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문제 정의
- 본 연구에서는 위험유해물질 유출사고 대응체제 구축의 일환으로 우리나라 최대 항만인 부산해역을 대상으로 위험유해물질 유출사고 가상 시나리오와 이에 대응하기 위한 대응 시나리오를 개발하였다. 부산해역의 가상 사고는 위험평가와 취약성분석을 통해 발생가능성이 높은 사고를 선정하고, 이에 대응하기 위한 단계별 조치사항과 과정을 대응 시나리오로 개발하였다.
- 부산항에 입항하는 유조선은 모두 정제유 운반선이며, DWT 3,000톤 규모 이하의 선박의 입 출항이 대부분이다. 사고 발생가능성이 높은 지역과 사고 유형을 예측하는 것은 쉬운 일이 아니지만, 여기에서는 과거에 발생했던 해양오염사고 현황분석을 통해 사고 발생위험성을 분석하고 예상되는 피해규모 및 실현가능성을 평가하여 판단하였다. 해양오염사고 현황분석은 1982년부터 2007년까지 발생한 해양오염사고 중 10톤 규모 이상의 사고를 대상으로 하였으며, 과거 25년 동안 부산해역에서는 총 52건 사고가 발생하였고 위험유해물질 사고는 발생하지 않았다.
가설 설정
- 또한, 감천항은 선박간 충돌로 인한 사고가 빈번하게 발생하는 지역이므로, 사고유형은 충돌사고로 인해 자일렌이 유출되는 사고로 가정하였고, 유출규모는 부산해역에서의 자일렌 물동량인 1,000톤으로 하였으며, 사고지역의 해 · 기상조건은 사고 발생시의 해 · 기상상태를 적용하였다.
제안 방법
- 또한 2단계에서는 Scoring 기법을 적용하여 밀도, 용해도, 비중, 옥탄올/물 분배계수 등을 고려한 해수에서의 거동특성과 급성독성, 물성 등에 기초한 대기확산 가능성을 평가하여 점수화하고 이를 통해 후보물질의 우선순위를 결정하였다. 3단계는 전문가의 의견이나 과거 사고이력 등을 반영하는 단계로 본 연구에서는 과거 사고이력만을 고려하여 Scoring 기법 적용결과 위험성이 높은 것으로 나타난 자일렌, 비스(2-메틸헥실)프탈산, 이소프로필벤젠 중에서 사고 이력이 있는 자일렌을 사고물질로 선정하였다.
- 자일렌의 해안부착시는 감천항 안쪽에 있는 화력발전소와 취수공업시설 가동에 영향을 미칠 것을 고려하여 50 % 전량을 해상방제 하기로 결정하였다. 감천항 내에서는 유처리제를 사용할 수 없으므로 펜스로 발전소, 취수공업시설으로 확산되는 것을 최대한 방지하고 감천항 진입수로쪽으로 유도하여 방제를 실시하기로 결정하였다. 방제대책회의에서는 부산시청과 사고선박 소속회사에서 방제에 필요한 방제기자재와 물자, 방제요원의 보호를 위해 개인보호장비를 충분히 확보해 줄 것을 요청하였다.
- 유출물질 확산예측 결과를 바탕으로 탐색활동을 전개하여 해양오염 상황도를 작성하였고 이를 기초로하여 방제범위를 결정하였다. 감천항 주변해역에는 어장, 양식장 등의 민감자원은 없으나 감천항 안쪽에 감천 화력발전소 및 취수공업시설이 있어 유출물질이 감천항 내부로 확산되는 것을 방지하기 위해 내화학용 오일펜스를 설치하였다.
- 부산시청은 사하구 등 피해확산범위내의 주민보호를 위핸 대피계획을 수립하여 시행하기로 하고 사하구 등 6개구의 민방위대원의 동원령을 발령하였다. 감천항과 부산항에 선박 입항이 금지되었고 사고현장에 해양경찰서의 방제작업반이 출동하여 사고선박의 유출 부위를 밀봉하는 응급조치를 실시하였다. 해양경찰서에서는 사고선박 소속회사에 해상오염 방제명령을 하고 방제업체에 동원준비를 지시하였다.
