침출수

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1. 개요

침출수는 매립지에서 폐기물이 빗물과 접촉하여 생성되는 오염된 액체로, 폐기물의 종류, 매립 기간, 환경 조건 등에 따라 다양한 유해 물질을 포함한다. 침출수는 유기물, 무기물, 중금속, 병원균 등을 포함하며, 토양, 지하수, 수질 및 대기 오염을 유발하여 환경에 심각한 영향을 미친다. 침출수 관리는 1970년대 이후 법률 및 기술 발전을 통해 이루어졌으며, 현대 매립지는 침출수 유출을 방지하고 효과적으로 수집, 처리하기 위한 시스템을 갖추고 있다. 침출수 처리 방법으로는 현장 처리, 역삼투압, 생물학적 처리 등이 있으며, 침출수 재순환을 통해 매립 가스 발생량을 늘리기도 한다. 현재 침출수 집수 시스템의 문제점, 기술적, 경제적, 제도적, 사회적 과제 해결을 위한 노력이 필요하다.

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침출수
기본 정보
정의	액체에 의한 고체 물질로부터 가용성 성분 또는 현탁 성분을 제거하는 과정
관련 용어	추출 용매 추출 침출
산업적 응용
광업	힙 리칭 및 현장 침출
환경 공학	폐기물 관리 광산 배수 처리
침출수 (Leachate)
정의 (일반)	고체 폐기물(주로 매립 폐기물)이 물과 접촉하여 발생하는 오염된 액체
정의 (환경)	특정 고체 폐기물 또는 오염 물질을 통과한 액체로, 고체 내에 함유된 가용성 또는 현탁 물질을 용해, 현탁 또는 이송시킴
발생 원인	강수 지표수 지하수
주요 오염 물질	암모니아 질산염 인산염 염소화 용매 방향족 탄화수소 중금속
처리 방법	물리적 처리: 침전, 여과, 흡착, 막 분리 등 화학적 처리: 화학적 침전, 응집, 중화, 산화/환원 등 생물학적 처리: 활성 슬러지, 생물막, 혐기성 소화 등
관리 중요성	지하수 및 지표수 오염 방지, 환경 및 인체 건강 보호

2. 침출수의 정의 및 생성 과정

침출수는 매립지 내 폐기물이 분해되면서 발생하는 액체이다. 침출수는 주로 매립지에 쌓인 폐기물을 통과하는 강수량에 의해 발생한다.^[3] 폐기물 자체의 수분, 탄소질 물질 분해 과정에서 발생하는 수분 또한 침출수 발생에 영향을 준다. 이 과정에서 메탄, 이산화 탄소와 함께 유기산, 알데하이드, 알코올, 단순 당류의 복잡한 혼합물이 생성된다.^[1]^[2]

침출수 발생 위험은 지질학적으로 불투수성 물질로 건설되거나 지오멤브레인, 점토로 만들어진 불투수성 라이너를 사용하는 매립 시설을 통해 완화할 수 있다. 미국, 오스트레일리아, 유럽 연합에서는 폐기물이 불활성으로 간주되는 경우를 제외하고 라이너 사용이 의무화되어 있다.^[3] 대부분의 유독성 및 처리 곤란 물질은 매립에서 제외되지만, 현대 시설에서 발생하는 침출수에도 다양한 오염 물질이 포함될 수 있다. 2012년 뉴욕주 조사에 따르면, 이중 라이너 매립 셀의 누수율은 헥타르당 500리터 미만으로, 1992년 이전 기준 매립지보다 훨씬 낮았다.^[4]

침출수는 공장, 광산, 저장 시설 등 산업 활동, 퇴비화 시설, 석탄 비축, 금속 광석 채광 과정에서도 발생할 수 있다. 특히 황화물 함유 물질이 공기에 노출되면 황산이 생성되고 금속 농도가 높아질 수 있다.

