오염총량관리

왜 배우는가: 오염총량관리는 하천 수질 목표를 실제 오염부하와 연결하는 제도이므로 수질관리 정책 문제에서 여러 교시에 걸쳐 반복해 묻는 주제이다. 기준유량 산정, 할당부하량 계산, 제도의 배경과 개요는 한 문제의 세부 항목으로 이어지므로 정의와 원리를 먼저 익혀야 한다.

출제 이력: 제132회 4교시 5번, 제128회 4교시 2번, 제125회 3교시 5번, 제122회 3교시 3번, 제119회 2교시 5번, 제110회 3교시 3번, 제93회 1교시 4번, 제90회 2교시 4번, 제89회 2교시 4번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

오염총량관리는 목표수질을 달성하도록 유역 전체의 허용 오염부하량을 정하고 이를 오염원별로 할당·관리하는 수질 보전 제도이다.

이 제도를 이해하려면 다음 여덟 가지 키워드를 먼저 잡아야 한다.

• 오염총량관리: 목표수질을 기준으로 수역에 허용되는 오염물질의 총량을 정해 관리하는 제도이다.
• 목표수질: 하천 수계에서 달성해야 하는 수질 목표 농도이다.
• 기준유량: 할당부하량을 산정할 때 쓰는 하천 유량이며 10년 평균 저수량을 적용한다.
• 허용배출부하량: 목표수질을 지키는 범위에서 배출이 허용되는 오염물질의 양이다.
• 할당부하량: 총량관리단위유역 또는 소유역별로 배분된 허용 부하량이다.
• 총량관리단위유역: 오염총량을 산정하고 할당하는 기본 관리 단위이다.
• 오염원그룹: 생활계, 산업계, 축산계, 양식계, 토지계처럼 오염원을 유형별로 묶은 범주이다.
• 삭감목표량: 현재 부하를 할당부하량 수준으로 맞추기 위해 줄여야 하는 양이다.

이 키워드들은 하나의 흐름으로 연결된다. 목표수질과 기준유량을 곱해 총량관리단위유역의 할당부하량이 정해지고, 이 값이 소유역과 오염원그룹으로 나뉘어 최종적으로 개별 오염원에 재할당된다. 따라서 답안을 쓸 때는 정의 문장 뒤에 목표수질, 기준유량, 할당부하량의 관계를 한 문단으로 이어 쓰는 것이 좋다. 허용배출부하량은 목표수질 기준의 허용 가능량이고 할당부하량은 그 허용량을 나눈 몫이므로, 두 용어를 구분해서 쓴다.

2. 개념 풀이

오염총량관리는 수질 목표를 만족시키기 위해 해당 수역으로 들어가는 오염물질의 총량을 관리하는 제도이다. 개별 배출시설의 배출농도만 규제하는 방식과 달리, 수역이 감당할 수 있는 최대 오염부하량을 먼저 정하고 그 양을 유역 안의 오염원에 나누는 방식이다. 따라서 관리 대상은 농도가 아니라 부하량이며, 부하량은 농도에 유량을 곱한 값으로 단위시간당 오염물질의 양을 뜻한다.

원리는 다음 식으로 정리된다. 목표수질 농도와 기준유량을 곱하면 허용되는 부하량이 되며, 환산계수를 곱해 kg/일 단위로 맞춘다.

$$ 허용배출부하량(kg/일) = 목표수질(mg/L) × 기준유량(㎥/s) × 86.4 $$

환산계수 86.4는 단위를 맞추는 값이다. 1mg/L에 1㎥/s를 곱하면 1g/s가 되고, 하루 86,400초를 곱하면 86.4kg/일이 되기 때문이다. 할당부하량은 허용배출부하량(목표수질×기준유량)에서 배경부하량을 뺀 값에 (1 − 안전율)을 곱하고 배경부하량을 더해 산정한다.

목표수질은 하천의 특정 지점, 곧 목표수질 설정지점에서 달성해야 하는 값이다. 그 지점에 도달하는 부하는 상류 소유역에서 배출된 오염물질이 하천을 흐르는 동안 자정작용을 거친 결과이므로, 수질모델링으로 소유역별 기준배출량을 역으로 계산한다. 즉 설정지점에서 허용부하량을 맞추도록 각 소유역의 배출량을 거꾸로 산정하는 구조이다.

• 기준배출량: 목표수질설정지점의 할당부하량을 만족하도록 소유역에서 배출을 허용하는 양이다.
• 단위유달부하량: 소유역에서 배출된 오염물질이 자정작용을 거쳐 목표수질설정지점에 도달하는 부하량이다.
• 안전율: 수질모델링의 불확실성을 보정하려고 할당량에서 미리 빼 두는 비율이다.

소유역별 할당부하량은 기준배출량에 (1-안전율)을 곱해 정해진다. 안전율을 적용하는 이유는 모델이 가진 불확실성 때문에 기준배출량을 그대로 할당하면 목표수질을 지키지 못할 위험이 있기 때문이다. 지방자치단체는 관할 지역 안의 소유역별 할당부하량을 합산해 자체 총량을 갖고, 이 값을 오염원그룹별로 나눈 뒤 개별 오염원에 다시 재할당한다.

3. 등장 배경과 필요성

하천 수질이 나빠지는 원인은 공장이나 하수처리장처럼 지점이 명확한 점오염원과, 강우 때 토지에서 씻겨 내려가는 비점오염원이 함께 누적되는 데 있다. 기존의 농도규제는 개별 시설이 배출하는 수질을 기준 이하로 묶어 두는 데 머물러, 시설 수가 늘거나 유량이 적은 시기에 수역으로 들어가는 전체 부하를 제한하지 못한다.