- 1), 1단계에서는 스크리닝 기법을 적용하여 상온에서의 상태, NFPA 코드, 인화점, 끓는점, 증기압 등의 기준을 마련하여 기준미달 물질을 배제하였다(NIER, 2003; Lee and Kim, 2012). 또한 2단계에서는 Scoring 기법을 적용하여 밀도, 용해도, 비중, 옥탄올/물 분배계수 등을 고려한 해수에서의 거동특성과 급성독성, 물성 등에 기초한 대기확산 가능성을 평가하여 점수화하고 이를 통해 후보물질의 우선순위를 결정하였다. 3단계는 전문가의 의견이나 과거 사고이력 등을 반영하는 단계로 본 연구에서는 과거 사고이력만을 고려하여 Scoring 기법 적용결과 위험성이 높은 것으로 나타난 자일렌, 비스(2-메틸헥실)프탈산, 이소프로필벤젠 중에서 사고 이력이 있는 자일렌을 사고물질로 선정하였다.
- 물질조사반과 통제반이 현장에 출동하여 충돌사고의 원인과 파공부위, 자일렌 유출량 등 사고 및 피해규모를 판단할 수 있는 각종 정보를 수집하고 HNS 사고평가서를 작성하였다. 사고선박은 자일렌을 2,000톤 선적하고 있는 위험유해물질 선박으로 통제반은 자일렌 유출량을 1,000톤 규모로 추정하였다.
- 한편, 지역방제대책본부에서는 현장지휘관, 지역방제대책협의회, 사고선박 소속회사, 방제기술지원협의회 등이 으로 구성된 방제대책회의가 개최되었으며 방제대책회의에서는 방제전략을 수립하고 방제작업 범위와 방제세력의 동원범위를 결정하였다. 방제전략은 자일렌은 경유와 유사한 거동특성을 가지므로 약 50 %는 자연방산 처리하고 나머지 50 %에 대해서 해상방제를 실시하기로 결정하였다. 초동대응단계에서 동원가능한 방제세력이 2,178 kl이므로 추가 방제세력의 동원은 필요없는 것으로 판단하였다.
- 부산주변해역의 위험평가 및 취약성분석 결과를 중심으로 위험유해물질 유출사고에 대한 가상사고 시나리오를 제시하고, 피해유형에 맞는 사고대응 시나리오 개발하였다.
- 본 연구에서는 위험유해물질 유출사고 대응체제 구축의 일환으로 우리나라 최대 항만인 부산해역을 대상으로 위험유해물질 유출사고 가상 시나리오와 이에 대응하기 위한 대응 시나리오를 개발하였다. 부산해역의 가상 사고는 위험평가와 취약성분석을 통해 발생가능성이 높은 사고를 선정하고, 이에 대응하기 위한 단계별 조치사항과 과정을 대응 시나리오로 개발하였다. 본 연구에서 위험유해물질 사고 유형은 화재, 폭발 및 독성물질 유출 사고 등 대표적 위험유해물질 사고 중 위험유해물질 사고의 피해유형을 가장 잘 표현할 수 있는 독성물질 유출사고를 선정하였다.
- 부산해역에서는 페인트, 하이드록시 칼륨, 질산 등 43종(Table 1)의 위험유해물질이 운송되고 있으며, 본 연구에서는 물동량이 있는 43종 전부를 대상으로 위험평가를 실시하였다. 사고물질 선정을 위한 위험평가는 3단계로 실시하였으며(Fig. 1), 1단계에서는 스크리닝 기법을 적용하여 상온에서의 상태, NFPA 코드, 인화점, 끓는점, 증기압 등의 기준을 마련하여 기준미달 물질을 배제하였다(NIER, 2003; Lee and Kim, 2012). 또한 2단계에서는 Scoring 기법을 적용하여 밀도, 용해도, 비중, 옥탄올/물 분배계수 등을 고려한 해수에서의 거동특성과 급성독성, 물성 등에 기초한 대기확산 가능성을 평가하여 점수화하고 이를 통해 후보물질의 우선순위를 결정하였다.
- 사고선박에서 부산해양경비안전서 상황실로 선박간 충돌사고가 발생하여 자일렌이 유출되고 있다는 신고가 접수되었다. 상황실에서는 사고해역 인근에 있는 경비함정(1,2)에게 긴급출동을 지시하고 지휘보고 및 상황보고를 실시하였다. 상황실에서는 자일렌이 호흡기, 피부 등을 통해 흡수되며 노출시 구토 · 구역을 일으키는 유독성물질임을 확인하고 출동중인 경비함정에게 사고지점 접근시는 개인보호장비를 착용할 것을 지시하였다.
