| 환경 문제의 종류 | ||||
| 대기오염 | 수질오염 | 토양오염 | 해양오염 | 플라스틱 오염 |
| 빛공해 | 소음공해 | 전파공해 | 방사능 오염 | 삼림파괴 |
1. 정의
“토양오염”이란 사업활동이나 그 밖의 사람의 활동에 의하여 토양이 오염되는 것으로서 사람의 건강ㆍ재산이나 환경에 피해를 주는 상태를 말한다.독일에서는, "인간의 건강과 복지 및 가축, 작물 또는 지하수 등의 경제적으로 중요한 자연적 재산에 직접적 또는 간접적인 악영향을 미칠 수 있는 토양"이라고 정의한다.
네덜란드에서는 “토양에 존재하는 물질의 농도가 일반적인 농도보다 높으며 한 가지 또는 그 이상이 토양의 기능에 비가역적인 영향을 주는 토양”이라고 정의한다.
국내의 경우 「토양환경보전법」에서 "사업활동이나 그 밖의 사람의 활동에 의하여 토양이 오염되는 것으로서 사람의 건강 및 재산과 환경에 피해를 주는 상태"라고 정의하고 있다. 즉 인간의 활동에 의해 만들어진 여러 가지 물질이 토양에 들어가 그 성분이 변화되어 환경 구성요소로서의 토양 기능에 악영향을 미치는 상태라고 볼 수 있다.
2. 특징
토양오염은 수질. 대기오염과 달리 오염 현상이 단기간에 가시적으로 나타나지 않는다. 이로인해 많은 사람들이 오염이 진행되고 있는지 모르는 경우가 많으며, 상당히 많은 오염이 진행되고서야 오염사실을 알게되는 경우가 다반사이다. 또 장기간에 걸쳐 토양을 오염시켜서 정화에 많은 시간과 비용이 소모된다.토양 오염은 대기나 수질 등 다른 환경오염과는 달리 한 번 오염되면 복구하기 힘들고 매우 불규칙하게 확산되며[1] 대체로 만성적(慢性的)으로 나타나는 오염으로, 대표적인 피해 사례로 러브 커넬 사건과 구제역 사건[2] 등이 있다.
토양오염이 일어나면 특정유해 물질에 의해 농작물 생육이 저해되며, 먹이 연쇄를 통해 오염물질이 인간으로 유입되며 해를 끼친다. 또한 산성비 같은것에 의해 토양 내 산도가 증가하게되면 식물의 생육이 저해되며, 특히 산업활동에서 많이 배출되는 농약, 비료 같은 중금속은 이동이 적고 계속 잔류하기에 토양오염이 더욱 심하게 일어난다.
특히 토양오염은 지하수 오염과 밀접한 관련이 있기 때문에 더욱 주의해야 한다. 상술했듯 토양오염은 만성적이고, 또 가시적으로 그 현상이 잘 드러나지 않기 때문이다. 오염물질이 지하에 침투하게 되면 지하수 오염이 발생하는 것이 일반적이다. 대표적인 오염물질로는 농약, 비료 등 일상적으로 사용되는 화학물질들뿐만 아니라, 산업 폐수, 폐기물 등의 폐기 물질들 또한 주요한 오염물질들이다.
3. 원인
토양오염의 원인은 일단 사람들이 버리는 각종 쓰레기가 제일 큰 토양오염의 원인이다. 생활 쓰레기 ,가축 분뇨,원자력 발전소에서 나온 방사능 폐기물을 제대로 처리 못하고 대충 묻고 그리고 유전 주위에서 파이프를 제대로 관리 못해 기름으로 토양이 오염되기도 한다.토양 오염 물질
농약 : 난분해성 농약은 토양에 오래 잔류하게 되며, 먹이사슬을 통해 농축
비료 : 비료의 과다 사용도 토양오염의 원인
산업폐수 : 산업폐수에 함유된 중금속, 난분해성 물질, 기타 독성물질에 의해 오염
-폐기물 매립지
: 폐기물 매립시 발생하는 침출수는 높은 COD와 암모니아성 질소 농도를 나타내고 폐기물종류에 따라 휘발성 유기화합물을 함유하기도 한다. 위생매립지는 침출수를 수집하여 별도 처리하는 매립지를 말하는데 매립 종료 후에도 수년간 침출수가 계속 발생하므로 처리시설을 계속 운영해야한다. 침출수를 별도 처리하지 않는 경우 주변 토양 및 지하수에 심각한 영향을 미친다.
