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문제 정의
- 그러나, 밸러스트수의 교환은 근거리의 경우 완전한 교환이 어렵고 물리, 화학적인 방법으로 살균하는 방법의 경우도 오직 수중생물이나 병원균과 같은 외래생물종의 이동을 막기위한 방안이다. 따라서 본 연구에서는 근거리 항해로 완전한 밸러스트수 교환이 어려우며 항만공사 및 해양자원 개발이 활발히 이루어지고 있는 동북아시아 주요항구로부터 출항하여 항내에서 밸러스트수를 배출하는 선박의 밸러스트수 샘플을 채취하여 밸러스트수의 체계적인 관리에 필요한 기초자료로써 주요항에 출·입하는 선박의 밸러스트수 오염도를 확인하고 그 실험결과를 연안수질 DB와 비교하고 분석해 보았다.
제안 방법
- 왔다(Elton, 1958). 또한 밸러스트수는 해양에서 외래종의 유입에 매우 중요한 인자로 인식되고 있으며(Carlton, 1985 review)9, 그로인하여 2004년 2월 13일 런던의 국제해사기구 본부에서 열린 외교회의에서 "선박 밸러스트수 및 침전물의 제어 및 관리에 관한 국제협약"이 채택되었다 하지만, 본 연구에서는 외래종의 유입 이외의 밸러스트수를 통해 이동되어지는 해양오염물질을 분석하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 우리나라 주요항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수의 샘플을 취수하여 실험하였으며, 그 결과와 "환경관리해역 환경개선연구[Ⅱ], 해양수산부" 자료의 주요항 해양수질을 비교해 보았다. 또한, 기타 지역의 주요항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수도 샘플을 취수하여 실험해 보았다.
- 그리고 총 인은 시료중의 용존, 입자형태 또는 무기, 유기형태 등 모든 인 화합물을 과항산칼륨(K2S2O8)으로 산화 분해하여 인산염(PO4-P)형태로 변화시킨 다음 아스코르빈산 환원법으로 비색 정량한다. 나머지 중금속이나 유해화학물질은 울산대 공동기기센터에 의뢰하여 분석하였다.
- 보았다. 또한, 기타 지역의 주요항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수도 샘플을 취수하여 실험해 보았다.
- 그러나 이 협약은 오염물질의 이동이나 그로 인한 피해를 최소화하기 위한 규제를 전혀 언급하지 않고, 오직 수중생물이나 병원균과 같은 외래생물종의 이동을 최소화하는 데에만 초점을 맞추고 있다. 또한, 밸러스트수에 의한 해양생태계 파괴 및 해양오염을 방지하기 위한 방안으로 선박이 항만 내에 입항하기 전 일정한 해역에서 밸러스트수를 교환하는 방안과 적재하고 있는 밸러스트수를 물리, 화학적인 방법으로 살균이나 소독하는 방안이 제시되었다. 그러나, 밸러스트수의 교환은 근거리의 경우 완전한 교환이 어렵고 물리, 화학적인 방법으로 살균하는 방법의 경우도 오직 수중생물이나 병원균과 같은 외래생물종의 이동을 막기위한 방안이다.
- 정하고 있다. 또한, 폐수배출시설에서 배출되는 중금속 물질 및 유해화학물질의 배출허용기준은 구리(Cu), 납(Pb), 아연(Zn) 및 PCBs 등 8개의 기준항목에 대하여 4개의 지역구분, 즉 청정지역, 가 지역, 나 지역 및 특례지역으로 나누어 적용한다.
- 밸러스트수내의 유기물, 영양염류 및 중금속을 조사하기 위하여 2005년 6월부터 2005년 12월까지 총 2회(반기별간격)에 걸쳐 각각 2번씩 국내 주요항 및 동북아 주요항에서 밸러스트수가 취수된 선박에 한해 조사가 진행되었다.
- 밸러스트수의 취수는 갑판이나 선내에 위치한 밸러스트탱크의 맨홀을 개방하여 채수하였으며 또한 탱크의 맨홀에 접근이 용이하지 않은 경우에 펌프를 이용하여 밸러스트수를 배출하여 분출되는 밸러스트수를 취수하였다 또한 선박의 구조 상 두 가지 방법이 수월치 않은 경우에는 기관실이나 펌프실에서 밸러스트수를 취수하였다. 여기에 사용된 시료 채수기는 금속물질로부터 오염을 막기 위하여 나일론 줄과 메신저를 이용한 Go-Flow 니스틴 취수기를 사용하였으며, 시료용기는 사용전에 미리 0.
- 밸러스트수를 취수하였다. 여기에 사용된 시료 채수기는 금속물질로부터 오염을 막기 위하여 나일론 줄과 메신저를 이용한 Go-Flow 니스틴 취수기를 사용하였으며, 시료용기는 사용전에 미리 0.1N 염산용액으로 세척한 후 탈 이온수로 세척하여 마개가 있는 경질 유리용기를 사용하였으며 시료를 용기에 넣기 전에 동일 취수시료를 3회 이상 충분히 행구어낸 뒤 시료를 취수하였다.
