Opinion

Korean Journal of Soil Science and Fertilizer. 31 May 2024. 124-129
https://doi.org/10.7745/KJSSF.2024.57.2.124

ABSTRACT


MAIN

  • Introduction

  • Regulations on Heavy Metal Contamination in Domestic Agricultural Soil

  • Cases Establishing Agricultural Land Heavy Metal Management Standards based on Availability Concepts in Abroad

  • Comparison of Total Concentration Standard Policy and Availability Standard Policy

  • Conclusion

Introduction

농경지 토양의 가장 중요한 기능은 국민의 먹거리를 생산하는 것이고, 먹거리를 생산할 때 중요한 두 가지 요소는 농작물 생산성과 국민건강에 미치는 안전성이라고 할 수 있다. 따라서 농작물 생산성을 높이기 위한 정책만큼이나, 안전성을 확보하기 위한 정책도 중요하게 다루어져야 한다. 농산물 안전성 측면에서 빼놓을 수 없는 유해물질은 중(준)금속이다. 다양한 언론매체를 통해서 수입 농산물 또는 우리나라에서 생산된 농산물이 중금속에 오염된 사례가 보고되어 대다수 국민이 관련 내용을 알고 있다. 중금속 오염 농산물은 오염된 토양에서 해당 중금속을 뿌리를 통해 많이 흡수하여 발생하기 때문에 중금속으로 오염된 토양관리는 작물의 안전성과 밀접하게 관련된다.

우리나라에도 폐금속 광산 인근 농경지나 산업단지 인근 농경지가 중금속으로 오염되어 있거나 그 외 농자재 사용에 따른 농경지 토양 오염 사례들이 보고되었다 (Lim et al., 2014; Kim et al., 2020; Ahn et al., 2021). 이때 ‘오염되었다’의 여부를 조사하고 판단할 때 환경부령이 정하는 [토양환경보전법]에 따라 토양에 있는 중금속의 총농도 (총함량)를 기준으로 한다. 그런데 토양에 있는 중금속의 총함량은 작물이 해당 중금속을 흡수하는 정도를 반영하지 못한다. 이미 많은 연구에서 작물의 중금속 흡수는 토양 중 총농도가 아닌 유효태 농도에 의해 결정된다고 보고하고 있다 (Kim et al., 2007; Kim et al., 2015; Kim et al., 2020). 따라서, 생산되는 농산물의 안전성 측면을 고려한다면 토양 중 총농도 보다는 중금속 유효태 농도에 초점을 맞춘 정책이 필요하다.

토양 중 중금속의 유효태 농도란 토양에 존재하는 다양한 형태의 중금속 화학종 중에서 식물이 흡수할 수 있는 형태의 화학종 농도를 뜻하며, 토양 pH나 유기물 함량 같은 토양 특성에 따라 변하게 된다. 농경지 토양의 양분 관리를 할 때 유효인산이나 치환성 양이온과 같이 식물이 흡수할 수 있는 형태의 영양원소를 분석하여 이용하는 것과 같은 개념이다.

Regulations on Heavy Metal Contamination in Domestic Agricultural Soil

중금속으로 오염된 농경지에 대한 모니터링 및 복원 관련해서 농식품부령 법은 크게 세 가지로 볼 수 있다. 하나는 식품의약품안전처 (이하, 식의약처)에서 관장하는 [농수산물품질관리법]이고, 다른 하나는 [친환경농어업 육성 및 유기식품 등의 관리/지원에 관한 법률] (이하 친환경육성법)이며 또 다른 하나는 [농지법]이다. [농수산물품질관리법]에는 농경지 안전 조사를 위해서 [총리령]에서 정하는 기준을 사용하도록 명시하고 있고, [총리령]에는 식의약처장이 안전관리 기준을 만들어 고시하도록 하고 있다. 이에 식의약처에서는 [생산단계 농산물 등의 유해 물질 잔류기준 고시]에 중금속 오염 농경지 조사·관리 기준을 명시하고 있는데, 식의약처에서 만든 기준이 아니라 [토양환경보전법]의 ‘토양오염 우려기준을 적용한다’라고 되어 있다. [친환경육성법]에도 국가나 지자체장은 농지, 용수 오염방지 및 개량 시책을 시행해야 하고 이를 위해서 환경부령이 정하는 [토양환경보전법]의 토양오염 우려기준을 적용하도록 명시하고 있다. 즉, 우리나라 농경지 토양 관련 정책을 모두 중금속 총농도 기준에 의해서 시행하고 있는 것이다.

