서울特別市 保健環境硏究院報 第50號	(2014)

Report of S.I.H.E., 50:273~286	(2014)

친수활동을 위한 청계천 수질조사 및

집중강우 후 하수유입에 의한 영향

물환경생태팀 · 서울시설공단 청계천관리처*

윤태호․이근영*․조현석․최현숙․임귀철․이광식

윤호균․김갑수  ․조수석․이태호․길혜경․전재식

Water Quality of Cheonggye Stream As a Recreational Water and the Effects of Sewage Inflow During Heavy Rainfall

Aquatic Ecology Team
*Department of Cheonggyecheon Management,
Seoul Metropolitan Facilities Management Corporation

Tae-ho Yoon, Geun-yeong Lee*, Hyun-seok Cho, Hyun-sook Choi, Gyu-chul Lim, Kwang-sig Lee, Ho-kyun Yoon, Gab-soo Kim,

Soo-seock Cho, Tae-ho Lee, Hye-kyung Kil and Jae-sik Jeon

Abstract

This study was conducted to determine whether Cheonggye Stream sites were appropriate for recreational use, measured according to level II environmental water quality standards for life on rivers. Evaluation of the recreational water was based on the analysis of total coliforms, fecal coliforms, and E. coli. Survey sites were selected along the Cheonggye Stream during 2014. The standard for recreational water was compared with environmental criteria, with levels less than 1,000/100 mL of total coliforms, and 200/100 mL of fecal coliforms, required for each Cheonggye Stream site. In addition, the timed water quality recovery point was evaluated after the termination of sewage inflow in the Cheonggye stream due to heavy rainfall. Water quality levels were found to be in the following ranges: pH 7.4 ~ 8.4, BOD 0.1 ~ 2.4 mg/L, SS 0.1 ~ 15.6 mg/L, DO 5.9 ~ 16.8 mg/L, TP 0.00 ~ 0.02 mg/L, COD 1.0 ~ 5.1 mg/L, total coliforms 0 ~ 48,000/100 mL, fecal coliforms 0 ~ 11,000/100 mL, E. coli 0 ~ 180/100 mL. The source of the stream at the Cheonggye Plaza was found to be suitable for recreational water all the year round, with criteria of up to 300/100 mL of total coliforms, and 90/100 mL of fecal coliforms. The Mojeon Bridge site was suitable for recreational water all year round with criteria of up to 250/100 mL of total coliforms and 65/100 mL of fecal coliforms. The Supyo Bridge site required attention to bring it up to the standard of recreational water, as it exceeded the criteria with 8.3% of total coliforms and 16.7% of fecal coliforms. Downstream sites were found to be unsuitable for recreation. Water quality recovery time after the end of sewage inflow due to heavy rain at the Mojeon Bridge site was within 3 h, but Gwanggyo site did not recover even after 8 h. The Cheonggye Stream can be used for recreation, and therefore sewage spills need to be thoroughly blocked at the Cheonggye Stream for safe recreation to be possible.

Key  words  :  Recreational water, Cheonggye stream, Microbial water quality, Sewage inflow, Heavy rain

서  론

물놀이지역이라 함은 몸 전체가 물에 들어가는 입욕 및 수영행위가 이루어지는 하천, 호소, 계곡 등의 담수를 말하는데 서울시의 경우에는 수상요트, 수영이나 계곡 등의 물놀이 시설 및 자치구에서 설치한 분수대 등 시민들이 이용하는 친수활동 구간이 해당된다(1). 환경부에서는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행령에 따라 물놀이지역에서는 대장균(E. coli) 항목이 500 개체수/100 mL이 넘지 않아야 한다고 규정하고 있다(2). 미국 질병관리본부에서 조사한 자료에 의하면 위락용수에서 감염된 원인의 경우 세균이 28.1%, 기생충 43.6%, 바이러스 5.1%, 독소 등 화학물질이 2.68%이며 원인불명인 경우가 20.5%이었다고 하며(3) 이와 같이 위락용수에서 발병되는 원인의 대부분은 생물학적인 것으로 볼 수 있다.

우리나라의 물놀이 지역 수질평가 제도는 국민에게 안전한 물놀이 용수를 제공하기 위해 최근에 마련되었는데 물놀이 용수 중 건강에 미치는 영향이 가장 크고 자주 일어나는 질병이 병원성 미생물에 의한 오염이다. 특히 분변에 의한 오염은 물놀이 시설 이용객의 장 관련 질병을 일으키는 원인으로 알려져 있다. 따라서 물놀이 용수에서 병원성 미생물에 의한 감염사고를 예방하기 위해 분변오염의 지표세균을 검사함으로써 수질의 안전성을 확보 할 수 있다 하겠다.

