공학석사학위논문 선박으로부터발생하는환경위해물질배출방지에관한연구 -비발효해양환경협약을중심으로 - A StudyonthePreventionMethodofEnvironmental HazardMaterialfrom Ship - Focusing onthenon-efectedmarineenvironmentalconvention- 지도교수국승기 2005 년 2 월 한국해양대학교대학원 해양경찰학과 김병곤
본논문을김병곤의공학석사학위논문으로인준함 위원장공학박사윤종휘인 위원공학박사이은방인 위원공학박사국승기인 2005 년 2월한국해양대학교대학원해양경찰학과김병곤
목 차 그림목차 ⅳ 표목차 ⅴ Abstract ⅶ 제 1 장서론 1 1.1 연구의배경 1 1.2 연구의목적 2 제2장선박으로부터발생하는환경위해물질분석 4 2.1 선박운항과환경위해물질 4 2.2 배출원별환경위해물질저감기술 6 2.1.1 주기관및보기기관 7 2.2.2 가스터빈 8 2.2.3 보일러 8 2.2.4 선박밸러스트수 9 2.2.5 선박의에어콘및냉장고 9 2.2.6 선박의화물창관리 10 2.2.7 빌지수, 기관및펌프실 10 2.2.8 방화기기 11 2.2.9 불활성가스시스템 11 2.2.10 선체표면에서발생하는환경위해물질 11 2.2.11 선박에서발생하는하수 12 2.2.12 폐기물 12 -i-
제3장해양환경국제협약 13 3.1 해양환경국제협약의개요 13 3.2 해양환경관련국제협약의주요현황 15 3.2.1 해양환경관련국제협약의종류 15 3.2.1 해양환경보전을위한국제협약의주요흐름 19 3.2.3 주요해양환경관련국제협약의주요내용 23 제4장선박대기오염물질배출방지 40 4.1 선박으로부터의대기오염물질배출규제현황 40 4.2 선박에의한대기오염현황 41 4.2.1 황산화물 (SOx) 오염현황 42 4.2.2 질소산화물 (NOx) 오염현황 44 4.2.3 이산화탄소 (CO2) 배출현황 46 4.3 국제해사기구 (IMO) 규제및각국대응방안 48 4.3.1 선박으로부터대기오염방지규칙에서황산화물규제 49 4.3.2MARPOL 73/78 부속서6의발효가국내에미치는영향 53 4.3.3 유럽공동체 (EU) 의선박에서배출되는 SOx/NOx 저감방안 54 4.3.4 유럽공동체 (EU) 의해수탈황에의한 SOx 처리효과 57 4.4 선박대기오염물질배출방지방안 59 제5장유해방오물질배출방지 62 5.1 방오도료와해양생물체의피해 62 5.2TBT 도료사용현황 64 5.2.1TBT 함유페인트의국내규제동향 66 5.2.2TBT 함유방오도료및 Tin-free 방오도료생산량 67 - i-
5.2.3TBT 함유방오도료도장현황 70 5.3 유해방오물질배출방지방안 71 제6장선박밸러스트수로부터해양생태계보호 73 6.1 선박밸러스트수관리의개요 73 6.2 밸러스트수에의한해양생태계피해현황 75 6.3 세계적대응현황 78 6.3.1 미국의대응방안 78 6.3.2 호주의대응방안 80 6.3.3 국제해사기구 (IMO) 의대응 82 6.4 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약내용 85 6.5 밸러스트수처리기술개발현황 87 6.6 선박밸러스트수로부터해양생태계보호방안 93 6.6.1 우리나라환경에최적의선박밸러스트수처리장치개발 94 6.6.2 외국으로부터밸러스트수유입방지방안수립 96 6.6.3 선박밸러스수배출지정해역설정 99 6.6.4 유사한해양환경지역에대한면제증서발급 102 6.6.5 밸러스트수규제를위한국내법제정 103 제 7 장결론 105 참고문헌 108 - i-
그림목차 < 그림 1> 각부분별 CO2 배출량추이 47 < 그림 2> 유럽의 SOx 통제지역 52 < 그림 3> 대기오염방지규칙에의한유럽의황함유량규제계획 53 < 그림 4> SelfPolishingCo-polymerSystem 63 < 그림 5> TBT 및 Tin-free 방오도료국내생산현황 (1998-2001) 69 < 그림 6> TBT 및 Tin-free 방오도료생산량비교 (1998~2001) 70 < 그림 7> 외항선 원양어선의 TBT 및 Tin-free 방오도료사용현황 71 < 그림 8> ConcepoftheBalastWaterConditioninShip 73 < 그림 9> Invasivespeciesdiversity 77 < 그림 10> Marinespeciesinbalastwater 77 < 그림 11> Balastwaterreporting form inusa 79 < 그림 12> 밸러스트수처리기술 Diagram 87 < 그림 13> 적용기술별밸러스트수처리기술개발현황 89 < 그림 14> 화학품 ( 활성화물질 ) 형식승인철자 95 < 그림 15> 호주의밸러스트수관리체계 97 < 그림 16> 우리나라의밸러스트수교환가능해역 100 -iv-
