생태독성 통합관리제도 조기정착을 위한 과학적...

발간 등록 번호 NIER-RP2011-140311-1480523-000874-01

생태독성 통합관리제도 조기정착을 위한

과학적 기반구축(Ⅳ)

물환경연구부 유역생태연구팀

김상훈, 조원실, 박우상, 이정서, 양형재

A base construction of early settlement for WET

in industrial wastewater (Ⅳ)

Sanghun Kim, Wonsil Cho, Woosang Park, Jungseo Lee, Hyungjae Yang

Watershed Ecology Research Team

Water Environment Research Department

National Institute of Environmental Research

2011

목 차❚

i

목 차

목차 ···························································································································· ⅰ표목차 ························································································································ ⅱ그림목차 ···················································································································· ⅲAbstract ····················································································································· ⅳ

Ⅰ. 서 론 ····················································································································· 1

Ⅱ. 연구목적 및 내용 ································································································3

1. 연구목적 ···············································································································3

2. 연구내용 ···············································································································3

Ⅲ. 연구결과 및 고찰 ································································································4

1. 생태독성 분석자료 정도관리(Quality Assessment/Quality Control, QA/QC) ······4

가. 생태독성 시험 표준작업지침서(Standard Operating Practices, SOP) ···········4

나. 생태독성 시험기관간 숙련도평가 ································································6

다. 정도관리 규정 및 평가방안 ········································································13

라. 시험분석기관 정도관리 방안 ······································································14

2. 생태독성 관리제도 안정적 운영을 위한 기반구축 ·······································16

가. 공공처리시설 생태독성 원인물질탐색방법 ··············································16

나. 생물종확대 적용 가능성 평가 ····································································18

다. 48시간 생태독성평가 도입 가능성 평가 ··················································25

라. 35개 업종 외 배출허용기준 적용대상시설 확대 방안 ··························28

마. 생태독성 주요 초과원인인 “염” 판정위원회 운영 ································43

Ⅳ. 결 론 ···················································································································44

참고문헌 ······················································································································49

목 차❚

ⅱ

표 목 차

<표 1> 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 숙련도 평가 ·······················································10

<표 2> 염화나트륨(NaCl)숙련도 평가 ··································································11

<표 3> 중크롬산칼륨과 염화나트륨을 이용한 숙련도 평가 결과 ·························12

<표 4> 국가별 시험생물종 사용현황 ····································································19

<표 5> 시험생물종별 생태독성시험결과 ······························································21

<표 6> 시험생물종간 상관성(Pearson) 조사결과 ···············································22

<표 7> 시험분석 수수료 ··························································································22

<표 8> 시험생물종 선택 기준 ················································································24

<표 9> 국가별 생태독성 시험방법 ········································································26

<표 10> 24, 48시간 급성독성 시험결과 ·······························································27

<표 11> 생태독성배출허용기준을적용받고있는 35개업종과미적용받는 47개업종· 29

<표 12> 생태독성 미적용 47개 업종 총 사업장 수 ··········································32

<표 13> 사업장 규모별 구분 ··················································································34

<표 14> 생태독성 미적용 47개 업종 규모별 분포 ············································35

<표 15> 생태독성 미적용 47개 업종 연간 배출량 현황 ··································41

목 차❚

iii

그 림 목 차

<그림 1> 물벼룩 급성독성 시험 표준작업지침서(Standard Operating

Practices, SOP) ··························································································5

<그림 2> 중크롬산칼륨과 염화나트륨을 이용한 숙련도 실험의 결과값 및

Z-값 결과 (K2Cr2O7(a)), (NaCl(b)) ·······················································12

<그림 3> 생태독성 정도관리 지침서 ····································································14

<그림 4> 공공처리시설 독성저감평가를 위한 기술안내서 ······························17

Abstract❚

iv

Abstract

For the protection of aquatic life, the integrated strategy involved the

use of three control approaches: the chemical-specific control approach, the

whole effluent toxicity(WET) control approach, and biological criteria

/bioassessment and biosurvey approach. The chemical-specific control

approach to toxics control for the protection of aquatic life uses specific

chemical specific limits to control the discharge of toxics. The whole

effluent approach to toxics control for the protection of aquatic life

involves the use of acute and chronic toxicity tests to measure the toxicity

of wastewaters. Whole effluent toxicity is a useful parameter for assessing

and protecting against impacts upon water quality and designated uses

caused by the aggregate toxic effect of the discharge of pollutants.

Biological communities reflect overall ecological integrity. Biosurvey results

therefore directly assess the status of a waterbody. The status of a

waterbody's biological health may be of direct interest and more

meaningful as a measure of a pollution-free environment. But,

Bioassessment measure integrated impacts over long periods of time.

Multiple factors can contribute to measured impact. However,

Bioassessment cannot isolate the causative factor leading to the impairment

nor predict future impairment.

This study was conducted to come up with measures to secure

credibility of ecotoxicity analysis, which is the most fundamental and

essential issue of WET operation and to provide scientific evidence for

relevant issues in order to operate system in a stable manner in the

mid-and long-term. For QA/QC of ecotoxicity analysis, a stable foundation

for operation was established by developing standard operating practices

(SOP) and proficiency testing, improving legislative regulations, cultivating

Daphnia magna which is testing organism, providing technical training and

Abstract❚

iv

conducting technical training session for staff in precision control agency

on a regular basis. For provide scientific evidence for relevant issues in

order to operate system was established technical guidance book for

municipal treatment plants. Modification of these research are proposed to

selecting battary test(using algae, water flea, fish) of standard species,

concerning analysis duration, collecting omitted plants(47 categories) secure

data , and setting decision committee for "Salt"(NIER 2010-26).

Ⅰ. 서 론❚

1

Ⅰ. 서 론

수질관리를 위한 독성물질 접근방법은 크게 개별 화학물질을 대상으로 하는

독성평가 방법인 특정화학물질관리(chemical-specific)와 전배출수 독성평가 방

법인 생태독성평가(whole effluent toxicity, WET), 생물평가(bioassessment)로

구분할 수 있다. 특정화학물질관리방법은 분석방법이 정확하고 처리대책에 대

한 수립은 용이하지만 39,000여종의 독성물질에 대해 일일이 평가할 수 없고 생

물학적 영향을 측정할 수 없는 단점을 가지고 있다. 생태독성평가방법은 총 독

성도와 미지의 독성물질에 대한 독성을 평가할 수 있지만 인간건강에 대한 정

보획득과 관리대책수립이 용이하지 않다는 단점을 가지고 있다. 생물평가방법

은 실제적인 수용수계의 영향을 측정할 수 있고 역사적 추이분석이 가능하지만

독성원인물질에 대한 정보획득이 어렵고 조사를 위한 비용이 많이 든다는 단점

을 가지고 있다. 이렇게 각각의 방법들은 장점과 단점을 가지고 있기 때문에,

장점과 단점이 상호 보완될 때 산업폐수에 대한 효율적인 관리가 가능하다

(USEPA, 1991). 생물을 이용한 독성평가방법은 폐수에 혼합된 오염물질의 화학

적 조성 및 오염 부하량을 고려할 필요 없이 직접적으로 생물에게 미치는 유해

오염물질의 종합적 유해성에 대해 측정이 가능하기 때문에 개별화학물질평가

방법보다 진일보한 수질관리 평가방법으로 그 중요성이 부각되고 있다. 하지만,

업종마다 시험종의 민감도 차이가 발생할 수 있기 때문에 대부분의 국가에서는

적어도 2-3종 이상의 생물종으로 구성된 Battery test를 실시하고 있으며 최종

방류수를 평가하는 end-of-pipe와 최종 방류수가 유입되는 공공수역에 대한 평

가방법인 in-stream방식을 병행하여 사용하고 있다. 그리고 평가시간도 24시간

에서 96시간이 필요한 급성평가와 7일에서 21일이 소요되는 만성평가를 실시하

고 있다. 국내에서는 제도 도입초기인 점을 고려하여 시험생물종은 물벼룩 단

일종으로 평가시간은 24시간, 평가방식은 급성평가만을 도입하였지만 중․장기

적으로는 시험종의 확대와 만성평가 도입을 고려해야 할 것이다(Latif et al.,

2004). 국내에서도 산업폐수 방류수 관리를 위해 기존의 특정화학물질접근방법

에서 진일보 한 생태독성평가의 중요성을 인식하여 2007년 12월에 생태독성 통

Ⅰ. 서 론❚

2

합관리제도를 입법화하였고 그 후 제도의 안정적인 정착을 위해 3년간의 시범

사업을 통해 업종별 실태조사 시 생태독성 기준을 초과하였을 경우 원인물질탐

색과 관리방안에 대한 기술안내서를 제작한 바 있다. 동 제도는 2011년에는 개

별 폐수배출시설의 경우 1종에서 2종, 폐수종말처리시설 그리고 공공하수처리

시설에 대해 기준을 적용하고 있고 2012년에는 개별폐수배출시설 3종, 4종, 5종

사업장까지 확대되게 된다(환경부, 2007).

본 연구에서는 생태독성 통합관리제도를 운영하는 데 있어 가장 기본적이고

도 중요한 문제인 생태독성 분석자료의 신뢰성 확보방안 마련과 중장기적으로

제도의 안정적인 운영을 위해 필요한 제반사항 들에 대한 과학적 근거를 마련

하고자 하였다. 먼저, 생태독성 분석자료의 정도관리를 위해서는 독성실험을 수

행하는 측정분석기관들이 항상 일정한 결과값을 얻을 수 있도록 생태독성 시험

표준작업지침서(Standard Operating Practices, SOP)를 작성하여 시험분석에 따

른 기술지원을 도모하고자 하였고 생태독성 정도관리방법중의 하나인 시험기

관간 평가를 위해 법정분석기관과 민간측정분석기관을 대상으로 숙련도 평가

를 통해 현재 분석기관들의 정도관리가 제대로 이행되고 있는지, 보완사항은

없는지 조사하였다. 또한 기존의 정도관리(AQC)규정에 생태독성 분야를 추가

하여 2012년부터 예비항목으로 평가 될 수 있도록 관련 법 규정을 보완하였고

현장점검표를 작성하여 분석기관이 참고할 수 있도록 하였다. 또한, 시험생물인

물벼룩을 관련 분석기관에 분양하여 시험생물로 인해 발생할 수 있는 문제점을

최소화할 수 있도록 하였으며 지도․점검기관인 법정분석기관 담당자에 대해서

는 정기적인 기술교육을 실시하여 제도의 안정적 운영기반을 구축하고자 하였

다. 그리고 공공처리시설인 하․폐수처리시설 등으로 유입되는 간접방류시설에

서 기인할 수 있는 독성물질의 탐색과 관리방안 그리고 공공처리장에서 자체적

으로 원인물질을 탐색하고 관리방안을 도출할 수 있도록 미국 환경청(USEPA)

자료를 참고하여 공공처리시설 생태독성 원인물질탐색 방법과 관리방안 등에

관한 기술안내서를 작성하여 해당 사업장이 참고할 수 있도록 하였다. 그리고

생태독성 통합관리제도의 안정적 운영을 위해 필요한 시험생물종 확대, 현행

물벼룩 평가시간인 24시간에 대한 적정성평가 그리고 생태독성 배출허용기준

미적용 47개 업종에 대한 확대방안에 조사하였다.

Ⅱ. 연구내용 및 방법❚

3

Ⅱ. 연구목적 및 내용

1. 연구목적

산업폐수 관리를 위해 기존의 개별화학물질 접근방법에서 진일보한 생태독

성 통합관리제도가 2011년부터 시행되었다. 따라서 제도의 안정적 운영을 위해

서는 생태독성 분석자료에 대한 신뢰성 확보방안 마련이 시급하고도 가장 중

요한 문제 중의 하나로 대두되고 있다. 또한, 생태독성 통합관리제도의 궁극적

인 목표인 수생태계 보호를 위해서는 제도 운영상 보완하고 새롭게 추진되어

야 하는 과제들이 있다. 이를 위해서 본 연구에서는 생태독성 분석자료에 대한

신뢰성 확보방안인 정도관리와 제도 운영상 필요한 시험생물종 확대방안, 평가

시험시간에 대한 적정성평가 그리고 현재 생태독성 배출허용기준 미적용 47

개 업종에 대한 관리방안 등에 대한 연구를 수행하였다.

