IMO를 비롯한 세계 각국은 선박평형수에 의해 외래 해양 유해 생물이 유입되어, 자국의 해양생태계를 교란시키고 인간의 건강 및 환경, 경제적 가치에 심각한 위협을 주고 있음을 주목하고 이를 관리하고자 노력하고 있다. 이에, IMO에서는 선박평형수의 위해도를 평가하여, 유입 생물을 관리하고자 하였고, 환경 매칭 위해도 평가, 생물종생물 지리적 위해도 평가, 종별 특이성 위해도 평가 방법 등 3가지의 위해도 평가 방법을 제시하여 적용할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 이 3가지 방법 중 종별 특이성 위해도 평가 방법에 관하여 고찰하고, 이를 적용하여 시범적으로 작성한 위해도 평가 프로그램에 관해 기술하였다.
IMO를 비롯한 세계 각국은 선박평형수에 의해 외래 해양 유해 생물이 유입되어, 자국의 해양생태계를 교란시키고 인간의 건강 및 환경, 경제적 가치에 심각한 위협을 주고 있음을 주목하고 이를 관리하고자 노력하고 있다. 이에, IMO에서는 선박평형수의 위해도를 평가하여, 유입 생물을 관리하고자 하였고, 환경 매칭 위해도 평가, 생물종생물 지리적 위해도 평가, 종별 특이성 위해도 평가 방법 등 3가지의 위해도 평가 방법을 제시하여 적용할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 이 3가지 방법 중 종별 특이성 위해도 평가 방법에 관하여 고찰하고, 이를 적용하여 시범적으로 작성한 위해도 평가 프로그램에 관해 기술하였다.
Many countries of the world, including IMO, has noticed that foreign marine hazardous organisms, which were introduced by ballast water, have disturbed the marine ecosystem of its own nation, and posed a serious threat to human health and the value of environment and economy. Therefore, IMO has trie...
Many countries of the world, including IMO, has noticed that foreign marine hazardous organisms, which were introduced by ballast water, have disturbed the marine ecosystem of its own nation, and posed a serious threat to human health and the value of environment and economy. Therefore, IMO has tried to manage the introduced species by assessing the risk of ballast water, and suggested three risk assessment methods, such as environmental matching risk assessment, speciesbiogeographical risk assessment, and species-specific risk assessment. In this thesis, species-specific risk assessment method was considered, and a risk assessment program established by applying it was described.
Many countries of the world, including IMO, has noticed that foreign marine hazardous organisms, which were introduced by ballast water, have disturbed the marine ecosystem of its own nation, and posed a serious threat to human health and the value of environment and economy. Therefore, IMO has tried to manage the introduced species by assessing the risk of ballast water, and suggested three risk assessment methods, such as environmental matching risk assessment, speciesbiogeographical risk assessment, and species-specific risk assessment. In this thesis, species-specific risk assessment method was considered, and a risk assessment program established by applying it was described.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
IMO에서는 선박평형수의 처리를 면제하기 위한 방법으로 위해도 평가를 제시하였으며, 제시된 3가지 위해도 평가 방법 중 생물지리적 특성이 같거나 비슷한 지역 간을 평가할 수 있는 종별 특 이성 위해도 평가 방법에 관하여 고찰하였다.
항만간의 해양생태 특성에 따른 위해도를 평가하는 방법은, 환경 매칭 위해도 평가, 생물종생물지리적 위해도 평가, 종별 특이성 위해도 평가 방법 등 3가지를 제시하여 적용할 수 있도록 하였다 (MEPC[2007]). 본 논문에서는 G7 지침서에 언급된 3가지 위해도 평가 방법 중 종별 특이성 위해도 평가 방법에 관하여 고찰하고, 호주 CSIRO marine research의 Keith and Chad[2000]가 개발한 위해도 평가 방법을 적용하여 위해도 평가 프로그램을 시범적으로 구축한 내용에 관해 기술하였다.
평가에 사용된 asterias amurensis은 온도 및 염도에 대한 적응 확률이 큰 종으로, 높은 위해도를 나타내었다. 본 논문에서는 다양한 생물에 대한 위해도를 보기 위해, 생물의 여러 특성을 Table 2와 같이 설정하여 위해도 평가를 수행하였다. Table 2의 donor port pest와 recipient port pest는 유해종의 생존 확률을 나타내며, temperature tolerance와 salinity tolerance는 온도 및 염도에 대한 적응 확률을 나타낸다.