-유류저장시설
: 토양 및 지하수 오염에 가장 취약한 시설이 유류 저장시설이다. 여기에는 비축기지, 정유공장 내의 원유 및 제품 저장시설, 중간 저장시설과 주유소, 송유관 시설 등이 있다. 특히 지하저장시설에서의 유류 누출은 저장탱크의 부식, 외부부하로 인한 균열, 탱크의 부적합한 설치로 발생되며 발견이 어려워 심각한 토양오염을 유발한다. 따라서 유류저장 탱크는 설치시에 엄격한 시공 관리가 필요하다. 유류저장시설 내의 유류가 누출되는 경우에는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류 화합물(BTEX)에 의한 오염이 발생하며, 이들 물질은 물보다 비중이 가벼워서 다량 누출되는 경우에 지하수면 근처에서 이른바 LNAPL(light nonaqueousㅡphase liquid) 층이라 불리는 기름층을 형성하게 된다.
-폐광산
: 폐광산에서 유출되는 폐수는 다량의 중금속 성분과 각종 유해화학물질을 함유하고 있어 주변 토양을 심각하게 오염시키고 특히 농경지의 경우 농작물의 안정성을 위협하므로 피해 규모가 큰 오염원이다. 광산은 크게 석탄광산, 금속광산, 기타 석회석광산 등으로 구분되며 이중 토양오염원이 되는 물질은 금속광산의 광석에 포함되어 있는 중금속 성분, 제련과정에서 사용되는 화학약품, 갱구에서 유출되는 갱내수 등이다.
-산업시설 지역
: 대부분의 제조 • 가공업 시설은 토양오염을 유발할 가능성을 가지고 있는데 이중 제철 소 및 제련소, 도금업체 등 금속제조 • 가공시설, 화학물질 제조 . 가공시설, 발전소 등은 오염물질 유출시 심각한 토양오염이 우려되는 시설들이다.
(출처 : 도서 '환경과인간' / 저자 : 김지태•장순웅)
-핵 폐기물
: 원자력 시설의 운용, 핵폭탄 실험, 원자력 시설 사고 등으로 인해 Cs, I, Sr, Co와 같은 방사성 물질이 환경으로 방출될 수 있으며, 먹이사슬을 통해 인간에서 축적될 수 있다. 이 물질들은 토양에 흡착・축적되고 농작물을 오염시킬 수 있다.
(출처 : 도서 '환경과인간' / 저자 : 김지태•장순웅)
-구제역에 감염된 가축 생매장
: 가축을 생매장하기 때문에 가축의 움직임으로 인하여 비닐이 파괴되고, 그 결과로 구제역 바이러스가 토양으로 유출되어 하천, 지하수 오염에 이른다.
다음은 토양 및 지하표의 대표적인 오염물질 배출원과 오염물질의 종류를 나타낸 표이다.
