PFOA와 PFOS는 처음으로 석유정제, 합성수지 산업의 수질오염물질 배출기준에 포함됐다.
최근 생태환경부는 '수질오염물질 배출기준 2종에 대한 국민의견 수렴에 관한 고시'를 발표했다.
01 배경
불소중합체 생산 시 퍼플루오로옥탄산(PFOA)을 함유한 유화제 및 기타 원료를 사용하면 PFOA 및 퍼플루오로옥탄술폰산(PFOS)과 같은 잔류성 유기 오염물질을 함유한 폐수가 생성됩니다. PFOA와 PFOS는 분해가 어렵고, 장거리 이동이 가능하며, 생물축적되기 쉽습니다. 일단 수생 환경으로 방출되면 수역과 먹이 사슬에 축적되어 생태계에 잠재적인 위협이 됩니다.
이 두 물질은 흡입, 소화, 피부 접촉, 식품 내 생물축적 등 다양한 경로를 통해 섭취되어 여러 인체 시스템에 손상을 줄 수 있습니다. 간, 면역체계, 성장 및 발달에 독성학적 영향을 미칩니다.
2023년 국제암연구소(IARC)는 PFOA를 1군 발암물질로, PFOS를 2B군 발암물질로 분류했습니다. 2017년에 우리 나라는 "우선순위 관리 화학물질 목록(첫 번째 배치)"에 PFOS를 포함했습니다. 2020년에는 PFOA가 "우선순위 관리 화학물질 목록(2차 배치)"에 포함되었습니다.
2023년에는 PFOA와 PFOS가 "주요 통제 신규 오염물질 목록(2023년판)"에 포함되었습니다. PFOA는 다음 분야에서의 생산, 가공 및 사용이 면제됩니다. 고성능-내식성-가스 필터 멤브레인, 정수 필터 멤브레인, 의료용 직물 멤브레인 생산을 위한 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 및 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF) 제조, 산업 폐열 교환 장비; 휘발성 유기 화합물 및 PM2.5 입자의 누출을 방지하는 산업용 실런트; 고전압 송전 케이블 생산을 위한 과불화프로필렌(FEP) 제조.
연구에 따르면 대부분의 불소중합체 제조업체는 더 이상 PFOA가 포함된 원료를 사용하지 않습니다. 그러나 원자로 및 파이프라인과 같은 생산 장비의 잔류물로 인해 여전히 폐수에서 고농도의 PFOA가 검출될 수 있습니다.
수역의 PFOA 및 PFOS 오염 제어 및 관리에 대한 국가 요구 사항을 충족하려면 불소 중합체 제조업체의 폐수 배출 제어를 강화하고 PFOA 및 PFOS에 대한 배출 제어 요구 사항을 높여야 합니다.
석유 정제 산업에서 발생하는 폐수에 대한 배출 제한을 늘리는 것은 잔류성 유기 오염물질에 대한 모니터링 및 관리를 강화하고 환경을 보호하며 공중 보건을 보호하는 데 큰 의미가 있습니다.
02 합성수지 산업 폐수 중 PFOA, PFOS 배출량
초안 작성 팀은 불소중합체 제조업체를 대상으로 설문조사를 실시했습니다. 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 퍼플루오로에틸렌 프로필렌(FEP)을 생산하는 대부분의 회사는 PFOA- 함유 원료를 대체했습니다. 그러나 생산 장비에 잔류하는 PFOA와 그 지속성으로 인해 단기간에 완전히 제거할 수는 없습니다. 이들 업체가 배출하는 폐수에서는 PFOA가 검출됐다.
생산설비 세척 전 PFOA 배출농도는 약 500ug/L(500,000ng/L) 수준이었습니다. 세척 후 배출 농도는 약 10~50ug/L(10,000~50,000ng/L)였습니다. 폐수배출구에 흡착장치를 설치하여 폐수를 전처리한 결과 PFOA 배출농도는 1~4ug/L(1000~4000ng/L)에 이르렀으며 PFOS는 검출되지 않았습니다.
03 석유정제산업 폐수 중 PFOA 및 PFOS 배출량
편집팀은 일부 일반적인 석유 정제 기업의 폐수에 포함된 PFOA 및 PFOS에 대한 모니터링 데이터를 수집했습니다.
모니터링 결과, 기업폐수에서는 PFOA와 PFOS가 검출되지 않았습니다.
폐수 중 PFOA 및 PFOS의 주요 처리 기술에는 흡착 및 막 분리가 포함됩니다.
