미국 청정수법(CWA)에 기반한 수질 규제 체계와 NPDES 허가 및 TMDL을 통한 오염물질 관리 및 평가 방법론 doc_id CNTS-00118872468_11

추정 접근법의 기준 iii은 규제대상자가 기준 ii에 따라 배제 혹은 차집하여 처리하는 용량에 대한 하수관 시스템 특성화, 모니터링 및 모델링 작업을 통하여 수질오염을 일으키는 것으로 확인된 오염물질 중량(mass) 이상을 배제 또는 제거할 것을 명시하였다. 이 기준을 명시하는 또 다른 방법은 강우사상 시 CSS 발생 오염물질 중량의 85%를 배제 또는 제거할 것이라는 것이다. 이 기준은 "수질오염을 유발하는(causing water quality impairment)" 오염원에 적용되므로, 장기제어계획 개발의 특성화, 모니터링 및 모델링 단계에서 우려되는 오염물질로 명시된 오염물질에만 적용되어야 한다. 예를 들어, 다수의 CSS에서는 세균, 침전물 및 BOD가 주요 우려 오염물질이다. 이 접근법을 사용할 경우, 물질수지 접근법(mass–balance approach)을 사용하여 앞 절에서 서술한 합류식 하수도의 흐름을 판단하고, 다음은 해당되는 오염물질 부하(pollutant load)를 추가하여 오염물질의 삭감 혹은 제거를 평가하여야 한다. 평균 오염물질 부하의 추론은 장기제어계획을 개발하면서 수행한 CSS의 특성화, 모델링 및 모니터링 중에 완료되었을 수 있다. 미국은 청정수법(Clean Water Act, CWA)을 통해 수계에 대한 오염물질의 배출과 지표수의 수질기준을 규제하는데 필요한 기본구조를 확립하였다. 청정수법의 근간은 1948년 제정된 연방수질오염방지법(Federal Water Pollution Control Act)이지만 해당 법안은 1972년에 대대적으로 개편 및 확장되었다. 1972년 개정된 법안들의 공통된 명칭은 “청정수법”이었다. 청정수법에 따라 미국환경보호청(U.S EPA)은 산업폐수 기준 확립과 같은 오염물질 제어 프로그램을 시행하였고, 지표수의 오염물질에 대한 국가 수질기준 권고안을 수립하였다. 청정수법은 점오염원으로부터 선박이 항해 가능한 수계에 대해 어떠한 오염물질을 방류하더라도 허가가 없다면 모두 불법인 것으로 규정하였다. 미국환경보호청은 국가오염물질 배출규제제도(National Pollutant Discharge Elimination System, NPDES)의 허가 프로그램을 통해 방류를 제어한다. 지자체의 하수도시스템에 연결되어 있거나, 개인하수도시스템을 사용하거나, 표면 방류가 없는 개인주택은 방류에 대하여 NPDES를 통해 허가를 받을 필요가 없다. "강우사상 중 합류식 하수도시스템의 하수(combined sewerage)"는 유출수(runoff)와 합류식 하수도시스템으로 유입되는 오수(sanitary sewerage; 또는 건기 흐름, dry-weather flow)의 합이다. 유출수는 강우사상 중 CSS로 유입되는 하수량으로 모델링 또는 계산되어야 한다. 오수(sanitary sewerage)는 강우사상 중 합류식 하수도시스템의 분류식 오수에서 측정 또는 배분되어야 한다. 무엇이 "오수"의 구성요소에 포함되어야 할지를 명시하는 것은 규제 당국과 협의되어야 한다. 예를 들어, I/I가 높은 시스템이 I/I 초과량(excess I/I)을 처리하기 위하여 기준 오수 수위를 줄일 것으로 기대할 수 있다. "강우사상 중(during precipitation events" 하수의 결정에는 유출수를 야기하는 강우사상의 기간과 CSS에서 배출하는 추가 기간이 포함되어야 한다. NPDES 허가(Permit)는 일반적으로 구체적인 양의 오염물질을 수계에 특정한 상황에서 배출하는 시설이 갖는 공식적 라이센스(License)를 의미한다. 