2. 1. 침출수의 성분

침출수는 매립지의 연령과 포함된 폐기물의 종류에 따라 조성 성분이 매우 다양하다.^[1]^[2] 일반적으로 용해성 물질과 부유 물질을 모두 포함하며, 폐기물과 접촉하여 오염된 후 폐기물에서 흘러나온다.^[3]

물이 폐기물을 통과하면 세균과 곰팡이에 의한 분해 과정을 촉진하고 돕는다. 이러한 과정은 분해 부산물을 배출하고 사용 가능한 모든 산소를 빠르게 소모하여 무산소 환경을 만든다. 활발하게 분해되는 폐기물에서는 온도가 상승하고 pH가 급격히 떨어져 중성 pH에서 비교적 불용성인 많은 금속 이온이 침출수에 용해된다.

탄소질 물질의 분해 과정에서 메탄, 이산화 탄소를 포함한 광범위한 물질과 유기산, 알데하이드, 알코올, 단순 당류의 복잡한 혼합물이 생성된다.

일반적인 매립지에서 침출수는 다음 네 가지 오염 물질 그룹의 수용액으로 특징지을 수 있다.

용존 유기물 (알코올, 산, 알데하이드, 단쇄 설탕 등)
무기 거대 성분 (황산염, 염화물, 철, 알루미늄, 아연 및 암모니아를 포함한 일반적인 양이온 및 음이온)
중금속 (Pb, Ni, Cu, Hg)
외래성 유기 화합물 (할로겐화 유기물, PCBs, 다이옥신 등)^[5]

매립 침출수에서는 여러 복잡한 유기 오염 물질 또한 감지되었다. 원시 및 처리된 매립 침출수에서 채취한 샘플에서 58개의 복잡한 유기 오염 물질이 검출되었으며, 그 중 84%의 샘플에서 2-OH-벤조티아졸이, 68%의 샘플에서 과불소옥탄산이 검출되었다. 비스페놀 A, 발사르탄 및 2-OH-벤조티아졸은 각각 원시 침출수, 생물학적 처리 후 및 역삼투압 후에서 가장 높은 평균 농도를 보였다.^[6]

석고 플라스터를 포함하는 대량의 건축 폐기물이 있는 매립지에서는 침출수와 석고의 반응으로 대량의 황화 수소가 생성될 수 있으며, 이는 침출수에서 방출될 수 있고 매립 가스의 주요 구성 요소가 될 수도 있다.

침출수는 공장, 광산 또는 저장 시설과 같은 산업 활동에서 사용된 화학 물질이나 유해 물질에 의해 오염된 토지에서도 생성될 수 있다. 퇴비화 시설에서도 침출수가 발생하며, 비축된 석탄과 금속 광석 채광 및 기타 암석 추출 과정에서 발생하는 폐기물, 특히 황화물을 함유한 물질이 공기에 노출되어 황산을 생성하고 종종 금속 농도가 높아지는 경우와 관련이 있다.

3. 침출수 관리의 역사

1960년대 후반 영국에서는 침출수 축적을 막기 위해 투과성 지층을 가진 곳에 매립지를 선정하는 "희석 및 분산" 정책을 시행했다. 그러나 이 정책은 실패 사례가 많았고, 더 선데이 타임스의 폭로로 산업 폐기물 처리 문제점이 드러나면서 변경되었다.^[7] '''1972년 유독성 폐기물 예치법'''과 '''1974년 지방 정부법'''에 따라 지방 정부가 폐기물 처리와 환경 기준 시행을 책임지게 되었다.^[7]

이후 매립지 위치는 과학적으로도 정당화되어야 했다. 많은 유럽 국가들은 지하수가 없는 점토 지질에 매립지를 선택하거나 공학적 라이닝 설치를 요구했다. 미국은 유럽의 발전을 따라 침출수 보관 및 수집 시스템 개발을 확대하여, 모든 매립지에 여러 겹의 라이닝을 사용하게 되었다.^[8]

3. 1. 대한민국 침출수 관리의 역사

대한민국은 1980년대 이후 폐기물 관리법을 제정하고 침출수 처리 시설 설치를 의무화하는 등 침출수 관리를 강화해왔다. 특히, 2000년대 이후에는 침출수 처리 기술 개발 및 고도화에 주력하고 있다.