2. 연구내용

본 연구는 2011년 생태독성 통합관리제도가 본격적으로 시행됨에 따라 생태

독성 분석자료에 대한 신뢰성 확보를 위한 정도관리(QA/QC)부분과 제도의 안

정적 운영을 위한 과학적 기반 구축 두 부분으로 구분하여 수행하였다. 생태독

성 분석자료 정도관리 방안 부분에서는 생태독성 시험 표준작업지침서

(Standard Operating Practices, SOP) 작성, 생태독성 시험기관간 숙련도 평가,

정도관리 규정 및 정도관리지침서 마련, 물벼룩 분양 및 법정분석기관 기술교

육 등을 수행하였으며, 생태독성 관리제도의 안정적 운영을 위한 조사 연구

부분에서는 공공처리장 생태독성 원인물질탐색 방법 등에 관한 기술안내서

마련, 생물종 확대 적용 가능성 조사, 48시간 생태독성평가 도입 가능성 조사,

35개 업종 외 배출허용기준 적용대상시설(82개 업종 중 47개 업종) 확대 방안

에 대하여 조사하였고, 생태독성초과 주요 원인 물질 중 하나인 “염”에 대한

판정위원회를 운영하여 제도의 실효성을 확보하고자 하였다.

Ⅲ. 연구결과 및 고찰❚

4

Ⅲ. 연구결과 및 고찰

1. 생태독성 분석자료 정도관리(Quality Assessment/Quality Control, QA/QC)

가. 생태독성 시험 표준작업지침서(Standard Operating Practices, SOP)

생태독성 통합관리제도는 생태독성시험 결과에 따라 허용기준의 초과여부

가 결정되기 때문에 본 제도의 성공적인 운영 여부는 생산된 독성시험 결과

값의 신뢰성에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 잘못된 독성시험에 의해 잘

못된 의사 결정이 이뤄지는 것을 미연에 방지하기 위해서는 신뢰성 확보를

위한 정도관리 방안을 마련하는 것이 매우 중요하다.

화학물질을 대상으로 하는 GLP(Good Laboratory Practices) 기관에서는

의무적으로 한 달에 한번 이상 표준물질을 이용하여 실험기간 내 정도관리

(Warning Chart 또는 Control Chart)를 수행하여 기록을 저장해야하며, 실험

목적에 맞게 시험 과정의 절차를 정리하여 지침서에 따라 실험을 수행하는

것을 의무화 하고 있다. 또한 미국 등 선진국에서는 실험 작업의 구체화 및

표준화를 통한 정확한 분석결과를 도출하기 위해 기본적인 표준작업지침서를

국가에서 제시하고 실험실 특성에 따라 자체적으로 제작하여 운영하도록 하

고 있다. 그러나, 화학물질 분석 분야와는 달리 산업폐수 및 폐수종말/공공하

수처리시설 방류수를 대상으로 하는 본 제도의 생태독성시험 분야는 신뢰성

보증(QA) 및 신뢰성 관리(QC)에 대한 준비 과정이 미흡한 실정이며 또한 실

험 절차 과정에 대해 언급된 지침서가 마련되어 있지 않다.

따라서, 본 연구에서는 국내에 처음으로 도입된 생태독성 관리제도에서 가

장 중요한 부분 중의 하나인 생태독성 분석자료의 정도관리를 위해 실험에

필요한 구성요소들에 대한 표준작업지침서를 제시하여 분석기관이 참고할 수

있도록 하였으며 구성은 19장 14항으로 하였다. 국내외 참고자료로는 수질오

염공정시험기준, OECD test guideline, EPA WET(Whole effluent toxicity)

test Method 등을 참고하였고 19개 장은 실험 계획 및 의뢰서 작성, 신규 실


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험자 교육, 배양 담당자 교육, 시료확인과 자료보관, 광주기 조건, 증류수 유

지관리, 물벼룩 배양용액 조제, 물벼룩 보조먹이(YCT) 준비, 물벼룩 먹이 준

비, 물벼룩 사육방법, 표준독성물질시험, 물벼룩 급성독성시험, 경도 측정, 알

칼리도 측정, 잔류염소 측정, 탈염소 처리, 원인물질확인과정, 시료 보관과 처

리, 부유물질 처리의 순서로 구성하였다. 또한, 각 장에는 목적과 적용, 참고

문헌, 건강과 안전에 관한 사항, 책임, 훈련 및 자격사항, 실험재료 및 방법,

시료채취 및 보관과 저장, 시험방법, 방해요인, 정도관리 확인과 허용기준, 오

차 범위 자료와 교정작업, 오염예방과 폐기물관리, 보고서 작성의 순서로 총

14개의 항으로 구성하였으며, 필요에 따라 실험 계획서, 분석 의뢰서, 훈련일

지, 시료 수령일지, 먹이 준비 일지, 물벼룩 사육 일지 등을 작성할 수 있도록

서식을 첨부하였다. 또한 <부록>에는 생태독성 분석 시 오차를 발생할 수 있

는 요인인 경도, 용존산소, 온도 등에 대한 설명을 첨부하였다. 그림 1은 물벼

룩 급성독성 시험에 관한 표준작업지침서이다.

<그림 1> 물벼룩 급성독성 시험 표준작업지침서(Standard Operating Practices, SOP)


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나. 생태독성 시험기관간 숙련도평가

생태독성시험은 화학분석과 달리 ‘참값(물질의 독성값)’을 알 수 없기 때문

에 정확성을 평가하는 것은 실제로 불가능하다. 따라서, 동일 물질에 대해 여

러 실험실에서 얻은 반복적인 자료에 근거해서 consensus mean으로 추정하

여 규정범위를 마련한다. 생태독성시험 분야의 정도관리는 수 년 동안 확립되

어 왔으나 화학물질 분석 분야와 비교했을 때 상대적으로 미흡한 실정이다.

생태독성 분석 시험기관의 정도관리 평가는 시험기관내(inter-laboratory) 및

시험기관간(intra-laboratory) 시험을 통한 시험자료의 변이 분석 및 기준을 분

석함으로써 이뤄진다. 독성실험의 정확도는 종말점(End-point)을 비교하여 서

로 일치하는지를 확인하는 과정에서 판단할 수 있다. 만약 시험기관내 혹은

시험기관간 성분이 다른 배양액을 이용한다거나 생물종, 폭기 정도 등 정확하

게 측정할 수 없는 인자들에 의해 차이가 발생하는 경우 서로 다른 결과 값

을 얻게 된다. 이러한 결과를 얻을 경우, 요인을 찾아 반드시 해결해야 한다.

화학물질 분석에서는 기준선실험(검량선 평가)을 하는데 생태독성에서는 다음

의 표준물질을 사용하여 신뢰도를 확인한다. 표준독성물질은 결과값을 비교하

기 위해 사용되는 단일 화학물질로, 시험기관간의 결과 값을 비교할 때도 쓰

인다. 표준독성물질로 사용되는 화학물질은 화학적으로 안정하고, 순수 형태

여야하며, 반감기가 안정적이며, 길어야 한다. 물에 대한 용해도가 높고, 녹았

을 때 안정적 이어야한다. 사용자에게 독성물질이 노출되는 양이 적어야 하

며, 정밀도(precision) 분석이 쉬워야하며, 독성물질 노출 농도가 낮은 조건에

서도 상관관계가 있어야 하며, pH와 경도에 영향을 주어서는 안 된다. ES

04751.1, ISO6341, OECD 202에서는 중크롬산칼륨(potassium dichromate,

EC50: 0.9~2.1 mg/L)으로 규정하고 있으며, 미환경청(USEPA)에서는 염화나트

륨(sodium chloride), 염화칼륨(potassium chloride), 염화카드뮴(cadmium

chloride), 황산구리(copper sulfate), SDS(sodium dodecyl sulfate), 중크롬산칼

륨(potassium dichromate) 등 6종의 화학물질 중 선택하여 사용하도록 하고

있으며, 캐나다환경청에서는 유기물질 4종(4-chlorophenol, dodecyl sodium

sulphate, sodium pentachlorophenate, phenol)과 무기물질 8종(Cadmium


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chloride, copper sulphate, potassium dichromate, potassium chromate,

sodium chloride, silver nitrate, zinc chloride, zinc sulphate), 영국(Direct

toxicity assessment, DTA)에서는 황산아연(zinc sulphate)을 선택하여 사용하

도록 하고 있다.

시험기관내(inter-laboratory) 분석은 위에 열거한 표준물질을 사용하여 월

1회 이상 시험을 수행 한 후 control chart 또는 warning chart를 작성하여

규정 범위를 확인하며, 반드시 시험생물종, 시험방법, 시험조건 및 최종 종말

점(end-point)을 동일하게 사용해야 한다. 이를 위해 미국에서는 시험기관내

QA/QC자료를 분석하기 위해서는 확립된 warning chart를 사용하여 최소 20

개의 자료를 얻은 다음 결과를 사용하도록 요구하고 있으며, 캐나다 가이드라

인에서는 반드시 월 1회 수행하여 15-20개의 자료를 요구하고 있다. 시험기관

내 평가는 control chart 또는 warning chart의 기록사항을 토대로 반수영향

농도(50% of Effect Concentration, EC50) 또는 반수치사농도(50% of Lethal

Concentration, LC50)의 평균과 표준편차(Standard Deviation, SD)를 계산하여

아래의 규정범위에 포함 여부를 판단한다.

상위한계: upper limit=평균값+(2×SD)

하위한계: lower limit=평균값-(2×SD)

미국 환경청(USEPA)에서는 2번 이상의 자료가 연속해서 규정범위(control

limit, 중크롬산칼륨의 경우 EC50: 0.9~2.1 mg/L)를 벗어나는 경우에는 그 원

인을 찾아내어 설명하고 재시험을 실시한 다음 문제를 해결하기 위해 취해진

여러 조치들을 보고하도록 규정하고 있다. 시험기관내의 변이를 줄이고 변이

의 원인을 파악하기 위해서는 구체적인 시험방법, 동일한 대조물질, 동일한

시험농도, 동일한 희석수, 동일한 데이터 분석방법 등을 구체적으로 제시하도

록 하고 있다. 예를 들어, 물벼룩의 건강성에 문제가 발생했다면, 시료 실험을

중단하고 물벼룩을 전부 폐기하고 법정분석기관에서 새로 분양받아야 하며,

배양용액, 초자 등 순서대로 원인을 밝혀내도록 해야 한다.

시험기관간(intra-laboratory) 분석은 서로 다른 시험기관들의 결과값을 비


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교하기 위해 실험을 수행하는 것으로 각각의 실험실에서 분석을 위한 준비된

시료를 나눠서 하거나, 정도관리 숙련도 프로그램에 따라 지원자들이 같은 시

간에 같은 장소에 모여 여러 지점의 시료를 동일하게 채수하여 사용하거나,

외부기관에서 지원을 받아 분석을 하고 정도관리를 받는 방법이 있다.

ES 04751.1 물벼룩을 이용한 급성독성시험법의 경우, 2012년 예비항목에

포함되어 시험기관간 숙련도 평가가 진행된다. 본 조사 사업에서는 정도관리

규정에 따른 숙련도 평가가 실시되기 전 표준독성물질인 중크롬산칼륨과 염

화나트륨을 이용하여 시험기관간(intra-laboratory)의 숙련도를 평가하였다. 금

회에는 법정분석기관 3개소, 민간분석기관 18개소가 참여하였다. 실험 수행방

법은 시험 생물종인 물벼룩을 분양 받은 기관, 먹이 공급/보조먹이 급이 방

법, 사육환경, 배양과정, 증류수 상태, 실험자의 숙련도 등이 실험 기관마다

다르기 때문에 표준독성물질의 농도를 안내하여 실험을 실시하도록 하였고, 3

주 후 결과를 통보하도록 하였다. 농도기준은 EPA, Ecotox database를 참조

하여, 중크롬산칼륨의 경우 최고농도를 4 mg/L, 염화나트륨의 경우 최고농도를

20 g/L으로 하여 ES 04751.1과 동일한 방법으로 실험을 수행하도록 하였다.

각 시험 기관들의 결과 값은 “측정분석기관 정도관리 방법 등에 관한 규정”

에 따라 각 실험물질의 기준값(평균값)을 이용한 Z-Score 산출방법과

"ISO13528 부속서C"에 따라 참여기관의 Robust 분석을 통해 Z-Score 산출하

였다.