세계보건기구(WHO)의 연구보고에 의하면 오염된 위락용수(대장균 개체수 500 이상)에 반복적인 노출로 인해 5%의 장염 발생율과 2.5%의 호흡기 질환의 위험성을 나타낸다고 보고하고 있다(4. 5). 이를 참고로 유럽연합(EU)의 경우에는 대장균 권고치를 100 mL당 500개체수로 설정하여 관리하고 있다(***). 미국은 물놀이 지역 수질관리를 세분화 하여 관리하고 있다(6). 1986년 미국환경청(USEPA)에서는 위락용수 수질평가 미생물지표 및 기준을 제정하여 수인성 장염과의 상관성을 대장균과 장구균수와 매우 밀접한 관련이 있음을 증명하여 조사 시료에서 장구균(Enterococci)의 경우 33 개체수/100 mL, 대장균의 경우 126 개체수/100 mL를 초과해서는 안 된다는 규정을 시행하여 관리하고 있으며(***) 캘리포니아 등 18개주에서는 대장균을, 뉴저지주 등 6개주에서는 장구균을 미생물 지표항목으로 활용하고 있다(7).

청계천 복원수역은 청계광장으로부터 중랑천 합류지점까지 연장 8.12km에 이르며 자양취수장에서 공급되는 120,000 m3/일의 유지용수와 광화문역 등 지하철 유출수 약 20,000 m3/일으로 수량을 유지하는 자연형 복원하천이다. 청계천은 현재 환경정책기본법 시행령(8)에 따라 수질 및 수생태계의 하천 생활환경 II등급 기준에 따라 관리하고 있으나 강우 시 하수유입과 성북천 및 정릉천 등 인접하천의 영향 등으로 미생물의 개체수가 높아지는 경향이 있다(9).

본 연구는 청계천을 대상으로 청계광장 시점부터 중랑천 합류지점 까지 각각의 유하지점에 따라 물놀이 등 친수활동 가능여부를 파악하기 위하여 국내외기준 등에 따라 미생물학적인 평가를 수행하였으며, 집중강우로 인한 하수유입으로 발생되는 수질변화를 시간대별로 조사하여 친수활동이 가능한 수질회복 시점을 조사하였다.

Table 1. Guidelines for indicator bacteria for recreational water in various countries
Country	Indicator bacteria(/100 mL)
	Total Coliforms	Fecal Coliforms	E. coli	Enterococci
Korea	1000a	200a	500b	NA
France	2000	500	-	100
Japan	1000	-	-	-
USA	-	-	126c	33c
Colombia	1000	200	-	-
Poland	-	-	1000	-
European Union	-	-	500	200

a : Level II grade of water quality standard for life environmental on river.

b : Guideline for recreational water.

c : Geometric mean value with more than 5 samples during 30 days in fresh water.

Table 2. Criteria for indicators for bacteriological densitiesa(1986, USA)
Water	Bacteria	Acceptable swimming associated gastroenteritis rate per 1000 swimmers	Steady state geometric mean indicator density (/100 mL)	Single sample maximum allowable density(/100 mL)
				Designated beach area	Moderate full body contact recreation	Lightly used full body contact recreation	Infrequently used full body contact recreation
Fresh	Enterococci	8	33	61	78	107	151
	E. coli	8	126	235	298	409	575
Marine	Enterococci	19	35	104	158	276	501
a : 40 CFR Part 131, Water Quality Standards for Coastal and Great Lakes Recreation Waters; Final Rule (EPA, 2004)

연구대상 및 방법

1. 연구대상

청계천에 대한 친수활동 구간으로써 미생물학적인 수질평가를 위해 시작지점인 청계광장을 포함하여 유하거리에 따라 모전교, 수표교, 오간수교, 황학교, 무학교, 고산자교 및 중랑천 합류지점까지 청계천 본류를 대상(****)으로 2014년 1월부터 12월까지 월별 조사를 실시였다. 특히, 집중강우로 청계천 상류지역으로 하수가 유입되어 미생물 개체수가 높아질 것으로 예상되는 7월부터 9월까지 모전교 및 광교 지점에 대해 시간대별 수질 변화 조사를 3회 실시하여 친수활동 가능 시점에 대한 조사를 수행하였다.

