서울特別市 保健環境硏究院報 第39號	(2003)

Report of S.I.H.E., 39:541~552	(2003)

한강이남 서울 지역의 용도별

토양 중금속 및 불소 농도 조사

지반환경팀

오현정․정  권․배일상․이연수․신정식

The Survey of Metals and Fluorine Concentration at the Southern Parts in Seoul

Geoenvironment Team

Hyun-jung Oh, Gweon Jung, Il-sang Bae, Yeon-soo Lee

and Jung-sik Shin

Abstract

This study performed from 2002. October to 2003 April . The samples were taken at 66 sites, divided into the 6 sections functionally in southern parts of Seoul with Yangchon-gu, Kangseo-gu, Kuro-gu, Yeongdengpo-gu, Kwanak-gu, Dongjak-gu, Seocho-gu, Kangnam-gu, Songpa-gu, and Kangdong-gu. As a results, the survey area showed the ranges of pH 4.7～9.5, Cd; 0.391 mg/kg, Cu; 12.354 mg/kg, Pb; 13.04 mg/kg, Hg; 0.0865 mg/kg, F; 206.8 mg/kg. The minimum and maximum concentration of functional soils were Cd; 0.632mg/kg for multi-purposed soil, 0.079 mg/kg for schools, Cu; 21.354 mg/kg for roadside, 2.159 mg/kg for schools, Pb; 24.70 mg/kg for roadside, 1.03 mg/kg for schools, Hg; 0.1781 mg/kg for multi purposed, 0.0087 mg/kg for schools, F was measured the high concentration at the hills. Also the area of schools area was detected the low concentrations as the items of Cd, Cu, Pb, Hg, and F. The average concentration of metals and fluorine at the research area were below the Preliminary Standard of the Soil Preservation Acts.

Key words : functional soil, metals, fluorine, preliminary standard, soil preservation acts

서  론

토양은 공기․물과 함께 생태계의 중요한 구성요소로 장구한 세월을 거치는 동안 지구 표면지각의 물리화학적 풍화 및 생물학적 작용을 거쳐 다양한 역할과 구성물을 함유하는 토양의 형태를 갖추게 되었다(1). 한편 산업의 발달과 인구의 증가는 다양한 오염물질의 생성을 불러왔고, 특히 20세기 후반 들어 경제와 산업의 급속한 성장은 대기와 수권을 오염시키고, 다시 토양 오염으로 이어졌다(2).

우리나라 수도인 서울은 정보와 문명이 집적되어 복합적이고 다양한 기능을 지녀 시민이 다양한 혜택을 누릴 수 있어서 좋으나, 이면에는 지나친 산업의 편중과 인구 집중으로 그 규모가 거대화 되어 여러 가지 부작용을 낳고 있다. 2000년을 기점으로 인구 1000만을 넘어선 서울 도심 내부의 환경은 각종 공해물질의 배출로 인해 오염이 심화, 가속화되고 있다. 특히 환경오염은 심각한 수준이며 이러한 환경의 영향을 받는 토양은 자동차 배기가스, 휘발류 및 각종 윤활유 등의 유기물질과 중금속오염에 노출되어있을 것으로 추측된다(3～4). 또한 도심내부의 토양은 다양화된 복합 기능을 수행하기에 알맞은 다양성을 지니게 되었고, 토지용도 또한 주택지역, 공업지역, 상업지역 등으로 세분화 및 특화 현상이 나타나게 되었다. 이러한 상황에서 세분화된 토양별 분류에 따른 오염 물질 농도에 대한 자료는 변화된 서울의 환경을 대변해 줄 수 있을 것으로 판단된다(5). 특히 대기, 수질 오염과 연계되어 2차 적으로 유발되는 것으로 판단되는 토양오염에 대한 오염물질의 농도 조사는 서울 환경에 대한 중요한 자료로서의 가치가 있을 것으로 사료된다.

위와 같은 이유로 서울의 다양화된 토양 용도와 관련된 보다 세분화된 용도별 토양의 오염물질에 대한 농도 특성에 대한 조사가 요구된다. 또한 서울시는 해마다 실시하던 서울 지역 토양에 대한 오염도 조사를 현실성 있게 파악하기 위해 2002년부터는 토양 오염 실태 조사로 전환하여 실시하고는 있으나 같은 지점이 많고 그 자료가 매우 적어 오염 개연성이 매우 부족하다. 또한 도로변 토양이나 특히 잡종지에 해당되는 적환장 및 집하장에 대한 토양 오염에 대한 조사는 미미한 실정이다.

따라서 본 연구는 서울 한강이남 지역을 중심으로 비교적 오염 개연성이 있을 것으로 판단되는 지점을 선택, 보다 현실적이고 적극적인 차원에서의 토양오염 조사를 실시하였다. 양천구부터 강동구까지 11개 구청을 중심으로 약수터 주변 토양인 임야, 공원 토양, 도로변 토양, 공장 및 상업지역 토양, 적환장 또는 집하장 토양, 학교 운동장 토양 등 그 동안 비교적 조사 자료가 부족한 지점을 선택하여 중금속 및 불소 농도를 측정하였다. 측정된 농도를 중심으로 우리나라 토양환경기준의 우려기준을 적용, 오염물질 농도 특성을 살펴보았다. 이와 같이 조사된 토양 오염물질 농도를 토대로 복합 기능을 지닌 거대 도시 서울의 한강이남 지역의 용도별 토양에 대한 중금속과 불소 농도 특성을 파악하는데 기초 자료를 제공하고자 한다.

