기 상수, 입자의 밀도를 입력자료로 이용하여 입자의 크기별 건식침적속도를 추정하는 모델
대기에서 수계로 이동되는 건성침적량 중 카드뮴과 비소는 물에 잘 녹는 수용성 상태로 각각 40, 60% 이상 존재하여 납과 니켈(수용성 상태로 22～25% 존재)에 비해 수계에 더 많이 이동되는 것으로 나타났다.
한편 아산·당진 인근지역의 8개 다매체(多媒體: 대기, 나뭇잎, 표토, 뿌리지역 토양, vadose-zone 토양, 지하수, 지표수, 퇴적물)에 대한 CalTOX 모델링 결과, 대기로 유입된 중금속은 대부분 외부로 유출되고 그밖에는 지표 토양>식물체>지표수 순서로 각각 이동 되는 것으로 조사됐다.
이동된 중금속은 8개 매체 간 상호 이동 기작을 거쳐 최종적으로는 지표 및 심층 토양(21.2～64.2%)과 퇴적물(2.3～47.7%)에 분포하는 것으로 나타났다.
※ CalTOX 모델 : 미국 환경보호국(EPA)이 개발한 구획모형으로 환경오염물질의 매체 간 이동과 매체 내 생성 및 소멸 기작을 모사
국립환경과학원은 이번 연구를 통하여 중금속의 매체 간(대기→수질, 대기→수체, 수체→토양,지하수) 이동 측정방법을 확립하였으며, 이들 측정결과를 모델링하여 중금속의 매체 간 이동특성을 규명하기 위한 평가기법을 개발하였다.
이에 따라 국립환경과학원은 향후 수질, 토양, 대기 등 매체별 관리에 초점을 두었던 그동안의 환경관리 방식에서, 다매체별 거동(擧動; Behavior)을 고려한 환경정책이 수립되어야 한다고 밝혔다.
특히 인체와 자연생태계에 영향을 미치는 매체 간 오염물질 거동과 영향 파악을 위한 광역적인 환경오염물질 관리 정책 마련에 활용할 예정이다.
웹사이트: http://www.nier.go.kr
연락처
국립환경과학원 기후대기연구부 대기환경연구과
김정수 과장
032-560-7266