2. 분석방법

1) 지표미생물 및 이화학적 수질 시험방법

검사방법은 환경정책기본법에서 정한 하천생활기준 항목 중 지표미생물인 총대장균군, 분원성 대장균군, 대장균과 이화학적 수질항목인 pH, DO, BOD, COD, SS, TP와 NH3-N 항목에 대해서 환경부에서 고시한 수질오염공정시험기준(10)과 미국 환경보호청(USEPA)에서 고시한 방법을 사용하였다(11).

Fig. 1. Sampling sites in Cheonggye stream.

청계천 시료의 지표세균 정량을 위해 시료분석량을 100 mL로 조정하여 총대장균군, 분원성대장균군, 대장균과 장구균을 분석하였다. 총대장균군, 분원성대장균군 및 장구균은 막 여과장치(Millipore Microfil system, USA)을 이용하여 직경 47 mm, 여과경 0.45 ㎛ 크기의 멸균된 멤브레인 필터에 집락수가 20～80개가 되도록 희석한 시료를 각각 여과하였고, 대장균은 효소발색기질을 이용하는 Coliert kit(IDEXX, USA)를 사용하여 분석하였다.

총대장균군은 수질오염공정시험기준에 따른 선택배지인 mENDO(Difco, USA) 고체배지에 올려놓고 충분히 배지에 스며들도록 정치한 후 페트리디쉬를 거꾸로 뒤집어 (35.0±0.5)℃ 인큐베이터에서 (24±2)시간 배양하였다. 배양 후 여과지 위에 형성된 전형적인 금속성 광택을 나타내는 콜로니를 계수하여 100 mL당 총대장균군 수치로 정량하였고, 분원성대장균군은 선택배지인 mFC(Difco, USA)를 사용하여 (44.5±0.2)℃ 인큐베이터에서 (24±2)시간 배양한 후 여과지 위에 형성된 전형적인 파란색 콜로니를 계수하여 100 mL당 분원성대장균군 수치로 정량하였다. 대장균은 제조사의 지시에 따라 Quanti-Tray 2000을 이용하여 정량범위가 2,400 이하가 되도록 시료를 희석하여 (35± 0.5)℃에서 24시간 배양한 다음 진한 노란색 웰(well)을 총대장균군 양성으로 판정하였고, 360 nm UV 파장에서 형광 빛을 발색하는 부분을 대장균 양성으로 판정하였다. 각각 양성 웰 수를 산출하여 최적확수법(most probable number, MPN)으로 정량적인 수치(MPN/100 mL)를 나타냈다(12, 13).

2) 생활환경 수질기준에 의한 친수가능 구간에 대한 미생물학적 평가

청계천 각 지점에 대한 친수활동 가능구간으로써의 미생물학적인 평가는 현재 국내에서 환경정책기본법 시행령에서 규정하고 있는 하천의 생활환경 기준 II 등급과 물놀이 기준에 따라 평가하였다. 하천 생활환경기준은 각각의 등급별 수질을 규정하고 있는데 수영 등 친수 활동을 할 수 있는 경우 지표미생물은 총대장균군으로써 1,000/100 mL 이하 및 분원성대장균군으로써 200/100 mL로 정하고 있으며, 별도로 수질 및 수생태 보전에 관한 법률 시행령에서는 물놀이 위락용수의 경우 지표미생물인 대장균 항목으로써 500/100 mL로 권고 기준을 정하고 있다. 청계천 시작지점인 청계광장으로부터 중랑천 합류 지점까지 유하거리에 따른 각각의 채수지점에 대해 지표미생물 분석 자료를 근거로 친수활동구간으로써의 적합성여부를 판단하였다. 한편 장래에 미국 등의 기준과 같이 샘플링의 빈도나 친수활동의 정도에 따라 기준을 적용 할 것에 대비하여 지표미생물의 부합여부를 청계천의 각각의 지점들 분석 자료를 이용하여 평가하였으며 집중강우로 하수유입에 따른 지표 미생물의 개체수가 친수활동 허용 가능시점으로 회복되는 수질항목을 분석하였다.