연구 방법

1. 시료 채취

본 연구대상 지역에 대한 시료채취는 2002년 10월부터 2003년 3월에 걸쳐서 양천구등 11개 구청에서 6개의 용도별로 나누어 총66개 지점에서 시료를 채취하였다. 임야지역은 약수터 주변 토양을 대상으로 하였고, 잡종지는 쓰레기 집하장이나 적환장을 선택하였다. 도로변 토양은 차량 통행이 많은 곳을 선정, 도로 중앙에 있는 토양을 채취하였으며, 학교 용지는 학교 운동장을 대상으로 하여 학생들이 가장 많이 노출될 것으로 생각되는 장소를 선택하였다. 시료채취는 주변 4개의 지점에서 각각 시료를 채취하여 대표시료로 하였으며, 지점별 4회 반복 채취하였다. 채취 지점은 그림 1에 나타내었다.

2. 전처리 및 분석

채취한 시료는 풍건후 균일화와 전처리 과정을 거친 후 분석하였다. 중금속용 시료는 2㎜ 표준채를, 불소용 시료는 0.175㎛ 표준체를 통과하여 각각 입자를 균일화하였다. 균일화된 시료는 풍건 토양 10g을 취하여 0.1N HCl(중금속 분석용,특급, Wako)을 이용하여 조제된 시약 50㎖를 정확히 분취한 뒤, 100㎖ 삼각flask에 시약과 토양을 넣고 30℃에서 1hr 진탕 용출 후 5B여지를 이용, 여지를 통과한 시료를 분석용 시료로 사용하였고, 불소용 시료는 110℃의 oven에서 4hr간 건조시킨 후 데시케이터에서 항량 과정을 거친 후 1g을 정확히 달아 분석용 시료로 하였다. 또한 전처리 과정은 75%의 perchloric acid를 이용하여 증류한 후 분석용 시료로 하였다 전처리를 거친 시료는 중금속(Cu. Cd, Pb)은 ICP-AES(spectra CIROSCCD) & FAA(Varian spectra 880)을 이용하여 정량 하였고, Hg은 mercury analizer (NIC  MA-1S)를, 불소는 Hp  Vectra 500(HP 8453) & Bekmam 600 spectroscopy를 이용하여 각기 유효 측정 농도 이상을 검출농도로 하였다(6, 7).

Fig. 1. A map of sampling point in Seoul.

결과 및 고찰

1. pH

조사대상 지역에 대한 pH의 용도별 토양에 대한 pH범위는 그림 2에 제시된 바와 같이 pH범위는 4.7～9.5로 대부분 약산성에서 약 알칼리성을 띄는 것으로 조사되었다. 그러나 학교용지는 pH 7.8～9.8로 중성에서 약알칼리성을, 공장용지의 pH는 6.8～9.8로 중성에서 약 알카리성의 매우 넓은 범위를 보이고 있다. 한편 약수터 주변 토양 pH는 4.7～6.8로 약산성으로 나타났다.

2002년 전국 토양 pH는 3.6～9.2이며, 같은 해 서울 오염실태 지점의 pH는 4.6～9.4이었다(8, 9). 위의 경우에서 알 수 있듯이 조사대상 지역의 토성은 실태지점과 비슷한 수준인 것으로 판단된다.

Fig. 2. Variations of pH at property area.

2. Cd

표 1은 조사대상 지역의 용도별 토양의 Cd 농도분포를 제시하였다. Cd 평균 농도는 0.391㎎/㎏(0.011～1.081㎎/㎏)로 측정되었다. 용도별 토양에 대한 Cd 농도는 자치구에 따라 다소 차이는 있으나 대체로 적환장을 대상으로 한 잡종지가 0.632㎎/㎏으로 가장 높았고, 학교 운동장을 대상으로 한 학교용지가 0.079㎎/㎏로 가장 낮은 농도를 나타내었다. 본 조사 대상 지역의 Cd 평균 농도 0.391㎎/㎏은 2002년 남한 전지역 Cd 토양 평균 농도 0.118㎎/㎏와 서울 오염실태 지역 Cd 평균 농도 0.164㎎/㎏보다도 2내지 3배 높은 농도를 나타내었다.

이는 2002년 서울 오염실태 지점 총 120개 지점 중 오염 우려 지역별 지점 수는 어린이 놀이터나 토지 개발 등 지역이 70개로 가장 많은 지점을 차지하고 있고, 공장이나 폐기물과 관련된 지점은 30개 지점으로(9) 본 연구 대상 지점의 총 66개 지점 중 공장 및 도로변, 폐기물 집하장이 차지하는 지점수 33개 지점이 전체 지점 수의 1/2을 차지하고 있는 반면에 2002년 서울 오염실태 지점은 전체 지점수의 1/4수준으로, 본 연구 대상 지점이 오염개연성이 큰 것이 원인으로 판단된다.