표목차 < 표 1> 선박에서발생되는환경위해물질 4 < 표 2> 기관으로부터배출되는환경위해물질 5 < 표 3> 각종기관으로부터발생하는환경위해물질 5 < 표 4> 주요환경위해물질의저감방안 6 < 표 5> 공기중방출물의저감방안 7 < 표 6> 주기관및보기기관의환경위해물질저감기술 7 < 표 7> 가스터빈의환경위해물질저감기술 8 < 표 8> 보일러의환경위해물질저감기술 8 < 표 9> 밸러스트수의해양생물체이동방지기술 9 < 표 10> 에어콘및냉장고의환경위해물질배출방지기술 9 < 표 11> 화물창으로발생되는환경위해물질저감기술 10 < 표 12> 빌지수 기관 펌프실로부터발생하는환경위해물질저감기술 10 < 표 13> 선박방화기기의환경위해물질저감기술 11 < 표 14> 불활성가스시스템의저감기술 11 < 표 15> 선체표면에서발생하는환경위해물질의저감기술 11 < 표 16> 선박에서발생하는하수의저감기술 12 < 표 17> 선박에서발생하는폐기물의저감기술 12 < 표 18> MARPOL 73/78 주요개정내용 27 < 표 19> 국내의오염원별 SO2 배출량 43 < 표 20> 국내오염원별 NO2 배출량 45 < 표 21> 온실가스배출량증가추이와구성비 46 < 표 22> 선박의 NOx,SOx,CO2 배출량 47 < 표 23> 대기오염방지규칙의주요규제내용 48 -v-
< 표 24> 선박으로부터대기오염방지규칙주요규제시기 49 < 표 25> 대기오염방지규칙의황산화물규제 51 < 표 26> EuropeanemissionsofSO2andNOx(milionsoftons) 55 < 표 27> DiscountofFairwayDues,FuelOilSulphurContent-Sweden( 98.1) 56 < 표 28> DiferentiatedPortDues,FuelOilSulphurContent-Major-Sweden 56 < 표 29> Performanceandcostusingseawaterexhaustscrubbers 57 < 표 30> Analysisper1,000tons,BunkersconsumedintheSECA 57 < 표 31> Comparisonofmethodsofanalysisforreducingemissionsfrom ships 58 < 표 32> ComparisonofSOx andpm removingmethods 59 < 표 33> 우리나라 TBT 함유방오도료규제현황 66 < 표 34> 국내업체별 TBT 및 Tin-free 방오도료생산현황 (2001) 67 < 표 35> 국가별밸러스트수규제현황 81 < 표 36> IMO 협약의연도별적용기준 85 < 표 37> 밸러스트수처리성능기준 86 < 표 38> 밸러스트수처리기술개발현황 88 < 표 39> 국가별밸러스트수처리시스템개발현황 89 < 표 40> MARTOB 적용기술및실험생물종 90 < 표 41> 밸러스트수처리시설설치사례 91 < 표 42> 밸러스트수처리기술비교 92 -vi-
A Study on theprevention Method ofenvironmental Hazard Materialfrom Ship - Focusing onthenon-efectedmarineenvironmentalconventionbykim,byeong-gon DepartmentofMaritimePoliceScience TheGraduateSchoolofKoreaMaritimeUniversity Busan, RepublicofKorea Abstract Theprotection ofmarineenvironmenthasbeen oneofconcernsin the maritime community. This dissertation identifies shipborn substances which are harmfulto the marine environmentand relevantinternational conventions regulating the discharge of those substances. The requirements stipulated in related conventions and preventive methods againstpolution causedby shipborn harmfulsubstancesareespecialy the mainfocusofthisstudy. International Maritime Organization(IMO) has developed Protocol of 1978 relating to the International Convention for the Prevention of Polutionfrom Ships,1973(MARPOL 73/78).TheAnnex VIonRegulations for the Prevention ofair Polution from Ships,which was adopted in -vi-