종별 특이성 위해도 평가 방법은 사전에 식별된 유해종이 수용 항(선박평형수를 배출할 항)에 유입되어 생존할 수 있는 가능성을 평가하는 것이다. 즉, 유해종의 생활사와 생리적 내성에 대한 정보를 활용하여, 생리적 제약을 판단하고, 이를 통해 그 생물종이 수용 환경에서 생존하거나 생애주기를 완료할 수 있는 잠재력을 예측하는 것이다.
가설 설정
생물은 Table 1에 보인 것과 같이 서식 환경 및 행동 양식에 따라 다양한 시나리오로 구분될 수 있으며, 몇가지 시나리오에 대해위해도를 평가해 보았다. 여기에서, donor port pest status, recipient port pest status, temperature tolerance score, salinity tolerance score 는 asterias amurensis와 동일하게 설정하였고, 제공항의 수심은 깊고, 선박평형수 흡입 시간은 낮이라고 가정하였다. 생물 특성은 Table 3과 같이 설정하였다.
제안 방법
Level 2에서는 “선박 운항 중에 유해종이 생존할 확률”, p(ψ)를계산하고, “수용항에서 유해종이 생존할 확률”, p(υ)는 1로 설정한 후, level 0, level 1에서 계산된 값을 이용하여 식 (1)에 의해 위해도를 평가한다. Keith and Chad[2000]와 동일한 데이터를 사 용하여 개발된 프로그램으로 월별 asterias amurensis에 대한 위 해도를 평가하였다. 평가 결과는 Fig.
Level 1에서는 level 0에서 1로 처리하였던 vessel-infection score 를 계산하고 식 (2)를 이용하여 위해도를 평가한다. Keith and Chad[2000]와 동일한 데이터를 사용하여 구축된 프로그램으로 월별 asterias amurensis에 대한 위해도를 평가하였다.
본 level에서는 선박평형수와 동일한 환경 하에서 실험을 수행 하여 시간의 흐름에 따라 유해종이 생존할 확률을 구한 후, 선박의 운항 일수에 해당하는 확률 값을 취하여 그 값을 p(ψ)로 사용한다.
생물은 Table 1에 보인 것과 같이 서식 환경 및 행동 양식에 따라 다양한 시나리오로 구분될 수 있으며, 몇가지 시나리오에 대해위해도를 평가해 보았다. 여기에서, donor port pest status, recipient port pest status, temperature tolerance score, salinity tolerance score 는 asterias amurensis와 동일하게 설정하였고, 제공항의 수심은 깊고, 선박평형수 흡입 시간은 낮이라고 가정하였다.
생물종·생물지리적 위해도 평가는 서로 다른 지역 간에 존재하는 토착종, 비 토착종 및 유해 자생종들의 생물지리학적 분포를 비교하여 위해도를 평가한다.
두 지역 간 중복되는 종이 많으면 새로운 유해종의 유입이 용이한 것으로 판단 되어 위해도가 높게 평가되며, 반대의 경우에는 낮게 평가된다. 종별 특이성 위해도 평가는 사전에 식별된 유해종의 생활사와 내성에 대한 특성을 이용하여 새로운 지역으로의 이동 가능성 및 새로운 환경에서의 생존 가능성을 판단하여 위해도를 평가한다. 유해종의 이동 가능성 및 생존 가능성이 높다면 위해도가 높게 평가되고, 반대의 경우에는 낮게 평가된다.
개발 언어는 Visual Studio 2005의 C#을 이용하였고, 데이터베이스는 MSACCESS를 이용하였다. 평가를 수행하기 위해서는 항만의 환경및 생물 정보, 유해종의 내성정보 등 데이터의 입력이 선행되어야 하며, 데이터 입력은 MS-ACCESS를 통해 직접 입력하도록 하였다.
이론/모형
구축된 시범 프로그램의 검증을 위해 Keith and Chad[2000]의 위해도 평가 방법에서 사용한 데이터와 동일한 생물종, 항만 정보를 입력하여 식 (2)에 의해 위해도를 평가하였다.