결과 및 고찰

1. 청계천 수질인자 분석

각각의 채수지점으로부터 수질인자들은 ***과 같이 분석되었다. 하천의 생활환경 기준에서 정하고 있는 수질기준은 수소이온농도(pH), 생물학적산소요구량(BOD), 부유물질량(SS), 용존산소량(DO), 총인(TP), 화학적산소요구량(COD)과 지표미생물인 총대장균군과 분원성대장균군으로 판단하게 되어있다. 청계천에 대해 이들 항목을 분석한 결과 수소이온농도의 범위는 7.4∼8.4로 분석되었으며 생물학적산소요구량은 0.1∼2.4 mg/L, 부유물질량은 0.1∼15.6 mg/L, 용존산소량은 5.9∼16.8 mg/L, 총인은 0.00∼0.02 mg/L, COD는 1.0∼5.1 mg/L로 분석되어 생활환경 수질기준에서 정하고 있는 II 등급 수질은 연중 유지하고 있는 것으로 나타났다.

한편, 지표미생물인 총대장균군은 0∼40,000/ 100 mL로 분석되었고 분원성대장균군은 0∼11,000 /100 mL, 대장균은 0∼180/100 mL로 분석되었다.

이화학적인 인자와 달리 지표미생물은 생활환경 수질기준 II 등급을 과하는 경우가 있는 것으로 나타났다. 총대장균군 연평균 개체수를 살펴보면 청계광장 시점부터 유하거리 약 2.7 km 지점인 오간수교까지는 수질기준을 만족하였으나 하류지점인 황학교 이후 중랑천 합류지점까지는 총대장균군 개체수가 수질기준에서 정하고 있는 1,000/100 mL을 초과하는 것으로 나타났다. 분원성대장균군은 청계광장 시점부터 유하거리 약 0.98 km지점인 수표교까지는 수질기준인 200/100 mL을 만족하였으나 오간수교를 포함한 하류지점으로 갈수록 개체수가 상승하는 것으로 나타났다. 청계천 하류지점으로 갈수록 총대장균군과 분원성대장균군이 증가하는 경향은 환경부에서 주기적으로 측정하는 수질측정망 자료와 매우 유사하다(14). 한편 수질 및 수생태 관련 법규에서 정하고 있는 물놀이 용수로써 대장균 권고치인 500/100 mL로 평가한 결과 연평균 개체수는 청계광장 시점부터 유하거리 약 4.7 km 지점인 무학교 지점까지 적합한 것으로 나타났다. 그러나 지표미생물 항목의 경우 청계천 시점부의 하수유입과 강우량 증가 등의 영향을 받는 하천으로써 연평균 개체수가 적합한 지점이라도 채수상황에 따라 최상류지역인 수표교 지점 이후 수질기준 등을 초과하는 경우가 있는 것으로 나타나(15) 친수활동을 위해서는 신속한 지표미생물 분석 등으로 수질오염여부를 이용시민들에게 전달할 필요가 있는 것으로 판단되었다.

2. 지표미생물을 이용한 청계천 친수활동구간 평가

청계천 시점부인 청계광장으로부터 중랑천 합류지점까지 주요지점에 대해서 2014년 1월부터 12월까지 월간조사를 기본으로 지표미생물인 총대장균군, 분원성대장균군 및 대장균 분석결과를 ****에 나타냈으며 이를 채수시기별로 수질기준에 따른 친수활동에 적합여부를 평가하였다.