- 유출물질 확산예측 결과를 바탕으로 탐색활동을 전개하여 해양오염 상황도를 작성하였고 이를 기초로하여 방제범위를 결정하였다. 감천항 주변해역에는 어장, 양식장 등의 민감자원은 없으나 감천항 안쪽에 감천 화력발전소 및 취수공업시설이 있어 유출물질이 감천항 내부로 확산되는 것을 방지하기 위해 내화학용 오일펜스를 설치하였다.
- 방제작업이 종료되고 지역방제대책본부, 부산시청, 방제기술지원협의회 등 전문가, NGO 단체, 주민 등으로 구현장조사팀이 구성되었다. 자일렌 증기로 오염되었던 (주)모든, (주)삼한산업 등 사고해역에 대한 현장방문조사를 실시하고 해수 및 대기오염상태에 대한 모니터링 실시되었다. 모니터링 결과, 잔류하는 자일렌이 없음을 확인하고 지역방제대책 본부장은 방제종료 및 상황해제를 결정하였다.
- 초동대응단계에서 동원가능한 방제세력이 2,178 kl이므로 추가 방제세력의 동원은 필요없는 것으로 판단하였다. 자일렌의 해안부착시는 감천항 안쪽에 있는 화력발전소와 취수공업시설 가동에 영향을 미칠 것을 고려하여 50 % 전량을 해상방제 하기로 결정하였다. 감천항 내에서는 유처리제를 사용할 수 없으므로 펜스로 발전소, 취수공업시설으로 확산되는 것을 최대한 방지하고 감천항 진입수로쪽으로 유도하여 방제를 실시하기로 결정하였다.
- 현장지휘관은 소방과 지역책임부대에 방제요원을 위한 인체제독소를 설치해 줄 것을 요청하였으며, 현장지휘소에 인접하여 임시보급소를 설치하였다. 현장지휘관은 방제전략에 따라 방제세력을 배치하고 방제작업을 위한 지휘통신망(지휘채널 : VHF CH 15, 보조채녈 : VHF CH17)을 구축하였으며 오전 11시부터 유출물질 회수 제거를 위한 방제작업이 시행되었다.
대상 데이터
- 부산해양경비안전서 강당에는 지휘통제반, 방제상황반, 보급지원반, 행정지원반, 현장조사반 등 5개반으로 편성된 지역방제대책본부가 설치되었다. 방제전략 수립과 방제시행 시 기술지도를 위해 남해청 방제계장을 팀장으로하여 기동 방제팀이 현장에 출동하였으며 사고선박의 유출방지 조치가 완료되었다.
- 부산해역의 가상 사고는 위험평가와 취약성분석을 통해 발생가능성이 높은 사고를 선정하고, 이에 대응하기 위한 단계별 조치사항과 과정을 대응 시나리오로 개발하였다. 본 연구에서 위험유해물질 사고 유형은 화재, 폭발 및 독성물질 유출 사고 등 대표적 위험유해물질 사고 중 위험유해물질 사고의 피해유형을 가장 잘 표현할 수 있는 독성물질 유출사고를 선정하였다.
- 부산주변해역으로 운송되는 43종의 위험유해물질의 위험평가를 통해 자일렌을 사고물질로 선정하였고, 사고 발생위험성이 높고 사고의 피해가 클 것으로 예상되며 실제 발생가능성도 있는 감천항 인근해역을 사고 발생지역으로 결정하였다. 또한, 감천항은 선박간 충돌로 인한 사고가 빈번하게 발생하는 지역이므로, 사고유형은 충돌사고로 인해 자일렌이 유출되는 사고로 가정하였고, 유출규모는 부산해역에서의 자일렌 물동량인 1,000톤으로 하였으며, 사고지역의 해 · 기상조건은 사고 발생시의 해 · 기상상태를 적용하였다.
- 부산해역에서는 페인트, 하이드록시 칼륨, 질산 등 43종(Table 1)의 위험유해물질이 운송되고 있으며, 본 연구에서는 물동량이 있는 43종 전부를 대상으로 위험평가를 실시하였다. 사고물질 선정을 위한 위험평가는 3단계로 실시하였으며(Fig.
