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오염된 식수에서 처리 시설의 PFAS ‘영구 화학 물질’이 제거되는 방법

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플루어 코닉 지음

수요일 1월 15일1월 15일 수요일

사람이 유리잔에 담긴 물을 마시고 있습니다.
어떤 기술은 PFAS로 오염된 식수를 화학 물질을 제거하거나 결합시켜 정화할 수 있지만, 파괴할 수는 없습니다. ( ABC 뉴스: Mark Leonardi )

간단히 말해서: 

정수 처리 시설에서는 일반적으로 과립활성탄과 이온교환수지라는 기술을 사용하여 오염된 식수에서 PFAS를 제거합니다.

주방에서 사용할 수 있는 작은 옵션으로는 역삼투 시스템이 있지만, 유지 관리 비용이 많이 들고, 이미 마실 수 있는 물이라면 필요하지 않습니다.

다음은 무엇인가요?

환경 엔지니어와 과학자들은 오염된 물 속의 PFAS 분자를 분해하는 정화 기술을 개발하고 있습니다.abc.net.au/news/removing-pfas-forever-chemicals-drinking-water-sources-treatment/104721522

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“영원한 화학 물질”은 피하기가 거의 불가능합니다. 옷, 화장품, 가구, 논스틱 ​​조리기구, 식품 포장재에서 발견될 수 있으며 드물게는 주방 수도꼭지의 물에 들어가기도 합니다.

기술적으로 PFAS(퍼플루오로알킬 및 폴리플루오로알킬 물질)로 불리는 이 화학 물질은 14,000개가 넘는 합성 화합물로 구성된 분류입니다.

별명에서 알 수 있듯이 화학 물질은 환경에 영원히 남아 있으며, 자연적으로 분해되려면 수백 년에서 수천 년이 걸리며, 인간의 건강에 미치는 잠재적인 영향 에 대한 우려가 커지고 있습니다 .PFAS 화학 물질은 무엇인가? 그리고 그것은 우리 건강에 어떤 의미가 있는가?

이 사진은 레스토랑 웨이터가 여성 고객에게 음식 패키지를 건네주는 모습을 클로즈업으로 보여줍니다 .여성 고객에게 음식 패키지를 건네주는 레스토랑 웨이터의 클로즈업.

PFAS 화학 물질은 수많은 방수, 비접착 및 얼룩 방지 제품에 사용됩니다. 그러나 최근 몇 년 동안 환경 및 잠재적 건강 영향에 대한 우려가 심화되었습니다.

세계보건기구에 따르면 , 인간이 PFAS에 노출되는 환경적 원인 중 하나는 식수입니다 .

호주에서는 최근 블루마운틴의 두 댐 과 NSW 북동부의 지하수에서 PFAS 수치가 국가 식수 지침을 초과하는 것으로 발견되었습니다 .

현재 NSW에서는 수로와 식수의 PFAS 오염에 대한 조사가 진행 중이며, 국가 차원의 조사도 진행 중이며, 오염원, 잠재적 건강 및 환경 영향, 규제의 역할을 조사하고 있습니다.

국립 보건 및 의학 연구 위원회도 음용수 중 PFAS의 안전 수준에 대한 2018년 지침을 검토하고 있습니다.

작년에 발표된 초안 지침에서는 일부 유형의 PFAS에 대한 안전 수준을 크게 낮추는 것을 제안했으며, 최종 지침은 4월에 발표될 예정입니다.

새로운 한도는 초안 지침이 유지될 경우 호주의 일부 물 공급원이 이를 준수하지 않을 수 있음을 의미합니다.

그렇다면 수로에서 PFAS를 제거하는 데는 무엇이 필요할까요?

UNSW 수질연구소 소장이자 환경 엔지니어인 데니스 오캐럴에 따르면, 오염된 수원에서 PFAS를 제거하는 것은 반드시 어려운 일이 아니라고 합니다.

이는 오염 현장의 규모와 복잡성, 수질 매개변수, 그리고 물론 비용에 따라 달라집니다.

그는 “예를 들어 폭우수에서 PFAS를 제거하려면 엄청난 비용이 들 것”이라고 말했다.

“하지만 음용수 처리 시설에서 PFAS를 제거하는 것은 비교적 간단합니다.”

그렇다면 도시의 식수 공급원에서 PFAS가 감지되면 어떻게 제거합니까?

PFAS로 오염된 수돗물 세척

기존의 식수 처리 과정에는 미생물을 죽이기 위해 염소나 염소가 함유된 물질을 첨가하거나, 물을 굵은 모래로 흐르게 하여 불순물을 걸러내는 급속 모래 여과가 포함됩니다.

이러한 기술은 박테리아와 다른 나쁜 것들을 효과적으로 처리할 수 있지만 오염된 물에서 PFAS를 제거할 수는 없습니다 . 하지만 다른 공정이 가능하다고 오캐럴 교수는 말했습니다. 

물 처리에 널리 사용되고 효과적인 PFAS 치료 기술로는 과립활성탄과 이온교환수지가 있습니다.

과립 활성탄은 가장 많이 연구된 PFAS 제거 처리법입니다. PFAS 분자를 가두어 주변 물에서 효과적으로 제거하는 넓은 표면적을 가진 다공성이 높고 탄소가 풍부한 재료입니다.

캐서린의 정수 처리 시설 내부에 있는 압력 용기들이 일렬로 배열되어 있습니다.
2023년 11월에 캐서린 식수 공급의 NT 커뮤니티에서 PFAS를 제거하기 위해 임시 처리 시스템이 가동되었습니다. ( ABC 캐서린: 록샌 피츠제럴드 )

두 번째 기술은 이온 교환 수지 인데 , 이는 PFAS 분자의 음전하 부분을 끌어당겨 붙잡아 두는 양전하 물질입니다. 활성탄보다 비싸지만 더 많은 PFAS 유형을 제거할 수 있습니다.