1997,wil enter into force on 19 May 2005.IMO has also adopted InternationalConvention on thecontrolofharmfulanti-fouling Systems on Ships, 2001 and International Convention for the Control and ManagementofShips'BalastWaterandSediments,2004. As per regulations for the prevention of air polution from ships, relevant governments and industries have been preparing for the implementation of its requirement since its adoption in 1997, by developing IMO compliantmarineenginesandlow sulphurfueloil.hence, no problem is foreseen prior to the entry into force date of19th May 2005. However,theCO2materhasemergedasan issuetobedealtwith in IMO because the United Nations Framework Convention on Climate Change has fulfiled the criteria for entry into force in November 2004. Therefore,itisenvisaged thattheregulation on CO2emission from ships wilbe materialized in the near future as the IMO is discussing this materatmarine EnvironmentProtection Commiteein orderto come up with emission requirements. Therefore, there is a need to develop equipmentto lower CO2 emission from ships by closely monitoring the globaltrend. International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling Systems on Ships was adopted on 5 October2001.This convention wil prohibittheuseofharmfulorganotinsinanti-fouling paintsusedonships -v i-
-ixfrom 1 January 2003. Korea has analyzed the harmful environmental efectsoforganotin compoundson marineenvironmentand hasrestricted theuseofharmfulanti-fouling system on board alkorean flagged ships since 16 September2004.This new measures wilhelp reduce polution caused by organotin compounds used in the anti-fouling system in territorialwatersofkorea. Even though thetbt-freeanti-fouling painthasalready been on the market, it is widely recognized that the less efective anti-fouling capability reduces the speed ofship.this is the reason why there has been a delay in the entry into force ofthe Convention.In this respect, Korea should develop TBT-free anti-fouling paintwith high anti-fouling capability not only to ensure cost-efective operation of ships but to exportsuchpaintstoothercountries. IMO adoptedinternationalconvention forthecontrolandmanagement ofships'balastwaterand Sediments on 13 February 2004 to prevent potentialy devastating efectsofthespread ofharmfulaquaticorganisms carried by ships'balastwater.since this convention is expected to be entered into force in 2009,equipment and provisions for balast water treatmenton board ship need to be developed in advance.furthermore, thegovernmentshould takenecessary stepssuch astheestablishmentof anationallaw andthedesignationofdischarging area,etc. It is generaly agreed that ful implementation of international