○ 측정분석기관 정도관리 방법 등에 관한 규정”에 따른 Z-Score 산출방법

Z=(Xlab-X)/SD

Xlab: 시험에 참가한 각 시험기관의 결과

X: 시험에 참가한 모든 시험기관의 결과의 평균

SD: 시험에 참가한 모든 시험기관의 평균에 대한 표준편차

CV(% 변이계수)=(SD(표준편차)×100)/mean value(평균)

결과해석) Z-score와 오차율로 평가,

│Z│≤ 2 : 만족, │Z│> 2 : 불만족⇒적합과부적합으로판정


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○ "ISO13528 부속서C"에 따른 Robust Z-Score 산출방법

Z=x-X/σ*

Z=Robust Z-Score, x=참여기관의 분석결과,

X=설정값, σ*=목표표준편차,

결과해석) Robust Z-score

│Z│< 2 : 만족, 2<│Z│< 3 : 주의, │Z│> 3 : 조치통보

표 1과 2는 중크롬산칼륨과 염화나트륨을 이용한 각 기관별 숙련도평가 결

과를 나타낸 것이다. 시험기관간의 숙련도 결과를 분석한 결과(그림 2와 표 3

참고), 중크롬산칼륨, 염화나트륨 모두 적합이 90%, 보통(의심) 판정 기관은

10%, 부적합 판정 기관은 없었다. 실험실간 시험결과의 평균, 표준편차, 변이계

수는 중크롬산칼륨의 경우 각각 1.06 mg/L, 0.33 mg/L, 31%였으며, 염화나트

륨의 경우 각각 5,599 mg/L, 1,480 mg/L, 28%였다. Robust 통계방법을 이용하

여 얻은 평균, 표준편차, 변이계수는 중크롬산칼륨의 경우 각각 1.02 mg/L,

0.24 mg/L, 28%였으며, 염화나트륨의 경우 각각 5,760 mg/L, 1,291 mg/L,

22%였다. 20개 참가기관 결과값들의 기준값과 Robust 평균값 사용에 따라 전

체 결과값에는 영향이 없음을 확인할 수 있었다(6~9%). 따라서 이들 결과로부

터 시험기관간 관리가 잘 되고 있음을 확인 할 수 있었다.

숙련도 평가결과를 통해, 향후 안정적인 생태독성 분석의 정도관리를 위해서

는 균질성과 안정성이 확보된 숙련도 평가용 시료 확보, 표준독성물질 이용 시

변이계수 차이에 대한 기준값 마련, 신뢰성 확보를 위한 반복 실험이 필요할 것

으로 조사되었다.


10

<표 1> 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 숙련도 평가

구분반수영향농도

(EC50, mg/L)Z 결과 Robust Z 결과

1 1.179 0.4 적합 0.6 만족

2 0.684 1.2 적합 1.2 만족

3 0.930 0.4 적합 0.3 만족

4 1.680 1.9 적합 2.3 주의

5 1.000 0.2 적합 0.1 만족

6 1.239 0.6 적합 0.8 만족

7 1.19 0.4 적합 0.6 만족

8 1.373 1.0 적합 1.2 만족

9 0.955 0.3 적합 0.2 만족

10 0.524 1.7 적합 1.7 만족

11 0.900 0.5 적합 0.4 만족

12 0.930 0.4 적합 0.3 만족

13 1.070 0.0 적합 0.2 만족

14 0.887 0.5 적합 0.5 만족

15 1.538 1.5 적합 1.8 만족

16 0.980 0.2 적합 0.1 만족

17 1.470 1.3 적합 1.6 만족

18 0.955 0.3 적합 0.2 만족

19 0.810 0.8 적합 0.7 만족

20 0.564 1.5 적합 1.6 만족

21 1.050 0.0 적합 0.1 만족

평균 1.058 X* 1.02

표준편차 0.322 σ* 0.286

CV(%) 30 RSD(%) 28

※ Z-score: Z≤2이면만족, Z>2이면불만족, 오차율≤±30%이면만족, 오차율>±30%이면불만족으로판단

Robust Z-score:│Z│<2이면만족, 2<│Z│<3이면주의, │Z│>3 이면조치통보로 표기.


11

<표 2> 염화나트륨(NaCl) 숙련도 평가

구분반수영향농도

(EC50, mg/L)Z 결과 Robust Z 결과

1 4,358.700 0.9 적합 1.1 만족

2 2,285.430 2.3 부적합 2.7 주의

3 7,071.070 0.9 적합 1.0 만족

4 4,685.000 0.7 적합 0.8 만족

5 4,829.680 0.6 적합 0.7 만족

6 5,882.165 0.1 적합 0.1 만족

7 5,547.850 0.1 적합 0.2 만족

8 6,578.414 0.6 적합 0.6 만족

9 5,454.550 0.1 적합 0.2 만족

10 6,830.200 0.8 적합 0.8 만족

11 6,155.720 0.3 적합 0.3 만족

12 7,154.640 1.0 적합 1.1 만족

13 2,285.430 2.3 부적합 2.7 주의

14 5,724.680 0.0 적합 0.0 만족

15 4,500.000 0.8 적합 1.0 만족

16 6,308.180 0.4 적합 0.4 만족

17 7,071.067 0.9 적합 1.0 만족

18 6,597.540 0.6 적합 0.6 만족

19 7,071.070 0.9 적합 1.1 만족

20 7,103.000 1.0 적합 1.0 만족

평균 5,674 X* 5,760

표준편차 1,479 σ* 1,291CV(%) 26 RSD(%) 22

※ Z-score: Z≤2이면만족, Z>2이면불만족, 오차율≤±30%이면만족, 오차율>±30%이면불만족으로판단

Robust Z-score:│Z│<2이면만족, 2<│Z│<3이면주의, │Z│>3 이면조치통보로 표기.


12

(a) (b)

Robust Z-Score -3

-2

-1

0

1

2

3

Laboratory Identification

0 5 10 15 20

K2Cr

2O7 (m

g/L)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

+2SD

-2SD

mean

Robust Z-Score -3

-2

-1

0

1

2

3

Laboratory Identification

0 5 10 15 20

NaC

l (mg/L)

0

2000

4000

6000

8000

10000

+2SD

-2SD

mean

<그림 2> 중크롬산칼륨과 염화나트륨을 이용한 숙련도 실험의 결과값 및 Z-값결과 (K2Cr2O7(a)), (NaCl(b))

<표 3> 중크롬산칼륨과 염화나트륨을 이용한 숙련도 평가 결과

표준물질 중크롬산칼륨(K2Cr2O7) 염화나트륨(NaCl)

통계방법 Z-score Robust Z-score Z-score Robust Z-score

결과100% 적합

(21/21)

95% 만족(20/21)

5% 주의(1/21)

90% 적합(18/20)

10% 부적합(2/20)

90% 만족(18/20)

10% 주의(2/20)

평균 1.06 mg/L 1.02 mg/L 5,675 mg/L 5,760 mg/L

표준편차 0.32 mg/L 0.29 mg/L 1,480 mg/L 1,291 mg/L

변이계수 30% 28% 26% 22%


13

다. 정도관리 규정 및 평가방안

환경 분야 정도관리 제도는 ISO17025를 근간으로 1997년 “환경기술개발

및 지원에 관한 법률”제 14조가 신설, 측정분석기관 정도관리의 방법 등에 관

한 규정(국립환경과학원 고시) 및 환경측정분석기관 정도관리 운영지침(국립

환경과학원 예규)이 마련되었고, 2005년 환기법 시행규칙 개정에 따라 숙련도

평가(1회/1년)와 현장평가(1회/3년)가 이뤄진다(http://qaqc.nier.go.kr).

정도관리 평가가 수행되기 전 정도관리 계획 수립 및 통보 과정이 이뤄지

며, 정도관리 대상기관 연찬회 후 숙련도 시험(표준시료 제조 및 배부-결과제

출-결과통보-부적합기관에 대한 재시험 실시 및 현지기술지도-측정분석기관

현황조사)과 현장평가(총괄: 과학원, 현장평가: 시도연구원실시, 정도관리심의

회: 정도관리검증서 교부)의 순으로 진행된다. 정도관리 평가 분야에는 대기,

수질, 먹는물, 폐기물, 토양, 실내공기질, 악취분야가 있으며, 생태독성 분야는

수질에 해당되며 숙련도 평가가 2012년 예비항목에 포함되어 실시된다.

숙련도 평가의 경우, 측정분석센터에서 표준물질 2종을 52개 분석기관에

배포하고, 시료가 배포된 날로부터 30일 이내 분석기관에서는 결과 성적서를

제출해야하며, 측정분석센터에서는 결과값 취합 후 평가 기준을 60일 이내 통

보한다. 금회에는 예비항목이기 때문에 불합격되더라도 행정처분을 받지 않지

만 불합격 판정을 받은 분석기관에서는 반드시 문제점을 보완해야 하며, 2013

년부터는 본 항목에 추가될 예정이다.

생태독성 분야는 현장평가에 대한 기준안이 마련되어 있지 않기 때문에

생태독성 분야에 해당하는 현장 평가에 관한 지침, 관련 규정, 분석능력점검표

(별지 6호 수질분야: 물벼룩 급성독성시험법)을 마련하였으며, 수질공정시험기

준을 수록하여 생태독성 정도관리 지침서를 작성하였다. 그림 3은 생태독성

정도관리 지침서 및 분석능력 점검표를 나타낸 것이며, 생태독성 측정분석기

관이 갖추어야 할 기술인력, 시설장비, 구비요건, 필요항목 등 기본적인 사항

들에 대해 기준화하였다.


14

<그림 3> 생태독성 정도관리 지침서

라. 시험분석기관 정도관리 방안

물벼룩을 이용한 생태독성시험법은 화학물질 분석과 달리 실험자의 관리

및 실험경험에 따라 얻어지는 결과값이 다르게 나타날 수 있다. 따라서, 생태

독성 법정 분석기관으로 되어 있는 16개 시·도 보건환경연구원, 7개 유역환경

청 등 총 23개 관련기관 실무 담당자에게 생태독성 시험 방법에 대한 이해

및 실습을 통해 실제적으로 실험을 수행하는데 도움을 주고자 하였다. 교육내

용은 물환경 정책방향, 생태독성 배출허용기준과 공정시험방법 안내, 생태독

성 통합관리제도 도입 근거와 국외 생태독성 제도 현황, 국내 배출허용기준,

독성저감 사례 등의 소개를 통해 제도 전반에 대한 이해를 돕고자 하였고, 물

벼룩 생활사, 물벼룩 구조와 특징, 물벼룩이 독성실험에 사용되게 된 이유, 주

의사항, 실험종에 대한 소개와 물벼룩 생활사에 대한 동영상을 보여줌으로써

생태독성 시험종을 이해하도록 프로그램을 구성하였다. 실험 내용으로는 실험


15

원리, 실험에 필요한 기구, 배양액 만드는 방법, 성체와 어린 개체 선별, 먹이

공급 방법, 표준독성실험에 사용되는 물질, 표준독성실험 방법, 시료의 희석방

법, 물벼룩 접종방법, 그리고 24시간 후 물벼룩 유영저해 판별법, 물벼룩 폐기

방법, 데이터 처리 방법에 대한 내용으로 구성하여 교육을 실시하였다.

물벼룩 분양은 부화 후 2일 이내의 어린개체로 1회 최대 분양 규모는 200

개체 이하로 하였으며, 분양 받은 후 2개월 이내에 다시 분양 받을 수 없도록

규정하여 시험종의 무분별한 사용을 예방하고자 하였다. 분양 의뢰 기관은 시

험생물종 사용에 적합한 시설 및 장비, 배양관리자, 시험가능자 등 조건을 갖

추어 있음을 증명해야 하는 것을 원칙으로 하였다. 또한, 시험생물종을 분양

받은 자가 시험생물종을 타인에게 양도하거나 분양할 경우에는 사전에 협의

가 이뤄져야 하며, 분양받은 시험생물종을 이용한 시험의 결과물에는 시험생

물종의 출처를 명확히 기재하여야 한다. 위의 규정에 어긋남이 적발된 기관

및 개인에 대해서는 추후 시험생물종 분양을 제한될 수 있도록 규정하여 시

험종에 대한 관리를 철저하게 할 수 있도록 하였다. 2011년 물벼룩 분양 횟수

는 총 14회로, 법정기관 4곳과 측정대행기관 10곳에 분양을 실시하였다.


