1. 서론
도로청소는 도로유출수 및 도시로부터 기원된 오염물질을 조절 및 제거하는 최적관리방안(Best Management Practice, BMP)중 하나로 제안되고 있고, 최근 청소차량을 이용한 도로청소기술의 개선은 오염물질의 효율적 제거라는 측면에서 새롭게 평가되고 있다. 미국 EPA(1996)는 불투수지역에서의 주기적인 거리 청소를 통한 노면 축적 오염물질의 제거를 추천하고 있으며, 사전 청소를 통해 배수구에 잠재적으로 영향을 줄 수 있는 오염물질을 사전에 저감시키는 매우 효과적인 방법으로 추천하고 있다. 일반적으로 도로에서 발생되는 오염물질은 도로 및 유역환경 특성에 따라 발생되는 오염물질 농도와 종류가 다르고, 강우시 오염물질 유출특성은 매우 불규칙적이며, 발생량과 부하량 변동 폭이 매우 크며 강우초기 오염물질 농도가 급격하게 증가하는 특성을 갖고 있다. 반면, 댐 상류 이설도로와 같이 주변 오염원이 적고, 교통량이 적은 지역은 도심도로와 비교할 때 유기물 및 영양염류 농도가 매우 낮고, 중금속 농도도 검출되지 않는 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 이동식 비점오염저감시설 적용을 통한 댐 상류 이설도로에서의 오염물질 저감효과 분석을 통해 가장 효율적이고 적합한 도로 오염물질 저감방안을 선정하고자 한다.
2. 현장조사 및 실험분석
댐 상류 이설도로에 축적된 오염물질 현황 및 비점오염물질 유출특성 분석, 저감방법 특성에 따른 비점오염물질 저감효율을 분석하여 대상지역 특성을 고려한 최적의 도로 오염물질 저감방안을 수립하고자 한다. 현장조사는 강우시 도로 비점오염물질 유출특성 분석을 위해 시간별 유량가중평균농도(PEMC) 및 초기세척효과(first flush effect) 분석을 실시하였고, 인공강우(살수차 이용) 방법을 적용하여 도로 노면에 축적되어 있는 오염물질 농도도 함께 분석하였다. 도로 청소 방법(진공흡입식 청소차량 및 물청소)에 따른 비점오염물질 저감효율 분석을 위해서 진공흡입식 청소차량과 살수차를 이용하여 도로 청소에 따른 오염물질 저감효율을 비교 분석하였다. 시료 분석은 SS, BOD, CODMn, TN, TP는 Standard Method (APHA, 1998)와 수질오염공정시험방법(환경부, 2004)에 준하여 분석하였고, 중금속(Zn, Pb, Cu, Cr, Fe, Cd, Ni, Mn)은 ICP-OES(IRIS Intrepid Ⅱ XDL, Thermo)를 이용하여 분석하였고, 입도분석은 Particle Sizing System(PSS, Accusizer 780)를 이용하여 분석하였다.
3. 결과
댐 상류 이설도로 노면에 축적된 오염물질 농토분포를 인공강우 방법을 사용하여 분석한 결과, 도로 노면으로부터 발생되는 오염물질 농도는 비강우시 수질농도와 비교할 때, SS는 최대 15배 이상, 유기물 농도는 약 6배, 영양염류 농도는 약 2~6배 이상 높게 나타나는 특성을 보였다. PEMC 분석결과, 인공강우 유출이 시작된 이후 오염물질별 PEMC는 강우초기 급격하게 감소하는 경향을 나타내었고, 감소한 PEMC는 지속되는 강우유출수 영향에 상관없이 큰 농도변화를 나타내지 않고 안정적인 경향을 보였다. 초기세척효과 분석결과, 댐상류 이설도로에서 SS, BOD, CODMn, TP 모두 관측치가 이등분선 위에 분포하고 있어 초기세척효과가 나타났고, 특히 SS, BOD, CODMn, TP 관측치는 이등분선과 상당한 차이를 두고 분포하는 것으로 나타나 강한 초기세척효과가 나타나는 유출특성을 나타내었다.
이동식 비점오염저감시설인 진공흡입식청소차량을 이용한 도로 오염물질 저감효율 분석결과, 입자성오염물질은 약 87.7~99.9%, 유기물은 약 58.7~92.0%로 나타나 도로 청소를 통해 상당량의 비점오염원부하를 저감할 수 있을 것으로 판단된다. 영양염류도 TP는 입자에 흡착되어 대부분 분포하는 특성 때문에 약 95.5~99.8%의 높은 저감효율을 나타내었고, 반면 TN은 약 37.5~68.2%의 저감효율을 나타내 다른 오염물질보다 상대적으로 낮은 저감효율을 나타내었다