제주시 한림읍과 한경면 주변의 질산성 질소농도가 농업용수로도 적합하지 않는 20mg/L를 초과하는 지역이 분포하는 것으로 드러났다.

이는 대규모 축산단지 하류에 위치하고 있어 질산성질소에 의한 오염이 가속화될 것으로 추측된다. 또한 이 지역은 동굴이 밀집되어 있는 지역과 일치하고 있다.

제주도에는 지하수의 잠재오염원이 총 1만5천138개소가 분포하고 있는 것으로 나타났다. 2018년 제주도에 따르면 이중 개인하수처리시설이 1만 58개소로 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것으로 나타났다.

제주도의 오염원 이동은 토양을 거처 지하수의 흐름을 통해 해류 방향으로 이동한다. 이중 지하수의 유동이 비정상적으로 빠르게 이동할 수 있는 공간이 제주도의 특이한 지형인 숨골과 동굴이다.

특히 숨골과 동굴은 토양에 의한 정화과정을 거치지 않고 지하로 유입된다. 이는 2017년 상명광산에서 발생한 축산폐수의 유출과 해안동 인근의 주르렛물의 축산폐수 유출을 들 수 있다.

이 같은 축산폐수와 비료와 농약 등으로 인해 서부지역의 지하수는 음용도, 농업용수로도 이용 못할 정도로 일부 지하수가 오염됐고 오염이 진행 중이다.

특히 한림과 한경지역의 동굴들 주변에 잠재오염원이 많이 분포하고 있다. 잠재오염원인 대규모 축산단지가 동굴의 상류부에 위치하고 있어 현재 오염이 가속화되고 있는 상태이라는 것.

동굴 내부에 유입된 오염원의 종류에 따라 동굴의 벽면에 화학적 풍화 또는 물리적 파괴가 진행될 수 있고, 오염원의 종류에 따라 벽면을 코팅할 수 있는 가능성이 있다는 지적이다.

이에 따라 동굴과 인근 오염원과의 관계 역시 지속적인 모니터링과 추가 연구가 필요하다고 주장했다.

이는 제주 서부지역 일원을 대상으로 한 제주도 비지정 천연동굴 실태조사 결과보고서에서 나왔다.

이렇게 분포하고 있는 오염원 주변에서 지하수에 대한 질산성 질소의 오염이 발생하고 있다. 오염원의 분포양상과 동일하며, 이 역시 동굴 내부의 오염과 무관하지 않다는 것.

이번 조사에서는 조사지역을 행정구역이 아닌 소유역으로 구분해 지하수와 지표수의 흐름을 구분했다. 제주도에는 16개의 소유역으로 구분되어 있다. 이중 조사 대상지역은 중제주, 서제주, 애월, 한림, 한경, 대정으로 6개의 유역에 해당한다.

제주도의 지하수 이용현황(2017년)에 따르면 4천818개소의 시설이 개발되어 있다는 것. 이중 생활용으로 사용중인 지하수가 1천432개소, 공업용 148개소, 농업용 3천231개소, 기타 7개소로 농업용이 전체의 67.1%를 차지한다는 것.

조사대상 지역의 유역중 대정유역이 773개소의 지하수 시설이 분포하고 있고, 이어 중제주 지역에 495개소의 지하수 시설이 분포하고 있다. 대정지역의 경우 농업용 지하수가 우세하고, 중제주의 경우에는 생활용 지하수가 우세하게 분포하고 있다는 것으로 나타났다.

조사된 동굴의 위치와 근접해 있는 지하수 관정들의 지하수위를 분석하면 조사지역 내 비양도와 마라도를 제외한 지역의 동굴군인 20개 동굴을 제외하면 총 40개의 동굴이다.

이중 지표 밑 20m 이내에 지하수위가 형성되는 동굴은 10개소, 21~30m의 지하수위는 5개소, 31~60m는 7개소, 61~100m는 4개소, 101m 이상의 지하수위가 분포하는 지역은 14개소로 분석됐다.