- 물질조사반과 통제반이 현장에 출동하여 충돌사고의 원인과 파공부위, 자일렌 유출량 등 사고 및 피해규모를 판단할 수 있는 각종 정보를 수집하고 HNS 사고평가서를 작성하였다. 사고선박은 자일렌을 2,000톤 선적하고 있는 위험유해물질 선박으로 통제반은 자일렌 유출량을 1,000톤 규모로 추정하였다. 상황실에서는 화학물질사고대응정보시스템과 해양오염방제지원시스템(KIOST, 2007)을 이용하여 유출된 자일렌의 대기확산 범위와 해수로의 확산예측을 실시하였다.
- 사고지점 인근에 위치한 한진해운감천터미널에 부산해양경비안전서장을 지휘관으로 현장지휘소가 설치되었다. 현장 지휘소는 상황관리팀, 사고대응팀, 인명구조팀 등 3개팀으로 편성되었으며, 경찰 · 소방 등 관계기관 합동으로 구성되었다.
- 이에 따라 해양경찰서장은 감천항 일대 반경 1 km 범위를 오염지역으로 선정하여 1차 오염통제선을 설치하고 진 · 출입을 통제하였다.
- <오전 9시 5분> 이제 사고지점으로부터 7 km지역까지 자일렌 증기가 확산되었다. 해상으로 유출된 자일렌이 (주)삼한산업으로 이동한다. 확산이 진행되면서 해안에 자일렌이 부착하기 시작한다(Fig.
- 사고 발생가능성이 높은 지역과 사고 유형을 예측하는 것은 쉬운 일이 아니지만, 여기에서는 과거에 발생했던 해양오염사고 현황분석을 통해 사고 발생위험성을 분석하고 예상되는 피해규모 및 실현가능성을 평가하여 판단하였다. 해양오염사고 현황분석은 1982년부터 2007년까지 발생한 해양오염사고 중 10톤 규모 이상의 사고를 대상으로 하였으며, 과거 25년 동안 부산해역에서는 총 52건 사고가 발생하였고 위험유해물질 사고는 발생하지 않았다. 10톤 규모이상의 오염사고 중 사고 발생빈도가 높은 해역은 부산 남항과 북항의 진입수로를 포함한 부산항 주변해역, 감천항 인근해역, 남형제도 부근해역이었다.
- 현장 지휘소는 상황관리팀, 사고대응팀, 인명구조팀 등 3개팀으로 편성되었으며, 경찰 · 소방 등 관계기관 합동으로 구성되었다.
이론/모형
- 사고선박은 자일렌을 2,000톤 선적하고 있는 위험유해물질 선박으로 통제반은 자일렌 유출량을 1,000톤 규모로 추정하였다. 상황실에서는 화학물질사고대응정보시스템과 해양오염방제지원시스템(KIOST, 2007)을 이용하여 유출된 자일렌의 대기확산 범위와 해수로의 확산예측을 실시하였다. 자일렌 증기의 대기확산 범위를 예측한 결과 사고지점을 중심으로 반경 1 km, 영도대교 방향으로 7 km 까지 자일렌 확산이 예측되었다.
성능/효과
- 또한 복잡한 위험특성을 가지고 있어 사고 전개과정에서 발생하는 피해의 유형도 다양하며, 다수의 대응기관이 대응활동에 참여하므로 기관간 사고에 대한 정보공유와 긴밀한 협력이 이루어져야 한다. 감천항 자일렌 유출사고를 통해서 위험유해물질 사고 발생시 피해가 예상되는 지역의 주민보호와 사고대응자의 안전, 사고해역에 대한 통제, 유출물질의 확산방지 등에 우선순위를 두어 대응하여야 함을 알 수 있었다.
- 남형제도 부근해역의 경우에는 사고지역을 통항하는 선박의 피해를 제외하고는 큰 피해나 영향이 없을 것으로 판단된다. 마지막으로 3개 지역에 대한 실현 가능성을 고려해 보면, 부산항은 위험유해물질 선박의 입 출항의 빈도가 낮으며, 감천항은 항구 안쪽으로 위험유해물질 취급시설이 3개소 위치하여 선박의 입 출항이 빈번하게 이루어지고 있으며, 남형제도 부근해역은 울산, 여수 등으로 이동하는 선박의 통항이 있는 것으로 평가된다(Table 2).