- 염분은 전기전도도 원리를 이용한 Salinometer를 이용하였고, 부유입자물질(SPM)은 잘 혼합된 일정량의 시료를 미리 무게를 알고 있는 여과지 Nucleopore 또는 Membrane에 여과한 후 105~110℃ 에서 항량으로 건조하여 여과지의 무게를 달아 증가한 무게를 부유물질의 양으로 한다. 용존산소 (DO)는 윙클러-아지드화 나트륨 적정법을 사용하였고, 화학적산소요구량(COD)는 시료를 알카리성으로 하여 강산화제인 과망간산칼륨 일정과량을 넣은 다음 일정시간 가열 반응시키고 요오드화칼륨 및 황산을 넣어 남아있는 과망간산칼륨에 의하여 유리된 요오드의 양으로부터 산소의 양을 측정하는 방법을 사용하였다.
- 총 2회에 걸쳐 반기별, 항구별로 나누어서 항구별 각각 2회씩 샘플을 취수하여 실험을 하였으며, 그 결과는 및 과 같이 나타내었다.
이론/모형
- 실험에 필요한 분석 항목은 염분, 부유입자물질(SFM: Suspended Particulate Matter), 용존산소(DO: Dissolved Oxygen), 화학적산소요구량(COD: Qiemical Oxygen Demand), 총 질소, 총 인, 구리(Cu), 납(Pb), 니켈(N), 아연(Zn), 카드뮴 (Cd), 코발트(Co), 총크롬(Cr), 비소(As), 수은(Hg), 폴리클로리네이티드비페닐(PCBs), 트리부틸주석화합물(TBH Tributyltin) 등이며, 본 실험의 분석방법은 해수공정시험법과 Standand Method에 의하여 실시하였다5,6.
- 용존산소 (DO)는 윙클러-아지드화 나트륨 적정법을 사용하였고, 화학적산소요구량(COD)는 시료를 알카리성으로 하여 강산화제인 과망간산칼륨 일정과량을 넣은 다음 일정시간 가열 반응시키고 요오드화칼륨 및 황산을 넣어 남아있는 과망간산칼륨에 의하여 유리된 요오드의 양으로부터 산소의 양을 측정하는 방법을 사용하였다. 또한 총 질소는 시료 중의 암모니아질소, 아질산질소, 유기성질소, 입자성질소등을 알칼리성 과황산칼륨으로 분해하여 질산질소로 산화시킨 후 카드뮴-구리 환원칼럼을 통과시켜 질산이온을 아질산 이온으로 환원하여 비색정량한다.
성능/효과
- 1. 선박의 밸러스트수의 취수는 해저로부터 비교적 가까운 위치에서 취수하기 때문에 해양수질 연구자료에 비하여 전체적으로 비교적 높은 수치를 보이는것을 알 수 있다. 그러므로 동북아시아로부터 밸러스트수를 싣고 입항하는 선박의 경우 그 지역의 수질보다 좋지 않은 해수를 싣고와 항내에 배출하는 것을 예상할 수 있다.
- 2. 우리나라의 주요항으로부터 밸러스트수를 싣고 입항하는 선박의 밸러스트수 수질 조사결과 Ⅲ등급 수준의 수질을 보이고 있다. 그러므로, Ⅲ등급 수질의 항구로부터 밸러스트수를 취수하여 Ⅰ등급 및 Ⅱ등급 수질의 항구로 입항할 경우에도 밸러스트수를 항해중 교환하고 입항해야 할것으로 사료된다.
- 3. 동북아시아의 주요항으로부터 밸러스트수를 싣고 입항하는 선박의 밸러스트수 수질 조사결과 항만개발 및 고성장을 하고 있는 중국의 주요항만들로부터 취수한 밸러스트수의 수질이 가장 좋지 않은 것으로 조사되었으며, 나머지 지역으로부터 취수한 밸러스트수의 수질은 우리나라 주요항만 수준의 수치를 보였다. 또한, 중국의 주요항으로부터 취수한 밸러스트수의 경우 1분기에 취수한 밸러스트수 샘플에서 중금속 수치가 높은 것으로 보아 황사의 영향으로 2분기 보다 높은수치를 보이는 것으로 사료된다.
- 4. 유해화학물질의 경우는 우리나라의 주요항에서 높은 수치를 보이고 있음을 알 수 있는데, PCBs는 석유화학단지가 밀집되어있는 여수·광양항 및 울산항에서 높은 수치를 보였으며, TBT는 조선소가 밀집되어있는 부산항 및 울산항에서 높은 수치를 보였다.
- 5. 중국의 경우 대부분의 오염물질 수치가 타 지역에 비하여 높은 수치를 나타내고 있다. 국제협약이 발효되면 외래생물종 뿐만 아니라 오염도가 심한 항구로부터 입항하는 선박은 특별관리하는 방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.