흡착은 저비용, 에너지 소비, 고효율, 간단한 조작이라는 장점이 있습니다. 단점은 사용된 흡착재를 유해 폐기물로 처리해야 하므로 처리 비용이 많이 든다는 점이다. 일반적으로 사용되는 흡착제로는 이온교환수지, 활성콜로이드, 활성탄 등이 있으며 흡착효율은 80% 이상이다. 막 분리 방법에는 주로 나노여과와 역삼투압이 포함됩니다. 이러한 방법은 간단한 장비, 우수한 치료 결과, 쉬운 자동화를 제공하며 치료 효율성은 100%에 가깝습니다. 그러나 멤브레인 모듈은 수명이 짧고 비용이 높으며 오염에 취약합니다.
04. PFOA 및 PFOS 관련 국내외 표준
우리나라, 미국, 유럽 연합, 일본, 호주 및 기타 국가와 조직에서는 PFOA 및 PFOS와 관련된 수질 기준을 발표했습니다.
폐수 배출 표준과 관련하여 EU의 개정된 2024년 도시 폐수 지침에서는 폐수 처리장에서 폐수 배출에 포함된 PFAS 물질을 모니터링하도록 요구하고 있습니다. 미국은 현재 유기화학 산업, 금속 표면 처리 및 매립지에서 발생하는 폐수에 대한 PFAS 배출 제한을 연구하고 개발하고 있습니다.
우리 나라에서는 쓰촨성에서만 2024년에 "쓰촨성 화학공업원 수질오염물질 배출기준"(DB513202-2024)을 발표했는데, 이 표준은 PFOA와 PFOS를 선택 통제 항목으로 설정하고 상대적으로 관대한 한도를 적용했습니다.
05. 합성수지 산업 폐수에 대한 PFOA 및 PFOS 배출 규제 요건
초안 작성 팀이 실시한 일부 불소 중합체 기업의 조사 및 데이터 수집에 따르면 약 15년 동안 PFOA를 사용해 왔으며 PFOA 교체 조치를 시행하고 생산 시설 및 파이프라인을 청소한 기업의 경우 PFOA 배출 농도는 약 10~50ug/L(10,000~50,000ng/L)입니다. PFOA를 사용한 기간이 10년 미만이거나 PFOA를 대체한 기간이 10년 이상인 기업의 경우 폐수 배출 농도가 위 수준보다 낮아집니다.
또한, 폐수 배출구에 폐수 흡착 전처리 시설을 건설하면 현재 PFOA 배출 농도는 1-4 ug/L(1000~4000 ng/L)에 도달할 수 있습니다. 또한 일부 응급 처리 프로젝트와 파일럿 규모 연구에 따르면 역삼투압, 막 여과 및 기타 방법을 사용하여 치료할 경우 PFOA 배출 농도를 1000ng/L 이하로 제어할 수 있습니다.
이번 개정안에서는 기업의 현재 폐수 배출 상황을 고려하여 기존 폐수 배출 장치에 대한 PFOA 배출 제한을 단계적으로 결정합니다.
1단계-배출 한도는 관련 기업의 생산 시설 및 파이프라인 청소와 폐수 흡착 전처리 조치 구현을 기준으로 4000ng/L입니다. 두 번째-단계 배출 제한은 PFOA 잔류물의 지속적인 감소와 추가 폐수 처리 조치를 기반으로 800ng/L로, 인간 건강 보호와 수생 생태 환경 품질 개선을 지원합니다.
새로 설립된 폐수 배출 시설의 경우 더 이상 PFOA를 생산하거나 사용하지 않는다는 전제를 바탕으로 이번 개정에서는 배출 한도를 100ng/L로 제안합니다.
불소수지 기업의 폐수에서 PFOS가 검출되지 않는 현 상황을 토대로 이번 개정에서는 PFOS 배출 기준을 "검출 불가"로 설정했습니다.
06. 석유정제산업 폐수 내 PFOA 및 PFOS 배출 규제 요건
초안 작성 팀은 중국의 주요 국영-석유 정제 기업과 일반 민간 기업을 대상으로 설문조사를 실시했습니다. 그들의 원료와 제품에는 PFOA 및 PFOS 물질이 포함되어 있지 않습니다. 실제 측정 데이터에 따르면 PFOA와 PFOS는 폐수에서 검출되지 않았습니다.
이 개정판에서는 PFOA와 PFOS 모두에 대한 방출 제한을 "검출 불가능"으로 설정합니다.
07 PFOA 및 PFOS 모니터링 요구 사항
《물 속의 퍼플루오로옥틸 설폰산과 퍼플루오로옥탄산 및 그 염의 측정 - 동위원소 희석/액체 크로마토그래피-삼중 사중극자 질량분석법 익스프레스(HJ1333). PFOA와 PFOS는 최소한 6개월에 한 번씩 자체 모니터링을-해야 합니다.