- 상황실에서는 자일렌이 호흡기, 피부 등을 통해 흡수되며 노출시 구토 · 구역을 일으키는 유독성물질임을 확인하고 출동중인 경비함정에게 사고지점 접근시는 개인보호장비를 착용할 것을 지시하였다.
- 또한 경찰과 협조하여 감천항으로 연결되는 모든 도로는 통제하고 감천항 근로자와 승무원, 주민 대피를 위한 대피로와 대응요원 진입로를 확보해야 한다. 시뮬레이션을 통해 해수에서의 자일렌 확산을 예측한 결과 사고발생 1시간이 경과한 후부터는 자일렌의 해안부착이 시작되므로 확산방지를 위한 펜스 설치가 신속하게 이루어져야 한다. 자일렌 확산이 예측되는 감천항 내부에는 감천 화력발전소, 취수공업시설 등이 위치하고 있어 확산이 계속될 경우 막대한 재산피해가 발생할 수 있다.
- 남형제도 부근해역은 유조선 통항금지선경계에 인접한 지역으로 해무 발생시나 야간 등 시야 확보가 어려울 때 대형규모의 해난사고 발생빈도가 높은 것으로 보고되고 있다(KIOST, 2008). 위험유해물질 사고 발생시 피해를 예측한 결과, 부산항은 상업지역 및 주민 거주지역이 인접하여 대규모 인명피해 발생가능성이 높고, 사고가 종료될 때까지 주변 상업 활동이 제한되어 재산상 피해가 클 것으로 판단된다. 감천항도 위험유해물질 취급시설과 감천지방 산업단지와 같은 산업시설이 위치하고 감천항 주변으로 주민거주지역이 있으므로, 인명피해와 재산상 피해가 크게 발생될 것으로 예상된다.
- 상황실에서는 화학물질사고대응정보시스템과 해양오염방제지원시스템(KIOST, 2007)을 이용하여 유출된 자일렌의 대기확산 범위와 해수로의 확산예측을 실시하였다. 자일렌 증기의 대기확산 범위를 예측한 결과 사고지점을 중심으로 반경 1 km, 영도대교 방향으로 7 km 까지 자일렌 확산이 예측되었다. 해상으로 유출된 자일렌은 해수유동에 따라 감천 화력발전소 방향으로 이동중에 있으며 1시간 경과후에는 해안부착이 일어나는 것으로 나타났다.
- 자일렌 증기의 대기확산 범위를 예측한 결과 사고지점을 중심으로 반경 1 km, 영도대교 방향으로 7 km 까지 자일렌 확산이 예측되었다. 해상으로 유출된 자일렌은 해수유동에 따라 감천 화력발전소 방향으로 이동중에 있으며 1시간 경과후에는 해안부착이 일어나는 것으로 나타났다. 이에 따라 해양경찰서장은 감천항 일대 반경 1 km 범위를 오염지역으로 선정하여 1차 오염통제선을 설치하고 진 · 출입을 통제하였다.
후속연구
- 본 연구에서 개발된 사고 시나리오 및 대응 시나리오는 위험유해물질 유출사고의 전개과정을 분석하고, 이에 대응하기 위한 조치사항과 절차를 사전에 대비함으로써 효율적인 대응계획 수립에 기여할 것으로 기대된다. 향후 본 연구의 독성 사고 이외에 폭발 · 화재 등의 사고에 대해서도 시나리오가 개발되고, 다양한 사고 유형에 대해 유형별 시나리오가 지속적으로 개발되어 위험유해물질 대비 · 대응체계구축에 기초자료로 활용되어야 할 것이다.
- 부산시청은 추가적인 오염의 우려가 없다고 판단됨에 따라 오후 18:00시에 대피주민 복귀 조치를 하였고, 회수 · 수거 폐기물은 폐기물관리법에 의해 처리하였다. 해양오염관리과에서 사고처리평가를 실시하여 수습결과를 해양경비안전본부에 보고하고 지방해양항만청은 사고 후 영향조사를 위해 사고해역 내 모니터링을 지속적으로 실시할 예정이다.
- 향후 본 연구의 독성 사고 이외에 폭발 · 화재 등의 사고에 대해서도 시나리오가 개발되고, 다양한 사고 유형에 대해 유형별 시나리오가 지속적으로 개발되어 위험유해물질 대비 · 대응체계구축에 기초자료로 활용되어야 할 것이다.
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