-xconvention on the protection of oil polution and harmful substances polution from ships have greatly contributed to protecting marine environment.itisthereforenecessary to havegood understanding on the recently adopted international convention such as regulations for the prevention of air polution from ships, Convention on the Control of Harmful Anti-fouling Systems and Convention for the Control and ManagementofShips'BalastWaterand Sedimentsfortheprotection of pristinemarineenvironment.
제 1 장서 론 1.1 연구의배경 선박은여러가지자원을소모하고안전한운항을위해서다양한설비와밸러스트수의주입등매우복잡한요소들이복합되어운항을하게된다. 따라서선박의운항시환경에피해를주는물질의배출을피할길이없다. 특히, 근래에이르러해상물동량및선복량의지속적인증가에따른해양오염사고와선박으로부터배출되는각종오염물질은해양환경과나아가서는지구환경을위협하는심각한문제로대두되고있다. 1992 년 UN 환경개발회의의제21,1995 년 UN 환경계획 (UNEP) 1) 의워싱톤회의실천계획, 유엔해양법협약 (UNCLOS) 2) 발효등에따른범지구적국제규범을통해연안국의해양환경보호의무가지속적으로강화되고있는추세에있다. 이에따라국제해사기구 (IMO) 3) 에의해서선박에대한각종환경규제협약이잇따라발효되고있다. 해양은폐쇄적인것이아니고개방된지역으로인접국가의해양오염물질이우리나라뿐만아니라세계의어느곳이든영향을미칠수가있으므로우리의독자적인해양환경정책은실효성을얻기가어렵다. 선박은국내외적으로항해를할수있는교통수단으로우리나라선박뿐만 1) United Nations Environment Program 2) United Nations Convention On The Law Of The Sea 3) International Maritime Organization -1-
아니라외국선박이우리해역에입항하여운항중환경위해물질을배출할수있으므로선박해양환경국제협약을수용하여우리의실정에맞는규정을제정하여이를준수한다면우리의바다를깨끗이보존될수있을것이다. 따라서선박으로부터해양환경위해물질의배출방지를위하여해양환경국제협약의이행사항연구및최근에채택되어아직발효되지않고있는협약에대한대응방안에대한연구가필요하다. 1.2 연구의목적 선박의운항으로인한해양환경위해물질의배출이심각해짐에따라각국의해양과더불어전세계인지구의환경을보호하고자국제협약을채택할필요성을느끼게되었으며, 세계적규제는제2차세계대전이전부터거론되기시작하였다.1958 년 3월유엔산하국제기구로출범한국제해사기구는해양의환경보호를위해지속적으로국제협약을채택하였으며주요협약은다음과같다. (1)73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 4) (2)1972 년폐기물투기에의한해양오염방지협약 (LC 1972) 5) (3)1990 년기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 6) (4)2000 년유독유해물질에의한오염대비 대응및협력에관한국제협약의정서 (OPRC/HNS 2000) 7) 4) Protocol of 1978 relating to the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973 5) Convention on the Prevention of Marine Pollution by Dumping of Wastes and Other Matter, 1972 6) International Convention on Oil Pollution Preparedness, Response and Co-operation, 1990 7) Protocol on Preparedness, Response and Co-operation to Pollution Incidents by Hazardous and Noxious Substances, 2000-2-
(5)2001 년선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 (AFS Convention2001) 8) (6)2004 년선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 9) 위의국제협약중에서최근채택되거나발효예정인선박운항과관련된해양환경협약은다음과같다. (1) 선박으로부터대기오염방지규칙 (MARPOL Protocol1997AnnexⅥ) 10) : 1997 년 9월 26 일채택 /2005 년 5월 19 일발효 (2) 선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 (AFS Convention) : 2001 년 10 월채택 (3) 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004):2004 년 2월채택 이세가지협약은최근채택되어일부국가또는지역에서규제가시작되고있어이에대한대처방안마련이매우시급하다고할수있다. 