4. 침출수 관리 시스템

현대적인 매립지는 침출수로 인한 환경 오염을 막기 위해 여러 단계의 관리 시스템을 갖추고 있다. 1960년대 후반 영국에서는 침출수 축적을 막기 위해 투과성이 있는 지층에 매립지를 선정하는 "희석 및 분산" 정책을 시행했지만, 여러 실패 사례와 환경 피해 발생으로 인해 정책과 법률이 변경되었다.^[7] 1972년 유독성 폐기물 예치법과 1974년 지방 정부법에 따라 지방 정부가 폐기물 처리와 환경 기준 시행을 책임지게 되었다.^[7]

이후 매립지 위치 선정은 지리적 요인뿐만 아니라 과학적 근거를 바탕으로 이루어지게 되었다. 많은 유럽 국가들은 지하수가 없는 점토 지질 조건에 매립지를 선택하거나, 부지에 공학적 차수막을 설치하도록 요구했다. 미국은 유럽의 발전 이후 침출수 보관 및 수집 시스템 개발을 확대하여, 모든 매립지에 여러 겹의 차수막을 사용하는 단계로 발전했다.^[8] 이러한 시스템은 침출수 유출을 막고, 침출수를 효과적으로 모아 처리하여 환경 오염을 최소화하는 데 중요한 역할을 한다.

4. 1. 차수막

차수막은 매립지 바닥과 측면에 설치되어 침출수가 토양 및 지하수로 유출되는 것을 방지하는 역할을 한다. 천연 및 합성 라이너는 집수 장치이자 매립지 내 침출수를 격리하여 아래의 토양과 지하수를 보호하는 수단으로 활용될 수 있다. 라이너가 매립지의 수명 동안 완전성과 불투수성을 유지하는 능력이 주요 관심사이다. 지하수 모니터링, 침출수 수집 및 점토 라이너는 폐기물 매립지의 설계 및 건설에 일반적으로 포함된다.

침출수 제어 및 수집에는 지오멤브레인, 지오합성 점토 라이너, 지오텍스타일, 지오그리드, 지오넷, 지오컴포지트 등 여러 유형의 라이너가 사용된다. 각 라이너는 특정 용도와 기능을 가진다. 지오멤브레인은 폐기물에서 방출되는 이동성 오염 물질과 지하수 사이의 장벽을 제공한다. 지오합성 점토 라이너(GCL)는 벤토나이트를 직조 및 부직포 지오텍스타일 사이에 균일한 두께로 분산시켜 제작된다. 지오텍스타일은 두 가지 유형의 토양 사이에 사용되어 상층의 오염을 하층으로 방지한다. 지오그리드는 합성 라이너 위에 커버 토양의 안정성을 만들거나 가파른 경사면에서 토양 보강재로 사용되는 구조적 합성 재료이다. 지오넷은 종종 모래와 자갈 대신 사용되는 합성 배수 재료이다. 지오컴포지트는 일반적으로 단독으로 사용되는 합성 재료의 조합이다.

지오합성 점토 라이너는 복합 라이너의 한 유형이다. GCL 사용의 장점은 정확한 양의 라이너를 주문할 수 있다는 것이다. 반면에 GCL은 무겁고 다루기 어려우며 설치에 많은 노동력이 필요하다.

선진국의 현대적인 매립지에는 폐기물을 주변 토양으로부터 분리하는 막이 있다. 모든 막은 어느 정도 다공성이므로 시간이 지남에 따라 소량의 침출수가 막을 통과하게 된다. 매립지 막의 설계는 이러한 양이 매우 적어 수용 지하수의 질에 측정 가능한 부정적인 영향을 미치지 않도록 한다.

