생태독성 관리제도의 유래

북미주와 유럽의 여러 국가들은 1970년대부터 지금까지 방류수의 통합독성 관리제도(Whole Effluent Assessment/Toxicity)를 개발하여 사용하고 있습니다. 독일의 경우 1976년 산업폐수로 인한 하천수질의 급격한 악화로 폐수관리의 필요성이 증대되었으며, 그 원인은 10만종 이상의 화학물질인 것으로 나타났습니다.

그러나 하·폐수를 정상적으로 처리하여 배출허용기준을 준수하여도 미지의 화학물질에 대한 영향이 계속 발견되었으며, 이러한 화학물질들이 환경에 어떠한 영향을 끼치는지 알 수 없어 생물체를 이용해 검증하는 생태독성 관리제도를 도입하게 되었습니다.

국외현황

방생태독성 관리제도는 미국 등 26개국에서 1970년대부터 도입하여 운영중입니다.

유럽 국가 중 생태독성관리 제도를 시행하고 있지 않은 국가도 EU 지침에 의거 2015년부터 독성물질배출 감축의무가 발생되므로 제도 시행 전 여러 가지 방법으로 생태독성 모니터링을 수행하고 있습니다.

국가별 규제현황

구분 규제를 하는 국가(10개국) 미규제 국가(16개국)
유럽 독일, 프랑스, 스웨덴, 체코, 아르헨티나, 러시아, 우크라이나, 카자흐스탄 영국, 네덜란드, 북아일랜드, 스페인, 덴마크, 노르웨이, 벨기에, 스위스, 포르투갈, 핀란드, 슬로베니아
미주 미국, 캐나다 멕시코
아시아/대양주 - 호주, 뉴질랜드, 일본, 홍콩

※ 출처 : Elizabeth A.Power and Ruth s. Boumphrey, 2004, Int'l Trends in Bioassay Use for Effluent Management, Ecotoxicology 13, pp377~398

국가별 평가기준

구분 생태독성 평가기준 특징
미국 시험대상 50%가 생존할때의 희석배율
(메릴랜드주 TU 1, 뉴저지주 TU 2)
  • 장점 : 신뢰도구간 산정 및 모델적용가능
  • 단점 : 계산식이 복잡하고 통계적 처리에 대한 지식필요
독일 일실험대상이 모두 생존할때의 희석배율
(업종별로 Tegg 2-6으로 설정)
  • 장점 : 계산이 단순
  • 단점 : 신뢰도 구간 산정 불가

※ 미국식(TU) 계산방식 : 100/EC50, 독일식(GF) : 원수에 대한 희석배수

국가별 시험생물 및 시험법

생태독성 관리제도를 운영하는 국가들은 시험 생물 종으로 대부분 조류, 물벼룩, 어류, 어류알 및 박테리아를 이용하고 있으며, 국가별로 단일 시험 생물 종 또는 두 개 이상의 시험 생물 종을 병행하여 사용하는 배터리(Battery) 개념을 도입하는 국가도 있습니다.

국가별로 방류수 독성시험 시 사용하고 있는 시험 종

국가별로 방류수 독성시험 시 사용하고 있는 시험 종 표
국가명 어류 물벼룩류 조류 박테리아 규제여부
9 14 11 9 6
유럽 독일
영국
프랑스
네덜란드
스웨덴
이탈리아
벨기에
덴마크
북아일랜드
노르웨이
스페인
북미주 미국
캐나다
대양주 뉴질랜드

※출처 : Elizabeth A. Power and Ruth s. Boumphrey, 2004, Int'l Trends in Bioassay Use for Effluent Management, Ecotoxicology 13, pp 377~398

물벼룩 시험법

구분 US-EPA WET*
(미국 환경청)
OECD**
(경제협력개발기구)
DIN***
(독일시험법)
한국수질오염
공정시험기준
시험종 Daphnia magna Daphnia magna Daphnia magna Daphnia magna
노출방식 지수식 지수식 지수식 지수식
온도 25±1℃ 20±2℃ 20±2℃ 20±2℃
기간 24, 48, 96h 24, 48h 24h 24h
시험생물 연령 부화 후 24시간 미만 부화 후 24시간 미만 부화 후 24시간 미만 부화 후 24시간 미만
용기당 생물수 5마리 5마리 5마리 ≥5마리
용기당 반복수 4반복 4반복 2반복 4반복
시험농도 대조군과 5개 이상의 처리군 대조군과 5개 이상의 처리군 대조군과 10개 이상의 처리군 대조군과 5개 이상의 처리군
희석배율 ≥1 ≥1 ≥1 ≥1
Endopoint Mortality (LC) Immobili-sation Immobili-sation Immobili-sation
결과표시 LC EC GD(NOEC) EC
신뢰성 검증조건 대조군의 생존율이 90% 이상 대조군의 생존율이 90% 이상 대조군의 생존율이 90% 이상 대조군의 생존율이 90% 이상
※출처 :
  • * EPA.1985. Methods for measuring the acute toxicity of effluent to freshwater and marine organisms(3th edition), EPA-600/4-85-013
  • ** OECD. 1993. OECD guidelines for the testing and chemicals, Method 202.
  • *** DIN. 1989. DIN 38412 Teil 30, Deutshe Einheitzverfahren zur Wasser-Abwasser-und Schlamuntersuchung

