Influences of pH on Heavy Metal Leaching in Water Supply Pipelines

In Korea, previous certification of water supply infrastructure was mainly focused on economical and physical aspects. Recently, hygienic safety of water supply service has become a sensitive and important issue to our people for evaluating the water quality with growth of economy and education system. According on water quality in 497 Korean water supply facilities, pH values in the supplied water have ranged between 5.8-8.5. However, little is known about metal leachability at the pH conditions observed in the real water supply systems because a fixed pH condition (pH 7.0) has been used in the current standard method, 'Hygienic Safety Testing Method', in water supply. In this work, we examined the effects on heavy metal leachability with pH differences in the water supply pipes which are typically used in Korea. As a result, the amounts of metal leachability were tended to increase when pH levels were decreased. Especially at pH 5.8, Cu leachability from Cu pipes was found to exceed the public health standard level even after applying a normalization factor (NF) given by the current Korea standard method. The Cr and Cu leached from stainless steel pipes, Cd, Pb, Cu, and Zn from Cu-based pipe fittings, and Zn from Zn-based pipe fittings were exceeded the Korean hygienic safety standards while, after applying the NF, concentrations of the leached metals were satisfied with the current Korean standard. The findings from this work provide implications on the needs of reforming the current hygienic safety standard methodology.

상수도관내 중금속 용출에 대한 수소이온농도의 영향 평가 연구

우리나라 상수도 기반시설 설비에 관련된 기존의 인증평가는 경제적 측면과 내구성 등 물리적 측면에 초점을 맞추어 사용되어 왔다. 그러나 경제수준이 상승하면서 상수도에 대한 위생, 보건, 안전성, 삶의 질에 대한 국민의식이 향상됨에 따라 상수도 서비스의 위생보건학적 품질향상이 요구되고 있다. 지난 5년간 국내 497개 정수장의 수질분석 자료를 고찰한 결과 pH는 5.8~8.5의 범위로 나타났다. 하지만, 현재 우리나라 수도용 자재 및 제품의 위생안전기준 공정시험방법(위생안전시험법)은 pH 7.0에서만 평가하고 있어, 실제 상수도 pH 조건에서 관내 중금속용출에 대한 기초정보가 부족하다. 이러한 배경으로 본 연구에서는 국내에서 대표적으로 사용되는 관에 대하여 pH변화가 중금속용출에 미치는 영향을 실험적으로 분석연구하였다. 본 연구 결과, pH가 낮아질수록 일부 금속의 용출정도가 증가하는 것을 확인하였다. 특히 pH 5.8일 경우, 구리재질의 관에서 Cu가 보정계수(Normalization Factor) 적용 후에도 위생안전기준을 상회하였다. 스테인레스 재질의 관에서는 Cr, Cu가, 구리재질의 이음관에서는 Cd, Pb, Cu, Zn이, 아연재질의 이음관에서는 Zn이 기준치를 각각 상회하였으나 보정계수를 적용하면 기준치를 만족하였다. 본 연구의 결과로 현행 위생안전시험법에서 pH조건을 7.0 이외의 낮은 pH 조건을 포함하는 개정의 필요성이 제안되었다. 추후 상수도관으로 사용되는 다른 종류의 관에 대한 추가 연구의 필요성도 제시되었다. 본 연구는 차후 우리나라 위생안전기준의 개정연구에 필요한 기초자료 제시에 기여를 하였다.