수질유해물질 적정관리를 위한 배출허용기준 설정 연구 (9차년도) 착수 보고 2009. 6. 12 연구책임자 : 염 익 태

Contents Ⅰ. 개 요 Ⅱ. 수질유해물질 지정체계 및 배출허용기준 설정체계 Ⅲ. 9차년도 조사대상물질 Ⅰ. 개 요 Ⅱ. 수질유해물질 지정체계 및 배출허용기준 설정체계 Ⅲ. 9차년도 조사대상물질 Ⅳ. 9차년도 연구계획 및 일정

Ⅰ. 개 요

사 업 개 요 사업명칭 : 수질유해물질 적정관리를 위한 배출허용기준 설정연구(9차년도) 사업목적 : 수질유해물질 항목으로의 지정 검토 및 배출허용기준(안) 제시 사업기간 : 2009. 05. 29 ~ 2010. 05. 28 (12개월) 연구기관 : 성균관대학교(무배출형 환경설비지원센터) 연구책임자 : 염 익 태 과업주관 : 국립환경과학원 물환경제어연구과

사 업 배 경 유해화학물질로부터 안전한 수계관리를 위해 수질유해물질 관리 항목 증가 필요 국내사용 화학물질 3만종 이상, 매년 300여종 신규사용 “수질 및 수생태계 보전에 관한 법률” 내 특정수질유해물질항목 : ‘91년 12종 → ’99년 17종 → ’06년 19종 → ’08년 24종 환경부 물환경관리기본계획 : (’07)19종 → (’10)25종 → (’15)35종 유해화학물질로부터 안전한 수계관리를 위해 수질유해물질 관리 항목 증가 필요 2000년 조사대상 물질목록 선정 후 항목 증가를 위한 용역사업 진행 중(현재 9차년도)

(수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 별표3) 국내 특정수질유해물질 관리현황 특정수질유해물질 지정 현황 (총 47종 수질오염물질 중 24종) (수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 별표3) 1.구리 및 그 화합물 2.납 및 그 화합물 3.비소 및 그 화합물 4.수은 및 그 화합물 5.시안화합물 6.유기인 화합물 7.6가크롬 화합물 8.카드뮴 및 그 화합물 9.디클로로메탄 10.테트라클로로에틸렌 11.트리클로로에틸렌 12.페놀류 13.폴리크로리네이티드비페닐 14.셀레늄 및 그 화합물 15.벤젠 16.사염화탄소 17.1,1-디클로로에틸렌 18.1,2-디클로로에탄 19.클로로폼 20. 1,4-다이옥산 21. 비스(2-에틸헥실)프탈레이트 22. 염화비닐 23. 아크릴로니트릴 24. 브로모포름 18, 19항 : 확대지정(’06.1.2 수질환경보전법 시행규칙 개정·공포) 20~24항 : 확대지정(’08.10.29 수질환경보전법 시행규칙 개정·공포)

국내 특정수질유해물질 관리현황 특정수질유해물질 현행 규제 수준 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 폐기물관리법 배출시설 설치허가/변경허가 필요 (일반 수질오염물질은 신고대상) 상수원 취수시설이 있는 상류지역의 배출시설 제한 (제한구역 내 설치는 폐수무방류배출시설로 : 구리 및 그 화합물, 디클로로메탄, 1,1-디클로로에틸렌만 가능) 부과금 부과대상 오염물질 종류 증가(부과금액 높음) 폐기물관리법 폐기물중간처리시설의 경우 특정수질유해물질의 배출시 배출허용기준 이내 배출 수계 물관리 및 주민지원 등에 관한 법 특정수질유해물질의 종류, 취급량 및 배출량과 배출량줄이기 계획을 제출 완충저류시설 설치(특정수질유해물질 포함 1일 200톤 이상 배출 산업단지) 유출차단시설 등의 설치(완충저류시설로 유입하는 자 면제)