| 오염원 | 오염원인 | 예상 오염물질 |
| 석유류 제조 및 저장시설 | 저장탱크 배관 부식, 누출사고 | BTEX, TPH, PAHs, PCP 등 |
| 폐기물 매립지 | 침출수 누출 | 유기물, 중금속, VOC 등 |
| 폐기물 소각장 | 배출가스 및 소각재 | 다이옥신, PAHs, Pb, Cd 등 |
| 휴•폐광산 | 폐광재,갱내수 | 중금속 및 산성폐수 |
| 산업지역 | 저장탱크 배관 부식, 누출사고, 배출 가스 | TCE,PCE,톨루엔,페놀,카드뮴,납,수은 등 |
4. 토양 오염 기준
"토양환경보전법"에서 규정한 규제대상 토양오염물질은 중금속, 수은, 유류, 유기용제, 다이옥신 등 23개 물질이다[3]. 토양오염 기준은 우려기준과 대책기준으로 구분된다. 우려기준은 사람의 건강 및 재산, 동·식물의 생육에 지장을 초래할 우려가 있는 정도의 기준을 말한다. 대책기준은 토양 오염도가 우려기준을 초과하여 실제로 사람의 건강 및 재산, 동·식물의 생육에 지장을 주는 상태로 토양오염 정화가 요구되는 기준이다. 토양오염기준은 토지 용도 별로 구분하여 설정하고 있다.전·답·과수원 등 상대적으로 오염 가능성이 적은 지역을 '1'지역으로, 임야,염전,창고용지,하천 등을 '2'지역으로, 공장용지·도로·철도용지 등 비교적 오염가능성이 큰 지역을 '3'지역으로 구분하여 기준을 설정하고 있다.5. 영향
1. 식물에 미치는 영향
토양오염이 식물에 미치는 영향은 첫째, 염도 영향이다. 염분 농도가 높은 토양의 경우 삼투압에 의해 식물 성장이 저해된다. 둘째, Na의 영향이다. Na+에 의해 알칼리성이 되나, 물속의 H+ 이온에 의해 치환되어 결국 산성이 된다. 셋째, pH 영향이다. 산성 용액이 뿌리에 흡수되면 식물 체내의 단백질을 응고 또는 용해시켜서 작물에 인 결핍 현상이 나타난다. 또한, 산성 토양에서는 미생물 결핍으로 토양의 입단 형성이 저해되고 토양이 노후화된다. 넷째, 과잉질소 영향이다. 질소는 식물 세포 내의 단백질을 만드는 중요한 영양소지만 과다하면 성장 지연으로 결실을 불완전하게 만들고 수확에 지장을 준다.
6. 토양오염물질
1. 중금속토양오염 물질 중 산업활동과 관련하여 원인이 되는 것 중 하나는 비소, 카드뮴, 수은, 납, 크롬 등과 같은 유해 중금속류이다.
이는 토양 속에서 분해되지 않고 장시간 잔류하며 녹작물을 오염시켜 자축과 인체에 축적되기 때문에 만성적인 피해를 주는 걍우가 많습니다.
중금속에 오염된 토양은 정상적으로 복구되기 어렵기 때문에 오염원을 차단해야 합니다.
추가적으로 경작물에 많이 쓰이는 비료속에도 다양한 중금속이 들어 있어 <비료관리법 시행규칙>이 시행되고 있습니다.
2.농약
농약의 살포로 인한 토양오염도 점점 심각해지고 있다.
살포한 농약은 휘산(揮散)에 의해 기권(氣圈)으로 옮겨지고, 용탈에 의해 수권(水圈)으로 이동되며 특히 PCB, 유기염소계 농약, ABS 등과 같은 분해되지 않는 유해 물질과 합성수지류에 오염되면 회복되기 어렵다.토양에 농약을 과다하게 살포하면 토양오염 물질로 작용할 뿐만 아니라 지하수도 오염시키게 된다. 특히 농약이 난분해성일 때는 토양에 오래 잔류하게 되며, 먹이사슬을 통해 농축되어 인간이나 동물에게 심각한 해을 주기도 한다.
농약에는 살균제인 황산동(보르드액), 유기수은제 등과 살충제인 유기염소계 화합물, 유기인계 농약등이 있고 제초제로서 2,4-D, 2,4,5-T 등이 있다. 이중에서 DDT와 BHC, 파라티온은 분해가 잘 되지 않는 난분해성이고, 먹이사슬을 통해 생물에 농축되는 물질로 현재는 사용이 금지되어 있다. DDT는 살포한지 20년이 지난 밭에서도 검출되고, 남극의 얼음 속에서 검출되기도 하였다.
