수소를 투입하여 독성 염화 용매물질을 변환시키는 방법은 Hydrogen Release Compound(수소를 발생하는 물질)라는 환경 친화적이며 음식물의 성분을 지닌 락테이트에스터(polylactate ester)로서, 땅속에 투입될 경우 수분과 작용하여 lactic acid(락틱산)를 만들어 내게 된다.

이 산성물질은 박테리아의 무산소 분해작용을 촉진하는 영양소로 작용하여 수소를 발생시키게 되는데 이 산소는 땅속의 다른 미생물들이 염소원자를 용매분자로부터 떼어놓는데 큰 역할을 하게 된다. 바꿔 말해 세탁소등에서 쓰여지고 있는 PERC는 염소원자 4개가 탄소 2개의 끝에 붙어 있는 형상을 하고 있으며, TCE(Trichloroethylne)는 염소원자 3개, 그리고 TCA(Trichloroethane)는 탄소원자와 탄소원자 사이가 이중이 아닌 단일 연결체로 접합되어 있는 상태에서 염소원자가 3개 붙어 있는 상태를 말하는데, 모두 염소원자로 인한 독성 때문에 유해물질로 규정되고 있다.

약 1960년대부터 쓰여오고 있는 염화탄화수소는 주로 오일성분을 제거하는 용매로 사용되는데 세탁소, 전자기기 생산업체, 공업용 생산업체, 기계장비 보수/유지 업체 등에서 주로 사용된다. 예전에는 이러한 PERC의 휘발성에 기대를 많이 하여 지표면에서 누출 등이 생겼을 경우 지하수에 도달하기 이전에 휘발되어 지하수가 오염되리라는 생각은 하지 못했다.

하지만 80년대 이후부터 조사되기 시작한 각종 지하수 오염의 주범이 이러한 PERC, TCE, TCA의 용매라는 것이 밝혀지면서 업계의 근심과 환경국의 감시가 더욱 심화된 것이 사실이다.

Florida에 위치한 과거 해군 기지 내에 약 2,500평방피트 및 지하수 오염의 경우, 600마이크로그램/리터(ppb)의 지하수 오염은 6,000파운드의 HRC를 추입한 뒤 55일 후에 TCE 성분은 72%가 줄어든 것으로 나타났다. TCE가 분해되면서 발생된 에틸렌이 3배 이상 증가함을 볼 때 이 HRC 투입 정화방법의 효과를 확실히 볼 수 있었다. 정화비용은 약 5만달러 안팎으로 밝혀졌다.

다른 예로 세탁소의 PERC 누출로 이 지역 지하수에 9,000 ppb 이상의 높은 오염이 발견되었으며 지하수의 깊이도 비교적 낮은 15’이내였다. 약 1만4,500평방피트에 달하는 지역에 7,000파운드 가량의 HRC를 투입한 결과 43일 동안 정화된 PERC은 98%에 육박했다. 7만달러 정도의 정화비용이 들었다는 것을 감안하면 기존의 진공 흡입방식 (Vapor Extraction System)의 비해 거의 절반의 비용밖에 들지 않았다는 것을 보여주는 좋은 예이다.

기존의 이러한 기계적 방식에서 탈피하여 화학/미생물 방식으로의 전환은 독성 염화탄화수소의 염소원자를 제거하여 비독성 에탄이나 에틸렌으로 만든다는 점에서 무척 고무적이며, 가격 면에서도 자연에 존재하는 미생물을 이용함으로 비교할 수 없을 만큼 저렴하다는 장점이 있다.

세탁소나 금속 또는 페인트 제거 용액 등을 제조하는 업체에서 보통 다루는 PCE/TCE(다염화 탄화수소) 용매 취급시 누출 등이 생겼을 때, 휘발성이 높기 때문에 지하로 쉽게 유입되지 않으리란 이유로 방치하여 두면 차후에 큰 문제를 발생할 수 있는 데 그 이유는 다음과 같다.

PCE/TCE 물질은 휘발성이 높음에도 불구하고 일단 콘크리트나 아스팔트가 없는 흙에 유입되면 토양속 수분과의 반응과 틈새 사이를 이용해 빠른 속도로 새어 들어가, clay layer(점토 나 찰흙 층) 등 침투가 어려운 층이 특별히 두껍게 형성되어 있지 않을 경우, 지하수 바닥으로 직접 퍼져들어 확산된다.

세탁소의 드라이클리닝 작업 때 주로 사용되는 물질로써, 기름때나 지방, 왁스, 고무, 검, 염색료 등을 제거하는 용매에서부터, 금속때를 벗기고 페인트나 잉크 등을 없애는 작용, 그리고 때로는 열전도 매체로까지 비교적 넓은 상업/공업용 용매로 사용되고 있는 PCE/TCE는 인체에 해로운 발암 물질로 알려져 있으며 MTBE와 마찬가지로 소량으로도 지하수를 오염시켜 식수로 사용할 수 없게 만드는 독성을 갖고 있다.

캘리포니아주 환경청이 규정한 PCE와 TCE의 최대 허용수치(MCL)는 3 ppb(지하수 1리터 당 3마이크로그램)이며, 개솔린 등의 일반적인 석유 화학물질이 물보다 낮은 농도로 인해 토양으로 누출되어 지하수로 유입될 경우 지하수의 윗부분에 떠있는 상태로 검출되기 때문에 제거가 비교적 용이한데 비해, 염화탄화수소는 물보다 무거운 이유로 지하수 바닥으로 스며들어 정화작업에 어려움이 많은 단점이 있다.

일반적인 지하수 정화 때 지하수면까지 약 4~6인치의 지름으로 수직관을 뚫어 놓으면, 관속 내부의 압력이 지하수면 보다 낮은 이유로 인해, 지하수면 위에 떠 있는 개솔린이나 디젤의 경우 쉽게 빨아 올려 정화시킬 수 있으나 염화탄화수소일 경우에는 그것이 용이하지 않은 데 문제가 있다.

PCE/TCE로 오염된 토양일 경우 흙을 파서 버리면 비교적 간단히 해결될 수도 있으나, 지하수의 정화 비용이 부동산 자체의 가치보다 종종 높은 이유도 이러한 기술적인 어려움에 기인한다.

JMK 환경회사
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