허가를 통해 시설에서 하수 슬러지를 처리, 소각, 매립 또는 유익하게 활용하는 것을 인가받는다. NPDES의 허가(Permit)는 개별허가(Individual permits)와 일반허가(General permits)로 구분된다. 개별허가는 개별시설에 구체적으로 지정된 허가이다. 시설에서 적절한 신청서를 제출하면 허가당국은 허가신청서에 포함되어있는 정보(예: 활동유형, 방류특성, 영향수계 수질)에 기초하여 해당 특정 시설에 대한 라이센스를 발급한다. 당국은 시설에 특정한 기간(5년을 초과할 수 없음) 동안의 허가와 허가만료일 이전에 허가를 재획득하기 위해 필요한 요구사항을 교부한다. 청정수법 섹션 303(d)에서는 주정부가 관할 지역 내의 수계의 수질기준을 달성하기 위해 기술기반 제어를 적용하는 것이 부적절한 것을 파악한 경우 수행해야 하는 절차에 대해 제시한다. 주정부는 수계에 대한 우선순위를 결정하고 핵심적인 수계에 대하여 일일최대총부하량(Total Maximum Daily Loads, TMDLs)을 결정해야 한다. TMDL은 수계에 오염물질을 배출할지라도 수계의 수질기준을 준수할 수 있는 구체적인 오염물질의 양 또는 오염물질의 특성, 점오염원, 비점오염원, 자연적인 배경 오염원, 안전율이 규정되어 있어야 한다. 점오염원을 통해 오염부하(Pollutant Loadings)를 할당하는 것을 하수부하(Wasteload) 할당이라고 일컫는다. TMDL은 수계가 수질기준을 안전하게 충족시킬 수 있으면서 수용할 수 있는 오염물질의 최대량을 계산한 것이다. 일반적으로 TMDL은 점오원 하수부하할당(Wasteload Allocations, WLAs), 비점오염원 부하할당, 안전율, 가능한 저류할당(Reserve allocation)으로 구성된다. 하수부하할당(WLAs)은 향후 NPDES 허가 한계를 설정하는데 활용된다. 하수부하할당과 NPDES 허가 한계의 가정과 요구사항이 항상 일치하여 쉽게 변환할 수 있는 것은 아니다. 허가를 수립하는 동안 TMDL의 변환을 위한 사항을 명확히 요청하는 것은 NPDES 허가 작성자에게는 흔치 않은 일이고 TMDL 작성자에게는 종종 있는 일이다. EPA는 이러한 경우와 관련되어 자주 묻는 질문(FAQ)을 작성하여 TMDL 시나리오 구현에 도움이 되도록 EPA 홈페이지(npdesbox-request@epa.gov)에 게시해 두었다. 총 방류 독성(Whole Effluent Toxicity, WET)은 샘플(예, 방류 폐수)의 종합적 독성효과를 샘플에 노출될 경우 생물의 반응(예: 치명적인 성장장애 또는 생식장애)에 기반하여 측정하는 것을 나타낸다. EPA의 총 방류 독성 시험은 특정 오염물질을 구체적으로 규명할 필요 없이 수생태가 폐수 속에 있는 독성 오염물질에 노출될 경우 받는 종합적 영향을 재현한다. 총 방류 독성 시험은 CWA 섹션 402에 따라 NPDES 허가 프로그램의 수질기준을 시행하기 위한 중요한 구성 요소이다. 이는 CWA 섹션 101(a)와 (2)의 목표를 달성하는, 즉 “국가 수계의 화학적, 물리적, 생물학적 온전성(Integrity)”을 회복 및 유지, 어류와 패류의 보호와 번식에 기여한다. WET 시험(WET test)은 수질 평가, 허가 한계 개발, 법정기준 준수여부(Compliance) 평가에 사용된다. 수질 보호를 위해 EPA는 NPDES 허가 내의 WET 시험과 화학특성(Chemical-specific) 수질기준 요구사항을 함께 사용할 것을 권장한다.