특정수질유해물질의 배출허용기준 0.3 0.06 트리클로로에틸렌 0.8 0.08 클로로폼 (1)(2) 0.1 0.02 테트라클로로에틸렌 0.03 1,2-디클로로에탄 (1)(2) 카드뮴함유량 1,1-디클로로에틸렌(2) 0.5 6가크롬함유량 0.2 디클로로메탄 1 유기인함유량 0.04 0.004 사염화탄소(2) 시안함유량 0.01 벤젠 0.005 0.001 수은함유량 셀레늄함유량(2) 0.25 0.05 비소함유량 0.003 불검출 PCB함유량 납합유량 가나 : 3 특례 : 5 페놀류함유량 3 구리함유량 가/나 /특례 청정 항목 항 목 * Unit : mg/L (1)확대지정물질(’06.1.2 수질환경보전법 시행규칙 개정·공포) (2)배출허용기준 신설(’08.10.29 수질및수생태계보전에관한법률 시행규칙 개정) 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 별표13 (’09년 5월 현재 19종)

선행 연구 결과 1~4차년도 5차년도 6차년도 7차년도 8차년도 특정수질유해물질 확대지정 2종(1,2-디클로로에탄, 클로로폼) 배출허용기준이 없는 물질에 대한 배출허용기준(안)제시 3종 : 니켈, 바륨, 브로모포름 특정수질유해물질 후보 3종 및 배출허용기준(안)제시 : 아크릴아미드, 3,3-디클로로벤지딘, N-니트로소디메틸아민 감시물질 : 1,1,1-트리클로로에탄 특정수질유해물질 확대지정 2종(1,2-디클로로에탄, 클로로폼) 배출허용기준 신설 2종(벤젠, 디클로로메탄) 배출허용기준 강화 2종(비소, 납) 1~4차년도 배출허용기준이 없는 물질에 대한 배출허용기준(안)제시 5종 특정수질 유해물질 후보 : 1,4-다이옥산 등 2종 제시 특정수질 유해물질 후보 : 염화비닐, 아크릴로니트릴 등 7종 제시 5차년도 6차년도 6차 특정후보물질 중 3종 재 검토 특정수질 유해물질 후보 : 염화비닐, 니트로벤젠 감시물질 : 2,4-디클로로페놀 우선순위 물질목록 재설정 7차년도 8차년도

선행 연구용역 결과의 법제화 결과 본 사업 5, 6, 7차 연구결과 ’06년 국립환경과학원 연구결과 법제화 추진 8종 퍼클로레이트 셀레늄, 사염화탄소, 1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디클로로에탄, 클로로폼 1,4-다이옥산, 비스(2- 에틸헥실)프탈레이트 1종 기존 5종 신규지정 2종 8종 배출허용기준 설정 기존 5종 : 특정수질유해물질 항목 중 배출허용기준이 없던 물질 6-7차 연구결과 제안된 6종 중 3종이 먼저 법제화 추진 브로모포름 염화비닐 아크릴로니트릴 1,4-다이옥산 비스(2-에틸헥실)프탈레이트 비 고 1종 : 퍼클로레이트 외 특정수질유해물질포함 6종 수질오염물질 지정 2종 5종 특정수질유해물질 지정 과학원 연구결과 6차 결과 5차 결과 입법예고 종합 (’07년 12월) 환경부 주관 전문가회의

수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 개정 및 공포 선행 연구용역 결과의 법제화 결과 본 사업 5, 6, 7차 연구결과 ’06년 국립환경과학원 연구결과 법제화 결과 셀레늄, 사염화탄소, 1,1-디클로로에틸렌, 1,2-디클로로에탄, 클로로폼 5종 배출허용기준 설정 신규 지정 물질은 항목만 지정됨.(배출허용기준은 추후 법제화) 1,4-다이옥산 ,비스(2-에틸헥실)프탈레이트, 염화비닐, 아크릴로니트릴, 브로모포름 비 고 상기 특정수질유해물질 5종 + 퍼클로레이트 6종 수질오염물질 지정 특정수질유해물질 지정 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 개정 및 공포 (’08년 10월 29일) 환경부 주관 전문가회의

