비점오염 저감시설

왜 배우는가: 비점오염저감시설은 도로와 도시에서 내린 빗물이 하천과 상수원을 오염시키는 문제를 줄이는 시설이라 설계와 법 집행에서 자주 쓰인다. 시험에서는 정의, 설치 대상, 설치와 관리 방법을 묻는 문항이 반복되므로 개념과 용어를 정확히 구분해 두어야 한다.

출제 이력: 제123회 1교시 9번, 제122회 3교시 2번, 제104회 3교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 비점오염 저감시설은 도로·도시 등 불특정 장소에서 나오는 강우유출수의 오염물질을 제거하거나 감소시키는 시설이다.

핵심 키워드

• 비점오염원: 불특정 장소에서 불특정하게 수질오염물질을 배출하는 배출원
• 강우유출수: 비점오염원의 오염물질이 섞여 유출되는 빗물 또는 눈 녹은 물
• 불투수면: 빗물이 지하로 스며들 수 없게 아스팔트·콘크리트로 포장된 면
• 저영향개발기법(LID): 강우유출수를 줄여 자연의 물순환을 되살리는 기법
• 초기우수: 강우 초기에 오염물질 농도가 높게 나타나는 빗물
• 자연형 시설: 저류·인공습지·침투처럼 자연 원리를 이용하는 시설
• 장치형 시설: 여과·와류·스크린처럼 장치로 처리하는 시설
• 점오염원: 관로 등으로 한 지점에서 배출하는 배출원

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 도로에 내린 비가 흘러가면서 기름, 먼지, 중금속을 싣고 하천으로 가는 것을 막는 장치다. 빗물이 땅으로 스며들기 전에 오염물질을 가라앉히거나 걸러서 내보내는 것이 핵심이다.

정식 정의는 「물환경보전법」 제2조 제13호에 따른다. 비점오염저감시설은 수질오염방지시설 중 비점오염원으로부터 배출되는 수질오염물질을 제거하거나 감소하게 하는 시설로서 기후에너지환경부령으로 정하는 것이다.

비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장처럼 배출 위치가 정해지지 않은 넓은 장소의 배출원이다. 도로는 법령에서 비점오염원으로 명시된 대표 대상이다.

점오염원은 폐수배출시설처럼 관로나 수로를 통해 한 지점으로 오염물질을 내보내는 배출원이다. 배출 위치와 양을 알 수 있어 처리장으로 관리할 수 있다.

강우유출수는 비점오염저감시설이 처리하는 대상 물이다. 비가 내려 지표를 흐르면서 오염물질이 섞인 빗물이며, 시설 설계의 입력값이 된다.

불투수면은 빗물이 지하로 스며들지 못하게 포장된 도로, 주차장, 보도 등을 말한다. 불투수면이 넓을수록 강우유출수가 많아지고 빨리 흐른다.

초기우수는 강우 초기에 지표의 오염물질을 씻어내며 농도가 높게 나타나는 빗물이다. 저감시설은 이 초기 빗물을 우선 처리하도록 설계하는 것이 일반적이다.

자연형 시설은 저류지, 인공습지, 침투시설, 식생수로처럼 토양·식물·미생물의 자연 작용으로 오염물질을 줄이는 시설이다. 유지관리가 단순하고 비용이 적은 장점이 있다.

장치형 시설은 여과, 와류 분리, 스크린, 응집·침전처럼 기계나 장치로 처리하는 시설이다. 부지가 좁은 곳에 적용하기 쉬우나 정기 점검과 교체가 필요하다.

저영향개발기법(LID)은 불투수면에서 발생하는 강우유출수를 줄여 자연 상태의 물순환을 회복하는 기법이다. 비점오염저감계획서에도 이 기법을 고려하도록 규정되어 있다.

3. 등장 배경과 필요성

점오염원은 배출 위치와 양을 알 수 있어 처리장과 배출허용기준으로 관리할 수 있다. 반면 비점오염원은 넓은 면에서 불특정하게 배출되므로 하나의 처리장으로 모을 수 없다. 그래서 오염이 발생하는 현장마다 저감시설을 나누어 설치하는 방식이 필요해졌다.

도시화가 진행되면서 도로, 주차장, 건물 지붕 같은 불투수면이 늘었다. 빗물이 땅에 스며들지 못하고 짧은 시간에 한꺼번에 흘러 나가므로 유출량과 오염부하가 함께 커진다. 이 문제가 비점오염이 하천 수질 악화의 주요 원인으로 꼽히는 이유다.

강우의 초기 빗물은 지표에 쌓인 먼지, 기름, 중금속, 영양물질을 많이 씻어 낸다. 그래서 초기우수를 먼저 가두어 처리하는 시설이 효과적이다. 저류지나 침사지처럼 빗물을 잠시 머물게 하는 구조가 이 원리를 이용한다.

