매몰지 통합관리시스템, 생태 축산단지 모델 필요
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매몰지로 인한 2차 환경오염(상수원, 지하수, 토양 오염 및 악취 발생 등)을 막기 위한 매몰지 정비, 보완도 실시했다.
살처분 보상비 1조8000여억원에 환경조사ㆍ상수도 공사비, 백신접종비용, 생계안정자금 등 기타 피해액까지 합쳐 3조원에 이르는 국가경제 타격을 입었고 이는 최근 10년간 자연재해 피해액(2조460억원)을 능가한다.
향후 이런 재앙의 재발에 대비해 축사 주변에 적정 규모의 매몰 예정지, 매몰장비 및 재료 등에 대한 사전 비축시스템이 필요하며 폐사축 매몰지의 정비ㆍ보완과 오염된 토양ㆍ지하수의 복원공법 개발과 함께 장기적인 국가재난 방재시스템 마련이 요구된다.
국가재난 방재시스템의 핵심기술로는 가축 매몰지 오염 저감ㆍ처리기술, 화학제재를 활용한 가축 사체의 조기 소멸화 기술, 구제역 조기ㆍ고감도 진단법, IT기술을 이용한 조기 증상 감지기술, 농장 출입차량ㆍ인력ㆍ가축ㆍ물품 통합관리 및 추적시스템, 구제역 전파 예측 모델, 공ㆍ항만 검역 시스템, 구제역 사후관리 기술, 매몰지 선정ㆍ관리 시스템, 분뇨ㆍ오염물 처리기술 등을 들 수 있다.
본 고에서는 폐사축 매몰로 인한 2차 환경오염 예방과 오염된 토양ㆍ지하수의 복원 공법에 대해 기술하고 가축 매몰지 통합관리시스템과 지속가능한 생태 축산단지 모델을 소개한다.
지표수 유입 차단 공법
일반적으로 침출수 유출 가능성이 있는 하천 인근의 매몰지는 차수벽을 설치하여 지표수ㆍ지하수 오염을 방지하고 저류지역에 조성된 매몰지는 빗물배제ㆍ지표수 유입 차단을 위해 배수로 및 차수막 등을 설치한다.
차수공법은 매몰지의 규모와 성토 상태, 성토부의 침하 등을 고려하여 선정하며 비용이 저렴하고 시공이 용이한 차수공법을 선정해 가배수로(플륨관 매설, 자연 터파기 등) 및 우수저류조의 설치와 병행할 수 있다. 또 토목합성섬유의 시공비용이 고가일 때는 0.1mm 이상 두께를 갖는 고강도 비닐을 지표면 도포 또는 비닐하우스 설치 등에 대신 사용할 수 있다.
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매몰지 구조 안정화 공법
매몰지는 트랜치 형태의 좁고 깊게 파낸 구조이며 원지반 굴착 후 폐사축, 생석회, 톱밥 및 침출(오)수가 함께 매립된다. 매몰 후 폐사축이 분해되고 토압에 의해 압축 시 매몰지 내부가 연약화돼 지반에서 발생하는 마찰저항 등을 기대할 수 없는 상태다. 또 매몰지내 침출(오)수가 다량 누적되어 있거나 지하수 침투가 발생되면 침출(오)수가 매몰지 내부에 적체되어 비탈면에 큰 하중으로 작용할 수 있다.
이를 구조적으로 보강하려면 차폐공법과 비탈면 안정화공법을 현장상황에 적절히 적용해야 한다. 그라우팅 공법을 적용함에 있어서 주입압력 조절과 그라우팅 약액의 선택에 유의해야 하며, 매몰지에 너무 근접하여 시공하는 경우에는 매몰지 내부로 높은 수소이온농도(pH)의 그라우팅 약액이 침투하여 폐사축을 분해하는 미생물을 사멸시키고 매몰지의 기능에 심각한 영향을 줄 수 있으므로 주의해야 한다.
돌망태 옹벽 등 비탈면 안정화 공법을 적용 시 시공과정에서 매몰지 안정에 영향을 줄 수 있는 절토 등의 토공작업은 최소화하며 우수 배제를 위한 배수계획을 수립하고, 옹벽을 통해 침출수가 유출될 경우에 대비해 옹벽 하부에 유도배수로를 확보함으로써 만일의 사태에 대비해야 한다.
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침출(오)수 추출ㆍ처리 공법
침출(오)수는 매몰지에서 발생하여 유출 시 토양ㆍ지하수의 오염을 유발하며, 대장균, 장 바이러스 등의 병원성 미생물과 매몰지에서 기생하는 토양 미생물 등이 존재하고 고농도의 암모니아(2000 mg/L)와 유기물(CODcr = 1000∼10000 mg/L)을 포함한다.