3. Cu

Table 1. The concentration of Cd (Unit : mg/kg) (n=4)
	Preliminary standard		Hills	Schools	Multi- purpose	Factory & Commercial	Park	Roadside	Average
	“ Ga”	“Na”	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD
Yangchon-gu	1.5	12	0.189 ±0.0050	0.052 ±0.048	0.533 ±0.0028	0.843 ±0.0038	0.670 ±0.0042	0.552 ±0.0028	0.473
Kangseo-gu			0.051 ±0.0045	0.021 ±0.0052	1.081 ±0.0044	0.412 ±0.0037	0.467 ±0.0037	0.429 ±0.0044	0.410
Yeoungdungpo-gu			0.031 ±0.0032	0.083 ±0.0035	0.844 ±0.0033	0.614 ±0.0028	0.573 ±0.0025	0.684 ±0.0052	0.174
Kuro-gu			0.085 ±0.0042	0.125 ±0.0044	0.724 ±0.0041	0.249 ±0.0036	0.728 ±0.0042	0.712 ±0.0048	0.296
Kumchon-gu			0.269 ±0.0028	0.091 ±0.0035	0.431 ±0.0026	0.872 ±0.0043	0.448 ±0.0033	0.524 ±0.0042	0.439
Dngjack-gu			0.109 ±0.0024	0.134 ±0.0038	0.543 ±0.0037	0.576 ±0.0044	0.417 ±0.0027	0.251 ±0.0042	0.338
Kwanack-gu			0.058 ±0.0033	0.084 ±0.0045	0.316 ±0.0054	0.461 ±0.0048	0.346 ±0.0034	0.503 ±0.0028	0.295
Seocho-gu			0.011 ±0.0021	0.014 ±0.0038	0.556 ±0.0034	0.252 ±0.0042	0.422 ±0.0046	0.486 ±0.0033	0.290
Kangnam-gu			0.030 ±0.0035	0.011 ±0.0029	0.517 ±0.0042	0.371 ±0.0021	0.465 ±0.0034	0.668 ±0.0037	0.232
Songpa-gu			0.115 ±0.0037	0.095 ±0.0043	0.867 ±0.0022	0.404 ±0.0044	0.434 ±0.0051	0.568 ±0.0048	0.414
Kangdong-gu			0.015 ±0.0043	0.157 ±0.0038	0.536 ±0.0028	0.533 ±0.0041	0.415 0.0038±	0.662 ±0.0044	0.310
Average			0.087	0.079	0.632	0.508	0.490	0.549	0.391

구리금속의 용도별 농도 분포는 표 2에 나타난 바와 같이 Cu 평균 농도는 12.354㎎/㎏로 조사되었다. 지점별로는 양천구의 공장용지가 73.615㎎/㎏로 최고 농도를 나타내었다.

Liang등(10)은 토양에 존재하는 Cu 금속은 광물의 모암물질, 유기물 함량에 따라 넓고 다양한 농도로 분포하며, 시비에 의해서도 그 농도가 증감된다고 한다. 또한 山本義和(11)는 산업폐기물과 오염된 대기에 의해 지표에 도달, 토양에 침적되어 토양 농도 축적을 이룬다고 하였다. 위와 같은 원인으로 Cu는 토양에 축적되어, 자정작용의 한계를 넘어서는 독성 농도에 도달할 때의 Cu를 토양 환경법에서는 오염물질로 간주하고 있다. 황등(12)은 토양에 존재하는 Cu의 오염되지 않은 자연 배경 값을 12.7mg/kg이라고 하였다.

Table 2. The concentration of Cu (Unit : mg/kg) (n=4)
	Preliminary standard		Hills	Schools	Muti- purpose	Factory & Commercial	Parks	Roadside	Average
	"Ga"	"Na"	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD
Yangchon	50	200	4.319 ±0.435	0.951 ±0.0815	15.305 ±0.6874	73.615 ±0.8415	15.536 ±0.5524	5.811 ±0.3342	19.256
Kangseo-Gu			4.951 ±0.428	0.531 ±0.3125	26.689 ±0.7845	15.315 ±0.4524	11.981 ±0.6124	9.259 ±0.4124	11.454
Youngdeungpo-gu			5.841 ±0.3243	2.941 ±0.2453	42.541 ±0.9645	12.932± 0.4315	59.392 ±0.7546	43.611 ±0.8845	27.876
Kuro-gu			6.781 ±0.282	2.087 ±0.3442	43.952 ±0.8792	12.973 ±0.4025	7.155 ±0.3456	46.491 ±0.9875	19.907
Keumchon-gu			5.237 ±0.4324	8.252 ±0.2468	9.491 ±0.5124	35.351 ±0.6634	6.112 ±0.3121	13.141 ±0.4124	12.937
Dongjak-gu			4.871 ±0.2542	0.925 ±0.0125	2.622 ±0.4132	14.462 ±0.4862	4.771 ±0.2123	2.623 ±0.1215	5.046
Kwanak-gu			5.012 ±0.3385	1.337 ±0.3567	2.221 ±0.2543	2.622 ±0.2415	2.421 ±0.1234	13.991 ±0.4315	4.601
Seocho-gu			1.645 ±0.3825	0.112 ±0.0235	4.331 ±0.3125	0.061 ±0.0241	4.451 ±0.2415	25.271 ±0.7824	5.979
Kangam-gu			1.872 ±0.4215	0.139 ±0.0812	4.411 ±0.2136	1.951 ±0.1241	5.042 ±0.2213	31.982 ±0.9452	7.566
Songpa-gu			4.303 ±0.4834	0.149 ±0.024	13.281 ±0.3425	6.381 ±0.2123	2.882 ±0.1124	27.462 ±0.8642	9.060
Kangdong-gu			3.065 ±0.3543	6.429 ±0.4125	33.652 ±0.5123	9.332 ±0.2486	5.512 ±0.3124	15.251 ±0.5523	12.207
Average			4.358	2.159	18.045	16.818	11.387	21.354	12.354