16

2. 생태독성 관리제도 안정적 운영을 위한 기반구축

가. 공공처리시설 생태독성 원인물질탐색방법

기존의 수질관리와는 다른 체계인 생태독성 통합관리제도가 2011년부터 본격

적으로 시행됨에 따라 2007년부터 제도의 안정적 운영과 구축 및 기술지원을

위해 실태조사를 수행하여 국내 폐수배출시설 82개 업종 중 독성이 높은 것으

로 판단된 35개 업종에 대하여 독성원인물질을 탐색하고 독성을 저감하는 방법

에 대해 기술안내서를 마련해왔다.

2008년 산업폐수 방류수의 독성 저감에 대한 일반적인 방법론을 설명한

『개별사업장 산업폐수 방류수 독성저감 평가를 위한 기술안내서』,　『산업폐

수 방류수 독성탐색 및 저감기술안내서』제작을 시작으로 35개 업종 중 석유

화학계 기초화합물 제조시설 등 3개 업종에 대한 『폐수배출시설 생태독성 탐

색 및 저감방법 기술안내서』를 제작 배포하였으며, 2009년에는 기타비금속 광

물제품 제조시설 등 16개 업종에 대해『폐수배출시설 생태독성 탐색 및 저감

방법 기술안내서』(Ⅰ), (Ⅱ), 2010년에는 주정제조 및 주조시설 등 16개 업종에

대해『폐수배출시설 생태독성 탐색 및 저감방법 기술안내서』(Ⅲ), (Ⅳ)을 작

성하였다. 그러나, 이들 안내서는 개별사업장 및 특정 업종에 관한 안내만 있기

때문에 공공처리시설에 대한 독성저감평가와 관련된 방법론 등에 대한 안내서

마련이 필요하게 되었다.

따라서, 미국 EPA 『Toxicity Reduction Evaluation Guidance for Municipal

Wastewater treatment Plants』를 참고하여, 『공공처리시설 생태독성 원인물질

탐색 방법 등에 관한 기술안내서』를 작성하였으며(그림 4), 이를 통해 공공처리

시설에서 생태독성 배출허용기준을 초과하였을 때 수행해야 하는 독성원인물

질 탐색 및 관리방안에 대한 안내서를 작성하여 해당 사업장 담당자들이 안정

적으로 공정을 운영하는데 도움을 주고자 하였다.

본 안내서에서는 독성저감평가 계획 개발과 실행, 독성저감평가 과정에서

사용되는 자료와 결과에 대한 평가, 독성관리방법 실행과 선택을 위한 기술적

근거 개발, 오염물질규제와 통합독성평가를 사용하여 통합적인 독성관리방법


17

에 대한 내용이 수록되어 있으며, 공공처리장에서 수행되는 독성저감평가의

일반적인 설명과 더불어, 실제 현장에서 얻어진 데이터를 이용하여 독성저감

평가를 수행하는데 가장 유용한 방법과 과정에 대해 설명하였고, 방류수 내에

서 감소 또는 제거된 독성원인물질 탐색을 위해 독성저감평가를 수행하는 공

공처리장 담당자, 컨설턴트, 허가권자가 쉽게 이해할 수 있도록 작성되었다.

미국 내 공공처리장에서 발생하는 하수 슬러지 오염물질, 휘발성 독성물질,

방류수에 포함되어 있는 독성물질들은 기존의 오염물질 규제를 통해 허가기

준을 관리해왔지만, 이 안내서에는 통합독성평가가 적용되었을 때 공공처리시

설에서 발생하는 문제와 해결책에 대해 자세히 설명하고 있으며, 오염물질 허

가기준이 미국 내 주마다 다르기 때문에 이에 따른 처리방법, 규제현황, 운영

방법 등 의문사항에 대해 정리하였다. 기술안내서의 순서는 소개, 정보와 자

료습득, 시설 성능 평가, 독성물질 확인평가, 독성물질 원인평가, 독성물질 관

리평가, 독성물질 관리 실행, 정도 보증/정도 관리, 보건 및 안전수칙, 시설과

도구, 시료채취와 관리, 참고문헌으로 구성하였으며, 부록에 국내에서 수행된

산업단지 및 농공단지 폐수종말처리시설, 폐수배출시설 생태독성 실태조사 결과

를 첨부하였다.

<그림 4> 공공처리시설 독성저감평가를 위한 기술안내서


18

나. 생물종확대 적용 가능성 평가

정부는 생태적으로 건강한 하천과 유해물질로부터 안전한 수 환경 조성을

목표로「수질환경보전법」(1990년 제정)을 「수질 및 수생태계 보전에 관한

법률」(2007년 제정)로 개정하고 「물환경관리 기본계획(2006~20015)」을 수립

하여 유해물질로부터 안전한 물환경 조성을 위한 「생태독성 통합관리제도」를 2007년 12월에 입법화 하였으며, 3년간의 시범사업 등을 통해 2011년 1월

1일부터 폐수배출시설, 폐수종말‧공공하수 처리시설에 대한 생태독성 배출허용

기준 및 방류수수질기준을 적용하고 있다(국립환경과학원, 2006a, 2010).

현재 시행 중인 「생태독성 통합관리제도」의 시험생물종은 제도 도입 초

기임을 감안하여 물벼룩(Daphnia magna) 단일종으로 운영되고 있으나, 우리나

라 보다 앞서 「생태독성 통합관리제도」를 도입한 선진국에서는 표 4와 같이

독일, 네덜란드 등 5개 국가는 4종(어류+물벼룩+조류+박테리아), 미국, 스웨덴

등 5개 국가는 3종(어류+물벼룩+조류, 물벼룩+조류+박테리아), 영국, 이탈리아

등 4개 국가는 2종(물벼룩+조류 , 물벼룩+박테리아, 어류+물벼룩)을 시험생물종

으로 사용하는 등 두 가지 이상의 생물을 시험종으로 사용하고 있으며, 생태적

의미에서도 소비자, 생산자, 분해자로 대표되는 어류, 물벼룩, 조류, 박테리아

로 배터리를 구성하는 것이 바람직하다.

따라서, 앞으로의 「생태독성 통합관리제도」는 유해물질로부터 안전한 물환

경 조성이라는 주된 목적 달성과 보다 안정적인 제도 운영을 위해 시험생물종

을 단일화에서 다원화 시키는 방향으로 추진되어야 하며, 이를 위해 현재까지

진행된 국내 폐수배출시설, 폐수종말‧공공하수 처리시설의 배출수 및 방류수를 대

상으로 한 어류(Oryzias latipes), 물벼룩(Daphnia magna), 조류(Pseudokirchneriella

subcapitata), 박테리아(Vibrio fischeri)의 생태독성 연구 결과를 바탕으로 시험생물종

다원화의 타당성을 검토하여, 국내 실정에 맞는 시험종 확대 방안을 조사하였다.


19

<표 4> 국가별 시험생물종 사용현황

국가명 어 류 물벼룩 조 류 박테리아

독 일 ○ ○ ○ ○영 국 - ○ ○ -

프랑스 ○ ○ ○ ○네덜란드 ○ ○ ○ ○스웨덴 ○ ○ ○ -

이탈리아 - ○ - ○벨기에 - ○ ○ ○덴마크 ○ ○ ○ ○북아일랜드 ○ ○ ○ ○노르웨이 ○ ○ ○ -

스페인 - ○ - ○미 국 ○ ○ ○ -

캐나다 ○ ○ - -

뉴질랜드 - ○ ○ ○합 계 9 14 11 9

(1) 시험생물종 생태독성분석 결과

폐수배출시설 배출수(197개), 폐수종말‧공공하수 처리시설 방류수(30개) 총

227개에 대한 생태독성분석결과는 표 5와 같이 조사 되었다.

독성(TU, toxic unit)평균값은 조류(TU 5.7±23.0)>박테리아(TU 2.5±13.3)>물벼

룩(TU 1.4±8.3)>어류(TU 0.7±4.7) 순으로 조사 되었으며, 독성발현율은(TU>0)은

박테리아(60%)>조류(32%)>물벼룩(23%)>어류(9%)순으로 나타났다.

어류는 평균독성값이 0.7±4.7, 독성발현율(TU>0) 9%로 두 결과 모두 연구대상

생물종 중 가장 낮았고 배출허용기준 및 방류수수질기준 규제를 통한 수질개선 및

수생태계 보호라는 목적 측면에서 타 생물종에 비해 우선순위가 낮다고 할 수 있다.

조류는 독성발현율이 32%로 현재 「생태독성 통합관리제도」의 시험생물종인

물벼룩의 독성발현율 23%와 가장 근사한 결과를 보였으나, 독성평균값이 TU

5.7±23.0으로 연구대상 생물종 중 가장 높게 나타났다.

이 결과는 조류를 이용하여 독성 평가 시 폐수배출시설, 폐수종말‧공공하수 처

리시설 등 대부분의 시설에서 독성이 나타날 가능성이 높고, 시설 간 독성값 편


20

차가 클 수 있음을 내포하고 있기 때문에 배출허용기준 및 방류수수질기준 설정

시 시설별 기준 산정이 신중히 고려되어야 할 것으로 판단된다.

또한, 연구에 사용된 Pseudokirchneriella subcapitata종은 광합성을 하며, 수중의

유기물을 영양분으로 사용하므로 색도가 높은 산업폐수나 유기물이 많은 폐수종

말‧공공하수처리시설 방류수에 대한 정확한 독성 평가가 이뤄지기 어렵기 때문

에(국립환경과학원, 2006b), 배출수 및 방류수 독성을 적절히 평가 할 수 있는

조류종 선정을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다.

박테리아는 독성평균값이 TU 2.5±13.3으로 독성평균값 TU 1.4±8.3로 나타난

물벼룩과 유사한 결과를 보였으나, 독성발현율이 전체 시료의 60%로 가장 높았다.

박테리아를 이용한 독성 평가 방법은 수질오염공정시험기준으로 규정되지 않은

방법임으로 배출허용기준 및 방류수수질기준 설정에 따른 규제에 무리가 있으며,

(현행법상 생태독성 배출허용기준 및 방류수수질기준은 수질오염공정시험기준에 준

함)「생태독성 통합관리제도」를 시행하고 있는 대부분의 국가에서도 행정규제용이

아닌 모니터링용으로 사용하고 있는 실정이다.

하지만, 박테리아는 타 생물종에 비해 독성에 대해 민감하며, 시료 채수 후 현장

에서 분석이 가능하고 재현성이 뛰어나며, 30분 이내로 신속하게 시험결과를 산출할

수 있다는 장점 등을 활용하여 행정규제보다는 각 시설의 수질 모니터링 용도로 사

용하는 것이 바람직 할 것으로 보인다.


21

구 분 어류 물벼룩 조류 박테리아

시험생물종

Oryzias

latipes

(송사리)

Daphnia

magna

Pseudokirchneriella

subcapitata

Vibrio

fischeri

평 균(TU) 0.7±4.7 1.4±8.3 5.7±23.0 2.5±13.3최대값(TU) 0 0 0 0최소값(TU) 53 91 200 167

독성발현

비율

TU=0 91% 77% 68% 40%0<TU<1 1% 0% 0% 1%1≤TU<2 4% 12% 5% 34%2≤TU<4 1% 6% 9% 23%

4≤TU<16 2% 4% 12% 1%TU≥16 1% 1% 6% 1%

※ 독성발현비율 4% 이상은 음영으로 표시

독성 발현율 9% 23% 32% 60%

생물종 민감도둔감 <--------------------------------------> 민감

어류 > 물벼룩 > 조류 > 박테리아

<표 5> 시험생물종별 생태독성시험결과

(2) 시험생물종간 상관성

어류, 물벼룩, 조류, 박테리아를 동일 시료(배출수, 방류수 227개 시료)에 대

한 독성시험결과를 산출하고 그 산출된 독성값을 이용하여 각 시험생물종 간 상

관성을 비교한 결과는 표 6과 같이 조사되었다.

물벼룩-박테리아(r2=0. 958), 물벼룩·어류(r2=0.927), 박테리아-어류(r2=0.916)의

상관성은 높게 나타났으며, 물벼룩-조류(r2=0.498), 조류-박테리아(r2=0.383), 어류-

조류(r2=0.474)는 낮았다.

특히, 현재 시험생물종인 물벼룩과 타 생물종의 상관성을 살펴보면, 물벼룩

-어류, 물벼룩-박테리아 상관계수가 각각 r2=0.927, r2=0.958로 높게 나타나, 동

일 시료에 대해 물벼룩에서 독성이 발현할 경우, 어류, 박테리아에서도 독성이

발현하는 것으로 나타났다.

