[논문]선박평형수 처리장치의 활성물질 농도에 관한 고찰

김은찬; 오정환; 이승국

doi:10.7846/jkosmee.2012.15.3.219

초록
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국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박 평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하였다. 34개 선박평형수 처리장치가 IMO 활성물질 승인을 받았고, 이 가운데 20개 처리장치가 최종승인을 받았다. 본 논문에서는 IMO 활성물질 승인을 받은 처리장치에 대한 작용 원리와 총잔류산화제(TRO) 농도를 고찰하였다. TRO 최대 허용 배출 농도는 중화장치를 통해 낮추어 대부분 0.2 ppm 이하의 농도를 보였으나, 최대 처리 허용 농도는 장치별로 1-15 ppm으로 큰 차이를 나타내었다. 처리장치 별로 TRO 처리 허용 농도의 차이는 처리장치의 특성 및 필터의 유무와 종류 등과의 연관성 보다는 생물 사멸시험 시 생물종 특성과 수온, 탁도 등 수질 특성에 기인하는 바가 크다고 판단된다.

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The International Maritime Organization (IMO) adopted the International Convention for the Control and Management of Ships' Ballast Water and Sediments in 2004 to prevent the transfer of aquatic organisms via ballast water. Thirty-four ballast water treatment systems were granted IMO active substanc...

The International Maritime Organization (IMO) adopted the International Convention for the Control and Management of Ships' Ballast Water and Sediments in 2004 to prevent the transfer of aquatic organisms via ballast water. Thirty-four ballast water treatment systems were granted IMO active substance basic approval, among which twenty systems were granted final approval. This paper is an in-depth consideration of the mechanism principles of the treatment systems that received active substance basic or final approval from IMO, and on the concentration of Total Residual Oxidant (TRO). The TRO maximum allowable discharge concentration was reduced by neutralization equipment, resulting with a concentration lower than 0.2 ppm. However, between various treatment systems TRO maximum allowable dosage showed large differences, ranging from 1 to 15 ppm. The discrepancies of treatment allowable dosage concentration between different treatment systems are largely due to the properties of species and water conditions such as the temperature and turbidity, rather than the characteristics of treatment systems and the type or presence of filters etc.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 논문에서는 IMO에서 활성물질 승인을 받은 처리장치에 대해, 처리 기술의 내용과 경과를 알아보고, 각 처리장치의 활성물질 최대 처리 농도와 최대 배출 농도를 조사하고, 처리장치의 향후 개발 동향과 IMO 심의 방향을 고찰하였다.

제안 방법

한편, 해수의 전기분해 과정에서 부가 반응으로 각종 부산물이 발생하는데, 한 예로서, Table 4는 간접 전기분해 방식의 처리장치에서 발생한 각종 부산물의 농도와 수중 반감기를 요약한 것이다. 이 표에는 배출 시 총잔류산화제(TRO, Total Residual Oxidant) 농도를 일정 수준 이하로 낮추기 위해 사용한 중화제인 Sodium Bisulfite의 농도와 수중 반감기를 함께 정리하였다.
이 가운데 선박평형수 처리장치의 제조에 관련된 지침서로는 “선박평형수 관리시스템 승인을 위한 지침서(G8)”(IMO[2008]b)와 “활성물질을 사용하는 선박평형수 관리시스템의 승인을 위한 절차서(G9)”(IMO[2008]a)가 있다. 협약에서는 처리의 의미를 광범위하게 보아 관리라 표현하였으나, 본 논문에서는 보다 명확한 의미를 부여하기 위해 처리라는 표현을 사용하였다.

성능/효과

(1) IMO에서 활성물질 기본승인을 받거나 최종승인까지 받은 처리장치 34건 중 산화제를 현장에서 만들거나 싣고 다니면서 선박평형수를 처리하는 방식은 모두 25건으로, 산화제 사용이 주종을 이루고 있다.
(2) 산화제를 사용하는 방법 중에도 간접 또는 직접 전기분해 방법으로 산화제를 현장에서 만드는 처리장치는 각각 9건과 7건으로서 다수를 차지하고 있으며, 따라서, 전기분해 방식이 비교적 효과적이며 경제적인 방법이라 판단된다.
(3) 전기분해 방식을 사용하는 처리장치 별로 TRO 농도를 비교 검토한 결과, 배출 시 TRO 농도는 중화장치를 통해 대부분 0.2 ppm으로 기준농도 이하로 낮추게 되므로 큰 의미는 없다고 판단된다. 그러나, 처리 시 TRO 농도는 처리장치 별로 1~15 ppm으로 차이가 매우 크며, 이에 대한 원인으로 필터의 유무와 종류, 처리 장치의 특성 등과의 연관성 외에 생물 사멸시험 시의 생물종 특성과 수온 또는 탁도 등수질 특성에 기인하는 바도 크다고 판단된다.
Table 3에 정리한 각각의 신청서와 승인 심의 보고서의 기술 내용을 종합해 볼 때, 승인된 9건의 간접 전기분해 방식의 처리장치는 처리 시 TRO 농도는 최대 15 ppm에서 최소 3 ppm 까지 다양하게 분포되어 있으나, 배출 시 TRO 농도는 대부분 0.2 ppm으로 나타났다(Fig. 5). 승인된 7건의 직접 전기분해 방식의 처리장치 또한 처리 시 TRO 농도는 최대 15 ppm에서 1 ppm 까지 다양하게 분포되어 있으나, 배출 시 TRO 농도는 대부분 0.
5). 승인된 7건의 직접 전기분해 방식의 처리장치 또한 처리 시 TRO 농도는 최대 15 ppm에서 1 ppm 까지 다양하게 분포되어 있으나, 배출 시 TRO 농도는 대부분 0.2 ppm 으로 나타났다(Fig. 6).