4. 2. 침출수 집수 시스템

침출수 집수 시스템은 매립지 내부에 설치되어 침출수를 효율적으로 모으는 역할을 한다. 주요 기준은 매립지에서 모든 침출수를 수집하고 제거하여 라이닝 시스템 어느 지점에서도 용납할 수 없는 수준의 수두가 발생하지 않도록 하는 것이다.

수집 시스템에는 펌프, 맨홀, 배출 라인 및 액체 레벨 모니터 등 많은 구성 요소가 있다. 시스템의 전반적인 효율성을 관리하는 주요 구성 요소는 라이너, 필터, 펌프, 섬프이다.

라이너: 천연 및 합성 라이너는 집수 장치이자 매립지 내 침출수를 격리하여 아래의 토양과 지하수를 보호하는 수단으로 활용될 수 있다. 라이너는 높은 인장 강도, 유연성 및 파손되지 않는 연신율을 가져야 하며, 마모, 구멍, 침출수에 의한 화학적 분해에 저항해야 한다. 또한 온도 변화를 견디고, UV 빛에 저항해야 하며, 쉽게 설치할 수 있어야 하고 경제적이어야 한다. 지오멤브레인, 지오합성 점토 라이너, 지오텍스타일, 지오그리드, 지오넷, 지오컴포지트 등 여러 유형의 라이너가 사용된다.

침출수 배수 시스템: 라이너 내부에 모인 침출수를 모으고 운반하는 역할을 한다. 파이프의 치수, 종류 및 배치는 폐기물의 무게와 압력, 운송 차량을 고려하여 계획해야 한다. 파이프는 유연하거나 강성이 있을 수 있지만, 파이프를 연결하는 조인트는 유연하게 연결될 때 더 나은 결과를 얻을 수 있다.

수집 파이프 네트워크: 배수층을 통해 침출수를 배출, 수집 및 운송하여 처리 또는 폐기를 위해 제거되는 수집 섬프로 보낸다. 이 파이프는 고체 입자의 유입을 방지하기 위해 120도로 경사진 절단면으로 설계되었다.

필터층: 배수층 위에 사용되며, 입상 필터와 지오텍스타일 필터 두 가지 유형이 주로 사용된다.

섬프: 침출수를 모으는 곳으로, 펌프 용량과 섬프 크기는 반비례 관계를 가진다. 펌프 용량이 낮으면 섬프의 부피가 평균보다 커야 한다. 썸프 펌프는 미리 설정된 작동 시간으로 작동하거나, 침출수 유입이 예측하기 어려운 경우, 미리 정해진 침출수 높이 수준에 도달하면 시스템이 자동으로 켜지도록 설정할 수 있다.

선진국의 보다 현대적인 매립지에는 폐기물을 주변 토양으로부터 분리하는 일종의 막이 있으며, 이러한 곳에서는 침출수를 수집하거나 처리 위치로 운반하기 위해 막 위에 파이프를 설치하여 침출수를 수집하는 경우가 많다. 막 사용이 거의 없는 처리 시스템의 예로는 난트멜 매립지가 있다.^[1]

5. 침출수 처리

침출수는 다양한 방법으로 처리된다. 일반적인 방법은 현장 처리인데, 침출수를 펌프를 통해 집수조에서 처리 탱크로 이동시킨 후, pH 조절, 고형물 응고 및 침전, 유해 물질 농도 감소를 위해 화학 시약을 혼합한다. 활성 슬러지를 변형한 형태를 사용하여 용존 유기물 함량을 줄이기도 하지만, 영양 불균형은 생물학적 처리 단계를 유지하는 데 어려움을 야기할 수 있다. 처리된 액체는 환경으로 배출하기에 충분한 품질을 갖는 경우가 드물어, 지역 하수 처리 시설로 탱크 수송 또는 배관될 수 있다. 이러한 결정은 매립지의 연식과 수질 제한에 따라 달라진다. 높은 전도성을 가진 침출수는 생물학적 처리나 화학적 처리가 어렵고, 역삼투압 처리 또한 낮은 회수율과 역삼투막 파울링 때문에 제한적이다. 역삼투압 적용 가능성은 전도도, 유기물 및 CaSO₄, Si, Ba와 같은 스케일링 무기 원소에 의해 제한된다.