청계천 유지용수가 공급되는 최상류지점인 청계광장은 총

Table 3. Summary on water quality of various sites in Cheonggye stream during 2014(n=12)
Parameters (unit)	Guidelineb	Mean value of water quality in Cheonggye stream sites(range)
		Cheonggye plaza	Mojeon bridge	Supyo bridge	Ogansu bridge	Hwanghak bridge	Muhak bridge	Gosanja bridge	Jungrang Joint	Total
pH	6.5∼8.5	8.0 (7.4∼8.4)	8.0 (7.7∼8.3)	8.1 (7.6∼8.3)	8.1 (7.5∼8.4)	8.1 (7.4∼8.4)	8.0 (7.5∼8.4)	8.1 (7.6∼8.4)	8.0 (7.6∼8.4)	8.0 (7.4∼8.4)
BOD (mg/L)	≤3	0.5 (0.1∼1.1)	0.5 (0.1∼1.3)	0.6 (0.1∼1.2)	0.7 (0.1∼1.3)	0.7 (0.1∼1.2)	0.7 (0.1∼1.6)	0.7 (0.2∼1.1)	1.2 (0.1∼2.4)	0.7 (0.1∼2.4)
COD (mg/L)	≤5	1.8 (1.2∼2.7)	1.7 (1.2∼2.2)	1.9 (1.3∼2.5)	1.9 (1.2∼2.7)	1.8 (1.1∼2.7)	2.1 (1.2∼2.9)	1.9 (1.2∼2.8)	2.6 (1.0∼5.1)	2.0 (1.0∼5.1)
TP (mg/L)	≤0.1	0.01 (0.00∼0.04)	0.02 (0.00∼013)	0.01 (0.00∼0.04)	0.01 (0.00∼0.03)	0.01 (0.00∼0.05)	0.02 (0.00∼0.06)	0.02 (0.00∼0.05)	0.05 (0.01∼0.20)	0.02 (0.00∼0.20)
SS (mg/L)	≤25	1.5 (0.3∼2.4)	1.4 (0.4∼4.0)	1.7 (0.4∼4.0)	1.0 (0.1∼2.8)	1.0 (0.1∼2.4)	1.3 (0.4∼2.4)	1.3 (0.1∼3.2)	4.7 (0.4∼15.6)	1.7 (0.1∼15.6)
DO (mg/L)	≥5	10.6 (6.7∼16.4)	10.8 (7.2∼16.1)	10.8 (7.6∼16.4)	10.9 (8.1∼15.7)	11.5 (7.9∼16.4)	11.1 (7.41∼16.6)	11.1 (7.6∼16.8)	10.0 (5.9∼16.4)	10.8 (5.9∼16.8)
Total Coliformsa (/100 mL)	≤1000	49 (0∼300)	39 (0∼250)	456 (5∼2,400)	871 (40∼2,700)	2,839 (110∼15,000)	6,295 (100∼26,000)	3,680 (43∼16,000)	7,010 (100∼48,000)	2,654 (0∼48,000)
Fecal Coliformsa (/100 mL)	≤200	9 (0∼90)	10 (0∼65)	103 (1∼440)	386 (22∼1,500)	651 (60∼2,500)	968 (20∼4,400)	819 (22∼2,500)	2,249 (1∼11,000)	649 (0∼11,000)
E. Colia (/100 mL)	≤500	NA	7 (0∼63)	40 (0∼180)	NA	NA	NA	NA	NA	23 (0∼180)
Flow distance from starting point(m)		starting point	10	977	2,717	3,985	4,650	5,421	8,120	8,120
a : Geometric mean. b : Level II grade of water quality standard for life environmental on river(Framework act on environmental policy, Ministry of Environment)

대장균군 0∼300/100 mL, 분원성대장균군은 0∼90/100 mL 범위로 분석되어 지표미생물 항목 모두 수질기준을 만족하여 년 중 상시 친수활동을 할 수 있는 것으로 나타났다.

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

(F)

Fig.  2.  Fluctuation of indicator bacteria in water samples collected at (A)Cheonggye plaza, (B)Mojeon bridge, (C)Supyo bridge, (D)Ogansu bridge, (E)Gosanja bridge and (F)Jungrang stream sites in 2014.

모전교는 청계광장으로부터 약 10 m 유하거리에 위치한 지점으로 총대장균군 0∼250/100 mL, 분원성대장균군 0∼65/100 mL과 대장균 0∼63/ 100 mL범위로 분석되어 청계광장과 마찬가지로 지표미생물 항목 모두 수질기준을 만족하여 년 중 상시 친수활동을 할 수 있는 것으로 나타났다. 미생물의 최고개체수를 나타낸 2월의 경우는 ***와 같이 모전교 지점으로 하수 유입이 있었던 것으로 파악됐다. 친수활동이 활발히 이루어지는 시기인 6월부터 10월의 경우 10월 2일 채수시점에서 하수유입 영향으로 총대장균군이 1,700/100 mL로 기준 초과한 경우를 제외하면 모두 지표미생물 항목이 수질기준을 만족한 것으로 나타났다.

수표교는 시점부로부터 약 1 km 하류에 위치한 지점으로 총대장균군 5∼2,400/100 mL, 분원성대장균군 0∼440/100 mL과 대장균 0∼180/100 mL 범위로 분석되었으며 지표미생물의 최고개체수를 나타낸 6월 및 8월의 경우는 채수시점 이전 강우에 의한(***)