농산물품질관리원에서는 국민의 건강을 보호하기 위해서 오염된 농산물을 찾아내 조치하기 위한 모니터링 사업을 하고 있다. 이때 위에 언급한 두 법에 따라서 관련 기관에서 중금속 총농도 기준으로 실시한 농경지 토양 모니터링 결과를 바탕으로 오염되었다고 판단되는 농경지 일대의 농산물을 조사한다. 그런데, 식물 흡수율을 잘 반영하지 못하는 총농도 기준의 토양 데이터를 바탕으로 조사하기 때문에 오염된 농산물을 찾아내는 정확도가 떨어지리라 예측할 수 있다. 실제로 2014년도 조사에서 조사 건수 대비 부적합률 (오염농산물 발견율)은 0.9%였다. 만약 농경지 토양의 모니터링을 할 때 식물 흡수율을 더 잘 반영하는 유효태 농도로 한다면 오염된 농산물을 찾아 사전 조처하는 정책의 정확도가 높아질 것이다.

[농수산물품질관리법]에는 오염된 농경지에 대한 개량 (복원이 아닌 ‘개량’으로 표현되어 있음)을 식의약처장이나 시도지사가 명령할 수 있게 되어 있고, [농지법]에도 중금속 등으로 오염된 농지의 토양개량 (복원이 아닌 역시 ‘개량’으로 표현되어 있음) 의무에 관한 조항이 있다. 그러나 두 관련법에 구체적인 방법은 명시되어 있지 않다. 다만, 오염 여부에 관한 판단을 [토양환경보전법]의 총함량 기준으로 하고 있으므로 개량 후 목표를 총함량 기준 보다 낮게 할 수 있는 객토 또는 성토만이 사용 가능하다. 그런데, [농지법] 21조에서 토양개량제 지원사업 조항이 있는데 중금속 오염 농경지를 대상으로 석회비료를 지원할 수 있도록 명시하고 있다. 중금속으로 오염된 농경지에 석회비료를 뿌려도 총농도를 기준 수치 이하로 낮출 수는 없다. 그런데도 석회비료를 지원해 준다는 것은 농경지에서 생산되는 농산물의 안전성을 고려한 조항으로 유효도 개념을 인정하고 있는 것이다.

Cases Establishing Agricultural Land Heavy Metal Management Standards based on Availability Concepts in Abroad

해외 사례를 살펴보면 일본, 중국, 유럽의 일부 국가들은 농경지 토양의 중금속 관리를 위해서 유효태 농도 기준을 사용하고 있다 (Kim et al., 2015; Adamo et al., 2017). 중국은 농경지 토양에 대한 법적 기준을 별도로 고시하고 있으며, 토양 pH에 따라 총함량 기준 농도가 4단계로 세분되어 있다. 토양 중 중금속의 유효도는 pH에 따라 크게 달라지고 작물 흡수율이 달라지기 때문에 이를 반영하기 위해서 pH 단계별로 기준 농도를 달리 하는 것이다. 일본은 농경지와 일반 토양에 대한 기준이 유효태 농도를 측정하는 방법의 하나인 추출법에 따른 농도 (1 M HCl, 0.1 M HCl)로 따로 고시되어 있다. 또한 일반토양에 대한 기준 수치는 상당히 약하지만 (높은 기준 수치), 농경지에 대한 기준은 상당히 강하게 (낮은 기준 수치) 제정되어 있다. 농경지에 대한 기준은 인체 위해성이 높은 As, Cd, Cu 3항목만 정하고 있다. 중금속의 유효도 수치가 환경관리 측면에서 중요하다고 인정하고 있는 일부 유럽 국가에서도 법적 기준 및 규제의 기준으로 중금속 유효도 수치를 사용하고 있다 (Fig. 1).

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Fig. 1.

Management standards for heavy metals in agricultural land soil in countries utilizing the availability concept.