따라서본논문에서는선박으로부터발생하는환경위해물질을분석하고, 이를방지하기위한해양환경국제협약을종합하여정리한후, 최근채택된세가지주요협약에서규제하고있는선박대기오염물질및유해방오물질배출방지와선박밸러스트수의이동에따른토착해양환경의교란또는파괴방지에대하여연구하여보다깨끗한우리의해양을보전하기위한방안을제시하고자한다. 8) International Convention on the Control of Harmful Anti-fouling Systems on Ships, 2001 9) International Convention for the Control and Management of Ships' Ballast Water and Sediments, 2004 10) Annex Ⅵ of Protocol of 1978 relating to the International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973(Regulations for the Prevention of Air Pollution from Ships) -3-
제 2 장선박으로부터발생하는환경위해물질분석 2.1 선박운항과환경위해물질 선박은정상적으로운항하는가운데에서도여러가지환경위해물질을발생시킨다. 선박에기인하는환경위해요소는크게공기중방출물, 수중방출물그리고, 육상방출물로구분할수있다. 이를다시구분하고, 그출처를종합해보면다음과같다. < 표 1> 선박에서발생되는환경위해물질구분위해요소출처 공기중방출물 CO2 SO2 NOx HC VOC CFC/Halon 분진소음 기계장치, 소각기, 보일러기계장치, 소각기, 보일러기계장치, 소각기, 보일러기계장치, 소각기, 보일러적하역장치소화장치, 냉각장치기계장치, 소각기, 보일러기계장치, 적하역장치 수중방출물 육상방출물 기름유수혼합물독성물질화학물질하수폐기물외래생물 폐기물침전물 적하역장치, 탱크유수분리기, 탱크청소선체표면도장탱크청소하수처리기폐기물처리기밸러스트수처리시스템 생활폐기물밸러스트탱크 -4-
Lloyds 보고서에의하면선박의기관에서나오는환경위해물질의방출량은표 2와같다. 한편이표에서는전세계에서연간방출되는환경위해물질이함께정리되어있는데, 이는 2000 년국제해사기구의해양환경보호위원회 (MEPC) 11) 제44 차회의에서발표된표 3의노르웨이연구소 (MARINTEK) 보고에의한것으로,1996 년전세계에서사용된벙커유를 1억 3,800 만톤으로추정하여도출한결과이다. < 표 2> 기관으로부터배출되는환경위해물질 구분 NOx CO HC CO2 SO2 Lloyd's 자료 연료1톤당배출량 ( kg ) 57-87 7.4 2.4 3170 20 연료황함유율 (%) MARINTEK 자료 동력 1 kw당배출량 (g) 연간전세계배출량 (Mega-ton) 12-17 1.6 0.5 660 4.2 연료황함유율 (%) 10.1-11.4 0.7-1.1 436-438 5.2-7.8 표 3 의 MARINTEK 자료에의하면, 각종기관에서나오는 환경위해물 질의방출량은다음과같다. < 표 3> 각종기관으로부터발생하는환경위해물질 디젤종류 NOx(g/kWh) CO(g/kWh) 분진 (g/kwh) 저속디젤중속디젤고속디젤고속디젤전기중속디젤전기가스터빈스팀터빈 19 8-22 2.5-8 2.3-4.4 15-18.6 0.2-0.8 23-34.5 0.4 0.5-2 0.5-2 - - - - 0.6-1 0.2-0.5 0.2-0.3 - - - - 11) MarineEnvironmentProtectionCommitee -5-
상기자료는기관과연료의특성으로부터직접적으로도출한것으로, 실 제의방출량을추정하기에는미흡한자료라고판단된다. 보다정확한통계를 알기위해서는기관방출량등의자료가 12) 필요하다. 2.2 배출원별환경위해물질저감기술 선박에기인하는환경위해물질을저감시키는데에는새로운장비기술과운항조건의변화를들수있다. 장비기술로는소요동력의저감을비롯하여각종방출물의저감기술그리고우수연료및환경친화재료의사용등이있다. 운항조건의변화로는선속감소를비롯하여각종장비의최적운전조건등을들수있겠다. 주요위해물질에대한저감방법을간략히종합하면다음과같다. < 표 4> 주요환경위해물질의저감방안 구분위해물질저감방법 공기중방출물 수중방출물 SO2 NOx 휘발성유기화합물분진 유수혼합물 독성물질 하수 외래생물 저유황연료, 탈황장치 탈질장치, 기관개선및전후처리 SequentialLoading,VaporReturn, Recovery Plant 집진기 유수분리장치, 정화장치 친환경물질사용 하수처리장치 밸러스트수교환및처리 12) 기관의각요소별방출량자료, 운용선단의상세자료, 선박의항해자료, 해운운항자료 -6-