Table 4. Accumulation of antecedent rainfalla in prior to sampling date in 2014 yrs
Sampling date in 2014 yrs. (dd∼mm)	Accumulation of antecedent rainfall(mm)					Comment
	1 day	2 day	3 day	4 day	5 day
15-Jan	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
05-Feb	0.0	0.0	0.0	0.5	11.5
06-Mar	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
10-Apr	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
26-May	1.5	22.5	22.5	22.5	22.5
26-Jun	0.0	0.0	0.0	24.5	24.9
17-Jul	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
23-Jul	55.0	71.5	71.5	71.5	71.5	Sewage inflow
20-Aug	0.5	5.0	16.5	19.5	19.5
22-Aug	15.0	61.5	62.0	66.5	78.0	Sewage inflow
04-Sep	0.0	57.5	63.5	65.0	65.0	Sewage inflow
18-Sep	0.0	0.0	0.0	0.0	0.0
29-Oct	0.0	0.0	0.0	0.5	0.5
13-Nov	0.0	5.0	7.0	7.0	7.0
23-Dec	0.0	0.3	0.3	2.3	3.2
a : Reference to Korea Meteorological Adminstration(http://www.kma.go.kr/weather/climate)

모전교 지점에서 하수 유입의 영향(16)으로 지표미생물의 개체수가 상승 된 것으로 판단되었다. 채수 시기별 지표미생물 수질기준 적정여부를 판단해보면 총대장균군은 총 12회 채수 중 1회(8.3%) 기준을 초과 하였고 분원성대장균군은 총 2회(16.7%) 기준을 초과하였다. 대장균은 연중 기준초과가 되지 않았다.

오간수교는 시점부로부터 약 2.7 km 하류에 위치한 지점으로 총대장균군 40∼2,700/100 mL, 분원성대장균군 22∼440/100 mL범위로 분석되었으며 상류지점에 비해 지표미생물 개체수가 높아짐을 확인할 수 있었다. 총대장균군은 총12회 채수 중 5회(41.7%) 기준을 초과하였으며 분원성대장균군은 6회(50.0%) 기준을 초과하였다. 오간수교의 경우 강우량이 많은 6월부터 9월까지 지표미생물의 개체수가 친수활동에 적합하지 않은 것으로 나타났다.

청계천 하류지점인 고산자교는 시점부로부터 약 5.4 km 하류에 위치한 지점으로, 총대장균군 43∼16,000/100 mL, 분원성대장균군 22∼2,500/ 100 mL범위로 분석되었으며, 총 12회 채수 중 각각 8회(66.7%) 기준을 초과하는 것으로 나타나 강우량이 많은 시기와 상관없이 수질기준 초과가 빈번하여 친수활동이 적합하지 않는 것으로 나타났다. 상류지점인 오간수교 지점에 비해 지표미생물 개체수가 높아짐을 확인할 수 있었고, 이는 고산자교 상류로부터 성북천 및 정릉천이 청계천 본류로 유입하는 것과 관련, 각각 지류하천에서의 총대장균군과 분원성대장균군 기하평균이 5,063/ 100 mL 및 718/100 mL과 3,002/100 mL 및 872/100 mL로 성북천 합류직전 지점인 황학교와 정릉천 합류직전 지점인 무학교에 비해 매우 높은 것으로 나타나 유입하천 영향일 것으로 판단된다.

한편 중랑천과 합류하는 청계천 말단부의 경우도 시점부로부터 약 8.1 km 하류에 위치한 지점으로 총대장균군 100∼48,000/100 mL, 분원성대장균군 1∼11,000/100 mL범위로 분석되었다. 총대장균군과 분원성대장균군은 총 12회 채수 중 각각 7회(66.7%) 기준을 초과하는 것으로 나타났다.

청계천 상류로부터 하류 끝 지점까지 지표미생물을 이용하여 하천 생활환경기준으로 친수활동 가능여부에 대한 적합성을 종합해보면, 청계천 시작지점인 모전교 지점은 연중 물놀이 등 친수활동이 가능할 것으로 판단되어지며, 수표교 지점의 경우 친수활동은 선별적으로 가능하나 강우량이 많은 시기인 6월부터 9월까지는 주의를 기울여야 한다. 판단된다. 하류지역은 수온이 상승하고 강우량이 증가하는 여름철뿐만 아니라 연중 친수활동 친수활동이 적합하지 않아, 향후 물놀이 친수활동구간과 자연생태경관구간으로 분리 운영하는 방법을 모색해야 할 것으로 판단되었다.