일반적으로 침출(오)수는 추출 후 수소이온농도(pH)를 5 이하의 산성 또는 10 이상의 알칼리성으로 조절하여 살균처리 후, 밀폐형 탱크가 탑재된 차량으로 수집·소독 후 축산분뇨처리장 혹은 하수처리장으로 이송·처리해야 한다(그림 3 참조).
침출수를 추출 후 장거리 이동이 요구될 때는 구제역 바이러스 및 오염물 확산을 최소화 하기 위해 추출ㆍ소독 후 현장에서 이동형 침출수 처리장치를 운영할 수 있다. 일반적인 이동형 침출수 처리장치로는 강화 중공사 침지형 분리막공정, 상향류식 혐기성 오니 블랭킷 공정(UASB) 등을 적용할 수 있다.
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매몰지 악취저감 공법
매몰지에서 악취를 유발하는 물질은 황화수소, 메틸메르캅탄, 암모니아, 유기산류 등이며, 이를 제거하는 방법으로는 활성탄 활용 가스배출관 저감방식과 유용미생물 활용 매몰지 표면 저감방식 등이 있다.
가스배출관 저감방식은 가스배출관 내부에 활성탄을 충진해 악취물질을 흡착하는 방식이며, 매몰지 표면 저감방식은 유용미생물(Bacillus alcalophilus 4830, 광합성균 등)을 살포해 악취물질을 흡착ㆍ분해하여 황화합물은 90% 이상, 암모니아는 70% 이상 제거할 수 있다.
오염된 토양ㆍ지하수의 정화공법
침출수 유입으로 오염된 지하수의 흐름을 제한하고 오염물질 확산을 막으려면 차수벽(쉬트 파일, 그라우팅 등)을 설치해야 하고 오염된 지하수를 정화하기 위한 양수ㆍ수처리ㆍ재주입도 실시해야 한다.
또 지하수 흐름을 고려해 하류에 반응성 재료(영가철, 망간 등의 산화재)를 혼합한 투수성 반응벽체를 설치해 오염된 지하수가 반응벽체를 투과하면서 자연적으로 정화되도록 할 수 있다.
오염원인 폐사축 자체를 처리하기 위한 생물학적 처리공법으로는 현장 내(in situ)에서 호기ㆍ호열성 미생물 배양액과 왕겨를 매몰지로 직접 주입해 폐사축 분해를 촉진하고 발생하는 반응열에 의해 침출수를 증발시키는 공법을 고려할 수 있다. 열적 처리공법으로는 지중에 발열봉을 설치하고 전기에너지를 이용해 매몰지 폐사축을 600℃ 이상 가열하여 폐사축을 탄화물로 전환하며 동시에 침출수와 악취를 제거할 수 있는 공법 등을 고려할 수 있다.
폐사축 매몰지 통합관리시스템
폐사축 매몰지 통합관리시스템은 구제역 매몰지의 체계적 관리를 위해 부처별 관련 정보를 통합한 매몰지 종합정보지도 시스템이며 여러 부처에 분산된 지질도, 수문지질도, 토양도, 행정주제도, 산림입지도, 수질정보 등도 포괄한다.
이 시스템에는 매몰지 위치와 매몰 가축 종류, 두수 등 관련 정보와 매몰 이후에 발생한 사항, 사후 조치 내용 등이 모두 등록되며 지하수 오염 상태와 매몰지 상태를 센서로부터 실시간으로 감지, 분석해 폐사축 매몰지 상태를 모니터링할 수 있게 된다. 각종 IT 및 센서 융ㆍ복합기술을 활용해 매몰지의 상황을 즉시 판단해 대응조치에 나설 수 있고 이를 통해 2차적인 환경오염 피해 확산을 막고 예방하는 데 높은 효과를 낼 수 있을 것으로 기대한다.
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지속가능한 생태 축산단지 모델
환경 및 에너지의 관점에서 보면 기존 축산단지는 축산폐기물 처리에 고비용이 수반되는 비효율적인 생산구조로 인해 생산성 악화를 초래하고, 바이오매스로 활용이 가능한 축산 분뇨 등을 소극적으로 처리해 토양, 하천 및 지하수 오염을 유발하고 있다.
보건 및 위생의 관점에서도, 현행 축산시스템은 구제역 및 각종 질병의 발생 등 현존하는 문제뿐만 아니라 가축의 자연 저항력을 약화시키고 치료제에 대한 내성을 강화시켜 인수 공통 전염병의 발생 및 확산 위험을 높이고 있다.
따라서 기존 축산단지에서 발생하는 문제들을 해결하기 위한 생태 축산단지 모델이 요구되며 생태 건축, 동물 복지 개념을 도입한 위생적 축사, 축산폐기물을 에너지로 전환하는 자원ㆍ에너지 순환 처리시스템, 탄소 및 폐기물 배출 제로의 생태적 생산시스템 등의 도입이 조속히 요구된다.
<한국건설기술연구원 건설환경연구실 주진철 수석연구원>