물벼룩-조류의 경우, 상관계수가 r2=0.498로 물벼룩-어류, 물벼룩-박테리아

상관계수와 비교하여 낮게 나타났으며, 이것은 동일 시료일지라도 두 생물종


22

구 분 어 류 물벼룩 조 류 박테리아

시험비용 1,800,000 455,000 850,000 300,000

비 고

N사, C사

산출금액

(측정대행업)

국립환경과학원

시험의뢰 규칙

N사, C사

산출금액

(측정대행업)

산업폐수방류수의

통합독성

배출허용기준(안)

2006. 6. 28 참고

간의 독성결과는 다르게 나타날 수 있음을 보여준다.

따라서, 물벼룩과 조류를 동시에 이용하여 독성을 평가 할 경우, 독성에 대한

감시효과를 증대 시킬 수 있고, 보다 정확한 평가를 가능케 하므로, 어류, 박테리

아보다는 조류를 시험생물종으로 추가 선정하는 것이 합리적인 것으로 판단된다.

<표 6> 시험생물종간 상관성(Pearson) 조사결과

생물종 어 류 물벼룩 조 류 박테리아

어 류 1 0.927 0.474 0.916물벼룩 0.927 1 0.498 0.958조 류 0.474 0.498 1 0.383

박테리아 0.916 0.958 0.958 1- 상관계수는 0.01수준(양쪽)에서 유의 함.

(3) 시험생물종 분석 수수료 비교

각각의 시험생물종 분석 수수료에 대한 분석 결과, 표 7과 같이 어류(1,800

천원)>조류(850천원)>물벼룩(455천원)>박테리아(300천원) 순이었으며, 이는 배양

및 사육조건, 유지관리 조건, 시험방법, 감가상각비 등에 따라 차이가 큰 것으

로 조사되었다. 물벼룩(Daphnia magna)을 제외한 타 생물종은 「국립환경과학

원 시험의뢰 규칙」(시행 2011. 11. 22)에 준한 시험수수료가 정해지지 않았으

며, 시험 수행기관에 따라 차이를 나타냈다.

<표 7> 시험분석 수수료


23

(4) 시험생물종 선택

생태독성 평가에 사용되는 생물은 시험목적에 따라 달리 선택되고 USEPA

(1985)에서 추천하는 종들이 사용될 수 있으나(국립환경과학원, 2002a), 일반적으로

시험생물이 갖추어야 할 조건은 다음과 같고 시험생물종 선택기준은 표 8과 같다.

◦ 수생태계 주요 먹이사슬 단계를 대표할 수 있을 것

◦ 시험물질에 대한 민감성(sensitivity)을 가질 것

◦ 기존 독성 데이터가 많아 비교가 가능 할 것

◦ 실험실 사육 및 유지가 가능 할 것

◦ 여러 세대 인위적 배양 할 경우에도 독성에 대한 민감도와 건강상태가

균일하게 유지 될 것

◦ 평가 대상 화학물질에 노출된 경력이 없어야 함

Buikema 등(1976)은 시험에 사용되는 생물종의 민감도, 시험기간, 생식률 등 시험

생물종 선택 기준을 6개 인자로 구분하고 각 인자들을 표 9와 같이 지수화 하였다.

Buikema 등의 연구에서 어류는 6개 인자 모두 연구대상 생물종 중 가장 낮은 점수

로 나타나 시험생물종 선택 기준면에서 만족도가 가장 떨어지는 것으로 나타났으며,

분석수수료는 표 7과 같이 1,800천원으로 연구대상 생물종 중 가장 높았다.

또한, 어류는 평가 사용될 수 있는 개체 크기로 성장하기 까지 많은 시간이 소요

되며, 유해성 물질에 대한 민감도가 다소 떨어지기 때문에 급성독성보다는 만성독성

평가에 사용하기 적절한 것으로 알려져 있으며, 현재 어류를 시험생물종으로 사용하

고 있는 국가에서도 어류알을 이용한 독성평가로 전환하고 있는 추세이다.

위와 같은 결과를 종합해 볼 때, 어류는 물벼룩, 조류, 박테리아에 비해 시험생

물종으로 선택이 우선 시 되어야만 하는 근거가 부족한 것으로 보인다.

물벼룩과 박테리아는 총점이 각각 24점, 25점, 분석수수료 455천원, 300천원으로 분석

수수료와 시험생물종 선택 기준면에서 어류와 조류에 비해 생물종 선택 근거가 합리적인

것으로 판단된다.

일반적으로 물벼룩을 이용한 독성 평가는 다른 시험생물종을 이용한 평가 방법과


24

비교하여 제초제같이 미량 유해물질을 평가하는데 유리하며, 번식 시간이 7일 정도로

짧으며, 시험의 재현성이 뛰어나는 등의 장점을 가지며, 특히 물고기를 이용한 시험

에 비해 독성물질에 보다 민감하게 반응하며, 표준화 기술의 적용이 가능하고 시험기

간이 짧고 보다 경제적인 것으로 알려져 있다(국립환경과학원, 2002a). 이와 같은 이

유로 우리나라를 포함한「생태독성 통합관리제도」를 운영 중인 모든 국가에서 물벼

룩을 시험생물종으로 설정하고 있다.

박테리아는 시험생물 확보가 용이하고, 시험이 비교적 단순하며, 시험 시간이 짧

고 재현성이 좋다는 장점을 가지고 있으나, 앞에서 언급한 듯이 수질오염공정시험기

준 상의 평가 방법이 아니므로 배출허용기준 및 방류수수질기준 설정에 무리가 있으

며, 발광정도를 정량화하는 방법이 없기 때문에 독성값을 정확히 파악할 수 없

고 단지 독성의 유무, 독성에 의해 영향을 받았다는 경향만을 판단 할 수 있

기 때문에 행정 규제 보다는 각 시설의 수질 모니터링에 사용하는 것이 더욱

효율적이라고 볼 수 있다.

조류는 총점 21점, 분석수수료 850천원으로 현재 시험생물종으로 설정되어 있는

물벼룩이나, 박테리아를 제외하고 비용, 시험생물종 선택 기준면에서 시험생물종 선

택의 근거가 가장 합리적인 것으로 나타났다. 특히 조류는 수생태계 먹이사슬에서 최

하위인 1차 생산자로 물벼룩의 먹이가 되므로, 분해자인 박테리아와 물벼룩 조합보다

는 조류와 물벼룩을 함께 이용하여 배출수 및 방류수의 독성을 평가하는 것이 더 바

람직하다고 판단된다.

구 분 어류 물벼룩 조류 박테리아

민감도 2 4 3 3실험기간 1 4 2 5필요공간 3 4 4 4생식률 2 4 4 5

채집(collection), 배양 2 4 4 4시험의 균일성(homogeneity) 2 4 4 4

총 점 12 24 21 25- 5: 매우좋음 4: 좋음 3:보통 2: 나쁨 1:매우 나쁨

자료출처 : 환경부 (2002b) p. 44

<표 8> 시험생물종 선택 기준


25

다. 48시간 생태독성평가 도입 가능성 평가

현재 수질오염공정시험기준 제 49항 물벼룩을 이용한 급성 독성 시험의 노

출기간을 24시간으로 규정되어 있으나, 미국 EPA-WET test 및 OECD test

guideline에서는 물벼룩의 급성 독성 시험의 노출시간을 24시간, 48시간으로 구

분하고 있으며, 각 국가별 시험방법은 표 9와 같다. 노출시간이 짧을수록 시험

기간이 단축되기 때문에 비용이나 시험의 용이성 측면에서 유리할 수 있으나,

분해 또는 대사에 의해 독성이 증가하거나 감소하는 물질의 경우 노출시간이

증가함에 따라 독성값이 변화할 수 있다. 따라서, 2000년부터 수행 되어 온 환

경부 연구결과를 바탕으로 24, 48시간 시험결과를 비교하여 48시간 생태독성평

가 도입 가능성을 검토하고자 한다. 총 152개 시료(폐수배출시설 배출수 49개,

폐수종말처리서설 방류수 103개)에 대한 24, 48시간 급성독성 시험결과는 표

10과 같이 나타났다.

24, 48시간 독성시험결과가 동일한 시료는 전체의 71.7%(109개)로 나타났으며,

24시간 시험결과 보다 48시간 시험 시 독성이 증가한 경우는 전체의 28.3%(43개)

로 나타났다. 이 중 24시간, 48시간의 시험결과가 두 배 이상 큰 차이를 나타낸

7개 시료를 제외한 36개 시료의 독성값의 차이는 평균 TU 0.7±0.7로 나타났다.

또한, 24시간 시험결과에서는 TU 1 이하였으나, 48시간 시험결과가 TU 1을 초

과한 경우는 전체의 5.3%(8개)에 불과한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 현재

폐수종말‧공공하수처리시설 방류수수질기준이 TU 1 이하임을 고려할 때 큰 변

별력을 가지지 않는 것으로 판단된다. 따라서, 시험기간을 48시간을 확대하는

것은 시험분석수수료 증가, 측정대행업 부담 가중 가능성 등의 문제점을 나타

낼 수 있으므로, 추후 국내 시설에 대한 독성자료가 축적되면, 그 결과에 따라

적정 시험기간을 검토하는 것이 타당할 것으로 판단된다.


26

<표 9> 국가별 생태독성 시험방법

구 분수질공정시험기준

(2011.6. 16일 개정)US-EPA OECD

시험종 Daphnia magnaDaphnia plux

Daphnia magnaDaphnia magna

노출방식 지수식

지수식

반지수식

유수식

지수식

온도(℃) 20±2 20±1, 25±1 20±2

경도

(as CaCO3 mg/L)160~180 180 이하 140~250

노출시간(hr) 24 24, 48, 96 24, 48

시험생물 연령 부화후 24시간미만 부화후24시간미만 부화후24시간미만

농도 당 생물수 5마리 ≥5마리 5마리

반복수 4반복 4반복 4반복

시험농도대조군과 5개

이상의 처리군

대조군과 5개

이상의 처리군

대조군과 5개

이상의 처리군

종말점Death,

ImmobilisationImmobilisation Immobilisation

결과표시 EC50 EC50 EC50

신뢰성 검증조건대조군의 생존율

90% 이상

대조군의 생존율

90% 이상

대조군의 생존율

90% 이상


27

<표 10> 24, 48시간 급성독성 시험결과

시료

번호24h 48h

시료

번호24h 48h

시료

번호24h 48h

시료

번호24h 48h

1 0 0 39 0 0 77 0 0 115 16 162 0 0 40 0 0 78 0 0 116 0 03 2 2 41 0 0 79 0 0 117 1.4 1.44 0 0 42 2 4 80 0 0 118 16 165 0 0 43 0 0 81 0 0 119 16 166 0 0 44 4 4 82 0 0 120 0 07 16 32 45 2 2 83 0 0 121 0 0.28 0 0 46 6 6 84 0 0 122 0 09 0 0 47 0 0 85 0 0 123 1.2 1.3

10 0 0 48 3 3 86 0 0 124 0 011 0 0 49 3 4 87 0 0 125 0 112 4 6 50 0 0 88 0 0 126 0 013 0 0 51 9.3 11.3 89 0 0 127 0 0.214 1 1 52 9.3 11.3 90 0.6 0.8 128 0 0.215 0 0 53 0 0 91 0 0 129 0.3 0.316 2 2 54 0 0 92 0 0 130 0.2 2.817 2 2 55 0.6 1.1 93 0.4 0.4 131 0.4 0.618 0 0 56 1.3 1.4 94 1.9 3 132 0.2 0.419 0 0 57 1 1.2 95 0 0 133 0 120 8 8 58 0 0 96 0 0 134 0.8 121 4 4 59 0 0 97 0 0 135 0 022 64 64 60 0 0 98 0 0 136 0 023 2 2 61 0 0 99 5 7.4 137 0.4 0.824 0 0 62 0 0 100 2 2.2 138 0.8 125 16 16 63 0 0 101 0 0 139 1 2.226 0 0 64 0 0 102 3.7 6.5 140 0.3 1.527 0 0 65 0 0 103 1.7 2 141 0.8 1.528 0 0 66 0 0 104 0.9 1.4 142 1.4 2.129 3 4 67 0 0 105 0 0 143 0 030 1 1 68 0 0 106 0 0 144 0 031 0 0 69 0 0 107 0.4 0.4 145 0 0.332 6 6 70 0 0 108 0 0 146 0 033 0 0 71 0.4 0.4 109 0 0 147 0.2 1.934 0 0 72 0 0 110 0 0.2 148 0 0.235 2 2 73 0 0 111 0 0.2 149 0.6 0.636 2 2 74 0.1 0.7 112 0 0.5 150 2.1 2.537 16 16 75 0 0 113 16 16 151 2.7 2.938 0 0 76 0 0 114 16 16 152 2.4 3.6


28

라. 35개 업종 외 배출허용기준 적용대상시설 확대 방안

현재 우리나라 폐수배출시설은 “수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행규칙 제6

조”에 따라 82개로 분류하고 있으며, 이 중 사업장 배출수를 공공수역으로 직접 방류

(이하 직접방류)하는 비금속 광물 광업 시설 등 35개 업종 생태독성에 대해 배출허용

기준을 적용하고 있다.