또한 같은 해 측정된 전국토양 농도는 7.327㎎/㎏ 이고 서울 오염실태 지역 농도는10.171mg/kg 이었다(8, 9). 위에서 살펴 본 바와 같이 용도별 토양의 Cu의 평균 농도는 12.354㎎/㎏로 비교적 양호한 농도 수준으로 조사되었고, 같은 해에 실시된 서울 오염 실태 지점 평균 농도 10.171㎎/㎏과는 농도대비 120%의 수준으로 나타났다.

Sposito(13)는 토양에서 발생하는 Cu의 비 특이적 흡착은 토양 속의 규산염의 이질동상의 치환으로부터 정전기적 양이온의 변화에 의한 이온결합 생성으로부터 발생한다고 한다. 이는 곧 토양에서의 Cu의 흡착이 상대적으로 높은 공유원자가와 결합을 형성하는 전자쌍 공여체 즉 산소나 질소 같은 작용기를 가진 양이온들에서 토양속의 탄소나 토양 유기물질, 규산 염류나 함수산화물인 Al, Fe, Mn에 의해 특이적으로 흡착되어진다는 것을 의미한다고 한다.

Sommer와 Lipman(14)이 Cu에 대한 식물 요구량을 논증한 이래로 Cu는 토양에서 지속적으로 보충해 주어야 하는 금속 비료로서만이 알려져 왔다. 그러나 수년간 지속적인 시비와 대기오염은 토양에 Cu가 과량으로 존재하게 되면서 독성 농도까지 이르게 되었다. 이러한 Cu가 토양 중에 다량 함유되면 무기물을 흡수하는 식물에게 철의 결핍을 초래하고, 아연과도 길 항 적으로 작용하고, 몰리브덴의 흡수를 억제하여, 반대로 몰리브덴이  많을 때 구리 결핍을 초래한다고 한다.

Cu에 대한 환경기준은 “가” 지역이 50㎎/㎏이며, “나”지역 기준은 100㎎/㎏이다(15). 조사 대상 지점 중 양천구 공장용지는 Cu농도가 73.615㎎/㎏로 최고 농도로 조사되었고, 문래 공원 용지는 구리 농도가 59.392㎎/㎏로 나타났다. 이러한 양천구 공장용지의 Cu의 최대 농도 73.615㎎/㎏는 토양 환경 우려기준 “나”지역 기준 100㎎/㎏의 36%의 농도 수준으로 환경보전법 기준에는 적합한 것으로 나타났고, 영등포구 공원용지 구리 농도 59.392㎎/㎏는 토양 환경 우려 기준 “가” 지역 기준 50㎎/㎏을 상회하는 농도로 조사되었다.   구리의 化合態(화합태)로서는 대체로 환원상태에서 CuS의 난용성 상태로 되고, 산화상태에서는 CuSO4의 이용성으로 된다고 한다. 또한 토양유기물과 킬레이트를 결합하여 난용화 되는데, 구리로 오염된 토양은 석회를 뿌려주어 pH를 조절하거나 유기물을 첨가하여 환원을 유도하면, 킬레이트 결합에 의한 구리를 고정시켜 용해 작용을 감소시킬 수 있다고 한다(16). 그렇다고 하더라도 토양 환경 보전법은 Cu 농도가 “우려기준”을 초과하는 경우 정밀조사를 통한 원인규명을 하도록 되어있다. 이와 같은 경우로 살펴 볼 때 영등포 공원지역의 “가” 지역 기준을 넘어서는 구리 농도의 자세한 원인은 좀더 면밀한 정밀조사를 통한 원인 규명이 이루어져야 할 것으로 판단되나, 시료채취 당시 공원내의 주차장과 공원내부의 나무 조성으로 보아 시비에 의한 농도 축적으로 사료된다.

4. Pb

표 3은 Pb에 대한 농도 조사 결과를 제시하였다.

조사대상 지역의 Pb의 평균 농도는 13.04㎎/㎏이었고, 지점별로는 N.D.∼61.85㎎/㎏의 범위로 나타났다.

자치구별로는 영등포구가 24.93㎎/㎏로 가장 높은 농도를 나타냈고, 관악구가 8.55㎎/㎏로 가장 낮은 농도를 나타내었다.