친수활동이 가능한 하천인지를 판단하는 기준으로 하천 생활환경기준 외에 좀 더 규정이 완화됐다고 볼 수 있는 물놀이 지역 권고기준 대장균 500/100 mL 이하와 물놀이형 수경시설 수질기준 대장균 200/100 mL 이하(17)가 있다. 이러한 기준으로 모전교와 수표교 지점에 대한 평가결과 0∼180/100 mL로 연 중 기준을 초과하지 않는 것으로 나타나 생활환경기준으로 평가한 결과에 비해 친수 활동 가능 구간이 증가할 것으로 판단되어 청계천에 대한 친수활동을 위해서는 명확한 기준설정이 필요할 것으로 판단되었다.

3. 누적 강우량과 지표미생물의 개체수 평가

누적강우량과 지표미생물 개체수와의 관계를 집중강우로 인한 하수 월류 현상이 발생되는 경우를 제외하여 살펴보면 각 지점별로 기준초과가 많은 시기인 5월에서 9월 사이에 5일 누적강우량이 0∼24.5 mm로 나타났으며, 이시기에 ****와 같이 각 지점에서 총대장균군과 분원성대장균군이 각각 수표교에서는 2,400/100 mL, 440/100 mL이고 오간수교에서는 2,700/100 mL, 1,500/100 mL이고 고산자교에서는 11,000/100 mL, 2,500/ 100 mL이고 중랑천 합류지점에서는 48,000/100 mL, 11,000/100 mL으로 각 지점별 최고 개체수를 나타내었다. 위와 같은 분석 자료를 바탕으로 수표교 지점 이후 친수활동 가능성을 대해 종합적으로 판단해보면 하수유입이나 누적강우량이 높고 수온이 상승하는 여름철에 지표미생물 개체수가 상승하여(18, 19) 수질 기준 초과 사례가 빈번하므로 친수활동에 보다 주의를 기울어야 할 것으로 판단되었다.

4. 집중 강우 후 하수유입에 따른 지표미생물 변화

청계천의 경우 집중강우로 인해 하수가 월류되며 이로 인해 여름철 집중강우시 수질이 악화되는 구조를 가지고 있다. 이번 조사의 경우 하수 월류전 2일 누적강우량이 57.5∼71.5 mm로 조사 되었다. 1일 직전 누적 강우량은 0.0, 15.0, 55.0 mm로 다양하였으나, 하수월류는 짧은시간 집중적인 강우에 따라 이루어지므로 청계천 지역의 시간대별 초기 강우의 세밀한 조사가 필요할 것으로 판단되었다. 하수 유입이 종료되는 시점으로부터 시간 경과에 따라 평상시 수질로 회복되는 시점을 지표미생물 및 생활환경 수질인자 등으로 조사하였다. 표 4와 같이 하수가 유입되어진 7월 23일, 8월 22일, 9월 4일 광교와 모전교 지점에 대해 시간대별로 수질변화를 조사한 결과는 ***와 ****에 각각 나타내었다.

(A)

(B)

(C)

Fig. 3. Time fluctuation of indicator bacteria of the terminated sewage inflow at (A) Gwanggyo bridge(7.23), (B)Mojeon bridge(8.22),  (C) Gwanggyo bridge(9.4).

생활환경 수질기준에서 정한 이화학적 수질인자인 pH, BOD, COD, TP, SS, DO 및 NH3-N은 8시간 후 평상시 수질로 회복되어짐을 확인하였다. 그러나 ****과 같이 수표교 하류지점인 광교(유하거리 약 1 km)는 1차 조사(7.23)에서 8시간 이후에도 총대장균군, 분원성대장균군, 대장균 개체수가 각각 7,000/100 mL, 2,100/100 mL, 1,100/100 mL로 분석되어 친수활동 허용개체수 범위로 회복되지 않았으며, 2차 조사(9.4)에서 도 마찬가지로 각각 15,000/100 mL, 6,100/100 mL, 1,200/100 mL로 나타나 친수활동에 적합하게 수질이 회복되지 않는 것으로 확인되었다. 하수유입이 있을 경우 강우영향에 의한 수질변화는 2일 경과 후 까지 조사할 필요가 있는 것으로 판단된다(20). 모전교의 경우(8.24) 하수유입 종료 후 3시간 경과 후 총대장균군, 분원성대장균군, 대장균 개체수가 각각 600/100 mL, 90/100 mL, 60/100 mL으로 친수활동에 적합한 수질이 회복됨을 확인하였다.

