동영상 및 팩트 시트

배경

브롬화 원소는 식수원에서 자연적으로 발생합니다. 브롬화물은 오존으로 처리된 물에서 브롬산염으로 전환될 수 있습니다. 원수에 브롬화물이 포함되어 있고 처리 과정에서 오존이 사용되는 것으로 알려져 있기 때문에 LAAFP(로스앤젤레스 수로 여과 공장)에서 처리되는 물은 정기적으로 브롬산염을 분석합니다. 브롬화물은 규제 대상이 아닙니다. 그러나 미국 환경보호청(US EPA) 은 식수 내 브롬산염 한도를 10마이크로그램/리터(µg/L)로 설정하고 있습니다. 1µg/L는 10억분의 1(ppb)에 해당합니다. 1ppb는 1억 2천만 갤런의 물에서 1파인트에 해당하는 양입니다. LAAFP 폐수는 평균 5.0µg/L 미만의 브롬산염을 함유하고 있습니다.

LAAFP에서 물을 처리한 후에는 저수지, 탱크, 파이프라인을 거쳐 최종적으로 수도꼭지까지 배급 시스템을 통과할 때 처리된 물의 안전을 보장하기 위해 2차 소독제를 사용해야 합니다. 염소, 이산화염소, 클로라민 등 세 가지 화학물질이 2차 소독제로 미국 환경보호청(EPA)의 승인을 받았습니다. 2014년 시스템 전반에서 클로라민으로 전환하기 전에는 염소를 2차 소독제로 사용했습니다.

2009년 이전에는 6개의 배수지 중 6곳이 덮개가 없거나 '노천' 저수지로 남아 있었습니다. 발견된 저수지에는 염소 처리된 물이 포함되어 있었고, 조류 방제를 위해 오존이 아닌 염소를 추가로 처리하는 경우가 많았습니다.

2007년에는 엘리시안, 이반호, 실버 레이크 등 세 곳의 미개방 저수지에서 높은 수준의 브롬산염이 검출되었습니다. 이 저수지의 브롬산염 수치는 LAAFP 유출수에서 검출된 수치보다 높았으며 미국 환경보호청(EPA)이 정한 한도를 초과했습니다. 세 곳의 저수지로 보내지는 물에는 일반적으로 LAAFP의 지표수와 혼합된 처리된 지하수가 포함됩니다. 지하수에도 브롬화물이 포함되어 있는 것으로 알려져 있지만, 지하수를 처리하는 데 오존을 사용하지 않기 때문에 브롬산염 형성은 예상하지 못했습니다.

조사

오존이 없을 때 지하수의 브롬화물이 어떻게 브롬산염으로 전환되는지 확인하기 위한 조사가 시작되었습니다. 그 동안 브롬산염 형성을 최소화하기 위해 운영상의 조치를 취했습니다. 이를 위해서는 저수지로 공급되는 지하수를 제한하고 브롬산염에 대한 지속적인 모니터링이 필요했습니다.

햇빛이 브롬산염 형성의 한 요인일 수 있다고 의심되었습니다. 실험에서는 저수지 물(브롬화물과 염소가 함유된)이 담긴 병을 실버 레이크 저수지(개방형 저수지)의 다양한 수심에 매달았습니다. 그런 다음 병에 담긴 물을 브롬산염으로 분석했습니다. 테스트 결과, 햇빛에 더 많이 노출되고 수면에 가까운 샘플에서 브롬산염이 더 많이 형성되는 것으로 나타났습니다. 또한 빛 투과율이 80-85% 감소했을 때 브롬산염 형성이 발생하지 않는 것으로 나타났습니다%. 맑은 날과 흐린 날의 저수지 내 샘플 결과도 비교했는데, 흐린 날의 브롬산염 형성은 맑은 날의 15~20%% 수준이었습니다. 결론; 브롬화물과 염소가 함유된 물은 햇빛 아래에서 브롬산염을 형성합니다.

솔루션

해결책은 명확했습니다. 햇빛이 들어오지 않도록 저수지에 그늘을 드리우는 것이었습니다. 안타깝게도 저수지 덮개를 설계하고 시공하는 데는 몇 년이 걸립니다. 주요 수자원 중 하나인 지하수를 충분히 활용하지 못하고 브롬산염 수치를 통제해야 했기 때문에 더 빠른 대안이 필요했습니다.