용도별로는 영등포구의 도로용지가 61.85㎎/㎏으로 최대 농도로 나타났고, 학교용지가 3.0㎎/㎏이하의 낮은 농도로 조사되었다. Adriano는 오염되지 않은 상태의 Pb의 기본적인 토양 수준은 매우 낮다고 한다(17). 조는(16) 토양 환경 중으로 전달되는 Pb은 자동차 공정이나 축전지를 생산하는 곳에서 사용되어지고, 1990년대 이전 자동차의 antinock첨가제로 사용된 tetraethyl-Pb나 tetramethy-Pb은 휘발유가 연소되면서 대기로 방출, 이동되어 이들 입자가 다시 토양에 전달되어 축적되거나, 대기 중에 부유하던 Pb 입자가 빗물에 씻겨 토양표면에 가해짐으로서 토양축적이 이루어진 것이라고 하였다. 이러한 원인으로 주로 Pb은 교통량이 많은 도로 연변의 토양 중에 PbClBr의 형태로 집적된다고 하며, 토양 중에 오염된 납은 먹이연쇄를 통하여 야채나 육류를 통해 섭취되어 축적이 이루어진다고 한다. Pb의 하루 섭취량은 식물로부터는 300㎍, 대기로부터는 10∼100㎍라고 하였다. 식물체내의 Pb은 거의 이동하지 않으며, 토양에 쌓인 Pb는 PbCO3나 Pb3 (PO4)의 형태로 되어 비교적 불용성의 화합물로 되어 토양이 산성화됨에 따라 가용성으로 된다고 한다.

2002년 우리 나라 전국 토양의 Pb에 대한 평균 농도는 9.11㎎/㎏로 조사되었고, 서울 실태지점의 Pb 평균농도는 10.98㎎/㎏이었다(8,9). 조사대상 지역의 Pb 평균농도 13.04㎎/㎏는 실태 지점 농도 9.11㎎/㎏보다도 높고, 전국농도 10.98㎎/㎏와는 130%의 수준으로 나타났다. 이는 Cd의 경우에서 살펴본 바와 같이 조사 대상 지역이 오염개연성이 높은 때문으로 사료된다. 우리나라 토양환경

Table 3. The concentration of Pb (Unit : mg/kg) (n=4)
	Preliminary standard		Hills	Schools	Muti- purpose	Factory & Commercial	Parks	Roadside	Average
	"Ga"	"Na"
Yangchon-gu	100	400	3.98± 0.5341	N.D	20.64± 0.6785	3.92± 0.1624	44.80± 0.9842	8.55± 0.3378	13.65
Kangseo-gu			5.39± 0.2465	0.04± 0.0153	8.74± 0.3425	40.28± 0.8542	10.59± 0.6512	16.09± 0.3105	13.52
Youngdeungpo-gu			10.21± 0.3425	2.39± 0.1925	12.81± 0.4285	20.58± 0.6742	41.85± 0.8945	61.85± 0.8874	24.93
kuro-gu			7.82± 0.2135	2.45± 0.3421	38.36± 0.7234	18.42± 0.5423	12.42± 0.5124	25.32± 0.6642	17.47
Keumchon-gu			6.83± 0.2457	1.64± 0.1916	3.63± 0.2123	35.25± 0.4421	15.14± 0.3342	15.26± 0.5017	12.96
Dongjak-gu			8.32 ±0.3816	1.57± 0.1214	6.36± 0.3142	23.85± 0.3582	12.68± 0.4124	11.04± 0.4987	10.64
Kwanack-gu			5.01± 0.1215	2.81± 0.1125	4.76± 0.3325	8.75± 0.4215	9.18± 0.2141	20.77± 0.4417	8.55
Seocho-gu			6.55± 0.4261	N.D	9.08± 0.4216	4.84± 0.2124	7.53± 0.2241	33.26± 0.5078	10.21
Kangnam-gu			5.20± 0.3372	N.D	9.77± 0.3152	6.93± 0.3425	10.06± 0.3015	47.67± 0.7128	13.27
Songpa-gu			7.60± 0.4122	0.04± 0.016	5.81± 0.3672	21.13± 0.6324	7.31± 0.1021	12.45± 0.2315	9.06
Kangdong-gu			8.12± 0.2432	0.36± 0.024	8.41± 0.2425	10.41± 0.2516	8.42± 0.094	19.45± 0.2089	9.20
Average			6.81	1.03	11.67	17.67	16.36	24.70	13.04

보전 법상의 Pb의 우려 “가” 지역과 “나”지역 기준은 각각 100㎎/㎏ 과 400㎎/㎏으로 되어 있다(15). 따라서 조사 대상 지역의 Pb 평균 농도 13.04㎎/㎏는 전국 농도 9.11㎎/㎏와 서울 실태 지점 평균농도 10.98㎎/㎏ 보다는 높으나 토양질 기준인 우려 기준에는 최대 61%이하로 비교적 양호한 농도 수준으로 나타났다. 따라서 최대 농도를 보이고 있는 공원용지의 41.85㎎/㎏와 44.80㎎/㎏으로 나타난 Pb의 농도는 “가”지역 기준의 90%의 농도로 나타나 대책기준의 40%를 우려 기준으로 삼고 있는 우리나라 현재 토양 오염 조사체계와 관련하여 적합한 농도 수준으로 조사되었다.

5. Hg

조사대상 지역의 Hg 농도에 대한 결과는 표 4에 나타내었다. 표 4에 의하면 조사대상 지역 평균 Hg 농도는 0.0865㎎/㎏으로, 범위는 N.D.∼1.353㎎/㎏로 나타났다.