일부 오래된 매립지에서는 침출수를 하수도로 보냈지만, 이는 여러 문제를 일으킬 수 있다. 침출수의 유해 금속은 하수 처리장에서 농축되어 하수 슬러지로 들어가, 슬러지 처리를 어렵거나 위험하게 만든다. 유럽에서는 최근 규제와 관리가 개선되어 유해 폐기물이 더 이상 생활 폐기물 매립지에 버려지는 것이 허용되지 않으며, 대부분의 선진국에서 금속 문제는 감소했다. 그러나 역설적이게도, 유럽 및 다른 많은 국가에서 하수 처리장 배출이 개선됨에 따라, 운영자들은 침출수가 처리하기 어려운 폐기물 흐름이라는 것을 발견하고 있다. 침출수는 암모니아성 질소 농도가 매우 높고, 일반적으로 매우 산성이며, 종종 혐기성이다. 또한 유입되는 하수 흐름에 비해 대량으로 유입될 경우 하수 처리 공정을 수행하는 생물학적 군집의 영양 결핍을 방지하는 데 필요한 인이 부족하다.

하지만 노후된 생활 폐기물 매립지에서는 산성 침출수 분해 초기 단계 이후 pH가 중성에 가까워지면서 문제가 되지 않을 수 있다. 많은 하수도 사업자는 하수도 유지 보수 작업자를 보호하기 위해 하수도의 최대 암모니아성 질소^[12] 농도를 250mg/L로 제한하는데, 이는 세계 보건 기구의 최대 직업 안전 기준이 pH 9~10 이상에서 초과되기 때문이다. 이 pH는 하수 배출에서 허용되는 가장 높은 pH인 경우가 많다.

많은 오래된 침출수 흐름에는 다양한 합성 유기 종과 그 분해 산물이 포함되어 있었으며, 이 중 일부는 환경에 심각한 피해를 줄 가능성이 있었다.

5. 1. 물리적 처리

침전, 여과, 흡착 등의 방법을 통해 침출수 내 고형물, 유기물 등을 제거한다. 수집된 침출수는 펌프를 통해 집수조에서 처리 탱크로 이동한다. 그 후 침출수는 pH 조절, 고형물 응고 및 침전, 유해 물질 농도 감소를 위해 화학 시약과 혼합될 수 있다.^[11] 전통적인 처리 방식은 활성 슬러지의 변형된 형태를 사용하여 용존 유기물 함량을 줄였다. 그러나 영양 불균형은 생물학적 처리 단계를 유지하는 데 어려움을 야기할 수 있다. 처리된 액체는 환경으로 직접 배출하기에는 충분한 품질을 갖지 못하는 경우가 많아, 지역 하수 처리 시설로 탱크 수송 또는 배관될 수 있다.^[11] 높은 전도성을 가진 침출수는 생물학적 처리나 화학적 처리로 처리하기 어렵다.^[11]

역삼투압을 이용한 처리 또한 낮은 회수율과 역삼투막의 파울링으로 인해 제한적이다. 역삼투압 적용 가능성은 전도도, 유기물 및 CaSO₄, Si, Ba와 같은 스케일링 무기 원소에 의해 제한된다.^[11]

미국 환경 보호청(EPA)의 매립지 침출수 표면 배출에 대한 월별 평균 배출 제한 및 일반적인 침출수 특성.