공항 활주로 근처의 수역에 새가 접근하지 못하도록 하는 데 사용되어 '새 공'이라고도 불리는 그늘막 공이 잠재적인 대안으로 검토되었습니다.

그늘막은 햇빛을 충분히 차단할 수 있을 만큼 수면을 충분히 덮어야 하고 식수로 사용하기에도 적합해야 했습니다. 요건에 맞는 그늘막 볼은 직경 4인치, 고밀도 폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어졌으며 미국위생재단(NSF) 국제 표준 61에 따라 음용수로 사용하도록 승인되었습니다. NSF는 독립적이고 공인된 보건 및 안전 기관입니다. 다른 색상도 고려했지만, 자외선(햇빛)에 의해 색이 변질되기 쉬운 것으로 나타난 검정색이 선택되었습니다. 그늘막 볼에 닿는 물은 모든 용도에 대해 지속적으로 안전성을 검증받았습니다.

그늘막은 햇빛을 95% 차단하고 브롬산염 형성을 방지하여 빛 노출을 줄이는 데 매우 효과적입니다.

더 많은 셰이드볼 혜택

이제 그늘막은 엘리시안, 이반호, 어퍼 스톤 캐년, 로스앤젤레스 등 4개의 남은 오픈 저수지를 덮고 있습니다. 실버 레이크는 2013년에 서비스에서 제외되었습니다. 그늘막은 브롬산염 형성에 대한 해결책일 뿐만 아니라 2단계 소독제 및 소독 부산물(DBP) 규정을 준수하는 데도 도움이 되었습니다. 2단계 DBP 규칙은 소독제 사용량을 제한하고 식수 내 소독 부산물의 시스템 전체 수준 감소를 요구합니다. 그늘막 볼은 조류 방제에 사용되던 염소의 양을 대폭 줄여(조류가 성장하려면 햇빛이 필요함) 처리 비용을 크게 절감하고 시스템 전반의 소독 부산물 발생량을 낮추는 데 도움이 됩니다.

그늘막은 또한 장기 강화 지표수 처리(LT2) 규칙을 위한 임시 해결책으로 사용되며, 나머지 개방 저수지의 물을 덮거나 교체하거나 추가 처리를 제공합니다. 또한, 그늘막은 증발량을 크게 줄여 수자원을 절약하는 훌륭한 도구로 입증되었습니다. 실제로 로스앤젤레스 저수지에서만 매년 3억 갤런 이상의 물을 절약하고 있습니다. 그늘막은 고객에게 확실한 윈윈입니다.

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자주 묻는 질문

LA 저수지 표면에 그늘막을 설치하는 주된 목적은 무엇인가요?
작고 검은색 플라스틱 공은 햇빛에 의한 화학 반응을 방지하여 수질을 보호합니다. 로스앤젤레스 저수지가 연방 수질 규정을 준수하는 데 도움이 되는 비용 효율적인 투자로, 그늘막은 이 목표를 달성하기 위해 고려되는 대체 프로젝트 및 솔루션의 수와 규모에 비해 2억 5천만 달러를 절약할 수 있을 것으로 예상됩니다. 이러한 대안에는 저수지를 양분 댐으로 두 개로 나누는 방법과 3억 달러 이상의 비용이 드는 부유식 덮개 두 개를 설치하는 방법이 포함되었습니다. 반대로 그늘막 공 하나당 36센트의 비용으로 설치되어 로스앤젤레스 수로 프로젝트의 총 비용은 약 3450만 달러에 달했습니다. 그늘막은 또한 연간 약 3억 갤런의 물 증발로 인한 손실을 방지할 수 있습니다.

그늘막 볼이 식수와 접촉해도 안전한가요?
그늘막을 만드는 데 사용되는 플라스틱은 식품 등급이며 건강과 안전에 문제가 없는 것으로 알려져 있습니다. 실제로 전 세계 수도관에는 동일한 플라스틱이 사용되고 있습니다. 그늘막 공의 소재와 생산 공정은 미국위생재단(NSF) 국제 인증을 받았습니다. 이 공은 연방 표준을 준수하며 식수와 접촉해도 안전한 것으로 간주됩니다.