또한 용도별 토양의 평균 농도는 0.0087～0.1781㎎/㎏으로 조사되었고, 특히 학교용지는

Table 4. The concentration of Hg (Unit : mg/kg) (n=4)
	Preliminary standard		Hills	Schools	Muti -purpose	Factory & Commercial	Parks	Roadside	Average
	"Ga"	"Na"	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD	Mean ±SD
Yangchon-gu	4	16	0.0313 ±0.0015	ND	0.0355 ±0.0028	0.0142 ±0.0032	0.0364 ±0.0022	0.0443 ±0.0027	0.0323
Kangseo-gu			0.0195 ±0.0024	ND	0.7864 ±0.0034	0.0557 ±0.0025	0.0647 ±0.0036	0.0531 ±0.0037	0.1958
Youngdeungpo-gu			0.0198 ±0.0018	ND	0.1273 ±0.0028	0.0196 ±0.0042	0.0543 ±0.0044	0.0954 ±0.0025	0.0632
kuro-gu			0.0205 ±0.0024	0.0038±0.0024	0.0611±0.0014	0.0233 ±0.0015	0.0233 ±0.0033	0.0442 ±0.0026	0.0293
Keumchon-gu			0.0222 ±0.0021	ND	0.1178 ±0.0034	0.0541 ±0.0044	0.0368 ±0.0011	0.0321 ±0.0024	0.0526
Dongjak-gu			0.0651 ±0.0017	ND	0.0306 ±0.0011	0.1841 ±0.0051	0.0197 ±0.0033	0.0196 ±0.0016	0.0638
Kwanack-gu			0.0587 ±0.0024	0.0283 ±0.0011	0.3872 ±0.0024	0.0306 ±0.0035	0.0099 ±0.0022	0.0492 ±0.0018	0.0939
Seocho-gu			0.0256 ±0.0021	ND	0.0231 ±0.0028	1.3530 ±0.0011	0.0196 ±0.0029	0.0323 ±0.0038	0.2907
Kangnam-gu			0.0469 ±0.0031	0.0066 ±0.0034	0.1392 ±0.0034	0.0325 ±0.0021	0.0146 ±0.0036	0.0231 ±0.0044	0.0438
Songpa-gu			0.0139 ±0.0018	0.0018 ±0.0025	0.2338 ±0.0044	0.0548 ±0.0033	0.0139 ±0.0038	0.0456 ±0.0037	0.0606
Kangdong-gu			0.0345 ±0.0019	0.0029 ±0.0024	0.0158 ±0.0011	0.0682 ±0.0051	0.0159 ±0.0028	0.0194 ±0.0026	0.0261
Average			0.0325	0.0087	0.1781	0.1718	0.0281	0.0417	0.0865

ND∼0.0283㎎/㎏로 매우 낮은 농도를 나타내었다. 한편 잡종지와 공장 및 상업 용지는 Hg의 평균농도가 0.1781㎎/㎏, 0.1718㎎/㎏로 각각 나타나 조사 대상 지역의 용도별 토양중 가장 높은 농도 수준을 보이는 것으로 조사되었다. 또한 자치구별로는 강동구가 0.0261㎎/㎏로 가장 낮은 농도를, 서초구가 0.2907㎎/㎏로 가장 높은 농도를 나타내었다. 2002년 전국 토양의 수은 농도는 0.055㎎/㎏ 이고, 서울오염 실태지점 수은 농도는 0.071㎎/㎏이었다(8～9). 이는 조사대상 Hg 평균농도 0.0865㎎/㎏이 같은 해 서울실태 지점 평균 농도 0.071㎎/㎏과는 120%농도 수준으로, 전국 토양 평균 수은 농도 0.055㎎/㎏와는 160%의 수준으로  나타났다. 위와 같은 결과는 Cd과 Cu 그리고 Pb의 경우에서 살펴본 바와 같이 조사 대상 지역이 오염 개연성 면에서 전국토양이나 서울 실태지점보다 높은 것이 원인으로 사료된다.

토양 중에 존재하는 수은은 환경을 통한 2차 적인 오염에 기인된 것으로 독성은 phenyl-Hg이나 alcoxyalkyl-Hg이 독성이 낮고 무기염의 수은과 금속수은은 phenyl-Hg이나 alcoxyalkyl-Hg보다 높으며 Alkyll-Hg 화합물의 독성이 가장 크다고 한다. Hg+2가 미생물에 의하여 methyl-Hg으로 되면 물에 가용성으로서 어류와 같은 먹이연쇄를 통해 동물에게 잘 흡수되어 집적되며, 그 결과 체내의 산소 공급저해를 받게 된다. Rose(18)는 수은의 평균 지각 함량이 0.08㎎/㎏이고, 수은은 대부분이 지구화학적인 물질로서 미량구성원소로 존재하기는 하지만 주로 진사(H2S)라는 황화물로서 존재하고 있다고 하였다. 즉 자연 본래의 암석에는 수은 함량이 0.004～0.056㎎/㎏까지 다양하게 분포하고 있다는 것이다. 한편 우리나라 토양 환경 보전법 상의 수은 농도는 우려기준의 “가” 와 “나” 기준이 각각 4㎎/㎏와 16㎎/㎏으로 되어 있다(15). 그러나 본 조사 대상지역의 수은평균 농도 0.0865㎎/㎏은 전국토양 농도 0.055㎎/㎏나 서울오염실태 지역 평균 농도 0.071㎎/㎏ 보다는 높은 농도를 나타냈으나 거의 자연 함량수준의 낮은 농도를 나타내고 있는 것으로 나타났다. 또한 용도별 토양의 적환장 및 공장 및 상업용지`의 수은 농도 0.1781㎎/㎏, 0.1718㎎/㎏도 토양 오염