2011년 1월 1일부터 새롭게 적용되는 생태독성 배출허용기준은 지역구분에 따라

청정지역 TU 1 이하, 가‧나‧특례지역 TU 2 이하로 적용하고 있다. 또한 제도 초기임을

감안하여 사업장 측의 경제적 부담을 덜어주고자 배출량 규모에 따른 3~5종 사업장은

2012년 1월 1일부터 적용하며, 「생태독성 통합관리제도」 도입 전 수행된 시범 사업

에서 독성이 높게 평가된 업종, 즉, “섬유염색 및 가공시설”, “기타 분류되지 아니한

화학제품 제조시설”, “도금시설”은 TU 4, “기초무기화학물질 제조시설”, “합성염

료, 유연제 및 기타 착색제 제조시설” TU 8로 차등 적용하고 있다.보다 안정적인 「생태독성 통합관리제도」 운영을 위해 생태독성 미적용 47개

업종에 대한 배출허용기준 확대 적용 방안 검토가 필요하나, 47개 업종 실태조사는

단기간 수행되었기 때문에 각 업종에 대한 정보가 매우 부족한 실정이므로, 업종

별 연간배출량, 사업장 수, 규모별 분포 등에 대한 종합적인 선행조사가 필요하다.

또한 2011년부터 본격적으로 「생태독성 통합관리제도」가 운영되면서 사

업장 배출수를 폐수종말‧공공하수 처리시설로 전량 유입시키는 경우(이하 간접방류)로

인해 폐수종말‧공공하수 처리시설에서 생태독성 방류수수질기준을 초과하는 몇

몇 사례가 발생함에 따라, 47개 업종 확대 방안 검토 시 간접방류사업장에 대

한 추가적 조사를 통해 간접방류사업장 관리 방안의 기반을 마련하고자 한다.

표 11은 현재 생태독성 배출허용기준을 적용받고 있는 35개 업종과 미적용 받

는 47개 업종을 정리한 것이다.


29

생태독성 적용 업종 생태독성 미적용 업종

비금속 광물 광업시설 석탄광업시설

조미료 및 식품 첨가물 제조시설 금속광업시설

알콜음료 제조시설 도축, 육류 수산물 가공 및 저장 처리시설

방적 및 가공사 제조시설 과실 채소 가공 및 저장 처리시설

섬유염색 및 가공시설 동 식물성 유지 제조시설

기타 섬유제품 제조시설 낙농제품 및 식용빙과류 제조시설

가죽 모피가공 및 제품 제조시설 곡물 가공품 제조시설

펄프 종이 및 종이제품 제조시설 전분 및 당류 제조시설

석유정제품 제조시설 동물용 사료 및 조제식품 제조시설

석유화학계 기초화합물 제조시설 설탕 제조시설

기타 기초 유기화합물 제조시설 기타 식품 제조시설

기초무기화학물질 제조시설 비알콜성 음료 및 얼음 제조시설

합성염료, 유연제 및 기타 착색제 제조시설 담배 제조시설

비료 및 질소화합물 제조시설 신발 및 신발부분품 제조시설

합성고무 제조시설 목재 및 나무제품 제조시설

합성수지 및 기타 플라스틱물질 제조시설 출판 인쇄 사진처리 및 기록매체 복제시설

의료용 물질 및 의약품 제조시설 코크스 및 연탄제조시설

살충제 및 기타 농약 제조시설 석탄화합물 제조시설

잉크, 페인트, 코팅제 및 유사제품 제조시설 천연수지 및 나무화합물 제조시설

계면활성제 치약 비누 및 기타 세제 제조시설 산업용 가스 제조시설

접착제 및 젤라틴 제조시설 화장품 제조시설

기타 분류되지 아니한 화학제품 제조시설 표면광택제 및 실내가향제 제조시설

화학섬유 제조시설마그네틱 및 광학 매체, 사진용 화학제품

및 감광재료 제조시설

고무제품 및 플라스틱제품 제조시설 가공염 및 정제염 제조시설

기타 비금속 광물제품 제조시설 방향유 및 관련 제품 제조시설

1차 철강 제조시설 화약 및 불꽃제품 제조시설

비철금속 제련 정련 및 합금 제조시설 유리 및 유리제품 제조시설

동 압연 압출 및 연신제품 제조시설 도자기 및 기타 요업제품 제조시설

알루미늄 압연, 압출 및 연신제품 제조시설 시멘트 석회 플라스터 및 그 제품 제조시설

기타 비철금속 압연, 압출 및 연신제품 제조시설 합금철 제조시설

금속가공제품 제조시설

(달리분류되지아니하는표준산업분류25부터31까지의제조시설)기타 1차 비철금속 제조시설

반도체 및 전자부품 제조시설 금속주조시설

<표 11> 생태독성 배출허용기준을 적용받고 있는 35개 업종과 미적용 받는 47개 업종


30

생태독성 적용 업종 생태독성 미적용 업종

병원시설

(병상의수가「의료법」에따른종합병원규모이상인시설)절연선 및 케이블 제조시설

폐수처리업의폐수저장시설및폐기물처리업의폐수발생시설 1차 전지 및 축전지 제조시설

도금시설 전구 및 조명시설 제조시설

영상 및 음향기기 제조시설

가구 및 기타제품 제조시설

화력발전시설

수도사업시설

먹는샘물 제조시설

수산물 판매장(면적 700제곱 미터 이상)

세탁시설

산업시설의 폐가스 분진, 세정 응축시설

산업시설의 정수시설

(정수능력이 1일당 100세제곱미터 이상)

이화학 시험시설

(면적이 100제곱미터 이상)

운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설

제1호부터 81호까지의분류에속하지아니하는시설

<표 11> 계속

(1) 업종별 사업장 수

생태독성 미적용 47개에 대한 업종 사업장 수를 조사한 결과는 표 12와

같으며, 내용은 아래와 같다.

(가) 직접방류

총 사업장 수는 14,098개로 나타났으며, “운수장비 수선 및 세차 또는 세척시

설”이 8,373개(59.4%), “시멘트‧석회‧플라스터 및 그 제품 제조시설” 1232개(8.7%),

“도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설” 811개(5.8%), “기타 식품 제조시설”


31

710개(5.0%), “제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설” 634개(4.5%)

순으로 사업장 수가 많은 것으로 조사되었다.(이 외 업종 사업장 수: 총 2338개,

16.6%) “신발 및 신발부분품 제조시설” 등 15개 업종은 사업장이 10개 미만이

었으며, 이 중 “코크스 및 연탄제조시설”, “표면광택제 및 실내가향제 제조시

설”, “영상 및 음향기기 제조시설“은 사업장이 없는 것으로 조사되었으며, “산

업용 가스 제조시설”, “금속광업시설”, “수산물 판매장” 등 21개 업종은 10 ~

100개 미만, “기타 1차 비철금속 제조시설”, “도자기 및 기타 요업 제품 제조

시설” 등 6개 업종은 사업장이 100 ~ 500개 미만인 것으로 나타났다.

(나) 간접방류

총 사업장 수는 13,125개로 나타나, 배출수를 공공수역으로 직접 방류하고 있

는 사업장수와 비슷하게 나타났다. “운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설”이

10,800개(82.3%), “도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설” 324개(2.5%), “기타 식품

제조시설” 306개 (2.3%), “제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설” 300

개(2.3%), “세탁시설” 177개(1.3%) 순으로 사업장 수가 많은 것으로 조사 되었다.(이

외 업종 사업장 수: 총 1218개, 9.3%) “금속광업시설” 등 16개 업종은 사업장이

10개 미만이었으며, 이 중 “석탄광업시설”, “코크스 및 연탄제조시설”, “천연수

지 및 나무화합물 제조시설”, “방향유 및 관련 제품 제조시설”은 사업장이 없

는 것으로 조사되었다. “전분 및 당류 제조시설”, “전구 및 조명장치 제조시

설”, “곡물 가공품 제조시설” 등 26개 업종은 10 ~ 150개미만 이었다


32

업종 분류총 사업장 수

직접방류 간접방류

석탄광업시설 17 0금속광업시설 14 1

도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설 811 324과실‧채소 가공 및 저장‧처리시설 473 110

동‧식물성 유지 제조시설 36 30낙농제품 및 식용빙과류 제조시설 89 37

곡물 가공품 제조시설 86 15전분 및 당류 제조시설 25 10

동물용 사료 및 조제식품 제조시설 28 19설탕 제조시설 1 3

기타 식품 제조시설 710 306비알콜성 음료 및 얼음 제조시설 74 30

담배 제조시설 1 5신발 및 신발부분품 제조시설 8 2목재 및 나무제품 제조시설 32 2

출판‧인쇄‧사진처리 및 기록매체 복제시설 23 69코크스 및 연탄제조시설 0 0석탄화합물 제조시설 2 2

천연수지 및 나무화합물 제조시설 3 0산업용 가스 제조시설 11 18

화장품 제조시설 31 53표면광택제 및 실내가향제 제조시설 0 2

마그네틱및광학매체, 사진용화학제품및감광재료제조시설 4 65

가공염 및 정제염 제조시설 6 3방향유 및 관련 제품 제조시설 2 0화약 및 불꽃제품 제조시설 4 2유리 및 유리제품 제조시설 249 126

도자기 및 기타 요업제품 제조시설 131 31시멘트‧석회‧플라스터 및 그 제품 제조시설 1,232 58

합금철 제조시설 8 1

<표 12> 생태독성 미적용 47개 업종 총 사업장 수


33

업종 분류총 사업장 수


기타 1차 비철금속 제조시설 120 62금속주조시설 46 23

절연선 및 케이블 제조시설 89 191차 전지 및 축전지 제조시설 3 22전구 및 조명시설 제조시설 8 14영상 및 음향기기 제조시설 0 5가구 및 기타제품 제조시설 49 78

화력발전시설 29 25수도사업시설 159 58

먹는샘물 제조시설 65 3수산물 판매장(면적 700제곱 미터 이상) 15 19

세탁시설

(2㎥이상 또는 용수 시간당 1세제곱미터 이상)206 177

산업시설의 폐가스‧분진, 세정‧응축시설

(분무량 또는 응축량이 시간당 0.01세제곱미터 이상)41 33

산업시설의 정수시설(정수능력이 1일당 100세제곱미터이상) 95 32

이화학 시험시설(면적이 100제곱미터 이상) 55 131운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설 8,373 10,800

제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설 634 300

총 계 14,098 13,125

<표 12> 계속

(2) 규모별 분포

폐수배출시설 규모는 “수질 및 수생태계 보전에 관한 법률” 시행령 별표 13(영

제44조제2항 관련)에 따라 표 13과 같이 1일 폐수배출량이 2,000㎥ 이상인 사업장

은 1종, 700㎥이상 2,000㎥ 미만은 2종, 200㎥이상 700㎥미만은 3종, 50㎥이상 200

㎥미만은 4종, 제1종에서 제4종까지의 사업장에 해당하지 않는 배출시설은 5종으

로 배출규모에 따라 1~5종으로 분류하고 있으며, 이 분류에 따른 47개 업종 규모

별 조사 결과는 표 14와 같다.


34

<표 13> 사업장 규모별 구분

종 류 배출규모

제1종 사업장 1일 폐수배출량이 2,000㎥ 이상인 사업장

제2종 사업장 1일 폐수배출량이 700㎥ 이상, 2,000㎥ 미만인 사업장

제3종 사업장 1일 폐수배출량이 200㎥ 이상, 700㎥ 미만인 사업장

제4종 사업장 1일 폐수배출량이 50㎥ 이상, 200㎥ 미만인 사업장

제5종 사업장 위 제1종부터 제4종까지의 사업장에 해당하지 아니하는 배출시설

(가) 직접방류

1종은 54개(0.4%), 2종 71개(0.5%), 3종 252개(1.7%), 4종 483개(3.4%), 5종

13,238개(94.0%)로 나타나, 배출규모가 작아질수록 사업장 수가 많았으며, 대부분의

사업장이 5종에 집중되어 있는 것으로 조사 되었다.