위의저감방법들의저감효율은모두경제성과연관지어검토되어야한다. 한예로서, 공기중방출물에대한각종저감방법을비교해보았다. 구분위해물질방법별저감효율 공기중방출물 CO2 NOx 휘발성유기화합물 분진 < 표 5> 공기중방출물의저감방안 1-40% : 속력등운항조건개선 3-7% : 기관개선 70-80% : 저유황연료사용 80-90% :SCR 장치적용 10-30% : 연소조건조정 20-30% : 기관개조 30-60% :SequentialLoading,VaporReturn 70-90% :Recovery Plant 25-60% : 정전기필터 선박이정상항해중에발생시키는환경위해물질들에대한저감기술을장 비별로검토하여보면다음과같다. 2.1.1 주기관및보기기관 < 표 6> 주기관및보기기관의환경위해물질저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 연소기 NOx 매우큼 SOx 매우큼 CO CO2 보통 보통 기관개선, 촉매작용, 배기연구활발가스순환, 연소중수분추가성공사례많음저유황연료연구활발 SeawaterScrubbing 성공사례많음기관조정, 공기흡입개선 - 산화반응장치효율향상, 우수연료종류선그린하우스가스정, 운항조건최적화제한에촛점 HC 보통기관조정, 산화반응장치발생량적음 PM 큼 필터,SeawaterScrubbing WaterEmulsion 선박에의적용실적적음 -7-
2.2.2 가스터빈 < 표 7> 가스터빈의환경위해물질저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 연소기 NOx 매우큼 저온가동버너개선촉매작용 SOx 작음저유황연료 - CO 매우작음촉매작용발생량적음 CO2 보통효율향상 NOx 에큰영향 HC 매우작음촉매작용발생량적음 PM 큼 터빈조정, 필터 Seawater Scrubbing - - 2.2.3 보일러 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 연소기 NOx 큼 SOx 큼 버너개선선박에의적용실적 SelectiveNonCatalytic 적음 Reduction 저유황연료 SeawaterScrubbing CO 미상촉매작용 - CO2 보통효율향상 - HC 미상 - PM < 표 8> 보일러의환경위해물질저감기술 작음 필터 SeawaterScrubbing - - -8-
2.2.4 선박밸러스트수 < 표 9> 밸러스트수의해양생물체이동방지기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 밸러스트수 외래생물및침전물 매우큼 관리방법개선교환시스템필터및원심분리처리열및자외선처리살생제처리침전물처리 IMO 협약서완성, 가이드라인작성중 2009 년부터처리필요기준강화로인해, 살생제처리가필수 유수혼합물 매우큼 격리탱크유수분리기 - 2.2.5 선박의에어콘및냉장고 < 표 10> 에어콘및냉장고의환경위해물질배출방지기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 냉각기 CFC, HCFC 매우큼 신형식소량가동간접냉각방식암모니아및 CO2 전환모니터링 HFC 로의전환 - HFC 큼 신형식소량가동간접냉각방식암모니아및 CO2 전환모니터링 - NH3,CO2 작음모니터링 - -9-
2.2.6 선박의화물창관리 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 증발 VOC 매우큼 부유물기름큼 부착잔유물 < 표 11> 화물창으로발생되는환경위해물질저감기술 화학물 각종화물찌꺼기 미상 운용방식 SequentialLoading COW 감소 Recovery Plant 운용방식및훈련격리탱크시스템조정운용방식및훈련격리탱크시스템조정 - - - - - 화물 종류에 따라 다름 2.2.7 빌지수, 기관및펌프실 < 표 12> 빌지수 기관 펌프실로부터발생하는환경위해물질저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 기름 윤활유, 유압유찌꺼기 매우큼 운용방식 SequentialLoading COW 감소 Recovery Plant - 유수혼합물 - 매우큼 운용방식침전물탱크증대 - -10-
2.2.8 방화기기 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 기체 방화제 할론가스 매우큼 액체방화제 < 표 13> 선박방화기기의환경위해물질저감기술 CO2 보통 CO2,Inergen,Argon, Haloyron I, 물안개등으로의전환 Inergen,Argon, Haloyron I, 물안개등으로의전환 배출액 - - - - - 2.2.9 불활성가스시스템 < 표 14> 불활성가스시스템의저감기술 발생원 위해물질 저감가능성 저감기술 비고 기체불활성가스 N2,CO2 작음 효율향상 - 액체불활성가스 PM 큼 새로운연료 - 2.2.10 선체표면에서발생하는환경위해물질 < 표 15> 선체표면에서발생하는환경위해물질의저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 방오도료 TBT 매우큼새로운방오도료 구리보통환경친화제품 이미개발완료, 적용중 새로운환경친화도료개발중 -11-
