하수 처리장에서 걸러지지 않는 미세 플라스틱, 지하수로 스며들다

1. 하수 처리 과정에서 미세 플라스틱은 얼마나 제거될까?

하수 처리장은 생활하수, 산업 폐수 등을 정화하여 깨끗한 물을 하천이나 바다로 방류하는 중요한 시설이다. 하지만 현재의 하수 처리 기술로는 미세 플라스틱을 완벽하게 제거하는 것이 어렵다. 하수 처리장은 일반적으로 침전, 여과, 생물학적 처리 등의 과정을 거쳐 오염물질을 제거하지만, 미세 플라스틱은 크기가 작고 밀도가 다양하여 일부가 여과 장치를 통과해 최종 방류수에 남게 된다.

특히, 1μm(마이크로미터) 이하의 초미세 플라스틱은 현재의 하수 처리 시설에서도 완전히 걸러지지 않는다. 연구에 따르면, 일반적인 하수 처리 시설에서 미세 플라스틱 제거율은 약 **80~90%**에 달하지만, 나머지 10~20%는 그대로 방류수에 포함되어 강과 호수, 나아가 지하수로 스며들 가능성이 크다. 이 미세 플라스틱들은 강우와 함께 토양으로 스며들거나 하천수를 통해 지하수층으로 이동하게 된다.

더 큰 문제는 하수 처리 과정에서 걸러진 미세 플라스틱이 하수 슬러지에 포함된다는 점이다. 많은 국가에서 이 하수 슬러지를 비료로 사용하거나 매립하는데, 이 과정에서 미세 플라스틱이 다시 환경으로 유출될 위험이 있다. 따라서 하수 처리장에서 완벽하게 제거되지 않은 미세 플라스틱은 지하수 오염의 주요 원인이 될 수 있다.

 

2. 하수 슬러지와 방류수를 통한 미세 플라스틱의 지하수 침투 경로

하수 처리장에서 걸러지지 않은 미세 플라스틱이 지하수로 스며드는 주요 경로는 크게 방류수를 통한 직접적인 유입과 하수 슬러지를 통한 간접적인 침투로 나눌 수 있다.

먼저, 방류수를 통한 직접적인 유입을 살펴보면, 처리되지 못한 미세 플라스틱이 포함된 방류수는 하천이나 호수로 흘러가고, 이 물이 지하로 스며들면서 지하수를 오염시킨다. 특히, 사질토와 같은 투과성이 높은 토양에서는 미세 플라스틱이 빠르게 이동하여 지하수층까지 도달할 가능성이 크다.

둘째, 하수 슬러지를 통한 간접적인 침투도 중요한 오염 경로다. 하수 처리장에서 발생한 슬러지는 농업용 비료로 사용되거나 매립되는데, 이러한 과정에서 포함된 미세 플라스틱이 빗물과 함께 토양에 스며들 수 있다. 연구에 따르면, 하수 슬러지 1kg당 수천 개의 미세 플라스틱이 포함될 수 있으며, 이들 중 일부는 지하수로 이동할 가능성이 높다.

또한, 하수 슬러지를 매립할 경우, 미세 플라스틱이 빗물과 함께 침출수(Leachate) 형태로 유출될 수 있다. 이 침출수가 지하로 스며들면서 미세 플라스틱과 함께 다양한 유해 화학물질이 포함될 수 있어, 장기적으로 지하수의 안전성을 위협할 수 있다.

 

3. 지하수 내 미세 플라스틱이 인간과 생태계에 미치는 영향

지하수는 많은 지역에서 식수 공급의 중요한 원천이며, 한 번 오염되면 정화가 어렵다. 따라서 지하수 속 미세 플라스틱이 인간과 생태계에 미치는 영향을 정확히 이해하는 것이 필요하다.

첫째, 미세 플라스틱이 지하수에 포함될 경우, 식수 안전성이 위협받는다. 현재까지의 연구에 따르면, 미세 플라스틱은 단순한 물리적 오염원이 아니라 화학적 독성을 지닌 물질을 흡착하는 성질이 있다. 예를 들어, 살충제, 중금속, 산업용 화학물질이 미세 플라스틱에 흡착되면, 이들이 지하수를 통해 인체에 유입될 위험이 높아진다.

둘째, 미세 플라스틱이 지하수 생태계에도 악영향을 미칠 수 있다. 지하수에는 미생물과 작은 수생 생물들이 서식하는데, 미세 플라스틱이 이들 생태계에 축적되면 먹이사슬을 통해 생물 다양성을 감소시킬 가능성이 있다. 또한, 일부 연구에서는 미세 플라스틱이 지하수 내 산소 공급을 방해하여 미생물 생태계를 교란할 수 있다는 점도 지적하고 있다.

셋째, 미세 플라스틱이 지하수를 오염시키면, 정수 시설을 통한 제거가 어려운 문제가 발생한다. 현재의 정수 처리 기술로는 미세 플라스틱을 완벽하게 제거하기 어려우며, 이로 인해 최종적으로 가정 내 식수에도 미세 플라스틱이 포함될 가능성이 크다. 특히, 농촌 지역이나 정수 시설이 부족한 개발도상국에서는 미세 플라스틱 오염이 더욱 심각한 문제가 될 수 있다.

 

 

4. 하수 처리장에서 미세 플라스틱 오염을 줄이기 위한 해결책

현재의 하수 처리 시설로는 미세 플라스틱을 완벽하게 제거하기 어렵지만, 몇 가지 개선 방안을 통해 오염을 줄일 수 있다.

첫째, 고급 정수 기술을 도입하는 것이 필요하다. 기존의 하수 처리 시설에서는 침전과 여과 과정을 거치지만, 여기에 나노필터링(Nanofiltration) 및 역삼투압(Reverse Osmosis, RO) 기술을 추가하면 미세 플라스틱 제거율을 더욱 높일 수 있다. 특히, 1μm 이하의 초미세 플라스틱까지 제거할 수 있는 기술 개발이 필수적이다.

둘째, 하수 슬러지 관리 정책을 강화해야 한다. 하수 슬러지를 비료로 사용할 경우, 미세 플라스틱을 사전에 제거하는 과정이 필요하며, 이를 위해 슬러지 세척 및 정제 시스템을 도입하는 것이 효과적이다. 또한, 하수 슬러지 매립 시에는 침출수 관리 시스템을 강화하여 미세 플라스틱이 지하수로 유입되지 않도록 해야 한다.

셋째, 미세 플라스틱 배출 자체를 줄이는 노력도 필요하다. 예를 들어, 합성 섬유 의류에서 발생하는 미세 플라스틱을 줄이기 위해 세탁 필터를 설치하거나, 미세 플라스틱이 포함된 화장품 및 세정제 사용을 규제하는 정책을 강화하는 것이 중요하다.

마지막으로, 지하수 모니터링 시스템을 구축하여 지속적으로 미세 플라스틱 농도를 측정하고, 오염이 심각한 지역에서는 적극적인 정화 작업을 진행해야 한다.