1, 2종 사업장은 “수도사업시설”이 각각 21, 19개, 3, 4종은 “제1호부터 81호까

지의 분류에 속하지 아니하는 시설”이 각각 73, 73개, 5종은 “운수장비 수선 및 세

차 또는 세척시설”이 8333개로 가장 많은 것으로 나타났다.

(나) 간접방류

1종은 46개(0.4 %), 2종 85개(0.6 %), 3종 224(1.7 %), 4종 561개(4.3 %), 5종 12,209

개(93.0 %)로 나타나, 직접방류 사업장과 마찬가지로 배출규모가 작아질수록 사업장

수가 많았으며, 대부분의 사업장이 5종에 집중되어 있는 것으로 조사 되었다.

1종 사업장은 “수도사업시설”이 7개, 2~4종은 “도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설”이 각각 10, 44, 96개, 5종은 “운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설”이

10,800개로 가장 많은 것으로 나타났다.


35

업 종규모별 사업장 수(개)

1종 2종 3종 4종 5종 계

석탄광업시설6 0 1 4 6 17 0 0 0 0 0 0

금속광업시설0 0 0 1 13 14 0 0 0 0 1 1

도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설2 8 49 62 690 811 1 10 44 96 173 324

과실‧채소 가공 및 저장‧처리시설0 0 13 28 432 473 0 1 3 26 80 110

동‧식물성 유지 제조시설0 0 1 5 30 36 0 1 4 13 12 30

낙농제품 및 식용빙과류 제조시설3 11 12 6 57 89 4 9 5 8 11 37

곡물 가공품 제조시설0 0 0 3 83 86 0 0 0 2 13 15

전분 및 당류 제조시설1 4 0 2 18 25 4 1 0 2 3 10

동물용 사료 및 조제식품 제조시설0 0 0 1 27 28 0 0 2 5 12 19

설탕 제조시설0 0 1 0 0 1 2 1 0 0 0 3

<표 14> 생태독성 미적용 47개 업종 규모별 분포


36

<표 14> 계속


1종 2종 3종 4종 5종 계

기타 식품 제조시설0 0 14 65 631 710 5 8 23 64 206 306

비알콜성 음료 및 얼음 제조시설2 5 11 6 50 74 2 7 9 2 10 30

담배 제조시설0 0 1 0 0 1 0 1 1 3 0 5

신발 및 신발부분품 제조시설0 0 0 0 8 8 0 0 0 0 2 2

목재 및 나무제품 제조시설0 0 0 1 31 32 0 0 1 0 1 2

출판‧인쇄‧사진처리 및 기록매체 복제시설0 0 4 1 18 23 0 0 1 4 64 69

코크스 및 연탄제조시설0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

석탄화합물 제조시설0 0 0 0 2 2 0 1 0 1 0 2

천연수지 및 나무화합물 제조시설0 0 0 0 3 3 0 0 0 0 0 0

산업용 가스 제조시설0 0 0 1 10 11 0 0 5 2 11 18

화장품 제조시설0 0 2 4 25 31 0 0 1 3 49 53


37

<표 14> 계속


1종 2종 3종 4종 5종 계

표면광택제 및 실내가향제 제조시설0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 2

마그네틱 및광학 매체, 사진용 화학제품및 감광재료 제조시설1 0 0 0 3 4 0 0 2 11 52 65

가공염 및 정제염 제조시설1 0 1 2 2 6 0 1 0 0 2 3

방향유 및 관련 제품 제조시설0 0 0 1 1 2 0 0 0 0 0 0

화약 및 불꽃제품 제조시설0 0 0 2 2 4 0 1 0 0 1 2

유리 및 유리제품 제조시설0 0 1 5 243 249 5 8 8 23 82 126

도자기 및 기타 요업제품 제조시설1 0 0 6 124 131 0 0 4 1 26 31

시멘트‧석회‧플라스터 및 그 제품 제조시설0 3 25 64 1140 1,232 0 2 1 9 46 58

합금철 제조시설0 0 0 0 8 8 0 0 0 0 1 1

기타 1차 비철금속 제조시설0 0 0 1 119 120 1 2 4 8 47 62


38


1종 2종 3종 4종 5종 계

금속주조시설0 0 0 1 45 46 0 0 1 4 18 23

절연선 및 케이블 제조시설0 0 0 0 89 89 0 0 5 6 8 19

1차 전지 및 축전지 제조시설0 0 1 1 1 3 0 0 3 9 10 22

전구 및 조명장치 제조시설0 0 0 0 8 8 0 0 1 1 12 14

영상 및 음향기기 제조시설0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 4 5

가구 및 기타제품 제조시설0 0 0 0 49 49 0 0 0 2 76 78

화력발전시설7 9 5 3 5 29 6 7 9 3 0 25

수도사업시설21 19 22 35 62 159 7 9 15 14 13 58

먹는샘물 제조시설0 0 0 10 55 65 0 0 0 1 2 3

수산물 판매장(면적 700제곱 미터 이상)0 0 0 5 10 15 0 2 7 6 4 19

<표 14> 계속


39


1종 2종 3종 4종 5종 계세탁시설

(2㎥이상 또는 용수 시간당 1세제곱미터 이상)0 0 3 27 176 206 0 0 8 46 123 177


(분무량 또는 응축량이 시간당 0.01세제곱미터 이상)0 0 0 4 37 41 0 1 5 8 19 33

산업시설의 정수시설

(정수능력이 1일당 100세제곱미터 이상)2 0 4 9 80 95 2 5 5 9 11 32

이화학 시험시설(면적이 100제곱미터 이상)0 0 3 9 43 55 1 0 12 28 90 131

운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설0 0 5 35 8333 8,373 0 0 9 61 10,730 10,800

제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설7 12 73 73 469 634 6 7 26 78 183 300

총 계54 71 252 483 13,238 14,09846 85 224 561 12,209 13,125

□ : 직접방류 □ : 간접방류

<표 14> 계속


40

(3) 연간 배출량

생태독성 미적용 47개 업종에 대한 연간배출량 조사 결과는 표 15와 같으며, 내용은

아래와같다.

(가) 직접방류

연간 총 배출량은 241,074,810.0 ㎥/년으로 조사되었으며, “도자기 및 기타

요업제품 제조시설” 62,169,063 ㎥/년, “수도사업시설” 30,713,299 ㎥/년, “운수장

비 수선 및 세차 또는 세척 시설” 20,293,932 ㎥/년, “가공염 및 정제염 제조시

설” 17,856,895 ㎥/년, “제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설”

17,659,019 ㎥/년 순으로 연간 배출량이 많았으며, “석탄화합물 제조시설”, “표

면광택제 및 실내가향제 제조시설”, “영상 및 음향기기 제조시설”등은 배출량

이 없는 것으로 조사 되었다.

연간 배출량이 0 ~ 100,000 ㎥/년 미만인 업종은 “석탄화합물 제조시설”

등 18개(38.3%)로 나타났으며, 100,000 ~ 1,000,000 ㎥/년 미만은 “수산물 판매

장” 등 12개(25.5%), 1,000,000 ~ 10,000,000 ㎥/년 미만은 “마그네틱 및 광학매체,

사진용 화학제품 및 감광재료 제조시설” 등 8개(17%), 10,000,000　~ 65,000,000㎥/

년 미만은 “화력발전시설” 등 9개(19.2%)로 조사되었다.

(나) 간접방류

연간 총 배출량은 131,161,306.5 ㎥/년으로 나타나, 공공수역으로 직접 방류되

는 배출량보다 약 2배 정도 작은 것으로 조사되었다.

“운수장비 수선 및 세차 또는 세척 시설” 24,132,965.6 ㎥/년, “제1호부터 81호

까지의 분류에 속하지 아니하는 시설” 14,791,289.2 ㎥/년, “도축, 육류‧수산물 가공

및 저장‧처리시설” 11,866,720.9 ㎥/년, “기타 식품 제조시설” 11,172,992.4 ㎥/년,

“유리 및 유리제품 제조시설” 8,149,627.7 ㎥/년 순으로 연간 배출량이 많았으며,

“석탄광업시설”, “코크스 및 연탄제조시설”, 천연수지 및 나무화합물 제조시설“, ”


41

방향유 및 관련 제품 제조시설“ 등은 배출량이 없는 것으로 조사 되었다.

연간 배출량이 0 ~ 100,000 ㎥/년 미만인 업종은 “석탄광업시설” 등 11개(전체

의 23.4%)로 나타났으며, 100,000 ~ 1,000,000 ㎥/년 미만은 “가구 및 기타제품 제

조시설” 등 19개(40.4%), 1,000,000 ~ 10,000,000 ㎥/년 미만은 “수산물 판매장” 등 13

개(27.7%), 10,000,000　~ 25,000,000㎥/년 미만은 “기타 식품제조시설” 등 4개(8.5%)로

조사되었다.

<표 15> 생태독성 미적용 47개 업종 연간 배출량 현황

업종 분류연간 배출량(㎥/년)


석탄광업시설 13,509,489.5 0금속광업시설 47,450.0 1,825.0

도축, 육류‧수산물 가공 및 저장‧처리시설 16,523,845.7 11,866,720.9 과실‧채소 가공 및 저장‧처리시설 4,755,890.5 1,741,634.0

동‧식물성 유지 제조시설 391,517.3 791,587.5 낙농제품 및 식용빙과류 제조시설 7,761,630.8 6,371,808.7

곡물 가공품 제조시설 448,417.1 91,308.4 전분 및 당류 제조시설 1,460,178.9 5,917,088.0

동물용 사료 및 조제식품 제조시설 171,217.9 367,489.3 설탕 제조시설 58,035.0 3,015,885.5

기타 식품 제조시설 6,281,850.0 11,172,992.4 비알콜성 음료 및 얼음 제조시설 4,445,481.4 3,900,902.5

담배 제조시설 66,795.0 552,500.5 신발 및 신발부분품 제조시설 1,365.1 23,765.9 목재 및 나무제품 제조시설 220,423.5 156,220.0

출판‧인쇄‧사진처리 및 기록매체 복제시설 444,158.3 366,584.5 코크스 및 연탄제조시설 182.5 0석탄화합물 제조시설 0 262,435.0

천연수지 및 나무화합물 제조시설 365.0 0산업용 가스 제조시설 81,884.1 650,962.9

화장품 제조시설 409,457.0 351,956.0 표면광택제 및 실내가향제 제조시설 0 27,375.0

마그네틱및광학매체, 사진용화학제품및감광재료제조시설 1,093,175.0 454,943.7 가공염 및 정제염 제조시설 17,856,895.0 199,724.4