동굴 주변의 지하수 수위는 상시적으로 동굴 내부에 지하수가 존재할 수 있는 심도를 의미한다. 하지만, 제주도의 지하수위분포 특성상 인근의 지하수 수위의 차가 급격히 발생할 수 있으므로, 직접적으로 측정된 동굴의 지하수면이 아닌 한계가 있다.

이에 따라 동굴 내부에 지하수면이 형성되어 있는 동굴의 경우 수위와 현장에서 측정할 수 있는 수질을 상시적으로 모니터링 할 필요가 있다.

이와 함께 동굴 주변의 용천수 분포 현황을 보면 제주도에서는 용천수의 현황을 파악하기 위해 2013년~2014년까지 2년 동안 제주도 전 지역에 분포하는 용천수에 대한 전수조사를 실시했다.

현황조사 결과 제주도에는 총 1천 25개소의 용천수가 분포하고 있으며, 이 중 661개소는 위치를 확인할 수 있고 보존상태가 양호하지만, 270개소는 매립되거나 위치멸실 등 보존이 제대로 되어 있지 않은 것으로 파악됐다. 94개소는 확인할 수 없는 용천으로 위치자료가 명확하지 않은 경우이다.

제주도의 지하수는 용천의 형태로 지표로 유출된다. 대부분의 용천수는 해안가에 위치하고 있으나 일부 용천의 경우 중산지역에 분포하기도 한다. 조사대상 지역인 중제주와 서제주유역의 경우는 중산간 지역에 용천이 분포하고 있는 것을 확인할 수 있다.

용천으로 유출되는 지하수의 경우는 암반의 절리면을 따라 유동하기도 하지만 제주도는 동굴 또는 숨골을 통해 빠르게 유동하는 것이 특징이다. 따라서, 동굴 내의 지하수와 용천수간의 연구가 지속된다면 이들의 연관성을 추정할 수 있을 것이라고 보고서는 밝혔다.

보고서는 “한림유역의 경우는 많은 수의 동굴이 분포하고 상대적으로 많은 유량을 유지하고 있는 옹포천 주변의 용천이 대규모로 발달해 있다”며 “이는 상류의 동굴분포가 용천의 지하수 수량 또는 수질의 영향을 미칠 수 있을 것으로 판단되며 추후 지속적인 모니터링과 추가 연구가 필요할 것”이라고 분석했다.

한편 제주도의 대수층은 기저지하수, 준기저지하수, 상위지하수로 구분된다.

기저지하수는 대수층의 지하수가 해수와의 비중차로 인해 담수체를 형성해 해수 상부에 렌즈상으로 부존하는 형태의 지하수로 존재한다. 따라서, 지하수수위는 해수면과 유사한 고도로 분포하는 것이 특징이다. 제주시 조천읍 북촌리에서 서귀포시 남원읍 위미리에 이르는 동부 해안지역과 제주시 한림읍 귀덕리에서 서귀포시 대정읍 하모리에 이르는 해안을 따라 부존하고 있다. 동부지역에서 기저지하수는 해안으로부터 내륙 8km에 이르는 지역에 부존하고 있다.

준기저지하수는 담수 지하수의 하부가 저투수성 퇴적층인 서귀포층에 의해 해수와의 직접적인
접촉이 차단된 층으로 분포한다. 준기저지하수는 서귀포층의 지하 분포상태와 밀접하게 관련되어 있다. 제주도 서부와 북부 해안지역은 서귀포층의 해수면 밑 약 40~60m 깊이에 분포하며, 지하수위는 해수면 위의 약 1.5~2.0m에 형성된다.

상위지하수는 강수가 중력에 의해 투수성 지층을 통해 지표하부로 침투하다가 저투수성 지층을 만나 더 이상 하부로 침투하지 못하고 저투수층을 따라 이동하거나 저투수층 상부에 고여서 부존한다.

염지하수는 기저지하수 하부에 존재하며, 저염지하수와 염지하수로 구분할 수 있다. 저염지하수는 총용존고용물을 1천~1만mg/L를 함유한 지하수를 말하며, 전기전도도 값으로 1천700~1만7천350μS/㎝범위를 보인다.