LADWP는 언제 이 전략을 처음 시작했나요?
지금은 은퇴한 LADWP의 생물학자인 브라이언 화이트 박사는 수질 개선을 위해 그늘막을 사용하는 아이디어를 최초로 생각해낸 사람입니다. 그는 비행장 활주로의 연못에 '버드볼'을 적용하는 것에 대해 알게 되면서 아이디어를 떠올렸습니다. 이 혁신적인 자체 솔루션은 2008년부터 LADWP의 야외 저수지에서 햇빛을 차단하고 화학 반응을 방지하며 녹조 발생을 줄이기 위해 사용되었습니다. 현재 어퍼스톤, 엘리시안, 이반호 저수지에 설치되어 있는 그늘막은 저수지 표면의 증발을 85% ~ 90%%까지 감소시키는 추가적인 이점을 제공합니다.

다른 저수지에서도 효과가 입증되었나요? 
그늘막은 화학 및 전술적 운영 비용 절감이라는 추가적인 이점과 함께 배치된 모든 저수지에서 태양에 의해 유발되는 조류와 브롬산염의 형성을 효과적으로 제어했습니다. 2008년 9월에는 이반호 저수지, 2009년 2월에는 엘리시안 저수지, 2012년 4월에는 어퍼 스톤 캐년 저수지에 그늘막을 설치했습니다.

그늘막 공은 어떤 재료로 제작되나요?
그늘막 볼은 자외선 변색을 억제하는 검은색 착색제가 함유된 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 수지로 만들어집니다. 모든 셰이드 볼의 외경은 4인치입니다. 로스앤젤레스 저수지에서 사용된 공의 무게는 40g이며, 저수지가 돌풍이 심한 지역에 위치한 만큼 돌풍에 날아가지 않도록 무게를 더하기 위해 200g의 식수를 채워 넣었습니다. 엘리시안, 이반호, 어퍼 스톤 캐년 등 다른 로스앤젤레스 저수지에 설치된 그늘막은 속이 비어 있고 물이 채워져 있지 않습니다.

공이 검은색인 이유는 무엇인가요? 밝은 색이 열을 더 잘 반사하지 않을까요? 
공이 검은색인 이유는 자외선 안정제로 카본 블랙( "" )이 함유되어 있어 수명이 길어지기 때문입니다. 흰색과 같은 다른 색상도 고려되었지만 물에 침출될 수 있는 염료가 포함되어 있어 선택하지 않았습니다. 잠재적 오염 물질이 아닌 식품 등급인 파란색 음영이 고려되었습니다. 그러나 제조업체는 공이 햇볕에 1년 이상 지속될지 확신하지 못했습니다. 검은색 공은 실외에서도 견딜 수 있는 것으로 입증되었으며 식수 접촉용으로 승인되었습니다. 식수와의 접촉을 테스트하고 인증한 NSF International에 따르면, 카본 블랙은 실제로 플라스틱의 열적, 구조적, 화학적 안정성을 높이고 자외선 분해에 대한 저항력을 높인다고 합니다.

열섬 효과를 악화시키거나 박테리아 번식지를 만들지 않나요? 
물에서 심각하거나 비정상적인 열 영향은 발견되지 않았습니다. 그늘막 볼의 윗면은 열을 흡수하지만 열이 수면과 공기 중으로 잘 전도되지 않는(플라스틱은 에너지 전도성이 좋지 않습니다) 것으로 관찰되었습니다. 오히려 그늘막 공은 9,800만 개의 공이 로스앤젤레스 저수지의 표면을 덮고 있기 때문에 4인치 단열 담요 역할을 합니다. 저수지 자체는 비교적 시원한 물로 이루어진 깊은 웅덩이로, 표면에서 열적으로 안정된 상태를 유지하는 데 도움이 됩니다.

다른 색상으로 제작된 공도 고려했나요?
네. LADWP는 제조업체와 협력하여 파란색을 포함한 다른 색상을 고려했습니다. 그러나 테스트한 컬러 수지에 자외선 안정제와 억제제가 부족해 햇빛에 잘 견디지 못했고 공은 1~5년 이내에 품질이 떨어졌을 것입니다. 다른 색상은 자외선을 완전히 차단하지 못하며 염료가 필요해 물에 침출될 수 있습니다. 카본 블랙은 화학 물질을 방출하거나 침출하지 않습니다.