방향유 및 관련 제품 제조시설 32,908.4 0


42

<표 15> 계속

업종 분류연간 배출량(㎥/년)직접방류 간접방류

화약 및 불꽃제품 제조시설 54,385.0 253,967.0

유리 및 유리제품 제조시설 456,038.3 8,149,627.7

도자기 및 기타 요업제품 제조시설 62,169,063.0 438,321.2

시멘트‧석회‧플라스터 및 그 제품 제조시설 6,522,258.0 733,018.9

합금철 제조시설 25,550.0 0

기타 1차 비철금속 제조시설 161,001.5 2,857,340.5

금속주조시설 54,333.9 208,626.7

절연선 및 케이블 제조시설 15,501.6 330,558.6

1차 전지 및 축전지 제조시설 208,535.5 947,626.5

전구 및 조명시설 제조시설 2,868.9 182,575.2

영상 및 음향기기 제조시설 0 21,272.2

가구 및 기타제품 제조시설 75,839.7 111,559.3

화력발전시설 10,379,052.4 5,004,394.6

수도사업시설 30,713,299.3 7,492,218.1

먹는샘물 제조시설 698,099.0 46,428.0

수산물 판매장(면적 700제곱 미터 이상) 159,870.0 1,321,409.5

세탁시설

(2㎥이상 또는 용수 시간당 1세제곱미터 이상)2,263,299.3 2,900,830.2


(분무량 또는 응축량이 시간당 0.01세제곱미터 이상)64,477.3 722,975.6

산업시설의 정수시설(정수능력이 1일당 100세제곱미터이상) 12,445,945.2 7,150,313.5

이화학 시험시설(면적이 100제곱미터 이상) 589,827.6 5,078,278.6

운수장비 수선 및 세차 또는 세척시설 20,293,932.1 24,132,965.6

제1호부터 81호까지의 분류에 속하지 아니하는 시설 17,659,019.4 14,791,289.2

총 계 241,074,810.0 131,161,306.5


43

마. 생태독성 주요 초과원인인 “염” 판정위원회 운영

기존 환경부 연구용역 사업의 결과를 보면 폐수배출시설의 40%, 공공하수

처리시설의 약 25%가 생태독성 초과원인 물질이 “염”으로 조사되었다. 그러나,

폐수배출시설 배출수에서 염을 제거하는 것은 추가적 시설 확충 등 비용이 많

이 추가되어 사업자 측에 경제적인 부담을 가중 시킬 수 있으며, 염을 해양으

로 방류하는 경우 오히려 해양생태계에 긍정적인 영향을 주는 것으로 알려져

있다. 따라서, 생태독성기준 초과원인이 염이고 배출수를 해양으로 방류하는

경우에는 생태독성기준을 초과하더라도 행정처분기준 적용을 제외하는 등 현

행제도의 운영과정에서 나타난 일부 미비점을 개선, 보완하여 산업체의 부담을

완화하는 한편 제도의 실효성을 높이고자 「생태독성 초과원인물질이 “염”이

라는 것을 증명할 수 있는 절차와 방법」을 국립환경과학원 제 2010-26호에 고

시하여 시행하고 있으며 해당 사업장이 “염”임을 증명 받게 되면 생태독성 배

출허용기준을 초과하더라도 3년간 행정처분에서 제외 받는다. 하지만 현재의

법 체제에서는 개별폐수배출시설만이 “염”판정 해당 사업장으로 되어 있고 하․폐수처리시설 등 공공처리시설은 제외되어 있다. 따라서 “염”판정 적용대상 사

업장을 공공처리장도 포함될 수 있도록 관련규정의 개정이 필요하다고 할 수

있다. 또한, 향후에는 생태독성 원인물질이 “염”이고 해양 방류 할 경우에는

평가시험종을 현행 담수종에서 해수종으로 추가하여 사업장의 부담을 경감하

는 방법에 대해서도 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

Ⅳ. 결 론❚

44

Ⅳ. 결 론

1. 생태독성 분석자료 정도관리(QA/QC) 방안

가. 생태독성 시험 표준작업지침서(Standard Operating Practices, SOP)

생태독성 통합관리제도의 가장 중요한 요소는 분석자료에 대한 신뢰성을

확보하는 것이다. 따라서 실험절차와 방법 등에 대한 표준작업지침서를 작성

하여 분석기관에 대한 기술지원을 도모하였는데 총 19장 14항으로 구성하였

다. 국내외 참고자료로는 수질오염공정시험기준, OECD test guideline, EPA

WET(Whole effluent toxicity) test Method 등을 참고하였고 구성은 실험 계획

및 의뢰서 작성, 신규 실험자 및 배양 담당자 교육과정, 시료확인과 자료 보

관, 광주기, 증류수 등 배양조건, 배양용액, 먹이 공급, 시험 생물종의 배양과

유지, 사육 방법 및 수질측정항목 등 생태독성 분석에 필요한 항목으로 구성

하고 필요에 따라 실험 계획서, 분석 의뢰서, 훈련일지, 시료 수령일지, 먹이

준비 일지, 물벼룩 사육 일지 등을 작성할 수 있도록 서식을 첨부하였다.

나. 생태독성 시험기관간 숙련도평가

생태독성 분석자료의 정도관리 방법은 크게 시험기관내 정도관리와 시험

기간간 정도관리로 구분할 수 있다. 시험기관내 정도관리를 위해서는 수질오

염공정시험기준에 중크롬산칼륨을 이용한 표준지표독성물질을 사용하여 월 1

회 수행하도록 규정하였고 시험기관간 정도관리는 Ring test 방법인 숙련도

평가를 사용하는 것이다. 따라서 국내 생태독성 분석기관에 대한 숙련도 평가

를 위해 대부분의 국가에서 사용하고 있는 표준지표독성물질인 중크롬산칼륨

과 염화나트륨을 선택하여 숙련도 평가를 실시하였다. 숙련도 평가에 참여한

기관은 법정분석기관 3개소, 민간분석기관 18개소가 참가하였다. 각 시험기관

들의 결과값은 “측정분석기관 정도관리 방법 등에 관한 규정”따라 각 실험물

질의 기준값(평균값)을 이용한 Z-Score 산출방법과 "ISO13528 부속서C"에 따

Ⅳ. 결 론❚

45

라 참여기관의 Robust 분석을 통해 Z-Score를 산출하였는데 21개 참가기관의

최종 결과값은 90%이상이 적합하였고 이 결과로 볼 때 국내 생태독성 분석

은 적정하게 수행되고 있음이 확인되었다.

다. 정도관리 규정 및 평가방안

생태독성 정도관리 평가는 2012년부터 예비항목에 포함된다. 정도관리평가

는 현장점검과 숙련도를 가지고 평가하게 되는데 현장점검을 위해 시험기관

이 숙지해야 하는 현장 평가에 관한 지침, 관련 규정 그리고 생태독성분석을

위해 시험기관이 갖추어야 하는 항목들에 대한 분석능력점검표를 작성하여 분

석기관이 정도관리 평가전에 사전에 준비할 수 있도록 하였다.

라. 시험분석기관 정도관리 방안

생태독성 시험분석을 위한 가장 기본적인 사항인 생물종의 안정적인 유지

관리를 위해 분석기관이 요청할 경우 건강하고 움직임이 활발한 생후 24시간

미만의 어린 개체를 선별하여 해당기관에 2010년부터 분양하여 생태독성 분

석을 위한 가장 기본적인 정도관리기반을 구축하고자 하였다. 또한 생태독성

법정분석기관 23개 기관 담당자를 대상으로 생태독성 통합관리제도에 대한

기본적인 설명과 분석방법 등에 대한 분석교육을 실시하여 제도의 안정적인

운영기반을 구축하였다.

2. 생태독성 관리제도 안정적 운영을 위한 기반구축

가. 공공처리시설 생태독성 원인물질탐색방법

공공처리시설을 대상으로 독성저감평가와 관련된 방법론을 정리한 미국

EPA 『Toxicity Reduction Evaluation Guidance for Municipal Wastewater

treatment Plants』을 참고하여, 『공공처리장 생태독성 원인물질탐색 방법 등

Ⅳ. 결 론❚

46

에 관한 기술안내서』를 제작하였으며, 부록으로 산업단지 및 농공단지 폐수종

말처리시설, 폐수배출시설 생태독성 실태조사 결과를 첨부하여 현장실무자들에

게 도움이 될 수 있도록 하였다.

나. 생물종확대 적용 가능성 평가

시험생물종 확대방안 도출을 위해 어류(Oryzias latipes), 물벼룩(Daphnia

magna), 조류(Pseudokirchneriella subcapitata), 박테리아(Vibrio fischeri)에 대한 기

존의 생태독성 분석결과, 시험생물종 간의 상관성, 분석수수료, 시험생물종 선택

기준 등을 종합적으로 검토한 결과, 조류를 시험생물종으로 선정하는 것이 가장

합리적인 것으로 조사되었다.

하지만 연구에 사용된 Pseudokirchneriella subcapitata종은 색도가 높은 산업폐

수나 유기물이 다량 함유된 폐수종말‧공공하수 처리시설 방류수에 대한 정확한

독성이 이뤄지기 어려우므로, 독성을 적절히 평가할 수 있는 조류종 선정을 위

한 추가적인 연구가 필요할 것으로 보인다. 또한, 박테리아를 이용한 독성 평가는

시험의 편의성, 우수한 재현성 등의 장점을 고려하여 행정규제 보다는 각 시설의 독

성 모니터링 시 사용하는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

다. 48시간 생태독성평가 도입 가능성 평가

현행 생태독성 분석은 물벼룩을 사용한 24시간의 급성독성평가를 규정하고

있다. 생태독성 평가 제도를 도입하고 있는 국가들은 대개 24시간에서 96시간

의 급성독성 평가시간을 규정하고 있으며 채택한 평가시간은 국가별로 차이가

있다. 평가시간은 업종별로 독성발현율의 차이가 발생할 수도 있기 때문에 국

내에서 채택한 24시간에 대한 타당성을 분석하기 위해 국내에서 수행한 기존

의 연구결과를 토대로 적정성 분석을 하였다. 총 152개 시료(폐수배출시설 배

출수 49개, 폐수종말처리서설 방류수 103개)에 대한 24, 48시간 급성독성시험

결과를 종합하면, 24, 48시간 독성시험결과가 동일한 시료는 전체의 71.7%(109

개)로 높게 나타났으며, 24시간 시험 결과 보다 48시간 시험 시 독성이 증가한

Ⅳ. 결 론❚

47

경우는 전체의 28.3%(43개)로 나타났다. 이 중 24시간, 48시간의 실험결과가

두 배 이상 큰 차이를 나타낸 7개 시료를 제외한 36개 시료의 독성값의 차이

는 평균 TU 0.7±0.7로 근소한 독성 상승을 나타냈다. 따라서, 24, 48시간의 시

험결과는 큰 변별력이 나타나지 않으므로 시험시간을 48시간을 확대하는 것은

시험분석수수료 증가, 국내 측정대행업 시험용량초과 등의 문제점을 나타낼

수 있으므로, 추후 국내 시설에 대한 독성자료가 축적되면, 그 결과에 따라 적

정 시험기간을 검토하는 것이 타당할 것으로 조사되었다.

라. 35개 업종 외 배출허용기준 적용대상시설 확대 방안

생태독성 배출허용기준을 미적용 받는 47개 업종에 대한 실태조사 결과,

연간 배출량은 직접방류사업장이 241,074,810.0 ㎥/년, 간접방류사업장이

131,161,306.5 ㎥/년으로 나타났으며, 사업장 수는 직접방류사업장 14,098개, 간

접방류사업장 13,125개로 조사되었다. 규모별 분포는 직접방류, 간접방류사업

장 모두 배출규모가 작아질수록 사업장수가 증가하는 경향을 보였으며, 대부

분의 사업장이 5종에 밀집되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 직접방류사업장

연간 배출량은 간접방류사업자보다 2배정도 많은 것으로 조사(직접방류

241,074,810.0 ㎥/년 대 간접방류 131,161,306.5 ㎥/년) 되었으나, 사업장 수는 비

슷한 수준(직접방류 14,098 대 간접방류 13,125개)으로 조사되었다. 환경부에 규

정되어 있는 폐수배출시설은 총 82개 업종이고 생태독성 배출허용기준을 적용

받는 업종은 35개로 규정되어 있다. 하지만 생태독성제도의 궁극적인 목적인 건

강한 수생태계 보호를 위해서는 미적용 47개 업종과 공공처리장으로 배출수를

유입하는 간접방류시설에 대한 재평가가 이루어져야 할 것으로 조사되었다.

마. 생태독성 주요 초과원인인 “염” 판정위원회 운영

기존 환경부 연구용역 사업의 결과를 보면 폐수배출시설의 40%, 공공하수

처리시설의 약 25%가 생태독성 초과원인 물질이 “염”으로 조사되었다. 그러나,

폐수배출시설의 배출수에서 염을 제거하는 것은 추가적인 시설 확충 등 비용

이 많이 소요되어 사업자 측에 경제적인 부담을 가중 시킬 수 있으며, 염을 해

Ⅳ. 결 론❚

48

양으로 방류하는 경우 오히려 해양생태계에 긍정적인 영향을 주는 것으로 알

려져 있다. 따라서, 생태독성기준 초과원인이 염이고 배출수를 해양으로 방류

하는 경우에는 생태독성기준을 초과하더라도 행정처분기준 적용을 제외하는

등 현행제도의 운영과정에서 나타난 일부 미비점을 개선, 보완하여 산업체의

부담을 완화하는 한편 제도의 실효성을 높이고자 생태독성 초과원인물질이

“염”이라는 것을 증명할 수 있는 절차와 방법을 국립환경과학원 제 2010-26호

에 고시하여 시행하고 있다.

참 고 문 헌❚

49

참 고 문 헌

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