Ⅱ. 특정수질유해물질 지정체계 및 배출허용기준 설정체계

수질유해물질 지정체계 특정수질유해물질 지정 조사물질 선정된 조사대상물질 조사대상물질에 대한 특성 및 인체유해성 자료수집 Low 조사물질 선정된 조사대상물질 조사대상물질에 대한 특성 및 인체유해성 자료수집 조사대상물질의 수환경 중의 농도 및 노출량 파악 발암물질 감시물질 특정수질유해물질 후보 발암성 여부 비발암물질 업체/종말 배출 여부 High 수계/공단천 검출 여부 Yes No Hazard based approach Risk based 수계 비검출 검출농도 > 수질준거치 수질준거치 X 10 전문가위원회 등 협의체 검토 특정수질유해물질 지정 ◆ (특정)수질유해물질 후보물질의 지정여부 검토 - 추가조사 필요성 검토 - 위해성평가 필요성 검토 ◆ 배출허용기준(안) 검토 업체/하폐수종말 무배출 인체건강에 대한 유해성 및 생태위해도 고려

수질준거치 산정(인체) 인체독성기준 수질준거치 (Ambient Water Quality Guideline) 산정 Data base 및 문헌자료를 통한 발암성/비발암성 자료조사 위해수준 10-5과 발암력 계수(q1)를 통한 위해도 특성적 복용량(RSD) 계산 기준복용량(RfD) 및 상대근원기여도(RSC) 파악 RSD: Risk Specific Dose, 위해도 특성적 복용량(mg/kg/day) BW: Body Weight, 몸무게(kg) DI: Drinking water Intake, 음용수 섭취율(L/day) FI: Fishery Intake, 어류 섭취율(kg/day) BAF: Bioaccumulation Factor, 생물 축적 계수(L/kg) q1 : Cancer potency factor (mg/kg/day)-1 발 암 성 AWQC = RSD X BW DI + (FI X BAF) RSD = 위해도, 10-5 발암력 계수, q1 비 RfD: Reference Dose, 기준 복용량(mg/kg/day) RSC: Relative Source Contribution, 상대 근원 기여도 AWQC = RfD X RSC X

수질준거치 산정(생태) 생태독성기준 수질준거치 (Ambient Water Quality Guideline) 산정 Data base 및 문헌자료를 통한 동식물 실험 자료 조사 저 신뢰도 준거치 산정법 최소 데이터 요건을 충족시키는 정도에 따라 10~1,000 사이의 평가 계수를 적용 - 최소 데이터 여건  적어도 하나는 어류  적어도 하나는 무척추동물  적어도 하나는 식물 Discard : 신뢰도문제 국내 종 데이터 선별 고 신뢰도 준거치 산정법 최소 4개의 다른 분류학 그룹에서 최소 5개의 다른 종의 만성 NOEC 데이터 조건을 충족시키는 경우 이 데이터를 사용하여 통계 프로그램에 실행하여 결과값을 도출하는 방법 중간 신뢰도 준거치 산정법 최소 4개의 다른 분류학적 그룹에서 최소 5개의 급성 LC50 또는 EC50 데이터 조건을 충족시키는 경우 이 데이터를 사용하여 통계 프로그램을 실행한 후 최종급만성비로 나누는 방법 NOEC: No-Observed-Adverse-Effect-Concentration, 만성독성 시험결과 어떠한 영향도 관찰되지 않은 유출수의 농도 중에서 최고농도 LC50: Concentration (food or water) resulting in mortality in 50 percent of the exposed organisms, 반수치사농도 EC50: Concentration resulting in a non-lethal effect in 50 percent of the exposed organism, 투여량(농도)에 대한 과반수 영향농도(Effective Concentration)

배출허용기준 설정체계 수질오염물질 배출허용기준 설정(가/나/특례) 배출허용기준 설정(청정:10배 강화) 수환경으로의 배출여부 (산업폐수종말처리장/개별배출업소) 수질근거배출허용기준(WQBEL) [수질모델/희석율] 기술근거배출허용기준(TBEL) [BPT/BAT/NSPS] ■ 인체 및 생태 유해도 ■ 외국기준치 ■ 검출한계 잠정기준설정 기술적/경제적 타당성 분석 배출허용기준 설정(가/나/특례) Yes 비교검토 No 배출확인 (비점오염원 등의 오염원에 대한 전면적인 조사) 수질오염물질에 대한 수질환경기준의 존재여부 WQBEL>TBEL 일경우 BPT WQBEL<TBEL 일경우 BAT, NSPS 배출허용기준 설정(청정:10배 강화) 배출허용기준 설정체계

