<학술> 수도관도 늙는다? 노후관이 불러온 ‘붉은 수돗물’ 사태 (한성대신문, 547호)

    • 입력 2019-09-02 00:00
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지난 5월, 인천 서구 부근에서 불순물이 섞이거나 붉은 색을 띄는 수돗물이 공급돼 논란이 일었다. 이어 서울시 문래동에서도 비슷한 일이 발생해 다시 한 번 문제가 불거졌다. 특히 서울시의 경우 수돗물 ‘아리수’가 식용수로 홍보되고 있어 시민들에게 큰 충격을 안겨줬다.

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인천에서 혼탁수 문제가 발생한 원인은 물때와 물의 성분에 있었다. 일반적으로 수돗물은 가정으로 공급되기 전 세균 제거를 위해 염소(Cl)로 소독하는 과정을 거친다. 이때 물속에 있던 망간(Mn)과 철분이 염소와 만나면서 수도관 벽에 들러붙어 물때가 형성된다. 이러한 상황에서 수도관에 흘러들어 온 물의 양과 속도가 증가하면서 물때가 수돗물에 섞여들어간 것이다.

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수돗물이 붉게 나타난 것 역시 물의 성분과 관련이 있었다. 박재우(한양대학교 건설환경공학과) 교수는 “물이 대기 중 에 오래 노출되면, 대기에 있던 이산화탄소(CO₂)가 물에 녹아 탄산(H₂CO₃)이 생성된다. 이때 탄산이 산소(O)와 결합하면 산화철(FeO)과 철수산화물(FeOOH)이 만들어지고, 이로 인해 물이 붉게 변한 것” 이라고 설명했다.

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이와 달리, 서울시에서 발생한 혼탁수 문제는 수도관 재질에 원인이 있었다. 수도관은 물 공급 과정에 따라 ▲도수관 ▲ 송수관 ▲배수관 ▲급수관 ▲옥내급수관 순으로 나뉘는데, 이중 배수관과 급수관에서 문제가 발생한 것이다. 기존에 서울시에서 사용하던 배수관 은 1973년 이전까지 자주 쓰이던 ‘콜타르 에나멜’이 피복된 ‘도복장강관’이다. 여기서 도복장강관이란, 수도관으로 이용되는 강관 부식을 방지하기 위해 ‘도복장(물체 표면에 고체 보호막을 만들어 주는 도료를 강관 내부에 코팅하는 것)’ 이라는 특수처리를 한 관을 의미한다.

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도복장강관의 도료로 콜타르 에나멜과 블로운 아스팔트가 주로 사용되는데, 두 재료 모두 유기용매(물질을 녹일 수 있는 액체 상태의 화학 물질)에 쉽게 녹는 특성을 가지고 있다. 때문에 관이 노후되는 과정에서 일부가 부식돼 떨어져 나가 수돗물에 섞여 들어가기도 하는데, 이러한 특성이 이번 사태의 원인으로 작용했다.

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한편, 1994년 이전에 부설된 급수관도 문제가 됐다. 노후된 급수관 대부분에는 강관에 아연(Zn)을 코팅한 아연도강관이 사용됐다. 그런데 강관 내부에 코팅돼 있던 아연이 이온을 발생시키고 쉽게 부식돼 수돗물 오염에 기여한 것이다.

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이같은 기존 재질의 단점 때문에 서울시는 다른 재질로 수도관을 부설하기로 했다. 콜타르 에나멜 도복장강관을 대 할 배수관은 ‘덕타일 주철관’이다. 덕타일 주철관은 기존 배수관 재질에 비해 부식이 적은 편이다. 쇠 중에서도 탄소 함유량이 3~3.6%인 주철로 만든 주철관은 탄소(C)를 함유해 쇠보다 가볍고, 합금속이라는 성질 때문에 더 단단하다. 덕타일 주철관은 여기에 세륨(Ce)이나 마그네슘(Mg) 을 첨가해 만든 것으로, 강도가 매우 높아 수도관으로 많이 이용된다.

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급수관으로는 아연도강관에 비해 화학 반응이 적은 스테인리스강관이 주로 사용될 예정이다. 이는 스테인리스강관 이 물을 만났을 때 ‘부동태 피막’이라는 보호막을 형성해 쉽게 부식되지 않기 때문이다.

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스테인리스강관은 부동태 피막을 형성시키는 두 가지 방법을 활용해 제작된다. 첫째는 질산을 이용한 것이다. 철(Fe)과 탄소를 결합해 만든 강을 질산(HNO₃) 속에 넣고 질산 농도를 약 65%로 유지하면 산이 철의 표면에 피막을 형성한다. 또, 일반 철에 크롬(Cr)을 12% 이상의 비율로 첨가했을 때도 같은 현상이 발생한다.

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박 교수는 “스테인리스강관은 이 기술을 활용해 만들었기 때문에 내식성과 위생성이 매우 우수하다. 강도도 아연도강 관보다 높아 압력에 견디는 힘이 강해 수 도관으로 사용하기에 더 용이하다”고 설명했다.

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한편, 서울에서 혼탁수 문제가 발생한 또 다른 이유로는 ‘사고 지역의 특수한 위치’ 도 한 몫했다. 수돗물은 ▲취수원 ▲취수장 ▲착수정 ▲혼화지 ▲응집지 ▲침전지 ▲여과지 ▲염소투입실 ▲정수지 ▲배수지의 과정을 거쳐 가정으로 공급된다. 이 중 배수지에서 가정을 잇는 수도관을 배수관이라고 하는데, 혼탁수가 유입된 문래동은 바로 이 배수관의 끝부분인 ‘관말지역’ 에 위치한다. 박 교수는 “관말지역은 인간의 몸에 비유하면 손가락, 발가락의 말단부분과 같다. 따라서 정체수로 인한 퇴적물이 많이 쌓여 수질 악화가 쉽게 발생해 이를 예방하기 위한 유지설비가 필요한 지역” 이라고 설명했다.

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정명아 기자

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