우려 기준 “나” 기준에는 1%의 수준으로 매우 낮은 양호한 수준으로 나타났다. 특히 학교 운동장을 대상으로 실시한 학교용지는 거의 오염되지 않은 매우 양호한 수준으로 나타났다

수은에 대한 토양 오염은 주로 원료공정과 연관된 온도계, 플라스틱 생산 공정, 농약 등에 의한 2차 적인 오염에 기인된 것이라 한다. 또한 석탄과 석유의 연소에 의해서 공기 중에 배출된다고 하며 배출된 공기의 2차 적인 토양과 대기 간 전이에 의해서 토양에 침적되고 침적된 수은이 다시 대기에 증발되는 상호 전이가 일어난다고 한다. 이 이외에도  먹이 연쇄에 의해서도 토양 수은 집적은 이루어진다고 한다(16).

본 조사 대상 지역의 수은 농도를 토대로 하여 판단한 수은에 대한 토양 오염은 되지 않은 것으로 조사되었다. 그러나 서초구의 상업용지는 1.3530 ㎎/㎏은 최고 농도를 나타내고 있으나 토양 오염 우려 기준 “나”지역 기준에는 8.5%로 적합한 수준으로 나타났다.

6. 불소

조사 지역에 대한 자세한 불소 농도는 표 5에 에 나타난 바와 같이 조사 대상 지역의 불소 평균 농도는 206.8㎎/㎏이었고, 용도별 범위는 164.9∼282.0㎎/㎏이었다. 불소 평균 농도 206.8㎎/㎏은 이(19)등의 토양 0-3인치 깊이 불소 함량은 190㎎/㎏ 보다는 높은 수준이나 2002년 전국 측정망 평균치 196.6㎎/㎏와는 96%의 수준으로 나타났고 실태 지점 평균농도 211.1㎎/㎏과는 90%의 농도 수준으로 나타났다(8,9).

그러나 Fleischer & Robinson은(20)의 토양 평균농도 285㎎/㎏과는 75%의 수준으로 다소 낮은 농도로 나타났다. 조사 대상 지역의 자치구별 불소 평균 농도는 금천구가 273.3㎎/㎏으로 가장 높은 농도로 조사되었고, 강동구가 94.3㎎/㎏으로 최저 농도를 나타내었다. 한편 용도별 토양에 대한 농도 분포를 제시하였는데, 용도별로는 임야가 282㎎/㎏로 최고 농도를, 학교용지가 164.9㎎/㎏로 최저 농도로 각각 조사되었다. 또한 용도별 토양 중 동작구 임야 지역 불소 473.8 ㎎/㎏와 금천구의 임야 지역 불소 농도 561.1mg/kg, 송파구의 임야 지역 토양 불소 395.7mg/kg등은 토양 오염 우려기준 “가”지역 기준 400mg/kg을 상회 또는 동등한 수치로서 높은 농도로 나타났다. 한편 용도별 토양에 대한 농도 분포를 제시하였는데, 용도별로는 임야가 282㎎/㎏로 최고 농도를, 학교용지가 164.9㎎/㎏로 최저 농도로 각각 조사되었다. 또한 용도별 토양 중 동작구 임야 지역 불소 473.8mg/kg와 금천구의 임야 지역 불소 농도 561.1mg/kg, 송파구의 임야 지역 토양 불소 395.7mg/kg등은 토양 오염 우려기준 “가”지역 기준 400mg/kg을 상회 또는 동등한 수치로서 높게 나타났다. 손(21)에 의하면 토양 중에 존재하는 불소는 암석의 형성과정에서 생성되는 암석의 일부분이며 이들의 풍화에 의해 토양에 존재하는 토양의 구성성분이라고 하였다. Fleischer & Robinson은(20) 화강암 류와 화강 편마암의 불소 평균농도를 대략 810mg/kg이라고 한다. 동작구와 금천구 임야 지역은 암석이 화강 편마암이 두드러지고,,

