2010년 경북 안동에서 발생한 구제역은 빠른 확산과 초기방역의 실패로 전국적으로 확산되었고, 4800여 곳의 대량 가축 살 처분 매몰지가 긴급하게 조성되었다. 이 과정에서 시간, 장소, 장비 및 인력의 부족으로 매몰지에 대한 체계적인 조사와 대책이 미흡하였고, 이에 매몰지 자체의 안전성이 불명확한 것으로 평가되고 있다. 특히 매몰지가 상수원 보호구역 및 하천 주변에 조성되면서 침출수에 의한 토양, 지하수 및 하천으로의 오염이 우려되고 있다.
침출수에 의한 오염을 예측하고 방지하기 위해 환경부는 염소이온, 암모니아성질소의 농도를 분석하여 침출수의 유출 여부를 판단하고 있으며, 이밖에도 질산성질소와 총 대장균 군 등을 분석하여 침출수에 의한 오염 여부를 판별하고 있다. 그러나 이와 같은 유출판별법은 축산분뇨, 퇴비 및 비료에 의한 오염과 구분에 있어 논란의 여지가 있다. 이에 최근 원자력연구소는 동물사체의 단백질 분해산물인 아미노산과 닌하이드린의 반응을 통한 발색정도로 침출수의 유출을 평가하는 NRN test를 새로운 평가기법으로 제시하고 있다. 그러나 이와 같은 이화학적 분석만으로는 구제역 가축 매몰지 침출수의 잠재적 오염원으로서 수생태계에 미치는 직접적인 영향을 평가 할 수 없다. 이에 생물에 미치는 영향을 직접적으로 평가하고 미지의 독성물질을 감지할 수 있는 독성평가의 필요성이 제시되고 있다.
이에 본 연구에서는 총 6지점(구제역 가축 매몰지 유공관 2곳, 관측정 2곳)의 시료를 채취하여 침출수 유출판단 이화학적 지표분석을 통한 주요인자의 성상을 파악하고 생물종을 이용한 독성평가를 통해 침출수의 수생태계에 대한 영향을 평가 하였다. 이화학적 분석은 구제역 가축 매몰지 침출수의 수계 유입을 가정하여 각 지점의 침출수를 각각 일정 배율로 희석한 개별적 시료에 대해 환경부 기준 구제역 가축 매몰지 침출수 판별기준 검출항목인 암모니아성질소 (NH4+-N)와 염소이온농도(Cl-)를 측정하였고 한국원자력연구소에서 최근 제안한 가축사체유래물질 판별지표인 NRN 값을 분석하였다. 생태독성영향평가는 발광박테리아(V. fischeri)를 이용한 생태독성시험을 수행하여 각각의 EC50 와 TU 값을 산출하였고, 담수미세녹조류(P. subcapitata)와 물벼룩(D. magna) 독성시험을 수행하여 종별 영향 및 민감도를 분석하였다. 또한 이화학적 분석 결과와 발광박테리아(V. fischeri)에 대한 독성영향과 상관관계를 분석하여 상관도가 높은 유출판별 기준인자를 도출하였다.
구제역 가축 매몰지 침출수의 이화학적 분석결과, 내부 침출수(유공관 시료)는 모든 분석항목에서 외부침출수(관측정 시료)에 비해 상당히 높은 농도로 분석되었으며 환경부 유출판별 적용 시 내부 침출수가 5% 함유된 시료에도 환경부 유출판별 1단계(침출수 유출가능성이 높은 단계) 기준치 이하로 분석되었다. 한국원자력연구원에서 제시한 유출판별 기준인 NRN test 결과 적용시 외부 침출수가 0.2% 함유된 시료에서 판별기준치 이상으로 분석되었다. 이와 같은 결과는 NRN test가 환경부 판별기준 검출 시험에 비해 구제역 가축 매몰지 침출수 유출 판별에 좀 더 민감한 시험법으로 나타났다.
구제역 가축 매몰지 침출수의 발광박테리아 독성시험 결과 모든 침출수 시료의 함유율 5% 미만의 농도에서 박테리아의 반수영향(EC50)이 나타났다. 물벼룩 독성시험을 수행한 결과 물벼룩과 발광박테리아에 대한 독성영향이 유사한 것으로 나타났다. 조류독성시험 결과 침출수 함유율 5% 이상에서는 조류생장을 저해 하였으나, 1% 이하의 저 농도의 침출수는 대조군에 비해 조류 생장을 촉진시키는 것으로 나타냈다. 이와 같은 결과는 구제역 침출수에 포함되어 있는 저 농도의 질소 성분은 조류의 성장을 촉진 시키는 것으로 사료되며, 구제역 가축 매몰지 침출수의 독성영향이 생물종별로 상이할 수 있음을 나타냈다.