농약에는 살균제인 황산동(보르드액), 유기수은제 등과 살충제인 유기염소계 화합물, 유기인계 농약등이 있고 제초제로서 2,4-D, 2,4,5-T 등이 있다. 이중에서 DDT와 BHC, 파라티온은 분해가 잘 되지 않는 난분해성이고, 먹이사슬을 통해 생물에 농축되는 물질로 현재는 사용이 금지되어 있다. DDT는 살포한지 20년이 지난 밭에서도 검출되고, 남극의 얼음 속에서 검출되기도 하였다.
우리나라의 경우 농지 면적이 적어 생산성을 높이기 위해 단위 면적당 농약을 많이 사 용하였다. 특히 영농 방식이 자본집약적 방식으로 바뀌면서 1970년대 이후 농약 사용량이 크게 늘어났다. 농약의 위해성이 널리 알려지면서 2000년대 이후에는 사용량이 소폭 감소 추세를 보이고 있으나 아직도 다른 국가에 비해 사용량이 매우 많은 편이다.
3. 구리 (Cu)
CuSO4는 농약 성분으로 과수에서 주로 사용되며, 돼지나 소의 사료 첨가제로 사용된다.
토양환경보전법에서는 논토양 125mg/kg이상 Cu 오염 대책, 50mg/kg이상 오염 우려 지역으로 구분 된다.
사료에 CuSO4를 첨가했을 때 허용량은 250mg/kg이하 이다.
돼지 배설물 중 Cu 700mg/kg이상, 배설물을 퇴비로 사용하면 Cu가 집적 된다.
토양 중 Cu 자연 부존량은 평균 3~4mg/kg 인데, 토양 용액의 Cu농도가 0.1mg/kg이상일 때에는 식물 생육이 불량해진다.
토양 및 지하수 오염에 가장 취약한 시설이 유류 저장시설이다. 여기에는 비축기지, 정유공장 내의 원유 및 제품 저장시설, 중간 저장시설과 주유소, 송유관 시설 등이 있다.특히 지하저장시설릐서의 유류 누출은 저장탱크의 부식, 외부부하로인하균열, 탱크의 부적한한 설치로 발생되며 발견이 어려워 심각한 토양오염을 유발한다.
토양환경보전법에서는 논토양 125mg/kg이상 Cu 오염 대책, 50mg/kg이상 오염 우려 지역으로 구분 된다.
사료에 CuSO4를 첨가했을 때 허용량은 250mg/kg이하 이다.
돼지 배설물 중 Cu 700mg/kg이상, 배설물을 퇴비로 사용하면 Cu가 집적 된다.
토양 중 Cu 자연 부존량은 평균 3~4mg/kg 인데, 토양 용액의 Cu농도가 0.1mg/kg이상일 때에는 식물 생육이 불량해진다.
토양 및 지하수 오염에 가장 취약한 시설이 유류 저장시설이다. 여기에는 비축기지, 정유공장 내의 원유 및 제품 저장시설, 중간 저장시설과 주유소, 송유관 시설 등이 있다.특히 지하저장시설릐서의 유류 누출은 저장탱크의 부식, 외부부하로인하균열, 탱크의 부적한한 설치로 발생되며 발견이 어려워 심각한 토양오염을 유발한다.
7. 피해사례
7.1. 국내
원진레이온 공장 부지의 토양오염 : 비스코스 섬유를 제조하던 원진레이온 공장 부지에다량의 산업폐기물이 매립되어 토양이 오염된 사건. 원진레이온은 원진레이온 사태에 의해 폐업한 상태였다.
의왕시 제일모직 부지의 토양오염: 공장 인근에 있는 톨투엔 탱크가 부식되면서, 탱크내에 화학물질들이 토양에 흡수된 사건
광명시 가학광산의 토양오염: 광산에서 유출된 카드뮴이 토양에 흡수되면서 인근 주민들에게 피해를 입힌 사건
서산시 현대트랜시스 공장 기름유출: 충남 서산시에 위치한 공장에서 기름이 약 6000L 유출된 사고
경북 영주시 안정면의 한 돼지농가 가축무덤터에 돼지 2933마리를 묻었다가 부실한 매몰로 침출수가 솟구쳐 매몰지를 통째로 해체했다. 침출수로 지하수와 토양이 오염되어 매몰지 태두리와 인근 논에 핏물이 보였고 사체 내에서 흘러나온 침출수가 땅속에 스며들었다. 식물들은 죽어나갔으며 땅이 썩어가고 있었다. 근처 주민들이 먹는 식수와 전염병등의 발생확률이 높아 문제가 되었다.