Ⅲ. 9차년도 조사대상 물질

9차년도 조사대상 물질 선정 조사대상물질 : 9종 우선조사 대상물질 2순위 물질 중 미조사 물질 6종 : 1,4-Dichlorobenzene, Naphthalene, Epichlorohydrin, Formaldehyde, Nitrilotriacetic acid(NTA), Chlorothalonil 지정검토(특정수질유해물질/수질오염물질) 및 배출허용기준 설정 정수장 원수에서 검출된 물질 3종 : Dichloroacetaldehyde, Bromochloroacetic acid, Bromate 배출 실태 조사

조사 대상물질의 주요특성 물 질 발 암 성 Solubility In water Vapor pressure 물 질 발 암 성 Solubility In water Vapor pressure Partition coefficient USEPA IARC Log Kow Log Koc 1,4-Dichlorobenzene - 2B 80.0 mg/L 1.77 mmHg at 25℃ 3.44 2.44 Naphthalene C 31.7 mg/L at 25℃ 0.087 mmHg 3.29 2.97 Epichlorohydrin B2 2A 66 g/L at 20 ℃ 1.60 kPa at 20 ℃ 0.26 Formaldehyde B1 1 Very soluble; up to 55% at 25℃ Gas: vapor pressure>bp; 3,883 mmHg at 25℃ 0.350 1.567 Nitrilotriacetic acid(NTA) 1.28g/L at 22.5℃ Chlorothalonil 0.81 mg/L at 25℃ 5.72 × 10-7 at 25℃ 3.05 Dichloroacetaldehyde 55.4 mmHg at 25 ℃ Bromochloroacetic acid 2.5X105 mg/L at 25℃ 1.4X10-1 mmHg at 25℃ 0.61 Bromate 2B 1) 909 g/L at 100 ℃ 2) 497.5 g/L at 100 ℃ 1) 1) Potassium Bromate 2) Sodium Bromate

Headspace/Trap & GC/MS analysis 분석방법 및 분석장비 VOC, Aldehyde류 그룹 유기염소계 농약, 할로 아세트산 그룹 1,4-Dichlorobenzene, Naphthalene, Epichlorohydrin, Formaldehyde, Dichloroacetaldehyde 물질 Chlorothalonil, Bromochloroacetic acid 물질 분석 방법 Headspace/Trap & GC/MS analysis 분석 방법 LLE & GC/ECD analysis - 1,4-Dichlorobenzene: 0.03 ㎍/L - Naphthalene: 0.04 ㎍/L - Epichlorohydrin: 제시안됨 - Formaldehyde: 0.5 ㎍/L - Dichloroacetaldehyde: 제시안됨 MDL MDL - Chlorothalonil: 0.01 ㎍/L - Bromochloroacetic acid: 0.4 ㎍/L

wet-chemical analyzer Preparation step & LC/MS/MS 분석방법 및 분석장비 아민, 카르복실산, 지방족화합물 그룹 Inorganic 그룹 물질 Nitrilotriacetic acid(NTA) Bromate 물질 분석 방법 CFA: Continuous-flow wet-chemical analyzer 분석 방법 Preparation step & LC/MS/MS MDL - Nitrilotriacetic acid: 50 ㎍/L - Bromate: 0.05 ㎍/L MDL