법적으로는 「물환경보전법」이 비점오염원을 점오염원과 구분해 정의하고 관리한다. 비점오염원 설치신고 제도와 비점오염저감계획서 제도가 운영되며, 도로도 이 관리 대상에 포함된다.

상수원 보호도 중요한 배경이다. 「물환경보전법」 제53조의2는 비점오염저감시설을 설치하지 않은 도로 중 대통령령으로 정하는 도로가 상수원보호구역 등에 해당하면 국가 또는 지방자치단체가 비점오염저감시설을 설치하도록 정한다. 도로 설계에서 상수원 영향권 여부를 먼저 확인해야 하는 이유다.

따라서 비점오염저감시설은 설치가 편리하고 관리가 쉬운 단순한 구조여야 한다. 설계자는 강우유출수의 양과 오염 정도, 설치 공간, 유지관리 인력을 함께 고려해 자연형과 장치형을 선택해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

비점오염저감시설은 도로 노면, 비탈면, 불투수면에서 불특정하게 흘러나오는 강우유출수를 모아 초기우수(初期雨水)를 처리하는 시설이다. 구성은 유입부, 전처리부, 처리부, 유출부로 나뉜다. 처리 원리는 침전·여과·흡착·식생 흡수·침투 등 물리·화학·생물학적 작용이다.

표 아래 설명: 전처리부는 처리부의 막힘과 준설 부담을 줄인다. 처리부는 체류시간과 여과 조건이 제거효율을 결정한다. 유출부는 설계 강우를 넘는 유량이 처리 구간을 우회하도록 해야 한다.

원리는 두 가지로 요약된다. 첫째, 유출 속도를 낮춰 입자성 오염물질을 침강시킨다. 둘째, 토양이나 여과재를 통과시켜 용존성 오염물질을 흡착·분해한다. 자연형 시설은 식생과 토양의 자정 작용을, 장치형 시설은 기계적 여과와 응집 침전을 주로 쓴다.

설계 절차는 다음과 같다.

• 대상 유역의 토지이용과 불투수면 면적을 조사한다.
• 설계 강우량을 정하고 강우유출수량을 산정한다.
• 처리대상 강우량을 누적유출고로 환산한다. 최소 5mm 이상 강우량을 처리할 수 있어야 한다.
• 시설 유형을 선정하고 저류지, 인공습지, 침투시설 등 용량을 정한다.
• 유입·유출부와 우회 구조, 준설 진입로를 배치한다.
• 유지관리 방안과 모니터링 계획을 포함한 저감계획서를 작성한다.

계산 예제: 불투수면 면적 A=10{,}000\,\text{m}^2, 설계 강우량 R=5\,\text{mm}일 때 처리 대상 유출량은 V=R \times A 이다.

$V = 0.005\,\text{m} \times 10{,}000\,\text{m}^2 = 50\,\text{m}^3$

유출계수를 곱하지 않은 최소 처리 용량이 50\,\text{m}^3이다. 실제 설계에서는 유출계수와 체류시간을 반영해 용량을 늘린다. 결과는 도로 한 구간의 저류 용량으로 상식 범위에 있다.

저류지와 인공습지는 자연형의 대표 시설이다. 저류지는 제방 여유고와 길이 대 폭 비율로 형상을 정한다. 자연형 시설은 부지 조건에 맞춰 체류·침투·식생 기능을 조합한다.

5. 관련 법령·기준·표준

비점오염저감시설은 물환경보전법에서 정의한다. 법 제2조제13호는 수질오염방지시설 중 비점오염원에서 나오는 수질오염물질을 제거하거나 감소시키는 시설을 비점오염저감시설로 규정한다. 비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정 장소에서 불특정하게 배출하는 배출원이다.

설치 의무와 절차는 다음과 같이 정리된다.

• 비점오염원 설치신고 대상 사업은 법 제53조제1항에 따라 신고한다.
• 신고 후 비점오염저감계획서를 작성한다. 계획서에는 현황, 저감방안, 설치계획, 유지관리·모니터링 방안이 포함된다.
• 설치 기준은 법 제53조제5항에 따르고, 완충저류시설에 유입해 처리하는 경우 설치를 생략할 수 있다.
• 성능검사는 법 제53조의3에 따라 한국환경공단이 시행하며, 검사 항목은 시설 구분별로 정한다.
• 상수원 보호를 위해 국가 또는 지방자치단체는 상수원 영향권의 도로 중 대통령령이 정한 구간에 비점오염저감시설을 설치해야 한다(법 제53조의2).

기준 수치와 조건은 다음 표와 같다.

표 아래 설명: 처리 강우량과 제방 여유고는 설계의 하한이다. 신고 기한과 수리 기한은 행정 절차의 기준이다. 설치 생략 조건은 사업장별 인정 요건에 따른다.