서산시 현대트렌시스 공장 기름유출: 충남 서산시에 위치한 공장에서 기름(절삭유) 약 6000L가 유출된 사고
부산 홈플러스 토지오염으로 인한 건설 중단 사례 : 부산 도심 홈플러스 건설현장에서 대규모 오염토양이 발견되어 정밀조사명령 후 공사가 전면 중단됐다. 신축공사 현장 일대에서 석유계총탄화수소(TPH)와 카드뮴, 납 등 중금속이 검출됐고, 최근 대한색소공업㈜에 토양오염 정밀조사명령을 내렸다. 명령서에는 TPH는 기준치를 초과했고, 카드뮴과 납은 기준초과가 우려됨을 명시했다.
그 외 쓰레기산 등
7.2. 국외
러브 캐널(Love Canal) 사건: 나이아가라 폭포 부근에 러브 캐널이라는 운하를 만드는 과정에서 한 화학회사가 작업이 중단된 물 웅덩이에 공장에서 버리는 유독성 화학물질 쓰레기를 매립하며 발생한 사건8. 해결방안
토양오염 해결방안8.1. 개인적 해결방안
1. 토양에 석회물질 살포
2. 퇴비구, 용성인비 사용으로 유기물 증대
3. 쓰레기 발생량을 줄이고, 분리배출과 재활용을 원활하게 해야한다.
4. 카페를 이용할때에는 종이 같은 일회용컵 보다는 텀블러같은 다회용 컵을 이용한다.
5. 음식물 쓰레기를 매립하지 않는다.
8.2. 사회적 해결방안
1. 산성비료, 즉 염화칼슘, 황산칼슘, 염화암모늄 등의 산성비료제조 함유량 규제
2. 빗물에 의한 염기의 용탈 및 세탈이 이루어 지므로 상수관거 및 하수관거 설치
3. 토양의 유실위험을 방지하기 위해 경사면에 수목설치
8.3. 토양오염 해결을 위한 여러 공법
생물학적 처리 : 오염된 토양에 미생물 또는 영양분 등을 넣어서 미생물 분해 반응을 통해 오염 물질을 제거하는 정화 기술
[장점] 토양 내 유기오염물의 생분해를 통한 처리로 처리 비용이 다른 공정에 비해여 비교적 낮아 경제적이다.
[단점] 물리/화학적인 방법에 비하여 처리 기간이 길다.
[예시] 생물학적분해법, 생물학적통풍법, 토양경작법(퇴비화공법), 자연저감법(식물정화법), 식물 재배 정화법 등
- 생물학적 분해법 : 지중에 관정을 삽입하여 산소 및 영양물질 등을 공급하기 때문에 굴착 및 이송 등에 비용이 소요되지 않고 오염 된 토양 및 지하수를 동시에 처리할 수 있다. 또한 생분해 과정에서 무독한 부산물을 생성시키기 때문에 후처리 시설이 필요하지 않아 타 기술에 비하여 비교적 경제적인 장점을 갖고있다. 하지만 본 기술과 같이 생분해를 이용하는 기술은 물리/화학적인 기술에 비하여 처리 기간이 긴 단점을 가지고 있기 때문에 긴급히 오염지역을 정화해야 하는 경우에는 용이하지 않다.[단점] 물리/화학적인 방법에 비하여 처리 기간이 길다.
[예시] 생물학적분해법, 생물학적통풍법, 토양경작법(퇴비화공법), 자연저감법(식물정화법), 식물 재배 정화법 등
- 토양경작법(퇴비화공법): 호기화상태에서 미생물에 의해 분해가능한 오염물질을 적정 온도에서 생물학적으로 분해하며 안정화 시키는 과정이다. 또 이는 병원균을 사멸시킨다. 여기서 폐수 및 폐기물로 오염된 토양을 정기적으로 굴착하여, 선별등 큰 입자를 작은 입자로 분쇄시켜야한다.