카본 블랙이 함유된 공은 햇빛을 더 효과적으로 차단하고 더 오래 변질되지 않습니다. 블랙 쉐이드 볼은 NSF International에서 식수와 접촉해도 안전하다는 인증도 받았습니다.

공은 재활용 콘텐츠로 만들어졌나요?
아니요.  새로운 고밀도 폴리에틸렌만 사용됩니다.  공은 완전히 재활용할 수 있습니다.

공은 재활용이 가능한가요? 사용 후 볼을 폐기/재활용하는 뉴욕시의 계획은 무엇인가요?
예.  더 이상 필요하지 않게 되면 재활용을 위해 보내기 전에 재사용 또는 용도 변경에 대한 아이디어가 고려됩니다.

햇빛과 열로 인해 그늘막 볼이 미세 플라스틱으로 분해되어 식수로 들어가게 되나요?
2008년에 이 방법을 시작한 이래, LADWP는 그늘막 공이 "미세 플라스틱으로 분해되었다는 증거를 발견하지 못했습니다." 저수지 물은 시스템 전체에서 광범위하게 샘플링되며 그늘막 공에서 플라스틱 조각이나 화학물질 침출은 발견되지 않았습니다. 

플라스틱이 내분비 교란 물질을 침출하거나 LA의 식수에 박테리아 오염을 일으킬까요?
LADWP는 100개 이상의 화합물을 테스트했으며, 그 결과 우려할 만한 수준은 발견되지 않았습니다. 식수와 접촉하는 모든 재료에 대한 엄격한 NSF 표준-61 요건을 충족하기 위해 그늘막 볼을 납품하기 전에 NSF International의 인증 침출 테스트를 통해 테스트를 시작했습니다. 이 테스트는 2008년부터 분기별로 저수지와 배급수에서 박테리아와 화학 화합물에 대한 자체 정기 검사를 계속해오고 있습니다. 향후 지속적인 테스트를 통해 문제가 발견되면 LADWP는 이를 감지하고 즉시 대응할 수 있습니다. 

LADWP의 일일 수질 모니터링 및 유지 관리 작업 결과, 그늘막 사용으로 인한 저수지의 비정상적인 열 영향이나 박테리아 번식은 발견되지 않았습니다. 박테리아 반응 가능성에 대한 우려를 해소하기 위해 LADWP는 여과 후 물을 소독하고 저수지를 떠난 후에도 다시 소독을 실시합니다. 수질 모니터링이 활발히 이루어지고 있으며 이상 징후가 있는지 지속적으로 추적하고 있습니다.

플라스틱은 식품 등급이며 건강 및 안전에 알려진 문제가 없습니다. 실제로 LADWP는 수도관에도 동일한 플라스틱을 사용하며, 해당 국가 공인 기관으로부터 안전한 사용을 승인받았습니다. 또한, LADWP는 이러한 유형의 플라스틱에 대해 다음과 같은 내분비계 장애 화합물 및 화학 물질을 검사했으며, 그 어떤 것도 검출되지 않았습니다:  

• Alachlor
• 아트라진
• 벤조(a)피렌
• 벤질부틸프탈레이트
• 살생물제
• 비스페놀-A
• 카드뮴
• 클로로포름
• 디(2-에틸헥실)아디페이트
• 디(2-에틸헥실)프탈레이트
• 디브로모클로로프로판(DBCP)
• 디브로모메탄
• 디에틸프탈레이트
• 디메틸프탈레이트
• 디-엔-부틸프탈레이트
• 디-엔-옥틸프탈레이트
• 소독 부산물 [byproducts are present but not due to plastic]
• 화재/난연제
• 휘발유 첨가제
• 중금속
• Mercury
• 몰리네이트
• 유기 용제
• 플라스틱 생산의 유기물
• 염료 생산에 사용되는 유기물
• PVC 생산의 유기물
• 펜타클로로페놀
• 살충제
• 페놀
• 냉매
• Simazine
• 티오벤카브