본 level에서는 선박평형수와 동일한 환경 하에서 실험을 수행 하여 시간의 흐름에 따라 유해종이 생존할 확률을 구한 후, 선박의 운항 일수에 해당하는 확률 값을 취하여 그 값을 p(ψ)로 사용한다. 실험을 통한 유해종의 생존 확률 모델은 유해종의 특성에 따라 달라지며 Keith and Chad[2000]의 보고서에서는 식 (3)과 같이 표현되는 inverse-gamma distribution을 사용하였다.
이에, 본 논문에서는 Keith and Chad[2000]의 위해도 평가 기술을 검토하였고, 이를 적용하여 시범 프로그램을 구축하였다.
성능/효과
③ 반면, level 2와 level 3에 의한 위해도 평가는 제공항과 수용항의 생물 및 환경 변수뿐만 아니라 유해종이 이동하여 생존할수 있는 가능성을 고르게 평가하고 있어 최종 평가 결과로 사용하기에 적합할 것으로 판단되었다.
생물 C, D, E는 서식 환경에 관계없이 부유 및 침강을 반복하기 때문에,생물의 주광성과 선박평형수 흡입 시간에 따라 평가가 이루어진 다. 생물 C, E는 음광주성(negative phototaxis)을 띄기 때문에 위 해도가 낮게 평가되었고, 생물 D는 양광주성(positive phototaxis)을 띄기 때문에 위해도가 높게 평가되었다.
종별 특이성 위해도 평가 기술은 세계 각국에서 여러 가지 방법으로 구현되고 있지만, 정확한 기술이 공개되지 않고 유해종의 일부 특징만을 고려한 방법들이 대부분인 반면, Keith and Chad [2000]가 개발한 위해도 평가 방법은 제공항에서 유해종이 존재할 확률, 선박에 유해종이 유입될 확률, 선박 운항 중에 유해종이 생존할 확률, 수용항에서 유해종이 생존할 확률의 4가지 확률을 이용하여 위해도를 평가하는 방법으로, 유해종이 이동할 수 있는 대부분의 가능성을 고려하고 있고 전 계산 과정이 명확하게 정리 되어 있어 위해도 평가 방법으로 활용되기에 적절할 것으로 판단되었다.
평가 결과는 Fig. 6과 같고 1년 내내 4.95로 평가되어 위해도가 높았다. 이 결과는 Keith and Chad[2000]의 평가 결과와 동일하며 구축된 시범 프로그램이 주어진 위해도 평가 방법에 따라 적절히 평가하고 있음을 알 수 있었다.
평가에 사용된 asterias amurensis은 온도 및 염도에 대한 적응 확률이 큰 종으로, 높은 위해도를 나타내었다. 본 논문에서는 다양한 생물에 대한 위해도를 보기 위해, 생물의 여러 특성을 Table 2와 같이 설정하여 위해도 평가를 수행하였다.
후속연구
p(υ)는 유해종의 life stage별 온도와 염도의 내성 정보와 수용항의 온도, 염도 정보를 통해 계산되기 때문에, 신뢰도 있는 확률 값을 얻기 위해서는 유해종의 life stage별로 실험이 이루어져야하며, 수용항에 대한 지속적인 환경 조사를 수행하여 최신의 정보 를 수집하여야 할 것으로 사료된다.
② Level 0와 level 1에 의한 위해도 평가는 유해종의 이동 확률은 고려하지 않으며 항만의 생물 및 환경 변수만을 고려하여 평가를 수행한다. 또한, 제공항보다는 수용항의 변수들이 평가 결과 에 중요한 요인으로 작용하는 등 최종 평가 결과로 사용하기에는 무리가 있을 것으로 판단되었다.
⑥ Level 2와 level 3에서는 유해종이 선박 운항 중에 생존할확률과 수용항의 환경에서 생존할 확률을 계산하기 위해, 실험을통해 얻어진 정보를 이용한다. 신뢰도 있는 확률 값을 얻기 위해서는 수많은 실험과 선상 및 실해역 환경 조사가 이루어져야 할것으로 판단된다. 또한 이 자료들은 위해도평가를 수행할 상대국의 자료도 필요하기 때문에, 자료 공유를 위한 국가간 협력이 필요할 것으로 판단된다.
