생수

Raw water

생수는 처리되지 않고 미네랄, 이온, 입자, 박테리아 또는 기생충을 제거하지 않은 환경에서 발견되는 물이다. 생수는 빗물, 지반수, 침투용 우물물, 호수나 강과 같은 물체에서 나오는 물을 포함한다.

생수는 일반적으로 오염물질의 존재로 인해 인간의 소비에 안전하지 않다. 일부 개발도상국들의 주요 건강 문제는 식사와 요리에 생수를 사용하는 것이다.[1]

처리 없이, 생수는 관개, 건설 또는 청소 목적으로 사용될 수 있다.[2] 농부들은 그것을 농작물에 물을 주는 데 사용하고 가축들에게 마시게 하여 사람이 만든 호수나 저수지에 장기간 보관한다. 건설업계는 원수를 시멘트를 만들거나 밀폐되지 않은 도로를 댐핑해 먼지가 쌓이지 않도록 할 수 있다. 생수는 또한 사람이 소비할 필요가 없는 다른 목적뿐만 아니라 화장실과 세차하는 데 사용될 수 있다. 이러한 형태의 물은 폐수와 같이 산업적인 과정에서 사용된 식수나 물처럼 소비 전에 처리된 물과 반대로 생수로 간주된다.

생수 플러싱은 수세식 변기에 생수를 사용하는 물 보존 방법이다.

구성

생수의 구성은 자연적으로 가변적이지만 일반적으로 용해된 이온, 입자, 살아있는 유기체의 형태로 다음과 같은 중요한 오염물질 중 하나 이상을 포함한다.[3]

그 밖의 덜 흔한 원수의 오염물질은 다음을 포함한다.

이런 오염물질은 함유된 생수를 마시거나, 섭취하기 전에 물을 제대로 처리하지 않으면 사람에게 해로울 수 있다. 오염물질은 또한 지역 생태계에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 내분비계 교란 화학물질은 자연적인 호수나 강에 사는 물고기 개체수에 해로운 영향을 미칠 수 있다.[7] 이러한 건강 우려는 폐수 및 원수의 안전한 식수 생산을 위한 HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Points)와 같은 지침의 개발, 지속가능한 급수 대안에 대한 연구로 이어졌다.

치료

포르투갈 브라간사 수처리장

생수는 냉각수, 헹굼 및 화학 생산을 위한 물, 정제수, 식수 등 여러 용도로 사용할 수 있다.[10] 그러나 가능한 오염물질 때문에, 생수는 인간의 소비나 산업용으로 허용되기 전에 처리되어야 한다.[11] 생수 처리에는 몇 가지 단계가 관여되어 있으며, 이를 실시할 수 있는 방법은 서로 다르다.

역삼투증

역삼투압은 30년 이상 탈염수 생산을 위해 사용되어 왔다.[10] 역삼투압에서 물은 고압으로 막을 가로질러 운반되어 주로 물과 미네랄과 원치 않는 잔여물과 같은 대부분의 다른 성분을 함유한 농축물로 구성된 제품이 남게 된다.[12] 철, 망간, 암모늄, 농약 및 의약품 흔적, 유기 미세오염물질, 방사성 입자 등 많은 오염물질을 역삼투만으로 제거할 수 있다.[4][12] 이러한 효율성은 역삼투증을 정수법의 일차적인 방법으로 만들었으며, 다른 방법들과 결합하여 사용하는 경우가 많으며, 최종적인 치료법으로써도 좋다. 역삼투의 단점은 물에서 대부분의 미네랄을 제거하면 그 맛에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 것이다.[12] 이미 여과된 식수에 미네랄을 첨가해 맛을 좋게 하는 경우도 있다.

기존 전처리

기존의 정수 처리방법은 여러 해 동안 사용된 복합 다단계 공정이다.[10] 일반적으로 5가지 주요 단계로 구성된다.[11] 첫째, 수분이 함유된 라임과 이산화탄소를 첨가하여 생수를 알칼리도와 pH로 조절한다. 둘째, 입자 물질은 황산알루미늄과 폴리머와 같은 다른 응고제와 혼합되는데, 이 응고제는 화학 물질과 생수를 응고제와 섞는 계단식으로 물이 흐른다. 셋째, 큰 입자가 바닥에 가라앉아 주기적으로 제거되는 클리어라이너에 서서히 물을 섞는다(시금). 넷째, 물은 클리어라이너에서 필터(예: 무연탄 및 모래 필터)로 유도되어 클리어 프로세스에서 살아남은 작은 입자를 끼운다. 마지막으로 수산화나트륨이 첨가되어 최종 pH/alkality, 소독을 위한 차아염소산나트륨, 불소화를 위한 불소를 조절한다. 이 과정은 종종 전처리법으로 사용되는 반면, 역삼투압과 같은 다른 과정은 최종 치료를 위해 사용된다.[10] 이 방법의 단점은 여과 과정에 오존, 편평한 식물, 과산화수소, 석회, 염소 등의 화학물질을 사용하는 것이다.[10] 이러한 화학물질은 잘못 사용되거나 완전한 치료 후 물 속에 남아 있을 경우 위험할 수 있다. 이를 위해서는 특별한 예방조치가 필요하며, 프로세스의 각 단계를 제어하여 전체적으로 최적의 성능을 달성해야 한다.[10] 재래식 치료를 위한 복잡한 통제 시스템의 필요성은 재정적으로 비용이 많이 드는 결과를 초래할 수 있다.[10] 이를 통해 생수에 대한 대체 전처리 및 처리방법이 개발되었다.