그늘막은 어떤 유형의 수질 문제로부터 보호하나요?
가뭄으로 인해 캘리포니아주는 특히 건조한 해에 브롬화물이 많은 캘리포니아 수로에서 더 많은 양의 물에 의존하고 있습니다. 문제는 높은 수준의 브롬화물을 함유한 염소 처리된 물이 햇빛에 노출되면 화학 반응이 일어나 발암 물질로 의심되는 브롬산염이 생성될 수 있다는 것입니다. 브롬산염은 오존 처리의 소독 부산물로 알려진 규제 대상 식수 오염 물질이지만, 개방된 수역에서 형성되는 것은 예상하지 못했습니다. 그늘막은 햇빛 노출을 크게 줄여 화학 반응을 방지하고 상수도가 오염되지 않도록 보호합니다.

로스앤젤레스 저수지와 같이 덮개가 없는 저수지는 햇빛 노출로 인해 조류가 발생하기 쉬우며, 이를 처리하기 위해 염소가 필요합니다. 조류는 시간이 지남에 따라 분해되어 유기물로 변하고 염소와 반응하여 미국 환경 보호국(EPA )과 주 수자원 관리위원회(DDW)의 식수 부문에서 정한 수질 규정에 따라 최소화해야 하는 소독 부산물(DBP)을 형성합니다. 이 저수지의 목표는 조류와 염소 사용을 줄이기 위해 햇빛 노출을 줄여 DBP의 형성을 줄이는 것입니다.

그늘막 볼은 물 처리에 사용되는 염소의 양을 어떻게 줄이나요?
염소는 조류 성장을 치료하는 데 사용됩니다. 그늘막을 사용하면 햇빛 노출을 차단하여 저수지의 조류 성장량을 크게 줄여 로스앤젤레스 저수지의 일일 염소 사용량을 줄일 수 있어 현재 염소 비용을 고려할 때 한 달에 약 28,000달러를 절약할 수 있습니다. 더 중요한 것은 염소 공급량을 줄임으로써 직원과 인근 주민의 안전 환경이 개선되었다는 점입니다.

셰이드 볼은 어떤 유형의 정부 수질 규정을 충족하나요?
로스앤젤레스 저수지의 경우, 자외선 처리 및 배수 시스템 운영 수정과 함께 그늘막을 설치함으로써 LADWP는 주 수자원 관리위원회, 식수국(DDW) 및 미국 환경보호국(US EPA)의 주 및 연방 수질 규정을 준수할 수 있게 됩니다. 이러한 규정에는 안전한 식수법(SDWA) 과 미국 환경보호청(EPA)의 2단계 소독제 및 소독 부산물 규정(2단계 DBP 규정)이 포함됩니다.

LADWP가 그늘막을 최초로 사용했나요?
플라스틱 공은 수십 년 동안 사용되어 왔으며 다른 분야에서도 다양하게 활용되고 있습니다. 특히 공항이나 공항 근처에서 조류 충돌을 최소화하기 위해, 광산업에서 증발수 손실을 제어하기 위해 사용되었습니다. 그러나 LADWP는 식수의 수질 문제를 완화하기 위해 그늘막을 사용한 최초의 유틸리티입니다.

쉐이드 볼의 수명은 어떻게 되나요?
볼의 수명은 최소 10년입니다. 그늘막 공은 결국 구조적 무결성을 잃고 10년이 지나면 반으로 갈라지거나 이음새가 고장날 수 있으며, 이 시점이 되면 제거하여 완전히 재활용할 것입니다. 

볼이 추가 박테리아가 번식하여 상수도에 유입될 수 있는 장소를 허용하나요?
LADWP는 저수지를 떠나기 전과 떠난 후에도 물을 소독합니다. 수질 모니터링이 활발히 이루어지고 있으며, 처리 과정의 각 단계와 유통 중에 이상 징후가 있는지 지속적으로 테스트하고 있습니다. 오늘날 LA의 식수는 지속적으로 모든 식수 수질 기준을 충족하거나 그보다 더 나은 수질을 유지하고 있습니다. 