④ 생존 가능성이 없는 경우의 확률은 0이 아닌 작은 수로 설정하며, 이는 조사 결과나 정보의 불확실성을 보완하고자 하는 것이며, 식 (1)에서 하나의 변수에 의해 전체 위해도 결과 값이 0이되는 것을 방지하기 위함이기도 하다. 이 수치는 아래와 같이 0.1또는 0.05로 설정되었지만, 설정 값은 임의로 설정된 값이기 때문에 향후 연구를 통해 수정되어야 할 것이다.
이는 서식 환경(soft substrate)만을 고려하여 평가 된 결과이고, 행동 양식(tycho-planktonic)은 반영되지 못한 결과 이다. 평가 결과의 신뢰도를 높이기 위해서는 부유 특성이 나타나 는 시점에 대한 평가가 이루어져야 할 것으로 사료된다. 생물 C, D, E는 서식 환경에 관계없이 부유 및 침강을 반복하기 때문에,생물의 주광성과 선박평형수 흡입 시간에 따라 평가가 이루어진 다.
한편, p(ψ)의 신뢰도 있는 확률 값을 얻기 위해서는 유해종에대한 수많은 실험과 선상 조사를 통해 생존 분포도로 사용되는inverse-gamma distribution의 shape parameter α와 scale parameter β값의 신뢰도를 높일 필요가 있을 것으로 사료된다.
향후 Keith and Chad[2000]의 위해도 평가 방법에 대한 다양한실험과 보완을 위한 연구를 수행할 예정이며, 국가간 협력과 협의에 따라 Keith and Chad[2000]의 위해도 평가 방법과 이 방법으로 개발된 프로그램이 중국, 일본 등 우리나라와 환경이 유사한주변국들에 대한 위해도 평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
⑤ Level 1에서는 생물종의 서식 환경과 행동 양식을 모두 고려하여 위해도를 평가하게 되는데, vertical migrator의 행동 양식을 갖는 생물종에 대해서는 서식 환경만을 고려하고 행동 양식은 고려하지 않고 위해도를 평가하고 있었다. 향후 연구를 통해 수정 되어야 할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
환경 매칭 위해도 평가는 무엇에 의해 평가하는가?
환경 매칭 위해도 평가는 서로 다른 지역 간의 온도나 염도 등 환경 조건의 유사도에 의해 평가한다. 환경 유사도가 높으면 생물이 정착할 가능성이 높기 때문에 위해도가 높게 평가되며, 반대의 경우에는 낮게 평가된다.
G7(면제 위해도 평가) 지침서는 무엇인가?
14개의 지침서 중 G7(면제 위해도 평가) 지침서는 항만간 해양 생태 특성을 평가하여 동일한 특성을 가진 해역들끼리는 평형수 협약의 적용을 면제하여 경제활동의 편의성을 제공하는 규정이다. 항만간의 해양생태 특성에 따른 위해도를 평가하는 방법은, 환경 매칭 위해도 평가, 생물종생물지리적 위해도 평가, 종별 특이성 위해도 평가 방법 등 3가지를 제시하여 적용할 수 있도록 하였다 (MEPC[2007]).
IMO를 비롯한 세계 각국은 항만에 배출되는 선박평형수를 관리하고자 노력하는 이유는 무엇인가?
IMO를 비롯한 세계 각국은 항만에 배출되는 선박평형수를 관리하고자 노력하고 있다. 이는 특정 해역의 생물 또는 병원균 등이 선박평형수를 담고 있는 선박에 의해 전혀 다른 타 해역으로 이송되어, 그 해역의 환경과 생태계뿐만 아니라, 인간의 건강 및 경제적 가치에 심각한 위협을 끼치기 때문이다. 즉, 선박평형수가 외래 생물종을 자국에 전파하는 매체로 이용되는 것이다(Robinson et al.
참고문헌 (4)
IMO, 2004, International convention on the control and management of ships' ballast water and sediments, http://www.imo.org.
Keith R.H., Chad L.H., 2000, Risk assessment framework for ballast water introductions, CSIRO marine research, Vol. 2, 3-5, 12-19.
MEPC, 2007, Guidelines for risk assessment under regulation A-4 of the BWM convention (G7), IMO, Resolution MEPC. 162(56), 6.
Robinson T.B., Griffiths C.L., McQuaid C.D., Rius M., 2005, Marine alien species of South Africa-status and impacts, African Journal of Marine Science, 297-306.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.