Table 5. Change of physicochemical parameters after the terminated sewage inflow due to heavy rainfall in Cheonggye stream
Parameters (unit)	Guideline	Water quality of the terminated sewage inflow
		7.23(Gwanggyo)		8.22(Mojeon bridge)		9.4(Gwanggyo)
		0 hr	8 hr	0 hr	8 hr	0 hr	8 hr
pH	6.5∼8.5	7.5	7.9	7.6	7.7	7.1	7.9
BOD (mg/L)	≤ 3	5.2	0.3	10.1	0.3	22.5	1.4
COD (mg/L)	≤ 5	7.0	2.1	12.5	3.1	15.0	2.5
TP (mg/L)	≤ 0.1	0.331	0.035	0.196	0.000	0.268	0.000
SS (mg/L)	≤ 25	15.6	0.4	38.8	2.8	90.8	1.4
DO (mg/L)	≥ 5	5.67	7.22	5.51	7.37	4.61	7.06
NH3-N (mg/L)	NA	2.46	0.01	1.28	0.007	1.844	0.001

청계천은 한강으로부터 유지용수를 공급하는 자연형 복원하천으로 간주되며 구조상 누적강우량 증가와 하수 월류로 인한 지표미생물 개체수가 증가하는 것을 확인하였으며 이용 시민에게 질병을 유발할 수 있는 가능성이 있으므로 강우 시 지표미생물의 신속 측정이 필요하다 하겠다.

결  론

본 연구에서는 서울시에 위치한 청계천에 대해 복원수역 상류인 청계광장으로부터 하류인 중랑천합류지점까지 각 구간별로 물놀이 등 친수활동 가능여부를 판단하기 위해 하천 생활환경 수질기준 II 등급 및 물놀이지역의 권고기준을 적용하여 연간 수질변화를 분석하였으며, 집중강우로 인한 하수유입으로 발생되는 수질변화를 상류지점에 대해 시간대별로 조사하여 친수활동이 가능한 수질회복 시점을 조사하고 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. 청계천 복원수역 시점부인 청계광장 및 모전교로부터 하류지점인 고산자교 및 중랑천 합류지점까지의 주요 수질인자를 1월부터 12월까지 매월 분석한 결과 수소이온농도의 범위는 7.4∼8.4로 분석되었으며 생물학적산소요구량은 0.1∼2.4 mg/L, 부유물질량은 0.1∼15.6 mg/L, 용존산소량은 5.9∼16.8 mg/L, 총인은 0.00∼0.02 mg/L, COD는 1.0∼5.1 mg/L로 분석되어 생활환경 수질기준에서 정하고 있는 II 등급 수질은 연중 유지하고 있는 것으로 나타났다.

2. 청계천 각 지점에 대해 하천 생활환경기준 II 등급을 기준으로 친수활동 가능여부를 평가한 결과 상류 시점부인 청계광장은 연중 최대 개체수가 총대장균군 300/100 mL, 분원성대장균군 90/100 mL로써 물놀이 등 친수활동에 적합하였으며, 모전교 지점도 마찬가지로 최대개체수가 총대장균군 250/100 mL, 분원성대장균군 65/100 mL로써 수질기준을 만족하여 친수활동이 가능할 것으로 판단되었다. 그러나 수표교 지점 이후 하류지점은 강우 누적량과 하수유입 등으로 인해 기준 초과비율이 총대장균군 8.3∼66.7%, 분원성대장균군 16.7∼66.73%로 친수활동 시 각별한 주의를 요구하는 것으로 나타났으며 향후 친수활동구간과 자연생태경관 구간으로 분리운영 하는 방안을 고려해야 할 것으로 판단되었다.

3. 물놀이지역 권고기준인 대장균 500/100 mL를 기준으로 친수활동 가능여부를 평가해보면 청계광장에서 약 1.0 km 하류인 수표교 지점까지는 대장균 개체수가 0∼180/100 mL로 연중 누적강우량에 상관없이 친수활동이 가능할 것으로 판단되었다.

4. 집중강우로 인한 하수 유입은 2일 누적강우량이 50 mm 이상일 경우 발생하였으며, 하수 월류 종료 후 지표미생물을 포함한 수질의 원상회복은 모전교 지점의 경우 3시간이내 회복되어졌으나, 광교 지점은 BOD 등 이화학적 수질인자는 8시간 이전에 회복되었으나 지표미생물의 경우는 개체수가 수질기준이하로 회복되지 않아 친수활동에 주의해야 할 것으로 판단되었다. 이는 하수유입 등이 있을 경우 수질기준 초과가 예측되어 청계천에 대한 친수활동공간으로 활용하기 위해서는 강우에 따른 하수유입을 차단하기 위한 주변 하수 체계의 개선이 필요한 것으로 판단되었다.

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