이화학적 분석과 발광박테리아 독성영향과의 상관관계 분석결과 NRN 값과 NH4+-N값이 가장 상관도가 높은 인자로 나타났으며 회귀식을 통하여 반수 독성영향을 일으키는 NRN 과 NH4+-N값은 각 각 13.98mg/L 와 34.83mg/L로 예측 되었다. 이와 같은 결과는 NRN값과 NH4+-N값이 구제역 가축 매몰지 침출수의 유출을 판별할 뿐 아니라, 그에 대한 독성정도를 예측하는 기초자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 구제역 가축 매몰지 침출수의 누출 관리법과 수계 누출 시 중요한 생태독성과의 연계성을 평가하여 향후 수계 관리 방안의 주요 지표로서 활용 가능성을 연구하였다. 본 실험의 결과는 잠재적 오염원인 구제역 가축 매몰지 침출수에 대한 수 생태계의 위해성을 평가하는데 기초 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

Foot and Mouse Disease starting from Andong in 2010 was rapidly spreaded to the nation due to failure of implementing preventive measures in the early stage and approximately 4,800 FMD animal carcass disposal sites were urgently prepared to deal with slaughtered animals. During the process, systematic investigation and planning for the disposal sites was not properly carried out because of the lack of time, space, equipment and human resources. As a result, safety of the disposal sites was compromised. Especially, as some disposal sites were located near a water source protection area or a river, there is a concern about soil, groundwater and river pollution by leachate.
The Ministry of Environment decides whether there is a leakage of leachate by analyzing concentration of chlorine ion and ammonia nitrogen to predict and prevent pollution caused by leachate. In addition, pollution caused by leachate is decided by analyzing nitric nitrogen and total number of colon bacterium. However, there are some disputes on these leakage tests as it is difficult for them to distinguish pollution caused by leachate from pollution by livestock wastewater, compost and fertilizer. Recently, the Korean Atomic Energy Research Institute proposes the NRN test, which identifies leakage of leachate with the level of a color appeared by a reaction of amino acid and ninhydrin, which are products of protein deposition of animal carcass. However, using physiochemical analysis only does not properly evaluate direct effects of potential pollutants from FMD animal carcass disposal sites on aquatic ecosystem Therefore, it is necessary to prepare a toxic test that evaluate direct effects on organism and detect unknown toxic materials.
This study collects leachate from 6 points of a FMD animal disposal site; two points of the inside (site 1 and 4) and four points of the outside (sit2, 3, 5 and 6). Then, it identifies characteristics of main factors through a physiochemical index analysis to decide whether leachate leaks and evaluates effects of leachate on aquatic ecosystem through a toxic test with organism. In the physiochemical index analysis on the basis of assumption that leachate flows into a river system, an individual specimen is analyzed with three standard criteria (Cl-, NH4+-N and NO3--N) of leachate from FMD animal disposal site, which is presented by the Ministry of Environment, and NRN that is a test for materials originating from dead animal carcass, which is suggested by he Korean Atomic Energy Research Institute. For ecotoxicological implication assessment, EC50 and TU value were calculated through an ecotoxicological test using luminescence bacteria (V. fischeri). To compare effects on each species and sensitivity, a toxic test of freshwater micro green algae (P. subcapitata) and water flea (D. magna) was conducted and its results were compared to those of the luminescence bacteria toxic test. In addition, correlation between the results of physiochemical index analysis and toxic effects on luminescence bacteria (V. fischeri) were analyzed.
According to the results of physiochemical analysis of leachate from FMD animal carcass disposal sites, leachate from the inside points showed significantly higher concentration in all analysis items, compared to that of other points. However, if the content is less than 5%, it does not meet the standard leakage criteria of the Ministry of Environment. This finding shows that the NRN test is more sensitive than the leakage criteria of the Ministry of Environment to verify whether leachate is leaking from a FMD animal carcass disposal site.
According to the results of the luminescence bacteria toxic test of leachate from FMD animal carcass disposal sites, bacteria''s half maximal effective concentration (EC50) was found in all specimens that contain less than 5% of leachate. With regard to the toxic test of green algae and water flea, it is found that the toxic effects on green algae and water flea are similar. For green algae, like other organic species, their growth was prevented in the specimen with less than 5% concentration of leachate while leachate with less than 1% concentration promote the growth of green algae, compared to the control group. Considering the results above, it is assumed that low concentration nitrogen may promote the growth of green algae and it is shown that toxic effects of leachate from FMD animal carcass disposal sites can vary by the types of organic species.
According to the correlation between physiochemical analysis and toxic effects, it is indicated that both NRN and NH4+-N value have the highest correlation with luminescence bacteria toxic effects. In addition, it is predicted through a regression analysis that both NRN and NH4+-N value causing half maximal toxic effects are 13.98mg/L and 34.83mg/L, respectively. The findings of this study shows that NRN and NH4+-N value can be used as basic information to predict toxicity of leachate leaking from FMD animal carcass disposal site as well as deciding whether there is the leakage of leachate.