짐 렌하트(James H. Lenhart)/ CONTECH 스톰워터 솔루션

미국, 강우유출수 관리규정 매우 엄격
‘국가오염물질배출삭감제도(NPDES)’ 도입 관리 강화
수질기준에 만족하지 않을 경우 ‘오염된 물’로 지정 


 

   
▲ 짐 렌하트(James H. Lenhart)/ CONTECH 스톰워터 솔루션
1930년대(대공황시기) 연방정부에서 주정부 하수처리장 건설에 대한 지원을 시작하여 1948년 「연방수질오염통제법」(FWPCA, The Federal Water Pollution Control Act)을 제정(주정부나 대도시 정수처리 등에 자금 지원, 연구, 조사에 예산 지원, 연방프로그램을 규정)했다. 1970년 ‘환경의 시대’에 들어서면서, 「국가환경정책법」(NEPA, National Environmental Policy Act)을 제정하고 환경청(EPA, Environmental Protection Agency)을 개청했다.

오염수역,  ‘일일 최대 오염배출량제도’ 시행

1972년 FWPCA을 개정(1977년에 「청정수법」(CWA, Clean Water Act)으로 명칭 변경)하여 1983년까지 낚시와 수영이 가능토록 모든 유역의 수질을 화학적, 물리학적, 생물학적으로 완전하게 회복·유지하는 국가목표를 수립했다.

1985년까지 오염물질의 공공수역 배출을 제거하는 ‘무배출 목표’를 수립, 목표달성을 위한 점오염원에 대한 「국가오염물질배출삭감제도」(NPDES, National Pollutant Discharge Elimination System)의 허가 정책 고안, 최적기술(BAT, best available technology)사용을 규정했다.

   
▲ 미국 「청정수법」에서는 환경보호청(EPA)으로 하여금 우수유출수에 대해서도 단계적으로 ‘국가오염물질배출삭감제도(NPDES)’를 제정하도록 요구하고 있다.
주정부는 영토 및 공인된 부족들은 수역의 이용 목적을 정하고, 점오염원의 통제에도 수질목적을 초과한 유역에 대해서는 오염수역 목록을 작성하여 ‘일일 최대 오염배출량제도’(TMDL, Total Maximum Daily Loads)를 시행토록 규정했다. NPDES 배출허가를 득하지 않은 경우 공공수역으로 점오염원을 배출하는 것을 불법으로 규정했으며, 시행초기에는 산업 및 생활하수처리장에 초점을 뒀다.

1972∼1985년대에는 점오염원(NPDES)에 중점을 두어 TMDL에 대해 소홀했으나 1985년 EPA 처음으로 TMDL 규제를 발행(오염수역 판별 및 TMDL 절차 등), 규제 강화에 나섰고, 1987년 「청정수법」(CWA, Clean Water Act) 개정으로 TMDL 규제 포함, 미국 환경 보호청(EPA)으로 하여금 우수유출수에 대해서도 단계적으로 NPDES를 제정하도록 요구했다.

1992년에는 EPA에서 △주 정부는 1992년부터 매 2년마다 EPA에 오염수역 목록(list) 제출  △목록 등재 수역의 오염물질 규명 △향후 2년간 TMDL 개발 우선 순위 포함 △주정부는 모든 정보의 이용, 방법론 기재, 검토과정에 공공 참여 보장, TMDL은 계절변동, 안전율을 고려하여 수립 △EPA는 30일 이내 주정부의 목록 승인 또는 거부, 거부 시 EPA가 수립 등의 TMDL 시행절차를 규정한 지침을 시행했다.

1997년 EPA에서는 『해석지침(interpretative guidance)』을 발행, 발행주 정부는 8∼13년에 걸치는 TMDL 일정 수립하고 비점오염원에 의한 오염수역은 경제적 유인책, 규제·비규제적 방법, 공공참여 또는 다른 유역관리 프로그램을 통하여 오염물질을 삭감하는 계획을 수립하는 한편, 2000년에는 EPA에서 TMDL의 효과적 이행을 위한 지침을 개정했다.

이에 주정부, 산업·농업 등 이익단체, 환경단체 등에서 2000년 지침이 EPA의 권한을 넘어선다며 10여건의 청원을 의회에 제출했다.
개정 지침은 ‘야심찬 업무일정과 비점오염원 관리계획’에 대한 논쟁과 반론으로 미 의회에서 2001년 10월까지 개정지침의 이행을 유보토록 결정하여, EPA는 많은 논의를 거쳐 2003년 3월 19일 개정 지침 철회를 고시했으며, 현행 1985년, 1992년 지침이 효력을 발생하며 TMDL 정책을 이행키로 했다.

   
▲ 스톰필터(StormFilter)는 미국의 많은 지역으로부터 승인되어 사용되고 있다.
건설현장,  강우유출수 관리 매우 철저

1998년 발행된 미국 환경보호국(EPA, Environmental Protection Agency) 보고서에 따르면, 2만1천851개의 수역(강, 호소, 하구, 지천 등)이 오염수역이며, 이들 오염수역은 약 30만 마일의 강과 해안을 포함하며 500만 에이커의 호소를 포함하고 있다.

미국은 1998년까지 공공수역의 10% 정도를 평가했으나, 이들 오염수역의 숫자가 평가완료 수역의 1/3을 차지할 정도로 많고, 특히 중요한 것은 오염수역과 불과 10마일 이내에 거주하는 주민들이 약 2억1천만 명이나 되어 건강에 잠재적 위협요소가 되고 있다.

주요 오염물질은 침전물(14.8%), 병원체(12.8%), 과도한 영양염류(11.5%), 금속(9.6%) 등이며 시민단체 소송에 의한 법원의 이행명령 등으로 향후 15년 이내에 2만여 수계에 4만여 개의 TMDL 계획을 수립·이행해야 하는 실정이다.