- 3>과 같이 나타내었다. 그 결과 유기물 및 영양염류의 경우 큰 강을 끼고있는 중국의 상하이항이나 텐진항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질이 가장 좋지 않은것으로 조사되었으며, 중금속 및 유해화학물질의 경우 황사, 항만개발, 폐쇄성 항구등의 영향으로 중국의 상하이항이나 텐진항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질이 좋지 않은 것으로 조사되었다. 또한, 홍콩항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질의 경우는 우리나라의 여수·광양항과 유사한 수치를 보였으며, 대만의 카오슝항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 조사결과 수질이 가장 양호한 것으로 조사되었다.
- 그 결과 환경관리해역 환경개선연구에서의 해양수질은 유기물 및 영양염류의 경우 Ⅲ등급 수질 이었으며, 중금속 및 유해화학물질등도 수질환경 보존법상 폐수배출시설의 오염물질 배출허용기준에는 미치지 않았다. 또한, 우리나라 주요항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수를 취수하여 실험한 결과는 환경관리해역 환경개선연구에서의 해양수질 결과치 보다는 높은 수치를 보이고 있다.
- 동북아시아의 주요항으로부터 밸러스트수를 싣고 입항하는 선박의 밸러스트수 수질 조사결과 항만개발 및 고성장을 하고 있는 중국의 주요항만들로부터 취수한 밸러스트수의 수질이 가장 좋지 않은 것으로 조사되었으며, 나머지 지역으로부터 취수한 밸러스트수의 수질은 우리나라 주요항만 수준의 수치를 보였다. 또한, 중국의 주요항으로부터 취수한 밸러스트수의 경우 1분기에 취수한 밸러스트수 샘플에서 중금속 수치가 높은 것으로 보아 황사의 영향으로 2분기 보다 높은수치를 보이는 것으로 사료된다.
- 그 결과 유기물 및 영양염류의 경우 큰 강을 끼고있는 중국의 상하이항이나 텐진항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질이 가장 좋지 않은것으로 조사되었으며, 중금속 및 유해화학물질의 경우 황사, 항만개발, 폐쇄성 항구등의 영향으로 중국의 상하이항이나 텐진항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질이 좋지 않은 것으로 조사되었다. 또한, 홍콩항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질의 경우는 우리나라의 여수·광양항과 유사한 수치를 보였으며, 대만의 카오슝항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 조사결과 수질이 가장 양호한 것으로 조사되었다. 그리고 일본의 동경항 및 러시아의 블라디보스토크로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질의 경우는 우리나라의 부산항과 유사한 수치를 보였으나 오염물질별로는 <표 7>에서 보는 바와 같이 다소의 차이를 보이고 있다.
- 또한, 우리나라 주요항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수를 취수하여 실험한 결과는 환경관리해역 환경개선연구에서의 해양수질 결과치 보다는 높은 수치를 보이고 있다. 항구별로 보면 오염물질별로 차이를 보이고 있지만 유기물 및 영양염류의 경우 마산항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질이 가장 좋지 않은 것으로 나타났으며, 중금속 및 유해화학물질의 경우 인천항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질에서는 구리(Cu) 성분이 가장 높으며, 여수·광양항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질에서는 비소(As), 코발트(Go) 및 PCBs 성분이 가장 높았으며, 마산항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질에서는 크롬(Cr), 카드뮴(Cd), 수은(Hg) 및 니켈(Ni) 성분이 가장 높았으며, 부산항으로부터 입항하는 선박의 밸러스트수 수질에서는 TBT 성분이 가장 높았으며, 울산항에서 출항하는 선박의 밸러스트수 수질에서는 납(Pb) 및 아연(Zn) 성분이 가장 높은 것으로 조사 되었다.
후속연구
- 중국의 경우 대부분의 오염물질 수치가 타 지역에 비하여 높은 수치를 나타내고 있다. 국제협약이 발효되면 외래생물종 뿐만 아니라 오염도가 심한 항구로부터 입항하는 선박은 특별관리하는 방안이 마련되어야 할 것으로 사료된다.
- 또한, 이 IMO 국제협약이 발효될 경우, 자국으로 입항하는 대부분의 선박은 밸러스트수 처리 및 관리기준을 적용 받고, 이를 만족시키지 못할 경우 회원국은 자국의 국내법으로 밸러스트수를 관리할 권한을 가진다. 따라서 기항국 검사관은 입항 선박을 방문하여 선박의 유효한 증서 보유여부를 확인하고, 밸러스트수 기록부를 점검하며 밸러스트수의 샘플을 채취하는 등 검사를 실시하고 입항불허 등의 조치를 취할 것으로 예상된다.
- 앞으로 선박이 이동하여 밸러스트수를 배출하게 되면 외래생물종이 옮겨질 뿐만 아니라 각종 오염물질도 함께 배출되어 방류해역을 오염시킬 수 있으므로, 우리나라 주요항을 포함한 오염도가 심한 항구로부터 밸러스트수를 싣고 입항하는 선박의 경우 특별관리가 필요하고, 또한, 동북아시아와 같이 근거리를 항해하면서 완전한 밸러스트수 교환이 어려운 선박을 위하여 교환 가능한 지역을 설정하여 관리하는 것이 깨끗한 항만, 보다 안전한 먹거리를 유지하는데 필수적이라 할 것이다.
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