Ⅳ. 9차년도 연구계획 및 일정

사업 수행 절차 STEP 3 STEP 2 STEP 1 수질유해물질 관리방안 도출 실태조사 및 분석 조사대상 및 지점선정 특정수질유해물질지정체계 정비 조사대상 물질의 수질유해물질 지정 필요성 검토 조사대상 물질의 배출허용기준(안) 제시 배출허용기준 설정 시 기술적, 경제적 타당성 검토 수질유해물질 관리방안 도출 STEP 3 1차 : 7-9월 2차 : 12-2월 배출업소 : 45개소, 종말처리장 12개소, 공단천 12지점(수계포함) 실태조사 및 분석 STEP 2 업체 : 대상물질 배출 가능성이 높은 업종의 업체 선정(TRI 등 이용) 종말처리장 : 조사대상 업종이 다수 분포하는 공단 공단천(수계) : 국내주요 수계와 조사대상 업종이 연계된 공단천 조사대상 및 지점선정 STEP 1 인체건강에 대한 독성 및 위해성에 대한 자료조사 생태유해성 및 독성에 대한 자료조사 국내외 수질규제 및 관리현황 조사 위해성 및 국 내외 현황조사

채수대상 개별업체 선정 절차 채수대상 업종의 선정기준 채수 대상 업종의 선정 폐수배출량 기준의 업체 선정 국내 TRI(2006유통량, 2007배출량) US TRI(2007) 채수 대상 업종의 선정 채수대상 업종의 선정기준에 따라 국내 수계배출량 및 사용량, 유통량이 확인된 업종을 위주로 미국 폐수배출기준, TRI등을 참조하여 선정 폐수배출량 기준의 업체 선정 대상업종 중 대상물질의 검출가능성이 높은 업체를 규모별로 선정 국립환경과학원과 협의하여 45개 업체 선정

실태조사 대상물질 배출가능 업종 대상 물질 1,4-디클로로벤젠 - 화합물 및 화학제품 나프탈렌 제조업 에피클로로히드린 배출 가능 업종 국내 수계 배출 업종 US TRI 수계 배출 업종 1,4-디클로로벤젠 - Chemicals, Hazardous waste/Solvent recovery 나프탈렌 화합물 및 화학제품 제조업 Textiles, Paper , Petroleum ,Chemicals, Primary Metals, Transportation Equipment, Machinery, Electric Utilities, Petroleum Bulk Terminals, Hazardous Waste/Solvent Recovery 에피클로로히드린 Chemicals 포름알데히드 Textiles, Wood Products, Paper, Chemicals, Plastics and Rubber, Stone/Clay/Glass, Primary Metals, Fabricated Metals, Computers/Electronic Products , Miscellaneous Manufacturing, Hazardous Waste/Solvent Recovery 니트릴로트리아세틱 에시드 클로로타로닐 디클로로아세트알데히드 브로모클로로아세틱 에시드 브로메이트

조사대상 산업폐수 종말처리장(안) 처리장 지역 관련 산단 처리량 (m3/d) 주요 업종 처리시설 시흥 하수처리장 수도권 시화국가산단 279,000 도금, 화학, 염색, 피혁, 제지 활성슬러지,섬모MAAO 안산 하수처리장 반월국가산단 534,000 기계, 전기전자, 석유화학, 운송장비 활성슬러지, BNR_C 대덕 폐수종말처리장 충청권 대전3,4산단 60,000 섬유, 화학, 금속, 목재, 종이 활성슬러지 청주 산단 폐수종말처리장 청주지방산단 31,000 섬유, 전자, 제지, 석유화학, 전기전자 완주(전주3) 폐수종말처리장 전라권 완주산단/전주과학산업연구단지 27,000 운송장비, 기계, 석유화학, 전기전자 등 여수 중흥 폐수종말처리장 여수국가산단 35,000 석유화학 및 화합물질제조 관련업종 활성슬러지+사여과 여수 월내 폐수종말처리장 70,000 구미 하수처리장 경상권 구미국가산단 330,000 전기전자, 철강기계, 섬유, 석유화학 DNR 경산 폐수종말처리장 경산 자인/진량산단 115,000 전기전자, 철강기계, 섬유, 석유화학 등 포항 하수처리장 포항철강지방산단 80,000 철강 관련 업종 용연 하수처리장 울산미포국가산단 250,000 석유화학, 기계, 운송장비 등 DeNiPho 온산 하수처리장 온산국가산단 150,000 석유화학, 기계, 운송장비, 철강 등 ※ 채수대상 처리장은 국립환경과학원과 협의 후 결정

