지붕 재질이 빗물 수질에 미치는 영향

Abstract

본 연구에서는 각기 다른 재질의 지붕에서 집수된 빗물의 수질을 측정하여 지붕의 재질과 수질간의 상관관계를 분석하고 더 나은 빗물이용시스템을 제안하고자 한다. 지붕재질은 나무, 콘크리트, 기와, 양철, 초가, 석면으로 만든 지붕을 사용하였으며, 초기우수를 분리하여 수질 측정을 실시하였다. TSS, TOC, NO3-, SO42-, pH, Al, Cu, Fe, Pb, Zn, TC, EC 및 Enterococci 측정 결과, TSS(10~500 mg/L), TOC(2~60 mg/L), NO3-(0.1~5 mg/L), SO42-(0.1~15 mg/L), pH(6~7.6), Al(0.02~1 mg/L), Cu(0.01~0.13 mg/L), Fe(0.015~0.415 mg/L), Pb(0.001~0.025 mg/L), Zn(0.11~0.68 mg/L), TC(0~355 cfu/100mL), EC(0~45 cfu/100mL), Enterococci(0~10 cfu/mL)로 나타났다. 수질 항목들 간의 상관관계는 ADD가 다른 항목들과 0.6 이상의 높은 상관도를 보였으며, pH는 0.23 이하로 거의 상관성이 적은 것으로 나타났다. 일원분산분석을 실시한 결과 p<0.05 유의수준에서 pH(Sig.=0.000), TOC(Sig.=0.010), SO42-(Sig.=0.001), Cu(Sig.=0.000), Pb(Sig.=0.000), Zn(Sig.=0.000), Total Coliform(Sig.=0.005), E.Coli(Sig.=0.011), Enterococci(Sig.=0.001)에서 지붕별로 유의한 차이가 있는 것으로 분석되었다. 나무지붕은 초기 우수에서 TOC(50 mg/L), NO3-(3.3 mg/L), SO42-(5.57 mg/L)에서 높은 값을 보였다. 콘크리트지붕은 TSS(309 mg/L), Al(0.535 mg/L), Cu(0.058 mg/L) 농도가 다른 재질의 지붕들보다 수치가 높다. 기와는 흡착작용으로 초기 우수에서 Al(0.243 mg/L), Cu(0.037 mg/L), Fe(0.16 mg/L), Pb(0.011 mg/L), Zn(0.13 mg/L), TC(76 cfu/100mL), EC(8 cfu/100mL), Enterococci (0 cfu/100mL)이 비교적 낮게 측정된다. 양철은 초기 우수에서 TSS(286 mg/L), TOC(32 mg/L), Al(0.622 mg/L), Cu(0.059 mg/L), Fe(0.30 mg/L), Zn(0.43 mg/L)가 높게 나타나지만 초기 씻김 효과가 강하여 초기 우수 이후에는 다른 지붕들보다 측정값이 낮다. 또한 TC, EC, Enterococci에 대해서는 씻김현상과 더불어 태양열에 의한 온도 상승이 살균 작용을하여 초기 우수 이후에 거의 검출되지 않는다. 강우용출시험법에서 양철은 알루미늄이 0.5105 mg/L 주재료인 철, 아연보다 잘 용출되지만, 콘크리트가 더 잘 부식되므로 알루미늄(1.034 mg/L) 유출이 더 높게 나타났다. 초가는 초기 우수에서 NO3-(9.26 mg/L), SO42-(9.26 mg/L)가 높게 측정되고, 초기 우수 이후에도 TC(3 cfu/100mL), EC(1 cfu/100mL), Enterococci(1 cfu/100mL)가 검출되는 수치가 높다. 또한 색도를 포함하여 음용수로 이용할 경우 활성탄처리가 필요하다. 석면은 다른 재질들과 비교하여 두드러지는 수질특성을 보이지 않았다. 다만, 강우가 지속되고, 강우에 의해 지붕이 충격을 받을수록 빗물에서 검출되는 석면섬유가 0.001 fibers/cm3에서 0.002 fibers/cm3로 증가하였다. 하지만 음용수 수질 7,000 fibers/cm3 이하이므로 집수면으로 석면을 사용하는 것이 가능하다. 위와 같은 결과를 토대로 빗물이용시스템에서 집수면은 다공질 또는 표면이 깨끄러운 것이 적합하다는 결론을 얻었다. 더불어 지붕재질 특성에 따라 침전조, 필터, 소독설비 설치를 추가적으로 고려하고 간소화한 수질항목을 통해 모니터링을 실시해야 한다.