수질 오염 사고 예방 및 효율적인 하천 관리를 위한 수질자동측정망 운영과 측정 데이터의 신뢰성 확보를 위한 정도관리 체계 구축 doc_id PCY_201704060411251151_1

21세기에 들어서면서 국가 경제가 발전함에 따라 환경문제, 하천 및 호소 오염에 대한 국민의 관심이 커졌으며, 이에 대한 적절한 대응이 요구되기 시작하였다. 특히, 1991년 3월과 4월의 2차례의 페놀 오염사고, 1994년 1월의 수질오염사고, 2008년 4월의 페놀오염 사고 등의 하천오염사고는 환경부로 하여금 전국 주요상수원 및 오염사고 취약지역 등의 수질을 개선하는 정책을 내놓게 하였다. 실제로 정부는 1993년부터 1997년에 걸쳐 물관리 종합대책을 수립・시행하면서 사후대응 방식의 수동적 물관리 정책에서 벗어나서 예방적이면서 능동적인 유역관리정책을 추진하게 되었다. 이를 위해 주요하천의 수질을 실시간으로 감시하는 방안을 강구하게 되었고, 이러한 방안으로 국가 주요 하천, 호소에 대한 수질자동측정망이 설치되어 현재 67개 지점(2013년 11월 기준)이 운영 중에 있다. 2004년 10월에는 폐수 발생원으로부터 하천이나 호소를 보호하기 위하여 유입 오염물질의 발생원인 공단이나 종말처리장의 배출수를 모니터링하는 폐수배출업소 수질원격감시시스템(TMS: Tele Monitoring System) 관리계획을 수립하였다. 2007년 5월부터는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 개정 및 TMS구축을 통해 하천으로 유입되는 오염물질의 관리를 본격적으로 수행하였다. 이를 통해 전국의 하천과 호소뿐만 아니라 오염물질 발생원에 대한 원격감시가 가능하게 되었다. 수질자동측정망은 다양한 항목에 대해서 측정을 수행하고 있다. 수질자동측정망은 국가 하천의 주요 지점의 수중에 포함된 총유기탄소(TOC), 용존산소(DO), pH, 총질소(TN), 총인(TP), VOCs, 중금속, 생물독성 등을 실시간으로 측정하여 그 자료를 한국환경공단의 물환경본부 수질오염방제센터로 전송하고 있다. 이렇게 획득된 자료들은 하천 오염의 조기 경보 및 주요 오염발생원의 확인, 수질관리 등 국가 하천관리에 유용한 자료로 활용되고 있다. 2013년부터는 수질자동측정망에서 측정된 수질자료들이 공개됨은 물론, 국민이 이해하기 쉽도록 수질지수로 환산되어 제공되고 있다. 각 국가수질자동측정소에서 측정된 각 수질자료들이 RTWQI 환산식에의해 계산되어 실시간으로 수질자동측정망 웹서버를 통해 대중에게 공개되고 있다. 따라서 정확한 정보 제공을 위한 측정정확도 향상이 요구되고 있다. 기후변화로 인한 여름철 기온 상승은 하천 및 호소의 부영양화를 유발하여, 수생태계 파괴는 물론 하류에 위치한 상수도 공급체계에 위협이 되었다. 따라서 이와 같은 부영양화의 조기 발견 및 대응은 하천 및 상수원 수질 관리에서 가장 우선시되고 있다. 또한 조류증식을 유발하는 영양염류, 특히 인의 유입 억제를 위한 배출수 강화 및 수질감시 등이 진행되고 있다. 이러한 부영양화에 의한 녹조류 증식 및 인의 유입을 조기 발견하기 위해 67개 국가수질자동측정소 중 27개 측정소에 클로로필-a 자동측정기기를, 41개 측정소에 TP 자동측정기기를 설치 운영하고 있다. 이러한 부영양화에 의한 녹조류 증식 및 인의 유입을 조기 발견하기 위해 67개 국가수질자동측정소 중 27개 측정소에 클로로필-a 자동측정기기를, 41개 측정소에 TP 자동측정기기를 설치 운영하고 있다. 클로로필-a는 수중에 존재하는 조류에 많이 포함된 물질로, 수중 조류가 증식하면 클로로필-a의 농도 또한 증가된다. 이를 이용하여 수질의 오염상태를 간접적으로 측정한다. 클로로필에는 클로로필 a, b, c, d 등이 있으며, 이중 클로로필 a는 그 양도 많고, 모든 조류나 식물성 편모충류의 일부에 함유되어 있으며, 죽은 식물플랑크톤에는 적은 것으로 알려져 있기 때문에 조류의 현존량 지표로서 이용된다. 