Table 5. The concentration of F (Unit : mg/kg) (n=4)
	Preliminary Standard		Hills	Schools	Muti -purpose	Factory & Commercial	Parks	Roadside	Average
	"Ga"	"Na"
Yangchon-gu	400	800	287.8 ±5.482	160.2 ±4.545	104.4 ±6.452	145.8 ±3.154	133.7 ±4.251	123.7 ±4.254	159.3
Kangseo-gu			198.0 ±8.364	118.2 ±5.612	233.0 ±10.45	73.9 ±2.142	46.8 ±1.123	182.8 ±1.452	142.1
Youngdeungpo-gu			230.1 ±10.24	181.3 ±10.245	389.8 ±12.34	148.9 ±1.162	147.8 ±2.343	209.7 ±3.845	217.9
kuro-gu			260.3 ±12.34	127.9 ±11.34	154.0 ±9.821	233.3 ±3.241	164.4 ±2.154	181.2 ±6.124	186.8
Keumchon-gu			561.1 ±13.15	227.6 ±10.24	153.3 ±8.452	184.8 ±2.542	314.8 ±8.214	198.4 ±4.587	273.3
Dongjak-gu			473.8 ±12.34	95.9 ±3.451	165.2 ±5.341	135.3 ±3.425	189.7 ±5.421	118.3 ±6.524	196.4
Kwanack-gu			315.1 ±11.24	142.4 ±3.245	434.3 ±11.24	202.6 ±2.341	99.2 ±5.423	234.8 ±7.845	238.1
Seocho-gu			146.5 ±4.351	269.1 ±7.452	455.4 ±12.34	433.2 ±13.45	324.4 ±8.452	301.8 ±6.842	321.7
Kangnam-gu			186.1 ±8.345	176.4 ±4.244	57.4 ±1.152	87.9 ±5.441	286.6 ±8.564	289.7 ±7.452	180.7
Songpa-gu			395.7 ±9.452	191.2 ±12.34	249.2 ±3.241	283.0 ±7.842	143.4 ±7.642	319.6 ±11.42	263.7
Kangdong-gu			47.1±10.645	123.8 ±9.452	187.1 ±2.845	60.8 ±2.151	75.9 ±1.154	70.9 ±8.645	94.3
Average			282.0	164.9	234.8	180.9	175.2	202.8	206.8

송파구는 화강암류의 분포가 주류를 이루고 있다고 한다(22). Steinkonig(23)에 의하면 토양 환경의 불소는 토양환경이 종종 다양한 종류의 인지질 비료 특히 과인산염(과인산 석회)에 있어서 농경지의 단일종류로서의 불소의 가장 중요한 원인이 되며 이러한 암석 인산들의 반복 사용은 토양 불소 농도를 상승하게 한다고 하였고, Larsen & Widdoson(24)에 의하면 경험적으로 흙이나 식물, 인지질 비료에 들어있는 불소 농도는 3×100, 3×102, 3×104mg/kg 정도의 농도로 들어있을 것으로 기대한다고 하였다.

위와 같이 토양 불소 함유원인과 농도에 대해서 살펴보았다고 하더라도 2002년 새로이 토양 오염물질로 지정된 불소 농도에 대한 자세한 자료가 아직은 국내에 부족하고, 특히 국내 암석에 대한 자세한 불소 농도 평균을 줄 수 있는 자료는 매우 부족하다. 2002년 전국토양 불소 평균 농도는 255.1㎎/㎏이었다. 또한 오의 서울 둔치 지역의 평균 불소 농도는 221㎎/㎏다(25). 국내에서 미국토양학회가 인용하고 있는 토양 불소 평균값 285㎎/㎏을 적용해 본다고 하더라도, 토양 환경보전법 “가”지역 기준이 400㎎/㎏임을 감안할 때, 동작구 및 금천구와 송파구의 약수터 주변 토양의 우토양 오염 우려 “가”지역 기준을 상회한 불소 농도는 원인 규명을 통한 대책이 강구되어져야 할 것으로 사료된다.

결  론

한강이남 서울지역 양천구, 강서구, 구로구, 영등포구, 관악구, 동작구, 서초구, 강남구, 송파구, 강동구에서 6개의 용도별로 나누어서 66개 지점 시료를 채취하여 pH, 중금속류 및 F농도에 대하여 조사한 결과는 다음과 같다.

1. 조사 대상 지역의 pH는 4.7～9.5의 범위로 나타났으며 일부 임야 지역 토양을 제외한 전 지역에서 중성에서 약알칼리 범위를 나타내었다.

2. 조사 대상 전 지점의 각 항목별 평균 농도는 Cd은 0.391㎎/㎏, Cu 12.354㎎/㎏ Pb 13.04㎎/㎏, Hg 0.0866㎎/㎏, F 206.8㎎/㎏이었다.

3. 용도별 토양에 대한 최대, 최저 농도는 Cd의 경우  잡종지 0.632㎎/㎏, 학교용지 0.079㎎/㎏,  Cu의 경우 도로용지 21.354㎎/㎏, 학교용지 2.159㎎/㎏, Pb의 경우 도로용지 24.70㎎/㎏, 학교용지 1.03㎎/㎏, Hg의 경우 잡종지 0.1781㎎/㎏, 학교용지 0.0087㎎/㎏, F의 경우 임야282.0㎎/㎏, 학교용지164.9㎎/㎏로 나타났다. 전체적으로 Cd, Cu, Hg은 대부분 적환장으로 이용되고 있는 잡종지가, Pb은 도로용지 토양이 각각 높은 농도를 나타내고, F는 임야 지역을 대상으로 한 토양에서 높은 농도를 보였다. 학교용지는 Cd, Cu Pb, Hg, F항목에서 상대적으로 다른 용도별 토양보다 낮은 농도를 나타냈다.

4. 서울 전지역 오염실태농도와 조사 대상 지역의 농도를 비교하면 조사 대상의 금속 평균 농도 수준이 크게는 1.2배의 cd이 2배에서 작게는 Cu와 Hg이 1.2배의 농도수준으로 나타났으나 토양환경보건법상의 우려기준에는 적합한 농도로 나타났다.

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