5. 2. 화학적 처리

수집된 침출수를 처리하는 일반적인 방법은 현장 처리이다. 현장 처리에서 침출수는 펌프를 통해 집수조에서 처리 탱크로 이동한다. 이후 침출수는 pH 조절, 고형물 응고 및 침전, 유해 물질 농도 감소를 위해 화학 시약과 혼합될 수 있다.^[11] 이는 중화, 산화, 환원 등의 화학 반응을 통해 침출수 내 유해 물질을 제거하거나 무해한 물질로 변환하는 것이다. 전통적인 처리 방식은 용존 유기물 함량을 줄이기 위해 활성 슬러지의 변형된 형태를 사용했지만, 영양 불균형으로 인해 효과적인 생물학적 처리 단계를 유지하기 어려울 수 있다. 처리된 액체는 환경으로 직접 배출하기에 충분한 품질을 갖는 경우가 드물어, 지역 하수 처리 시설로 탱크 수송 또는 배관을 통해 보내진다. 이러한 결정은 매립지의 연식과 처리 후 달성해야 하는 수질 제한에 따라 달라진다. 높은 전도성을 가진 침출수는 생물학적 처리나 화학적 처리로 처리하기 어렵다.

역삼투압을 이용한 처리 또한 제한적이며, 낮은 회수율과 역삼투막 오염을 초래한다. 역삼투압 적용 가능성은 전도도, 유기물, Calcium sulfate|황산 칼슘^영어(CaSO₄), Silicon|규소^영어(Si), Barium|바륨^영어(Ba)와 같은 스케일링 무기 원소에 의해 제한된다.

5. 3. 생물학적 처리

활성 슬러지 공법, 혐기성 소화 등 미생물을 이용하여 침출수 내 유기물을 분해하고 제거한다.^[11] 영양 불균형은 효과적인 생물학적 처리 단계를 유지하는 데 어려움을 야기할 수 있다. 높은 전도성을 가진 침출수는 생물학적 처리 또는 화학적 처리로 처리하기 어렵다.

5. 4. 고도 처리

역삼투압 등 고도 처리 기술을 통해 기존 처리 방법으로 제거하기 어려운 난분해성 유기물, 중금속 등을 제거한다.

역삼투압을 이용한 처리는 낮은 회수율과 역삼투막의 오염을 초래하여 제한적이다. 역삼투압 적용 가능성은 전도도, 유기물 및 CaSO₄, Si, Ba와 같은 스케일링 무기 원소에 의해 제한된다.^[11] 높은 전도성을 가진 침출수는 생물학적 처리 또는 화학적 처리로 처리하기 어렵다.

6. 침출수 재순환

침출수 재순환은 침출수를 매립지 내부로 다시 주입하는 방식이다. 이 방식은 폐기물 분해를 크게 가속화하여 매립 가스 생산량을 늘리고, 침출수 일부를 매립 가스로 변환하여 전체 침출수 처리량을 줄이는 효과가 있다.^[10] 그러나 오염 물질의 농도를 상당히 증가시켜 처리하기 더 어려운 폐기물이 되기도 한다.^[10]

7. 침출수의 환경 영향

매립지에서 발생하는 침출수는 매립 연령과 폐기물 종류에 따라 성분이 매우 다양하다.^[1]^[2] 침출수는 주로 빗물이 폐기물을 통과하면서 발생하며, 폐기물과 접촉하여 오염된 후 흘러나온다.^[3] 탄소질 물질 분해 과정에서도 침출수가 추가로 생성되는데, 여기에는 메탄, 이산화 탄소와 함께 유기산, 알데하이드, 알코올, 단순 당류 등 다양한 물질이 포함된다.

침출수 발생 위험은 지질학적으로 불투수성 물질로 건설되거나 지오멤브레인, 점토를 사용한 불투수성 라이너를 설치한 매립 시설을 통해 줄일 수 있다. 미국, 오스트레일리아, 유럽 연합에서는 라이너 사용이 의무화되어 있다. 그러나 엄격한 법적 규제에도 불구하고, 침출수에는 여전히 다양한 오염 물질이 포함될 수 있다.