인구와 산업이 집중하여 오염이 심한 폐쇄성 수역이 종래의 농도규제 적용만으로는 수질이 개선되지 않자 1978년 「수질오탁방지법」을 개정하여 1979년부터 제1차 총량규제를 적용이후 매5년마다 계획을 변경하여 1999년까지 4차례 실시했으나 수질문제는 지속됐다.

그러자 2000년부터 시행된 「제5차 총량규제」에서 질소, 인을 추가하여 시행하고, 사업장은 기존시설과 신규시설로 구분하여 업종별 총량규제 배출농도기준을 최대값과 최소값으로 설정했다.

또한 인구, 산업 성장, 폐수처리기술 수준, 하수처리율 등을 감안하여 실행 가능한 삭감목표를 정하고, 기본방침을 5년마다 수립하고 발생원별 및 자치단체별 부하량 삭감목표량을 제시할 것을 주요내용으로 하고 있다.

NPDES는 공사 중과 공사완료 후의 강우유출수 관리를 강조하며 △대중 전파 및 교육 △대중적인 참여 유도 △불법배출 감시 및 근절 △건설현장에서의 강우유출수 관리 △공사완료 후 시설물의 강우유출수 관리 △오염방지 및 철저한 유지관리 등의 6가지 최소한의 관리 대책을 마련했다.

강우유출수 관리의 이행을 요구하는 규제절차를 보유하고 구조적-비구조적인 최적관리기법(BMPs, Best Management Practices)의 조합을 포함하는 전략의 개발과 이행함으로써 공사완료 후 강우유출수를 관리하고, 적절한 BMPs를 결정하여 장기적인 운영과 유지를 보증한다.

오염물질을 구체화하는 강우유출 규정을 두어 지역적 수체의 철저한 보호로 지방 및 각 주에 강우유출수 규정을 점점 더 엄격하게 규정하고 있는 추세이다. 기술자는 강우유출수 처리현장에 대해 지자체 허가조건에 부합되는 BMPs를 설계해야 한다. 자연형 BMPs는 연못, 생물학적 침투시설, 소택지, 습지 등이고 시설형 BMPs는 스크린, hydrodynamic seperators, 여과시설 등이다. 스톰필터는 미국의 많은 지역으로부터 승인되어 사용된다.

   
   
▲ 공사중인 스톰필터 저장 구조물(위)과 공사 완료 후 스톰필터 저장 입구(아래).
산타모니카시, 인공우수처리 시스템 건설

Centinela Avenue은 ‘산타모니카 시에 속한 Pearl, Pico/Centinela 하부 배수 구역으로부터 건기 유출량(56L/s, 2 cfs)과 우기 강우사상(1.9㎝, 0.75inches in 24 hour) = 934L/s(33 cfs)의 강우유출수를 처리할 수 있는 인공우수처리 시스템의 설계 및 건설’을 사업 목적으로 수질관리를 하고 있다. < BR >
처리 시스템은 입증된 실적(시제품 또는 증명되지 않은 디자인은 없음)으로써 상업적으로 이용가능 설계할 것이다. 구동부 또는 화학적 처리가 불필요함은 물론, 처리 시스템 운영을 위한 전력이 불필요하다. 설치 부지의 수리적 조건과 유지관리(구입, 설치, 유지관리)의 최소화에 가장 적합한 처리 시스템을 선택할 계획이다.

우천 시 지름 0.3㎝(1/8-inch) 이상의 부유침전물과 모든 부유쓰레기를 최고 934L/s(33cfs)의 속도로 제거하는 스크리닝 침전작용과 청천 시 56L/s(2cfs)의 속도로 기름, 윤활유, 중금속, 살충제, 제초제를 제거하는 여과작용을 통한 처리를 목표로 두고 있다.

   

   
▲ 스톰필터 유지관리 장면.

청천 시 90개의 카트리지로 0∼85L/s(0∼3 cfs, 카트리지 1개당 0.95L/s)의 유량이 스톰필터(Storm Filter)로 유도되며, 85L/s를 초과하는 유량(1천19L/s(36 cfs)까지)은 스크린·침전장치로 유도되도록 시스템을 구성할 계획이다.

한편, 2010년 밴쿠버 동계올림픽에 앞서 제3활주로 건설을 포함하여 주요 공항 확충을 위한 Sea Tac의 경우, 처리대상 오염물질은 금속으로 하류의 수로는 TMDL로 금속성분을 규제할 계획이다. 총 면적은 61ha(불침투성 43ha, 침투성 18ha)로 유수지, 우회수로, 여과작용으로 체계를 구성할 예정이다.

   

   

   
▲ 스톰필터 완성된 구조물과 프로우 키트 설치 장면.

시스템 세부항목으로는 유량조절을 위한 저류지[최대 유입량 2123L/s(75 cfs)], 스톰필터[전체처리용량 283L/s(10 cfs)]가 있다. 또한 세부항목 중 하나인 현장 타설 스톰필터는 우회수로가 있는 4Bay형으로 △Bay1= 150 MetalRx cartridges at 0.47L/s per cart △Bay2= 150 MetalRx cartridges at 0.47L/s per cart △Bay3= 75 MetalRx cartridges at 0.95L/s per cart △Bay2= 75 MetalRx cartridges at 0.95L/s per cart 등이 있다.

또한, 내부 유로가 형성되도록 상호 겹쳐지게 결합되는 2개의 하우징으로 구성되는 플로우 키트(Flowkit)와 카트리지(Cartridge)를 설치하고, 유지관리를 할 계획이다.

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