초유도화

Grundmühle 상수도(독일)에서 초유속을 이용한 시간당 300m의3 식수처리

초유입은 막 여과 과정으로 기존의 전처리에 대한 대안을 제공한다.[10] 이 방법에서 물은 막을 통해 고압에서 여과되기 전에 공통의 스크린 필터로 미리 여과되어 그 안에 있는 오염물질로부터 물을 분리한다. 초유입은 정수나 역삼투의 전처리용으로 단독으로 사용할 수 있다. 기존 전처리 대비 장점으로는 초기 원수의 오염물질과 무관하게 매우 높은 수질, 설계가 간단하고 유연하여 자동화하기 쉬운 식물, 화학물질 사용량 감소, 바이러스 및 미생물이 없는 최종 제품 등이 있다.

바이오필름 전처리 및 바이오다이아마이트 동적막 원자로

바이오필름막 여과법은 소독 과정에서 형성될 수 있는 NH4+-N, 총질소, 용해된 유기물 등 유해화학 부산물을 제거하는 데 사용된다.[13] 바이오필름 전처리는 운영비가 저렴하고 오염물질 제거 효과가 뛰어나 세계 각지에서 물처리에 꼭 필요한 단계다. 이 과정에서 미생물은 인간에게는 해롭지만 그들에겐 영양분이 되는 오염물질을 제거한다.[13] 바이오-다이아토마이트 다이내믹 멤브레인 원자로 여과 기술은 폐수 처리를 위한 동적 멤브레인 기술과 물을 정화하기 위해 이아토마이트 입자를 형성하는 미생물 군락을 결합한 것이다.[14] 이러한 방법들은 중국의 오염 문제를 해결하기 위한 일환으로 중국에서 개발 중에 있다.

탁도

탁수

탁도는 부유된 입자로 인해 얼마나 탁하거나 흐릿한 물이 보이는가 하는 것이다. 입자가 매달릴수록 탁도가 높아진다. 탁도는 시각적으로 수질 측정에 사용된다. 생수에서는 탁도가 매우 흔하다.[15] 원수의 탁도가 높은 이유는 다음과 같다.[15]

  • 폭우로 인한 유량 증가
  • 용수 질량의 스프링 회전율
  • 은행침식
  • 얕은 지역의 침전물 재서스펜션
  • 탁도가 높은 곳에서 일시적으로 증가

탁도 및 건강에 대한 우려

탁도가 높은 절정기에는 병원균이 생수에서 더 흔하게 발견된다. 이것은 질병의 확산에 기여할 수 있다.[16] 탁도가 높아지면 위장질환이 있는 노인(65+)의 병원 방문 신고도 늘어난다. 수질 여과 시스템이 기준에 맞는 곳이라도 위장병, 즉 수인성 전염병의 내성이 있을 수 있다. 입원한 사람들은 이러한 질병으로 인한 전체 질병의 작은 비율을 차지한다.[9]

탁도조절

원수원 주변의 토지를 통제하는 것이 탁도를 줄이는 데 핵심이다. 침전물 재충전 및 침식이 많은 지역은 정기적으로 참석해야 하며, 부유된 입자를 잡기 위해 스크린과 기타 장치가 필요하다. 입자와 파편을 가두는 스크린은 일관성 있게 청소해야 한다. 물 펌프를 플러싱하는 작업은 수요가 가장 낮을 때 수행해야 한다. 이것은 물이 가라앉을 시간을 주고, 많은 양이 필요하기 전에 탁도를 감소시킨다. "터빈도 감소는 필터에 도달하기 전에 일련의 화학적, 물리적 처리 방법을 통해 물이 흐를 때 가장 잘 달성된다."[17]

카무라스카 인근 세인트로렌스 강의 수변

병제품

2017년경에는 '자연 프로바이오틱스' 생수로 표현되는 미처리 샘물이 건강식품점을 통해 유통되는 상업제품이 됐지만 전문가들은 자디아와 같은 유해균·바이러스·기생충의 발생 가능성에 대한 국민건강 우려를 제기해 왔다. 미국의 한 생수 사업은 심지어 생수나 샘물 생산자들이 사용하는 방법이 물의 분자 구조를 바꿀 수 있다고 주장하기도 했다.[18][19] 이 유행은 2018년 4월 《데일리 쇼》에서 마리온 네슬레와의 인터뷰가 포함된 코너로 조롱되었다.[20]