침출수는 다음과 같은 네 가지 주요 오염 물질 그룹을 포함한다:

용존 유기물 (알코올, 산, 알데하이드, 단쇄 설탕 등)
무기 거대 성분 (일반적인 양이온 및 음이온, 황산염, 염화물, 철, 알루미늄, 아연, 암모니아 등)
중금속 (납, 니켈, 구리, 수은 등)
외래성 유기 화합물 (할로겐화 유기물, PCB, 다이옥신 등)^[5]

또한, 침출수에서는 여러 복잡한 유기 오염 물질도 검출되었다.^[6]

일반적인 매립지에서 침출수는 냄새가 강한 검은색, 노란색, 또는 주황색의 흐린 액체로 나타난다. 냄새는 산성이며 불쾌하고, 머캅탄과 같은 수소, 질소, 황이 풍부한 유기 종으로 인해 매우 널리 퍼질 수 있다.

침출수는 토양, 지하수, 대기 등 다양한 환경에 영향을 미치며, 생태계 및 인간 건강에 심각한 피해를 초래할 수 있다.

7. 1. 지하수 오염

침출수가 지하수로 유입되면 지하수 수질을 악화시키고, 음용수 오염 문제를 야기할 수 있다. 오래된 매립지나 폐기물과 기반 지질 사이에 막이 없는 매립지에서는 침출수가 폐기물을 떠나 지하수로 직접 흘러 들어갈 수 있다.^[12] 이러한 경우, 높은 농도의 침출수가 근처의 샘물과 솟아오르는 물에서 자주 발견된다. 침출수는 처음 배출될 때는 검은색을 띠고, 무산소 상태이며, 용존 및 포집된 가스와 함께 발포성일 수 있다. 산소가 공급되면 용액과 부유물에 철염이 존재하여 갈색 또는 노란색으로 변하는 경향이 있다. 또한 상당량의 ''Sphaerotilus natans''가 성장하는 세균 군집이 빠르게 발달한다. 수생 환경으로 직접 흘러 들어가는 침출수 흐름은 환경에 급성 및 만성적 영향을 모두 미치며, 이는 매우 심각할 수 있으며 생물 다양성을 심각하게 감소시키고 민감한 종의 개체 수를 크게 줄일 수 있다. 유해 금속과 유기물이 존재하는 경우 이는 지역 및 멀리 떨어진 개체군 모두에서 만성적인 독소 축적으로 이어질 수 있다.^[13] 침출수의 영향을 받는 강은 종종 노란색으로 보이며, 종종 심각한 하수 곰팡이의 과도한 성장을 지원한다.^[6]^[14]

7. 2. 수질 오염

침출수가 하천이나 호수로 흘러 들어가면 수질을 나쁘게 만들고, 물속 생태계를 파괴한다.^[1]^[2] 오래되거나 막이 없는 매립지에서는 침출수가 폐기물을 지나 지하수로 직접 흘러 들어가기도 한다. 이런 경우, 주변 샘물에서 높은 농도의 침출수가 발견되기도 한다.^[3] 침출수는 처음에는 검은색이지만, 산소와 만나면 갈색이나 노란색으로 변하고, 세균 군집이 빠르게 자라기도 한다.

현대적인 매립지에서는 침출수 발생 위험을 줄이기 위해 노력하지만, 불법 폐기물이나 오래된 매립지에서는 여전히 문제가 발생한다. 특히 오래된 매립지에서 나오는 침출수는 하수도로 보내지기도 하는데, 이는 하수 처리 시설에 문제를 일으킬 수 있다.^[4] 침출수에는 유해 금속이 포함되어 있어 하수 슬러지를 처리하기 어렵게 만들고, 높은 농도의 암모니아성 질소는 하수 처리 과정을 방해한다.^[12] 또한, 다양한 합성 유기 물질도 포함되어 있어 환경에 심각한 피해를 줄 수 있다.

폐기물 침출수의 가장 큰 위험은 높은 유기 오염 물질 농도와 암모니아 농도 때문이다.^[5] 병원균성 미생물도 문제가 될 수 있지만, 시간이 지나면서 수가 줄어든다. 유해 물질은 폐기물 종류에 따라 다르게 나타난다.