그늘막이 증발로 인해 손실될 수 있는 물을 절약하는 데 도움이 되나요? 그렇다면 얼마나 도움이 되나요?
그늘막은 태양에 노출되는 수면 면적을 줄이고 수면 위의 바람의 흐름을 줄여 증발의 영향을 줄이는 데 기여합니다. 저수지를 그늘막으로 완전히 덮으면 증발로 인해 손실되는 물의 최대 90% %를 절약할 수 있는 것으로 추정됩니다.

LADWP는 물 절약을 위해 또 어떤 노력을 하고 있나요?
로스앤젤레스시는 물 절약 노력의 선두주자입니다. 지난 40년 동안 로스앤젤레스의 1인당 물 사용량은 인구가 100만 명 이상 증가했음에도 불구하고 제자리걸음을 하고 있습니다.

올해만 해도 로스앤젤레스는 앞장서서 이미 도시의 물 사용량을 13% 줄였습니다%. 가세티 시장의 행정 지시에 따라 LADWP는 2025년까지 구매 물 수입량을 50%% 줄일 수 있도록 사용량을 추가로 감축하는 작업을 진행 중입니다.

공에 물이 채워진 이유는 무엇인가요?
로스앤젤레스 저수지의 그늘막은 부분적으로 물을 채워 그늘막을 밀어내고 표면을 햇빛에 노출시키는 바람의 힘을 상쇄하기 위해 무게를 덜어줍니다.

그늘막 볼은 영구적인가요?
엘리시안, 이반호, 어퍼 스톤 캐년 저수지에서는 그늘막을 임시로 설치합니다. 이반호에서는 헤드웍스 저수지 동쪽이 완공되어 완전히 가동되면 그늘막을 철거할 예정입니다. 엘리시안 및 어퍼 스톤 캐년 저수지의 그늘막은 플로팅 커버가 설치됨에 따라 철거될 예정입니다. 로스앤젤레스 저수지의 그늘막 공 솔루션은 영구적입니다. 10년마다 제거, 재활용 및 교체됩니다.

로스앤젤레스 저수지에는 몇 개의 공이 필요하나요?
이반호와 엘리시안 저수지에 300만 개의 공기로 채워진 공이 배치되었습니다. 어퍼 스톤 캐년에서는 640만 개의 공기로 채워진 공이 배치되었습니다. 로스앤젤레스 저수지에는 9,600만 개의 물로 채워진 공이 배치되었습니다.

LADWP는 로스앤젤레스 저수지에 그늘막을 대신할 수 있는 대안을 고려했나요?
그늘막 공은 연방 수질 요건을 충족하기 위해 로스앤젤레스 저수지에서 계획된 원래 솔루션의 대안이었습니다. 원래 계획은 분할 댐을 건설하여 기존 저수지를 둘로 나누고, 입구와 출구 공사를 새로 건설하고, 각 절반에 세계 최대 규모의 플로팅 커버 2개를 설치하는 등 다각적인 해결책을 마련하는 것이었습니다. 또한 LADWP는 로스앤젤레스 저수지가 가동을 중단하는 동안 운영상의 필요를 처리하기 위해 새로운 저수지를 건설해야 했을 것입니다. 이 프로젝트는 매우 큰 규모의 사업이고 비용이 많이 들었을 것입니다. 이러한 프로젝트의 초기 추정치는 최소 3억 달러였습니다.

그늘막 공 노력과 함께 LADWP는 로스앤젤레스 저수지의 물을 추가로 처리하기 위해 1억 달러 규모의 두 번째 자외선 처리 시설을 건설하여 장기 2 강화 지표수 처리 규칙 준수를 위한 규제 일정을 준수하고 자본 개선 비용 2억 5천만 달러 이상을 절약하며 물 손실을 줄일 수 있도록 할 것입니다.

쉐이드 볼은 어떤 회사에서 제작하나요?
두 개의 공급업체가 로스앤젤레스 저수지에 그늘막을 제공했습니다. 주요 공급업체는 아주사에 본사를 둔 소수 민족 소유의 소규모 블로우 성형 업체인 아티산 스크린 프린팅이었습니다. 8,960만 개의 공을 제공했습니다. 두 번째 공급업체는 글렌도라에 있는 여성 소유의 소규모 중개업체로, 콜튼에 있는 Microdyne 플라스틱에서 제조한 볼을 공급했습니다. 640만 개의 공을 제공했습니다.