후속연구

(4) 따라서, 선박평형수 협약이 발효되어 각국의 항만에서 성능 기준 만족여부를 판단하는 샘플링이 이루어 진 후에, 처리장치 별로 또한 활성물질 농도 별로 협약의 성능기준을 만족하는가 하는 문제가 다시 대두될 것으로 보인다.
(5) 향후, 각국 항만에서의 성능기준 만족에 대한 책임은 선주에게 있으므로, 선주입장에서는 적용하고자 하는 처리장치 또는 활성 물질 농도가 IMO 협약을 만족시킬 수 있는가 하는 점을 신중히 검토해야 한다고 판단된다.
형식승인을 위해서는 평형수 처리장치가 형식승인 지침서 기준과 IMO 선박평형수 관리협약의 성능기준(D-2)에 적합한 지를 확인하기 위하여 실험실, 제조공장, 바지선 또는 시험선을 포함한 시제품 공장에서 실시하는 육상시험과 완성된 평형수 처리장치가 탑재된 선박에서 실시하는 선상시험을 수행하여야 한다. 그리고 평형수 처리장치가 선박의 환경에서 적합하게 유지작동하는지를 확인하기 위하여 진동, 온도 및 습도, 황천대비 및 선박의 경사, 전원 변동율 및 전기전자장치의 신뢰성에 관한 환경시험을 수행하여야 한다. IMO에서 제정한 지침서에 따라 수행되는 활성물질승인과 형식승인의 전체적인 절차는 Fig.
다음으로, 각국 정부로부터 처리장치의 생물 사멸 능력과 각종 가동 성능 그리고 선박에의 적용을 확인하는 형식승인을 받아야 한다. 형식승인을 위해서는 평형수 처리장치가 형식승인 지침서 기준과 IMO 선박평형수 관리협약의 성능기준(D-2)에 적합한 지를 확인하기 위하여 실험실, 제조공장, 바지선 또는 시험선을 포함한 시제품 공장에서 실시하는 육상시험과 완성된 평형수 처리장치가 탑재된 선박에서 실시하는 선상시험을 수행하여야 한다.
신조선 건조 및 기존선에의 선박평형수 처리장치 설치시, 각국 항만에서의 선박평형수 처리장치의 IMO 성능기준 만족에 대한 책임은 기본적으로 선주에게 있다. 따라서, 해당 선박 및 처리장치 설치 계약에 IMO 성능 기준 만족에 대한 책임의 일부가 조선소 또는 처리장치 제조사에게 있는가는 모르나, 선주입장에서는 설치된 처리장치 또는 활성물질 농도로 다양한 생물종류와 수질특성에 적용되어 IMO 협약에서 요구하는 성능기준을 만족시킬 수 있는가 하는 점을 면밀히 검토해야 한다고 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	선박 평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약의 발효를 위한 조건은?	국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서는 2004년 2월 선박 평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약 (International Convention for The Control and Management of Ship's Ballast water and sediment)을 채택하였다(IMO[2004]). 이 협약의 발효를 위해서는 35% 이상의 상선 선복량 확보 및 30개국 이상이 비준을 하여야 한다. 2012년 2월 현재 선복량 26.
	선박평형수 관리방법의 종류는?	본 IMO 선박평형수 관리협약(IMO[2004])을 보면, 선박평형수 관리방법으로 교환과 처리가 있다. 교환은 연안에서 실은 선박평형수를 깊고 먼 바다에서 교환한 후 입항하여 배출하는 것으로, 대상 선박에 따라 다르지만 2016년까지 한시적으로 허용된다.
	선박평형수 처리 기준에 따르면 수중생물 개체수 조정을 위해 어떻게 해야하는가?	처리 기준에 대해서는 오랫동안 많은 논의가 있었으나 결정을 못하고 있다가 최종 절차인 외교회의에서 확정되었다(IMO[2004])]. 특히, 수중생물 개체수를 해당 부피당 100개체로 하자는 주장도 적지 않았으나, 최종 10개체로 결정됨에 따라 물리적 작용만 하는 처리장치로는 기준을 맞추기 어렵고, 대부분 활성물질을 사용하여 처리할 수밖에 없게 되었다.

참고문헌 (5)

김은찬, 2008, 활성물질을 사용하는 선박평형수 처리장치의 IMO 승인절차 고찰, 한국해양환경공학회지 제11권, 4호.

원문보기 상세보기
IMO, 2004, "International Convention for the Control and Management of Ship's Ballast Water and Sediments, 2004", IMO BWM/CONF/36.
IMO, 2008a, "Procedure for approval of ballast water management systems that make use of active substances (G9)", IMO Resolution MEPC.169(57).
IMO, 2008b, "Guidelines for approval of ballast water management systems (G8)", IMO Resolution MEPC.174(58).
IMO, 2011, Report of the seventeenth meeting of the GESAMP- Ballast Water Working Group, MEPC 62/2/18.

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