물리/화학적 처리 : 토양세정법(공기주입법&토양증기추출법: 오염된 토양에 공기주입정과 공기추출정을 설치한다. 이후에 공기주입정이 오염된 지하수에 공기를 주입하면 휘발성 오염 물질들이 토양으로 이동하게 된다. 이 오염된 휘발물질을 공기추출정이 흡입하여 후처리 시설로 이동하여 정화한다.), 토양세척법(용제추출법), 화학적산화/환원법, 동전기법
물리/화학적 처리 : 토양세정법(토양증기추출법), 토양세척법(용제추출법), 화학적산화/환원법, 동전기법, 고형화/안정화법
열적처리 : 열탈착법, 소각법, 유리화법, 열분해법
생물학적처리방법 : 지중에 관정을 삽입하여 산소 및 영양물질 등을 공급하기 때문에 굴착 및 이송 등에 비용이 소요되지 않고 오염 된 토양 및 지하수를 동시에 처리할 수 있다. 또한 생분해 과정에서 무독한 부산물을 생성시키기 때문에 후처리 시설이 필요치 않아 타 기술에 비하여 비교적 경제적인 장점이 있다.
그러나 본 기술과 같이 생분해를 이용하는시기술은 물리/화학적인 기술에 비하여 처리기간이 긴 단점을 가지고 있기 때문에 긴급히 오염지역을 정화해야 하는 경우에는 적용이 용이하지 않음
9. 토양보전 제도
우리나라에서는 1995년에 토양환경보전법이 제정되면서 토양오염을 규제하는 법률체계를 구축하였다. 법률의 주된 내용은 토양보전기본계획의 수립, 토양오염 우려기준의 설정, 토양오염도측정망 구성, 토양환경평가, 오염원인자의 범위, 토양오염 대책기준과 대책지역 지정 등이다.
구체적으로는 ①토양오염 원인자에게 피해보상 및 정화책임을 부여하는 오염원인자 부담원칙, ②토양오염을 사전에 조사하는 토양환경평가, ③국토전반의 오염조사를 가능토록 하는 토양오염 조사체계, ④폐기물매립지 및 폐광지역 등과 같은 오염우려가 있는 시설·장치·건축물 등 토양오염 관리대상시설 지정을 정하고 있다.
1. 오염원인자 부담원칙 : 토양오염 원인자로 토양오염을 유발한 시설의 소유자·운영자 뿐아니라 이를 인수한 자를 포괄하고 있다. 또한 원인자에게 토양오염에 대한 피해배상은 물론 오염토양의 정화책임도 부여하여 오염원인자 부담원칙을 비교적 엄격하게 적용하고 있다.
2. 토양 환경평가 : 원인자를 명확하게 구별하기 위하여 토양오염유발시설이 설치된 부지를 양도·양수인이 부지의 토양오염을 사전에 조사하는 제도로 토양오염에 대한 책임을 명확히 하기 위한 제도이다.
3.토양오염 조사체계: 통상 특정지점에서 반복조사하는 대기질이나 수질과는 달리 시·도지사는 매년 3,000여개의 다른 측정지점을 선정하여 국토 전반의 오염조사가 가능하도록 규정하고 있다.
4. 토양오염 관리 대상시설 지정 : 폐기물매립지, 폐광지역 등 오염의 우려가 있는 시설 등을 '토양오염 관리대상시설'로, 특히 오염 우려가 큰 유류 및 유독물저장시설, 송유관시설은 '특정토양오염 관리대상시설'로 정하여 별도로 관리하도록 규정하고 있다.
[1] 오염물질이 사라지지 않고 토양에 잔류하면서 수권이나 기권으로 이동하여 오염시키는 등 복합적으로 작용하는 경우도 많다.[2] 더구나 이 경우 가축들을 살처분 후 매몰시켰을 때 나오는 침출수가 하천이나 지하수 등을 오염시킬 수 있어서 문제가 더 심각하다.[3] 토양환경보전법 시행규칙 ［별표1］