국가별 생태독성 관리제도

국가별 생태독성 관리제도를 비교해 보실 수 있는 자료

구분 영국 독일 네덜란드 스웨덴
1.기존의 방류수
관리 체계(framework)
  • 위해성에 근거한 접근법
  • 방류수역에 대한 영향을 고려
  • BAT에 근거한 산업별 방류수준(sector-specific emission limits) (IPPC)
  • 발생원에서 배출저감이 기본적인 원리이고, 직접방류든 간접방류든 BAT에 근거한 local conditions을 고려
  • backsliding은 허용 안됨
  • Sector-based 방류기준이 적용되며, 방류수역에서의 위해성 평가는 정기적으로 실시하지 않으나, 모니터링을 통하여 영향을 파악
  • 두가지 접근법 사용
  • BAT에 근거한 발생원에서 오염물질 저감
  • 수계의 수질관리를 목적으로 환경기준 (environmental quality criteria) 사용
  • backsliding 원칙적용
  • 방류수역에서의 영향에 초점을 맞추고 있으며, 처리시설은 산업폐수의 유입을 거부할 수 있고, 이러한 제한은 지방자치단체에서 결정
  • 오염부하를 나타내는 ‘Toxicity Emission Factor'를 사용
2.WET적용 경험
  • IPPC 배출권을 주는 과정에서 DTA를 적용
  • 정부 및 기업체는 시범사업을 통해서 WET에 관한 R&D의 경험이 많음
  • 1976년 이후부터 표준시험법 사용
  • 어류급성독성결과를 세금부과에 활용
  • 법적으로 규제하고 있지는 않으나, 도입 원칙을 확정하고 규정을 준비 중임
  • 1994년부터 3단계(method development-demonstration -implementation)로 추진
  • 1989년부터 CID (characterization of industrial discharges)지침서에 따라 A 그룹에 속하는 대형 배출시설 허가에 사용
3.규제목적으로 방류수 생물 검정법 적용
  • 잉글랜드와 웨일즈는 시범사업을 통해 적용
  • IPPC 배출권을 주는 과정에서 DTA를 적용
  • 특히 수계의 생물상이 많이 훼손된 지역이 주대상이 됨
  • 목표는 2005년까지 급성독성을 일으키는 배출시설의 수를 80% 감축시키는 것
  • 급성독성시험결과 적용
  • 다양한 표준시험법들이 만들어지고 있으며, 새로운 시험종(개구리밥), 종말점(EDC, 면역, 축적성, 어류 개체시험을 대체할 어류난 시험법 등)

2005년에 적용을 목표로 추진중

7년간의 ‘STORK' 프로젝트를 통해서 화학산업 방류수에 대해 3단계의 관리 전략을 개발함

4.WET 적용근거
(entry point)

IPPC와 Waste Resources Act에 의하며, 수계의 생물상이 많이 훼손된 지역에 우선적으로 실시함

Wastewater Ordiances and Wastewater Charges Act

EU의 WED와 IPPC에 따르나, 국내 법적장치는 없음

CID (characterization of industrial discharges) 지침서에 따라 법적으로 요구

5. 운영체제

배출원 관리에 중점을 두며, 방류수 독성시험은 방류수계의 독성과 연계됨

발생원 관리에 적용하며, 때때로 방류되는 수역의 독성을 평가하기도 함

  • 현재 demo프로그램이 진행중
  • 배출원 관리에 중점을 두며, 수계의 모니터링 수단으로 활용가능성도 연구중

발생원 관리에 적용하며, ‘STORK' 프로토콜은 방류되는 수역에서 독성을 평가하기도 함

6. 생물검정 종말점

현재는 급성적 영향에 주안점을 두나, 만성독성도 고려예정

급성, 만성, 유전독성, 변이원성. 미생물분해성 및 group parameter인 TOC, AOX, COD 등도 WEA의 한부분으로 사용

급성, 만성, 변이원성, enzymatic, estrogen effects

  • 급성, 만성, 변이원성, 효소(바이오마커)
  • 야외 조사시는 생리 및 형태에 대한 검정도 실시
  • 또한 생물 축적성 및 생분해성에 대한 검색도 포함함
7.사용하는 시험종
  • 종어류, 물벼룩, 박테리아, 개구리밥/조류
  • 시험자료의 신뢰성 보증 프로그램 개발

어류, 물벼룩, 박테리아, 개구리밥/조류 등에 대한 시험요구.

어류, 물벼룩, 박테리아, 개구리밥/조류

  • 어류, 물벼룩, 박테리아, 개구리밥/조류 등에 대한 시험요구
  • 단계별 자료요구(tier system)
8.자료의 사용
(effluent bioassay data use)

몇몇 규제기준(20개소 미만)이 활용되고 있음

  • 법적 및 규제차원(statutory/ enforceable)에서 적용
  • 또한 부과세 산정(taxation)에 사용

법적으로 사용하지 않음

법적(statutory)으로 활용되고 있고, 단계적 접근방법 채택

9.위반 시 조치

독성저감 및 모니터링 프로그램 요구

방류수의 수질개선이 이루어 질 때까지 배출허가가 안됨

-

개선조치 요구

※ 출처: Peter M. Chapman, 2000. Whole effluent toxicity testing- usefulness, level of protection and risk assessment, Environmental Toxicology and Chemistry. 19(1):3-13

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