또 다른 물 처리 기술은 거품 분별 이라고 합니다 .

웨스턴 시드니 대학의 수질 과학자 이언 라이트는 이 기술에는 액체에 가스(일반적으로 공기)를 거품 형태로 불어넣어 “표면에 PFAS가 풍부한 거품”을 생성한 후 제거하는 방식이 포함된다고 설명했습니다.

이것은 일반적으로 물 처리 시설에서 사용되지는 않지만, 예를 들어 오염된 지하수에서 PFAS를 제거할 수 있습니다.

라이트 박사는 2021년 호주에서 진행된 연구 를 언급했습니다  . 이 연구에서는 거품 분획법을 통해 오염된 지하수에서 일반적인 PFAS 유형 3가지 중 최소 99.5%를 제거할 수 있다는 결과가 나왔습니다. 

콘크리트 슬래브 외부에 대규모 정수 여과 시스템을 건설하고 있습니다.
350만 달러 규모의 모바일 PFAS 처리 시스템이 NSW 시드니 외곽의 Cascade Water Filtration Plant에 설치되고 있습니다. ( 제공: NSW 정부 )

이 시스템은 또한 거품 분별 처리 후 물에서 검출 가능한 모든 미량 PFAS 분자를 제거하기 위해 이온 교환 수지 “연마제”를 사용했습니다.

라이트 박사는 PFAS 제거 기술의 효율성은 음용수 처리 시설이 얼마나 잘 관리되고 유지되는지에 달려 있다고 말하며, 그 성능을 “정기적으로 테스트”해야 한다고 덧붙였다.

그러나 이러한 PFAS 제거 기술에는 한 가지 문제가 있습니다.

“문제는 PFAS 분자를 파괴하지 않는다는 것입니다.”라고 오캐럴 교수는 말했습니다.

“그냥 활성탄이나 이온교환수지에 집중시키고, 그 PFAS가 함유된 활성탄이나 이온교환수지에 대해 뭔가를 해야 합니다.”

그는 이러한 기술을 사용하는 상업 회사는 그 부산물을 폐기해야 한다고 말했다.NHMRC가 발표한 호주 식수의 PFAS 한도 초안

사진은 흐르는 수도꼭지 아래에 유리잔을 들고 물을 채우는 사람의 클로즈업을 보여줍니다.흐르는 수도꼭지 아래에 유리잔을 들고 물을 채우는 사람의 클로즈업

국립 보건 및 의학 연구 위원회는 식수에 포함된 4가지 “영구 화학 물질”에 대한 제한에 대한 초안 지침을 발표했습니다. 그렇다면 다른 국가와 비교하면 어떨까요?

예를 들어, 액체 폐기물을 소각장이나 매립지로 보낼 수도 있지만 이는 비용이 많이 드는 방법이며, 이로 인해 또 다른 오염 위험이 발생합니다.

“저와 같은 엔지니어와 과학자들이 시도하는 것은 PFAS 분자를 분해할 수 있는 기술을 개발하는 것입니다. 하지만 아직은 그 수준에 이르지 못했습니다.”라고 오캐럴 교수는 말했습니다.

“PFAS는 정말 분해하기 어렵습니다.”

UNSW의 그의 연구진은 아연과 비타민 B12를 이용해 PFAS 화학 물질을 분해하는 새로운 시스템을 개발해 왔습니다 .

그는 “UNSW의 다른 사람들도 미생물을 사용하여 PFAS를 분해하는 방법을 연구하고 있으며, 우리는 일부 PFAS를 분해할 수 있지만 확실히 모든 PFAS를 분해할 수는 없습니다.”라고 말했습니다.

집에서 물에서 PFAS를 제거할 수 있나요?

가능합니다. 하지만 라이트 박사에 따르면 음용수 공급업체가 PFAS 농도가 낮다고 안심시켜준다면 “아마도 돈 낭비일 것”이라고 합니다. “이상적으로는 현재 호주 지침보다 엄격한 미국 환경보호청(EPA) 지침과 일치하는 수준”입니다 .

그는 정말로 가정용 PFAS 처리 시스템을 원한다면 싱크대 아래에 역삼투 , 2단계 필터를 설치하는 것을 제안했습니다.

주방 싱크대 아래에 설치된 정수 여과 시스템.
주방 싱크대 아래에 설치된 정수 시스템.  ( ABC South West: 제공 )

역삼투압은 반투과성 여과 막을 통과하여 깨끗한 물과 “소금물”이라고 불리는 폐액을 분리합니다.

라이트 박사는 “시중에는 ‘작업대 위’ 또는 ‘싱크대 아래’ 시스템으로 사용할 수 있는 제품이 많이 판매되고 있으며, 배관공이 설치할 수 있습니다.”라고 말했습니다.

“하지만 모든 시스템은 주의 깊게 유지 관리해야 합니다. 필터는 유지 관리하고 정기적으로 교체해야 합니다.”

설치 비용도 매우 비쌀 수 있습니다.

간단한 벤치탑 활성탄 필터 시스템은 100달러에서 200달러 사이이고, 싱크대 아래 역삼투 시스템은 400달러에서 1,000달러 이상까지 더 비쌉니다. 교체 필터는 각각 30달러에서 80달러 사이입니다.

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게시됨 수요일 1월 15일 2025 오전 6시2025년 1월 15일 수요일 오전 6시, 

업데이트됨 수요일 1월 15일 2025 오전 9:202025년 1월 15일 수요일 오전 9시 20분

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