수중 인의 농도는 질소와 함께 부영양화를 나타내는 지표 중의 하나로, 수중에 포함된 인의 총량을 말하며 녹조 현상의 원인 중 하나이다. 특히 인은 합성세제나 화학비료에 많이 포함되어 있어 인위적 오염을 나타낸다. 현재, 총인 자동측정자료는 RTWQI 산정에 이용하고 있으나, 클로로필-a 자동측정 자료는 RTWQI 산정에 활용이 되고 있지 않다. 하지만 자동측정자료의 신뢰성에 대한 의문이 제기됨에 따라 클로로필-a 및 총인 자동 측정 자료를 통한 조류증식 조기 경보 및 측정자료 공개 자제가 제기되고 있다. 이에 측정자료의 정확도를 증진시키기 위해서, 보다 강화된 정도관리체계를 구축할 필요가 있다. 수질자동측정망에서 생산된 측정자료의 품질 보증과 품질목표를 효과적으로 달성하고 국제적 기준에 맞추어진 측정결과를 확보하기 위해서, 체계적인 정도보증 사업 계획(QAPP: Quality Assurance Project Plan) 및 정도관리 표준절차서(Quality Control Standard Operating Procedure)를 수립하고 이를 수행하여야 한다. 이를 통해서 수질자동측정망에서 생산되는 수질자료의 신뢰성을 확보할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 실시간 수질측정자료 정확도 향상을 위한 관리방안을 제시하고자 하며 이를 위해 현장 시험 및 문헌 조사를 수행하였다. 총괄책임자는 수질자동측정망 측정자료의 생산과 품질보증을 위한 정도관리 운영의 총괄 책임과 권한을 보유하고 있으며, 품질이 보증된 데이터의 생산・관리 및 전송 등의 절차를 수립한다. 또한 품질이 보증된 데이터의 생산을 위한 교육훈련을 지원하는 역할을 수행한다. 품질책임자는 품질보증을 위한 보다 세부적인 역할을 수행하며, 품질 책임자의 역할로는 ① 수질자동측정망 운영을 위한 전반적인 자원의 파악 및 지원, ② 품질절차서의 검토 및 승인, ③ 수질자동측정망 정도보증사업계획 수립, ④ 지역본부별 정도보증사업 세부추진 계획 검토 및 승인, ⑤ 지역본부 수질자동측정망 운영 및 정도관리에 대한 관리 및 감독 등이 있다. 기술책임자는 수질자동측정망 측정자료 생산과 품질보증에 필요한 자원 확보 및 기술운영의 책임과 권한을 보유하고 있으며, 구체적으로 ① 수질자동측정망 운영에 필요한 인적, 물적 자원의 파악 및 요청, ②자체 해당 품질절차서 검토 및 승인, ③운영요원에 대한 직무교육 및 관리감독, ④정도보증사업계획 세부추진계획 수립, 관리 및 감독 등의 역할을 수행한다. 정도관리의 목표는 외부적인 정도요구와 내부적인 정도요구에 따라 설정한다. 외부적인 요구로는 국제기준, 법, 고시, 규정 등에서 요구하는 기준 값 등이 있다. 최근에는 특정분석 항목에 대한 허용오차를 나타내고 있다. 내부적인 정도관리 목표는 관리부서에서 분석결과와 관련 있는 특정 인자에 대해 정보를 제공하지 못하거나 고객이 특별히 정도가 높은 측정결과를 요구할 경우에 분석자에 의해 자체적으로 설정된다. 한국환경공단에서는 국내 수질자동측정망에서 수립되는 측정 자료의 국제적 동등성을 확보하기 위하여 정도관리 방법 및 보증사업계획서(Quality Assurance Project Plan: QAPP)를 수립하고, 이를 통해 측정 자료의 품질목표를 효과적으로 달성하여 측정자료의 품질을 보증하고자 하였다. 품질보증 목표는 3년간의 측정자료, 인력 및 측정 환경, 국가 정책의 품질목표 등을 고려하여 매년 수립하고 있으며, 2007년부터 2013년까지 정도관리 추진 계획에 따라 측정불확도에 대한 품질요소 및 측정불확도 평가항목을 추가하여 시범적용하여 운영하고 있다. 해당 운영 결과는 수질자동측정망 운영상의 정도보증/정도관리 및 측정품질 정량화 사업에 활용되고 있다.