참고 항목

참조

  1. ^ Huq, A; et al. (July 1996). "A simple filtration method to remove plankton-associated Vibrio cholerae in raw water supplies in developing countries". Applied and Environmental Microbiology. 62 (7): 2508–2512. doi:10.1128/AEM.62.7.2508-2512.1996. PMC 168033. PMID 8779590.
  2. ^ 퍼스 W.A. (2016) 생수란 무엇인가? 빈티지 로드 홀리지. http://www.vintageroadhaulage.com.au/faq/what-is-raw-water/
  3. ^ Safe Drinking Water Committee (1980), "Raw water quality", Drinking Water and Health, 2, National Academies, pp. 7 et seq
  4. ^ a b 마누, A, 산타나크리쉬난, V, 라자람, S, & 라비, P. M. (2014) 자연 방사성핵종의 원수와 포장된 식수에 대한 농도 및 수처리 효과. 환경방사능학회지, 138, 456-459
  5. ^ Happonen, M, Koivulao, H, Malve, O, Perkola, N, Juntunen, J, & Huttula, T. (2016) 강을 따라 흐르는 PFOA 선원에 의한 생 음용수의 오염 위험은 핀란드 남서부에 도달한다. 총환경과학, 541, 74-82
  6. ^ 팰컨더, I. R. (2006) 내분비 교란 화합물이 식수에서 건강에 위험할까? 국제 환경 연구 및 공중 보건 저널, 3(2), 180–184
  7. ^ 밀스, L. J. & Chichester, C. (2005. 증거 검토: 수생 환경에서 내분비 파괴 화학물질이 어류 개체군에 영향을 미치는가? 총환경과학, 343(1~3), 1-34
  8. ^ 드웨틴크 T, 반 후트 E, 지엔스 D, 반 헤겔 K, 베르스트라테 W. HACCP(위험물 분석 및 임계 제어 지점)를 통해 안전한 물의 재사용과 식수 생산을 보장한다. 사례 연구. 워터 사이언스. 테크놀. 2001; 43: 31–38
  9. ^ a b 로드리게스, C, Van Buynder, P, R, Blair, P, Devine, B, Cook, A, & Weinstein, P. (2009) 간접적으로 음용할 수 있는 재사용: 지속 가능한 물 공급 대안. 국제 환경 연구 및 공중 보건 저널, 6(3), 1174–1209
  10. ^ a b c d e f g h 영리한, M, 조드, F, 크나우프, R, 라비거, N, 뤼데부쉬, M, & 힐커-스키벨, R. (2000) 초유입과 역삼투에 의한 하천수에서의 수생산을 처리한다. 담수화, 131(1~3), 325-336
  11. ^ a b 버톤, E, 스튜어트, R. A, 장, H, & 오할로란, K. (2016) 생수 섭취 최적화를 위한 하이브리드 물 처리 비용 예측 모델 환경 모델링 & 소프트웨어, 75, 230-242
  12. ^ a b c 브링거호즈, 엠에이, 니젠후이스데브리스, 엠에이, 루퍼트, 엔, 밴더라안, 에이치, 브레디, W. L. P, & 크렘러, S. 역삼투막 여과 후 추억에 의해 생성되는 음용수의 감각적 품질. 워터 리서치, 94, 42-51
  13. ^ a b 양, 지, 펑, L, 왕, 주, 주, J, 궈, C, 시아, T, 선, W, 장, Y, 선, X, 조, 리안, 쉬, X, 주, L(2015년). 생수를 처리하는 바이오필름 전처리 공정의 잠재적 위험 및 제어 전략. 바이오소스 기술, 198, 456-463
  14. ^ 추, H, 조, D, 동, B, & 치앙, Z. (2010) 미세공해 표면수처리를 위한 생물-이산화탄소 동적막 원자로. 물 연구, 44(5), 1573-1579
  15. ^ a b Gautier, V, Babbarau, B, Twornlay, G, Millette, R, & Bernier, A. (2003) 유통시스템에서 원수의 탁도변동이 식수질에 미치는 영향 [논문초록] 환경공학 및 과학저널 2(4), 281-291
  16. ^ 슈워츠, J, 레빈, R, & 골드스타인, R. (2000) 필라델피아 노인들의 식수 혼탁과 위장병. 역학 및 커뮤니티 h, 54(1), 45–51
  17. ^ 새터필드, Z. (2006) 탁도 제어. 기술 개요, 6(2), 1-4
  18. ^ Bever, Lindsey (4 January 2018). "'Raw water' is the latest health craze. Here's why drinking it may be a bad idea". Washington Post. Retrieved 4 January 2018.
  19. ^ Bowles, Nellie (29 December 2017). "Unfiltered Fervor: The Rush to Get Off the Water Grid". The New York Times.
  20. ^ "Video: A Deep Dive into the "Raw Water" Craze - The Daily Show with Trevor Noah (Video Clip)". Comedy Central. 18 April 2018.

추가 출처