Comparison of Total Concentration Standard Policy and Availability Standard Policy

토양 중 중금속 총농도를 분석하기 위해서는 [토양오염공정시험기준]에 따라 왕수로 토양을 분해하는 과정을 거쳐야 한다. 반면에 유효태 농도는 묽은산, 중성염, 킬레이트 용액 등으로 추출하는 방법을 사용하기 때문에 분석에 드는 시간과 비용이 적다. 앞서 언급한 바와 같이 총함량 기준으로 조사한 농경지 토양 중금속 농도 정보를 바탕으로 농산물 모니터링을 하는 현재의 관리 정책은 오염농산물 검출율이 낮으며, 결과적으로 예산 투입 대비 농산물 모니터링 사업의 실효성이 낮다고 평가할 수 있다. 반면에 중금속 식물흡수율과 상관관계가 높은 유효태 농도를 기준으로 농경지 오염도를 조사하고 이를 바탕으로 농산물을 조사한다면 오염농산물 검출율이 높아져서 농경지 토양 모니터링의 실효성이 높아질 것이다. 중금속으로 오염된 농경지를 복원하고 개량할 때도 총함량 기준을 적용하는 현재로서는 총농도를 낮추어야 하므로 외부에서 오염되지 않은 토양을 들여와 섞거나 쌓아 올리는 객토 또는 성토 방식만이 가능하다. 이와 관련해서 Kim et al. (2012)은 중금속 오염 농경지 개량을 위해서 사용하는 성토 공법에 대해서 아래와 같이 다섯 가지 단점을 들기도 하였다.

1) 광범위의 중금속 오염농경지를 성토하기 위한 비오염토양을 확보하기가 어려움

2) 오염 농경지 인근에서 비오염토양을 확보하였다고 하더라도 한 곳에서 막대한 양의 토양을 굴착할 경우 또 다른 환경 관련 문제를 초래함

3) 성토를 위해서 필요한 양의 비오염 토양을 수송하는 데 큰 비용이 소요됨

4) 많은 경우 성토를 위해 확보한 비오염토양이 생산성이 낮거나 농경에 적합하지 않으므로 부수적인 개량 작업 (비용 발생)이 필요함

5) 성토 공법은 침식에 의한 토양 유실 등 장기적으로 볼 때 바람직한 개량 방법이 아님

성토 공법과는 달리 유효도 개념을 적용한다면, 토양개량제를 투입함으로써 오염 농경지 토양의 중금속 유효도를 낮춰 결과적으로 작물 흡수량을 줄일 수 있는데 이를 보편적으로 안정화 공법이라고 부른다. 중금속의 유효도를 떨어뜨리는 다양한 안정화제를 연구한 결과는 많은 논문을 통해서 소개되고 있으며 (Kim et al., 2019; Lwin et al., 2022), 성토 공법에 비해서 비용이 저렴하고 사용 편의성이 좋다고 평가받고 있다 (Fig. 2). 이처럼 여러 측면을 비교할 때, 중금속 유효도 개념을 도입하는 것은 사회적 비용을 절약하고 안전한 농산물 생산을 꾀함으로써 국민의 건강을 보호할 수 있는 좋은 방향으로의 정책 전환이 될 것이다.

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Fig. 2.

Comparison of characteristics in management of heavy metal contamination in agricultural land based on total concentration and availability standards.

Conclusion

지금까지 농경지 토양에 대한 중(준)금속 조사 및 개량 등 관리 사업은 환경부령의 [토양오염공정시험기준]에 의해서 진행됐다. 그러나, 농경지는 작물을 생산하는 배지이고 작물이 토양으로부터 중(준)금속을 흡수하여 가식부에 축적하는 정도는 총함량과의 관계보다는 토양 중 식물유효태 형태로 존재하는 양에 의해서 결정된다. 이와 같은 내용은 이미 많은 연구에서 보고됐고, 최근에 진행되었던 국내 연구에서도 입증이 되는 내용이다. 또한 중금속 유효도의 중요성을 인정하고 있는 많은 나라에서 법적 관리기준으로 사용하고 있다. 따라서, 우리나라도 농작물의 안전성에 대한 국민의 요구도에 부합하고 안전한 농산물 생산을 목적으로 향후 농경지 토양에 대한 안전관리는 식물유효도 개념을 도입하여 진행되어야 한다.

Funding

This study was supported by the National Research Foundation of Korean grant funded by the Korean government (MSIT) (No.2020R1A2C1003750) and the support of “Research Program for Agricultural Science and Technology Development (Project No. PJ015727)”, National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration, Republic of Korea.

Conflict of Interest

The authors declare that they have no known competing financial interests or personal relationships that could have appeared to influence the work reported in this paper.

Author Contribution

Kim KR: Data curation, Writing-original draft

Data Availability

All data collected for this study are provided in Table or Figure.

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