공중보건학에서 말하는 물의 소독, 자정작용, 정수

공중보건학에서 말하는 물의 소독법과 물의 자정작용 그리고 정수 방법에 대하여 알아보겠습니다.

 

공중보건학에서의 물의 소독,자정작용 그리고 정수방법

 

물의 소독

공중보건학에서 물의 소독 특히, 우물에서 나오는 물은 감염병 예방을 위해 표백분을 사용하여 소독하여야 합니다. 표백분은 물에 잘 녹지 않기 때문에 희석해 놓은 소독용액을 만든 후에 투입합니다. 투입 후에 충분히 교반 하여 소독할 수 있도록 합니다. 감염병 발생 시에는 50% 농도의 표백분을 사용하여 소독합니다. 그 후 최소 12시간 이상 방치하여 소독효과가 나타날 때까지 기다립니다. 일상적으로 소독을 사용하 때는 음용수의 잔류 염소 농도가 0.1mg/L 이상이 되면 됩니다. 이때 사용되는 표백분은 차아염소산염을 형성하여 세균을 제거하는 역할입니다.

물의 자정작용

공중보건학에서 물의 자정작용은 수중에서 시간이 경과함에 따라서 자연스럽게 물이 정화되는 현상을 말합니다. 이러한 자정작용은 특히 흐르는 물보다는 정체된 물에서 더욱 활발하게 일어납니다. 물속의 불순물과 미생물은 생물학적, 화학적, 물리적 작용을 통해 안정화되어 가며 무해하게 변하는 과정을 거치게 됩니다. 이렇듯 물의 자정작용은 자연적인 물질 순환의 일부로써, 생태계에서 중요한 역할을 하게 됩니다.

정수

정수법 : 물의 정수법은 인공적인 방법으로 물을 깨끗하게 만드는 과정입니다. 일반적으로 침전, 여과, 소독의 세 가지 방법들을 이용합니다. 소독과정에서 경우에 따라서는 특수한 정수법을 사용하기도 합니다.

1. 침전은 물속에 있는 부유물을 가라앉히는 방법입니다. 이는 두 가지 방법으로 나눌 수 있습니다.

(1) 보통침전 : 침전지에서 물의 흐름을 느리게 하거나 멈추게 해서 부유물이 가라앉도록 하는 방법입니다. 보통침전 방법은 시간이 오래 걸려 완속침전법이라고도 합니다. 이러한 보통침전과정에서 세균수, 탁도, 세균수 등이 줄어들게 됩니다.

(2) 약품침전 : 보통침전으로 제거되지 않는 부유물은 응집제를 사용하여 블록을 만들어 가라앉히게 만드는 방법입니다. 약품침전에는 속도가 빠르므로 급속침전법이라고도 합니다. 이때 응집제로 사용되는 것은 염화제이철, 황산알루미늄, 폴리염화알루미늄 등이 있습니다. 약품침전을 통하여 색도, 부유물, 냄새, 탁도 등을 효과적으로 제거할 수 있습니다.

2. 여과는 물속의 미세한 입자들과 세균들을 제거하는 방법입니다. 여과법 또한 두 가지 방법을 나눌 수 있습니다.

(1) 완속사 여과법 : 1829년 영국의 제임스 심프슨이 처음 도입한 방법입니다. 먼저 원수를 침전시킵니다. 12시간에서 40시간 동안 여과지를 사용하여 물을 걸어냅니다. 이 과정을 거치면 색도, 탁도, 균의 수가 상당히 감소하게 됩니다. 여과지의 구성성분은 여러 층의 모래와 자갈들로 이루어져 있습니다. 이러한 구성성분 덕분에 세균과 부유물을 걸러낼 수 있습니다. 여과지에 걸러내기 시작하면 여과지에 형성된 '생물막'이 주요 역할을 합니다.

