Scoping (un)regulated organic substances in aqueous effluents for circular water reuse: a Dutch case study

네덜란드를 포함한 세계 여러 지역에서, 사용된 폐수를 신선한 식수나 농작물용 용수로 전환하려는 아이디어는 절박한 최후의 수단에서 필수적인 전략으로 변화하고 있습니다. 담수 자원이 점점 희귀해짐에 따라, 하수를 높은 수준으로 처리하여 물 순환 체계로 다시 돌려보내는 것은 우리 수자원의 미래를 확보할 수 있는 방법이 됩니다. 그러나 이 물을 신뢰하기에 앞서, 과학자들은 이 물이 보이지 않는 위험으로부터 자유로운지 반드시 확인해야 합니다. 주요 관심사는 물 그 자체가 아니라, 우리 파이프를 통해 흘러 들어오는 수천 가지의 유기 화학 물질입니다. 여기에는 의약품 잔류물, 농약, 개인 관리 용품, 그리고 산업용 재료들이 포함됩니다. 박테리아는 비교적 제거하기 쉽지만, 이러한 많은 화학 물질은 견디도록 설계되어 있습니다. 어떤 것들은 잘 분해되지 않는 '잔류성(persistent)'을 띠며, 어떤 것들은 토양과 물을 통해 빠르게 이동하는 '이동성(mobile)'을 지니고 있고, 또 어떤 것들은 아주 미량만으로도 독성을 나타냅니다. 이러한 물질들이 처리 시설을 빠져나갈 때, 이들은 지하수와 농작물을 오염시켜 인간의 건강과 생태계에 장기적인 위험을 초래할 수 있습니다. 규제 기관의 과제는 이 화학적 혼합물을 추적하여 우리가 재사용하는 물이 안전하다는 것을 보장하는 것입니다.

최근 바게닝겐 대학교(Wageningen University)와 위트레흐트 대학교(Utrecht University) 연구진의 연구는 네덜란드의 현행 법률이 이러한 위험으로부터 얼마나 잘 보호하고 있는지 면밀히 검토했습니다. 연구팀은 네래스 하수 처리장에서 배출되는 화학 물질 분석과 해당 화학 물질들을 규제하는 법적 규칙에 대한 심층 조사를 결합했습니다. 연구진은 2015년부터 2025년까지 10년 동안 수집된 332개 하수 처리장의 데이터를 조사하여, 파이프를 통해 정확히 무엇이 나오고 있는지 확인했습니다. 이들의 목표는 기존의 유럽 연합 및 네덜란드 규정이 이 물속에 존재하는 유기 물질들을 실제로 통제하고 있는지, 아니면 위험한 화학 물질들이 규제의 틈새로 빠져나가고 있는지를 판단하는 것이었습니다.

연구진은 물속에 존재하는 화학 물질과 이를 통제하기 위한 법률 사이에 상당한 격차가 있음을 발견했습니다. 처리된 유출수에서 검출된 554개의 고유 물질 중 상당 부분인 325개가 연구팀이 분석한 특정 수질 규제 대상에 포함되지 않았습니다. 이는 발견된 화학 물질 중 절반 이상에 대해, 재사용을 위한 안전을 보장할 구체적인 법적 한도나 모니터링 요구 사항이 마련되어 있지 않음을 의미합니다. 규제되지 않은 가장 흔한 물질 군은 농약 및 그 분해 산물이었으며, 그 뒤를 개인 관리 용품 및 의약품이 바짝 뒤쫓았습니다. 또한 연구는 특정 용도로는 금지된 물질이라 할지라도 다른 용도로는 허용될 수 있어, 결과적으로 합법적으로 수계에 유입될 수 있다는 점을 강조했습니다. 예를 들어, 어떤 화학 물질이 농약으로는 금지되어 있지만 산업용 플라스틱이나 가정용 제품의 성분으로는 허용될 수 있으며, 결국 하수 시스템을 통해 환경으로 흘러 들어가게 됩니다.

