부	보 도 자 료

보도 일시	2023. 1. 17.(화) 12:00 (수요일 조간)	배포 일시	2023. 1. 16.(월)

담당 부서	국립환경과학원	책임자	센터장	윤정기	(032-560-8383)
	환경측정분석센터	담당자	연구사	김민섭	(032-560-8384)

환경과학원, 총유기탄소 환경오염 평가기법 국제적 인정

- 환경공학 분야 최고 권위 국제학술지 ‘워터리서치’ 1월호에 소개 -

□ 환경부 소속 국립환경과학원(원장 김동진)은 하천으로 유입되는 총유기탄소의 배출원별 기여율을 산출할 수 있는 평가기법(2022년 개발)이 환경공학 분야 최고 권위의 국제학술지인 ‘워터리서치(Water Research)*’ 1월호에 소개되어 국제적으로 관련 연구를 인정받았다고 밝혔다.

* 1967년에 첫 출판을 시작한 수문 분야의 국제적인 학술지로 과학 연구 논문 인용 지수 평가 사이트(Scientific journal ranking)에서 1위를 기록

○ 총유기탄소(TOC)는 물 속에 함유되어 있는 유기물질의 전체 탄소량을 나타내는 지표를 뜻하며, 물 속의 유기물질 양을 일반적으로 30∼60%만 측정할 수 있는 화학적산소요구량*에 비해 90% 이상 측정할 수 있어 하천의 난분해성 유기물질까지 관리할 수 있다.

* 화학적산소요구량은 난분해성 물질 등 전체 유기물질을 측정하지 못하는 한계가 있음

○ 특히 2020년 1월부터 폐수배출시설과 공공폐수처리시설 방류수의 유기물질 관리지표가 화학적산소요구량에서 총유기탄소량으로 변경(물환경보전법 개정)되면서 유기탄소 관리를 위한 연구가 필요하다.

□ 국립환경과학원이 지난해 11월에 개발한 유기탄소 평가기법은 물 속에 있는 유기물질의 유기탄소 안정동위원소비와 형광특성 지표를 분석하여 오염기여율 산정 모델에 입력하면 배출원별로 유기탄소의 기여율을 산출한다.

○ 이를 통해 여름철 등 비가 내리는 전후의 계절 변동에 따른 환경오염물질 배출원별* 유기탄소 기여율을 확인할 수 있다.

* 토양, 지하수, 산림, 조류, 방류수(농경지, 축사, 하수종말처리장, 산업단지, 생활하수, 분뇨처리장 등)

○ 이는 농경지, 도심, 산림, 초지 등 다양한 환경오염물질 배출원이 혼재하는 하천 등의 유역 환경에서 비가 내린 이후의 유기탄소 기여율을 평가한 최초의 국제적인 사례다.

□ 이번 연구에서는 유기탄소의 농도만을 이용해 배출원별 오염 기여도를 유추하여 불확실성이 높았던 기존의 연구방식을 벗어나 다양하고 진보된 평가기법들을 통합 적용하여 유기탄소 오염 조사에 대한 신뢰성을 높였다.

□ 김동진 국립환경과학원장은 “이번에 개발된 평가기법은 탄소중립 실현을 위한 총유기탄소 관리 정책의 과학적 기초자료로 활용될 것”이라며, “지속적인 현장적용 맞춤형 연구를 통해 환경오염 기여율 산정의 정확성을 높일 예정”이라고 밝혔다.

붙임  1. 주요 연구 결과.

2. 국제 환경 학술지 게재 논문 표지.

3. 전문용어 설명.  끝.

붙임 1		주요 연구 결과

□ 연구 목적

○ 하천으로 유입되는 다양한 유기탄소 환경오염원*의 화학적 특성**을 조사하여 각각의 유기탄소 배출원별 기여율 산정

* 토양, 지하수, 산림, 조류, 방류수(농경지, 축사, 하수종말처리장, 산업단지, 생활하수, 분뇨처리장 등)

** 총유기탄소 안정동위원소비, 형광특성 지표, 초고분해능 질량분석

□ 연구 방법

○ (유기탄소 기원 추적) 하천으로 유입되는 유기탄소 오염원의 화학적 특성과 물 시료 내 유기탄소의 화학적 특성을 비교

○ (모델적용) 오염기여율 산정 모델(End member mixing analysis)에 유기탄소 안정동위원소비 및 형광특성 지표를 대입하여 유기탄소 배출원별 기여율 산정

○ (검증) 초고분해능 질량분석 결과를 통해 유기탄소의 분자구조를 확인하고 토지이용률과 비교하여 분석값의 신뢰성 확보

□ 결론

○ 토양, 지하수, 나뭇잎 등 자연에서 유래한 유기탄소 기원인지, 인위적인 오염원으로부터 유래한 유기탄소 기원인지를 파악할 수 있음

○ 기존의 단일 분석기법 적용보다는 다중 분석기법을 동시에 적용하여 유기탄소 오염원 기여율을 산출한 최초의 사례

그림. 유기탄소 오염원 추적을 위한 평가기법 적용 절차도

(출처: Water Research, 230 (2023), 119470)

붙임 2		국제 환경 학술지 게재 논문 표지

붙임 3		전문용어 설명

□ 안정동위원소비(Stable Isotope Ratio)

양성자 수는 같아 원자번호는 같지만 중성자의 수가 달라 질량값이 다른 원소를 가리키는 동위원소 중에서 자연에서 방사붕괴를 하지 않고 안정적으로 존재하는 동위원소의 존재비

□ 형광특성 지표(Spectroscopic index)

측정된 형광세기를 이용하여 물속에 존재하는 유기물 특성을 구분할 수 있는 지표

□ 화학적 산소요구량(Chemical Oxygen Demand)

유기오염물질을 화학적으로 분해할 때 요구되는 산소의 양