조사대상 산업폐수 종말처리장 시흥하수종말처리장 안산하수종말처리장 청주산단폐수종말처리장 구미 하수종말처리장 대덕폐수종말처리장 포항하수종말처리장 완주폐수종말처리장 용연하수처리장 온산하수처리장 여수중흥폐수종말처리장 경산폐수종말처리장 여수월내폐수종말처리장

조사대상 공단천(안) 공단천 관련수계(지역) 관련 산단 주요 업종 승기천 미호천 갑천 전주천 풍영정천 금호강 남천 칠성천 수도권 인천남동공단 기계, 전기전자, 석유화학 등 미호천 충청권 청주산단 전자, 석유화학, 제지, 섬유 등 갑천 대전3,4산단 금속, 화학, 섬유, 음식료 등 전주천 전라권 완주산단/전주과학산업연구단지 운송장비, 기계, 석유화학, 전기전자 등 풍영정천 하남산단 기계, 섬유의복, 운송장비, 전기전자 등 금호강 경상권 대구 비산염색/검단/달서산단 금속, 화학, 섬유 등 남천 경산 자인/진량산단 전기전자, 철강기계, 섬유, 석유화학 등 칠성천 포항국가산단 철강 관련 업종 외항강 울산미포국가산단 석유화학, 기계, 운송장비 등 양산천 양산산단/양산어곡지방산단 왜관 낙동강 본류(수계) 구포 ※ 채수대상 공단천(수계)은 국립환경과학원과 협의 후 결정

조사대상 공단천(수계) 승기천 왜관(수계) 금호강 미호천 칠성천 갑천 외항강 전주천 양산천 풍영정천 구포(수계) 남천

연구사업 추진체계 사업총괄 총괄책임자 : 염익태 배출허용기준 설정체계조사 분석 조사 유해성조사 기술/경제성평가 책임급 1명 연구보조원 1명 조사사업 총괄 중간보고서 및 최종보고서 작성/발표 국내외 수질기준 현황조사 국외 배출허용기준 설정체계조사 특정수질유해물질 지정 및 배출허용기준(안) 검토 부문책임자 : 손대희 선임급 1명 연구보조원 1명 배출허용기준 설정체계조사 부문책임자 : 정상구/김원기 연구원 3명 연구보조원 3명 보조원 1명 현장조사 및 시료채취 항목별 시료분석 물질별 분석방법 조사 및 정리 기기분석법 및 정도관리 분석 조사 부문책임자 : 정익재 유해성 자료조사 유해물질 유통량 조사 배출허용기준 설정시 기술적 타당성 조사 배출허용기준 설정시 경제적 유해성조사 기술/경제성평가

폐수배출허용기준 대상 물질 별 배출허용기준 설정 연구 공정진행도 번 호 수 행 내 용 추 진 일 정 (개월) 진행 (%) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 과업착수보고 및 전문가 선정 진행중 국내외 자료 조사 - 외국 수질유해물질 지정 관리 현황 조사 및 검토 - 국내외 TRI 자료 조사 및 유해물질 유통/사용 현황 검토 30 - 대상 물질별 생태계 및 인체 영향 자료 수집 및 검토 - 대상물질 별 실태조사 - 국내외 TRI 자료 등을 토대로 대상 업종/업체 선정 - 선정업체별 폐수배출현황/폐수종말처리장 현황 조사 - 특정 수계(공단천) 별 오염물질 배출 현황 파악 - 수집된 자료를 토대로 물질별 수질준거치 산정 - 특정수질유해물질 지정 여부 및 폐수배출허용기준 설정 물질 검토 폐수배출허용기준 대상 물질 별 배출허용기준 설정 연구 - 대상물질에 대한 수계영향 검토 - 대상물질의 배출허용기준 적용 시 기술적, 경제적 타당성 검토 - 배출허용기준(안) 제시 13 - 특정수질유해물질 지정안 및 배출허용기준안 종합 타당성 검토 14 - 중간보고서 작성 및 자문회의 15 - 최종보고서 작성 및 최종보고회

감 사 합 니 다