연구의 주요 초점은 PMT 또는 vPvM이라고 알려진 특정 유형의 화학적 위험에 맞춰졌습니다. 이들은 잔류성(Persistent, 오래 지속됨), 이동성(Mobile, 물과 토양을 통해 쉽게 이동함), 그리고 독성(Toxic, 유해함)을 가진 물질들입니다. 일단 이 화학 물질들이 수계로 유입되면 표준적인 처리 방법으로는 제거하기가 매우 어렵기 때문에, 수질에 지속적인 위협이 됩니다. 연구 결과, 네덜란드 유출수에서 발견된 유기 물질 중 상당 비율이 이러한 위험한 프로필에 부합하는 것으로 나타났습니다. 일부 농약과 살생물제는 이러한 특성에 대해 테스트를 거쳤기에 PMT 또는 vPvM으로 성공적으로 분류되었으나, 많은 다른 화학 물질, 특히 산업용 화합물과 의약품은 분류에 필요한 데이터가 부족했습니다. 이러한 데이터가 없으면 규제 기관은 이 물질들이 안전한지 판단할 수 없으며, 이들은 금지되지도, 모니터링되지도 않는 법적 회색 지대에 남겨지게 됩니다.

이러한 격차를 해결하기 위해 연구진은 화학 물질을 하나씩 개별적으로 규제하는 대신 그룹화하는 아이디어를 탐구했습니다. 현재 법률은 종종 각 화학 물질을 고유한 개별 존재로 취급하여, 모든 단일 물질에 대해 별도의 시간 소모적인 안전성 평가를 요구합니다. 연구는 유사한 구조나 행동을 보이는 화학 물질들을 하나의 그룹으로 묶어 규제할 수 있다고 제안합니다. 예를 들어, 특정 화학적 구조를 공유하여 잔류성과 이동성을 갖게 하는 일련의 화학 물질 군이 있다면, 그 전체 그룹을 함께 제한할 수 있습니다. "일물일평가(one substance, one assessment)"라고 불리는 이 접근 방식은 규제 기관이 한 화학 물질의 기존 안전 데이터를 활용하여 유사한 전체 계열의 화학 물질을 보호할 수 있게 해줍니다. 연구에 따르면 네로랜드 하수에서 발견된 많은 규제되지 않은 물질들은 플라스틱 첨가제나 농약 분해 산물 가족을 포함하여 이러한 그룹으로 조직될 수 있었습니다. 이 방법은 규제 과정을 가속화할 뿐만 아니라, 금지된 화학 물질이 단지 약간 다른 형태의, 똑같이 해로운 물질으로 대체되는 '유감스러운 대체(regrettable substitution)'를 방지할 수 있습니다.

이러한 결과는 수질 관리를 수행하는 방식에 명확한 변화가 필요함을 시사합니다. 연구진은 현대의 복잡한 하수 현실에 대응하기에 현재의 파편화된 법률에 의존하는 것은 불충분하다고 주장합니다. 그들은 이미 금지되었음에도 불구하고 여전히 하수 시스템에 나타나는 물질들에 대해 기존 규칙의 집행을 더욱 엄격히 할 필요가 있다고 제안합니다. 나아가, 규제의 범위를 단순한 일반 오염이 아닌, 물 재사용과 관련된 위험을 구체적으로 겨냥하도록 확장해야 합니다. "일물일평가" 접근 방식을 채택하고 그룹화 전략을 사용함으로써, 규제 기관은 위험한 화학 물질이 물 순환 체계에 지속되는 틈새를 메울 수 있을 것입니다. 이는 물 재사용을 더 안전하고 효율적으로 만들 뿐만 아니라, 우리가 미래를 위해 의존할 물이 진정으로 깨끗하다는 것을 보장할 것입니다. 연구는 화학 물질을 식별하는 과학은 발전하고 있지만, 법적 프레임워크 역시 그 속도에 맞춰 진화하여 순환형 물 재사용의 약속이 공중 보건의 희생을 담보로 하지 않도록 해야 한다고 결론지었습니다.