(2) 급속사 여과법 : 1893년 미국에서 시작된 방법입니다. 속도가 빠른 장점이 있으며 이때 사용되는 응집제는 황산알루미늄들을 사용합니다. 여과지는 상대적으로 큰 모래를 사용하고, 빠르게 많은 양의 여과를 하므로 여과막이 빨리 두꺼워져 압축공기를 이용하여 여과기를 세척할 필요가 있습니다. 이 급속사 여과법은 색도와 탁도가 높거나 조류가 많은 지역에서 효과적으로 사용할 수 있습니다.

3. 소독은 물의 안정성을 위해 필요합니다. 앞서 진행된 침전과 여과를 통하여 대부분의 세균이 제거되었지만, 좀 더 안정적인 물을 얻기 위해서 소독을 진행합니다. 소독에는 염소소독, 자외선소독, 열소독 등의 세 가지 방법이 있습니다. 이중에서는 염소소독을 제일 많이 사용합니다. 염소소독은 액체염소, 표백분, 차아염소산나트륨 등을 사용하여 물속의 세균을 제거하는 방법입니다. 액체염소는 취급이 용이하고 경제적이기 때문에 널리 사용되고 있습니다. 염소소독의 원리는 염소가 물에 녹게 되면 유리잔류염소를 형성하기 때문입니다. 이때 염소는 세균을 죽이는 강한 산화력을 지니게 됩니다. pH가 약산성일 때 염소의 살균력이 강해지므로 소독은 pH가 낮거나 중성인 상태에서 이루어집니다. 염소소독을 하다 보면 수중에 암모니아가 있을 경우 일정시간이 지나면서 염소가 같이 결합하게 되어 결합잔류염소가 형성됩니다. 이러한 상태를 '불연속점'이라 부르며, 이 점을 지나면 유리잔류염소가 다시 증가하게 됩니다. 이런 증상을 관리하기 위해 불연속점 염소 처리를 합니다. 염소소독을 한 후 일정 시간이 지나면 세균이 다시 증가하게 되는 현상인 부활현상이 발생합니다. 이러한 세균 증식의 이류는 일부 세균이 염소에 의해 사멸되었지만 그 후 다른 미생물이 빠르게 번식하게 되기 때문입니다.

 

특수정수법

공중보건학에서 특수정수법에 해당하는 방법은 두 가지가 있습니다. 조류제거법과 경수연화법입니다. (1) 조류제거법은 조류가 만약 과다하게 발생하게 되면 물의 질이 급격히 나빠지면서 음용수로 사용하기 어렵되 됩니다. 특히 이러한 조류과다현상은 정제된 물에서 자주 발생 하며, 조류과다로 인하여 '물의 꽃'을 초래할 수 있습니다. 조류를 제거하기 위하여 주로 황산동을 사용하여야 합니다. 황산동을 사용하는 양은 0.6~1.2 mg/L 정도가 적당합니다. 조류제거법도 중요하지만 근본적으로는 영양염류의 유입을 관리하고 지속적인 수질 보존과 관리가 필요합니다. (2) 경수연화법에서 경수란 주로 칼슘과 마그네슘이온이 많아지면서 발생하게 됩니다. 이때 경수의 물맛은 좋지 않으며, 비누의 거품이 잘 나지 않으며, 보일러 배관에 결석이 생겨 문제를 일으킬 수 있습니다. 따라서 이온교환수지법을 사용하여 경수를 연수로 변환시켜야 합니다. 이 방법은 물속의 많은 양의 칼슘과 마그네슘을 제거하여 물의 경도를 낮추는 원리입니다.

 

공중보건학에서 물의 정화는 다양한 방법을 통해 이루어지게 됩니다. 자정작용뿐만 아니라 침전, 여과, 소독을 거친 후에야 깨끗한 물이 만들어집니다. 특히 소독은 물의 안전성을 보장하는 중요한 과정입니다. 다양한 소독방법이 사용되고 있는 이유이기도 합니다. 또한 특수한 상황에서는 조류제거법이나 경수연화법들의 특별한 정수법도 활용됩니다. 공중보건학에서 물을 안전하게 정화하고 관리하는 방법들은 계속해서 발전해 나가고 있습니다. 이를 통해 사람들의 건강을 지킬 수 있을 겁니다.