침출수는 메탄을 포함하기도 하는데, 이는 처리 시설에서 폭발 위험을 일으킬 수 있다. 따라서 유럽에서는 엄격한 기준을 적용하여 관리하고 있다.

가장 큰 환경 문제는 오래된 매립지나 개발도상국의 매립지에서 발생한다. 불법 매립지 역시 심각한 위험 요소이다. 침출수가 수생 환경으로 흘러 들어가면 급성 및 만성적인 영향을 미쳐 생물 다양성을 감소시키고, 독성 물질 축적을 일으킬 수 있다.^[6]^[13]^[14] 침출수의 영향을 받는 강은 노란색으로 변하고, 하수 곰팡이가 과도하게 자라기도 한다.

7. 3. 대기 오염

침출수에서 발생하는 메탄은 침출수에 용해되는데, 처리 공장의 통풍이 잘 안 되는 지역에서 방출될 수 있다. 유럽의 모든 공장은 EU ATEX 지침에 따라 평가를 받아 폭발 위험이 확인되는 경우 영역 설정을 해야 한다. 대부분의 하수 처리 당국은 용해된 메탄의 허용 배출 농도를 0.14mg/L, 즉 폭발 하한계의 1/10로 제한하고 있어 침출수에서 메탄을 제거해야 한다.^[13] 유기물을 포함하는 대부분의 매립지에서는 메탄이 발생하며, 이는 침출수에 용해되어 대기 오염을 유발한다.

또한, 침출수에서는 악취 등의 문제가 발생하여 대기 질을 악화시키고, 기후 변화를 가속화한다.

8. 침출수 문제점 및 해결 과제

침출수 집수 시스템은 진흙이나 미사로 막히는 등 여러 문제를 겪을 수 있다. 생물학적 폐색은 도관 내 미생물 증식으로 인해 악화될 수 있는데, 침출수 집수 시스템의 조건은 미생물이 증식하기에 이상적이다. 침출수 내 화학 반응은 고체 잔류물을 생성하여 막힘을 유발할 수 있으며, 침출수의 화학적 조성은 파이프 벽을 약화시켜 파손을 유발할 수 있다.

참조

_[1] 서적 Environmental Science and Engineering Prentice Hall
_[2] 간행물 DoE Report CWM039A+B/92 http://users.ox.ac.u[...]
_[3] 웹사이트 Solid Waste Landfill Design Manual http://www.ecy.wa.go[...] Washington State Department Of Ecology
_[4] 웹사이트 How Much Does my Landfill Leak? https://wasteadvanta[...] 2014-08-15
_[5] 논문 Present and Long-Term Composition of MSW Landfill Leachate: A Review 2002-10
_[6] 논문 Wide-scope target analysis of emerging contaminants in landfill leachates and risk assessment using Risk Quotient methodology 2020-07-15
_[7] 웹사이트 Deposit of Poisonous Waste Act 1972 (Hansard) https://api.parliame[...]
_[8] 웹사이트 An introduction to leachat https://web.archive.[...] Landfill Leachate
_[9] 서적 Landfilling of Waste: Leachate https://www.taylorfr[...] CRC Press 1992-10-07
_[10] 웹사이트 Leachate Recirculation Practise and Views http://leachate.co.u[...] 2017-08-18
_[11] 논문 SWANA 2012 Excellence Award Application "Landfill Gas Control" Seneca Landfill, Inc https://swana.org/Po[...] 2016-10-27
_[12] 서적 Dictionary of Environmental Science and Technology Wiley 2000-10-26
_[13] 논문 Contemporary Environmental Issues of Landfill Leachate: Assessment and Remedies https://pureadmin.qu[...] 2014-11-19
_[14] 논문 Contaminants of emerging concern in landfill leachate in China: A review 2018
_[15] 논문 Mutagenicity of leachates from industrial solid wastes using Salmonella reverse mutation assay 2007-02

침출수