2.2.11 선박에서발생하는하수 < 표 16> 선박에서발생하는하수의저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 하수 - 매우큼 하수처리장치 하수보관탱크 육상배출과정 - 2.2.12 폐기물 < 표 17> 선박에서발생하는폐기물의저감기술 발생원위해물질저감가능성저감기술비고 폐기물처리장치 폐기물 유리, 금속, 음식물 매우큼 폐기물처리방법폐기물분류 - 육상배출과정 -12-
제 3 장 해양환경국제협약 3.1 해양환경국제협약의개요 해양오염은오존층파괴, 지구온난화, 생물다양성감소, 내분비계교란물질등과함께전지구적으로가장중요한환경문제의하나이다. 특히개방적이고유동적인특성을가진해양에서의환경문제는그해결을위해서지역적, 지구적협력이긴요하며, 이에 178 개국정상과대표들이참석한가운데 1992 년브라질리우데자네이루에서개최한유엔환경개발회의 (UNCED) 에서는 Agenda 21 중제17 장을통하여해양및연안해역이보전되고적절하게관리될수있도록새로운대책모색과해양생태계에대한현명한이용방안을마련함에있어지역, 국가, 지구적차원의연대중요성을강조하기도하였다. 국제적차원에서해양환경보전을위한국가간협력활동은보통국제협약 (Convention) 이나의정서 (Protocol) 에기반하여이뤄진다. 최근에채택된해양환경관련국제협약으로서는 1994 년에발효된유엔해양법협약 (UNCLOS) 이있는데, 여기에서는각협약당사국에게해양환경보호를위한협력의무를부과하고있다. 아울러의제 21 의해양부문인제17 장을구체화하기위해해양오염의중요한원인을육상활동으로규정하고이의구체적행동계획으로육상기인오염방지를위한전지구적실천계획 (GPA) 과함께, 유엔환경계획 (UNEP) 의주관하에동계획의구체적실천으로서육상기인오염원중에서가장중요한관리대상인지속성유기오염물질 (POPs) 13) 을관리하기위해 13) 지속성유기오염물질 (persistentorganicpolutants) 란인간에의하여만들어진유기화합물중, 환경에유입되어분해되지않고오랫동안남아생태계에서먹이사슬에의해순환되는물질을말하여유기염소계살충제등이있다. 지속성유기오염물질은독성과잔류성이높아생물체내에서수십배내지수백만배까지농축될수있다. -13-
2001 년 5월에채택된스톡홀름협약등이중요한해양환경관련국제협약들의사례로꼽을수있다. 국제해사기구 (IMO) 가주관하여채택한해양환경관련협약들은특히선박기인오염저감을위해서중요한의미를갖는다.1958 년 3월유엔산하국제기구로정식출범한국제해사기구는선박의안전과해양오염관리를위한여러활동들을수행하고있는데,1972 년폐기물투기에의한해양오염방지협약 (LC 1972) 을, 그리고선박으로부터발생하는해양오염을방지하기위해 1973 년런던에서해양오염방지협약 (78 년에개정,MARPOL 73/78) 을채택하였다. 아울러 1990 년에는기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 을,2000 년에는유독유해물질에의한오염대비 대응및협력에관한국제협약의정서 (OPRC/CO22000) 를채택하는등선박에서발생하는해양오염을적극규제하기위한여러활동들을수행하고있다. 또한국제해사기구는 2001 년 10 월에선박, 어망 어구및해양구조물의생물부착방지용 TBT 14) 함유방오도료를규제하기위하여선박의유해방오페인트규제협약을채택하였고, 선박의밸러스트수와침전물의관리 통제를통해유해한외래생물종의지역간이동을예방하고제거할목적으로선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약을 2004 년 2월 13 일외교회의에서채택하였다. 위와같이해양환경을보전하기위해채택된국제협약들은보통오염피해를저감하고환경지속성을증진시키기위하여기존의해양이용형태를제약하거나이용형태에서친환경성을강화하는법적구속력있는규제사항을포함하고있다. 따라서새로이형성되는국제적인해양환경관련협약체제와규제수준에적응하지못할경우에는각각의협약상에서규정하는여러불이 14) TBT(Tributyl-tin) 는주로살생물질로이용되는유기주석화합물의일종으로 1960 년대말부터선박, 어망 어구및해양구조물의생물부착방지용防汚塗料 (anti-fouling paint) 로사용되며, 페인트에화학적으로결합되어있다가水化 (hydrolysis) 에의해서서히용출됨으로써선박밑면에생물들이붙지못하게함 -14-
익들, 예를들면해당선박의자국으로의입항금지등을받게되는데, 이는해양기반제반경제 산업활동에큰손실을유발하게된다. 이와관련국제협약체제하에서국제적으로각국의환경규제에적극적으로대응하고자국내환경문제의해결, 관련환경산업의국제적비교우위확보를위해친환경적기술개발이적극적으로추진되어야하는바, 기술개발을수행함에있어국제협약의도출배경, 내용및규제사항등에대한상세한검토를토대로관련기술개발이진행되어야한다. 결국관련국제협약에서요구하는친환경적기술은해양환경보호에기여할뿐만아니라경제적측면에서도고부가가치를보장하는선진기술의요체라할수있으며, 이에국제협약의동향에발맞춰친환경성을앞으로의연구개발을위한새로운패러다임의하나로설정할필요가있다하겠다. 3.2 해양환경관련국제협약의주요현황 국제해사기구 (IMO) 및 UN 환경계획 (UNEP) 등을중심으로하여추진되었 거나추진중인해양환경관련주요국제협약들의종류, 도출배경, 내용, 규제 사항등을종합적으로검토하고자한다. 3.2.1 해양환경관련국제협약의종류 2004 년 10 월현재채택되어발효중인기존의해양관련주요국제협약들은다음과같다. 이들협약의전문, 요약, 가입국, 발효일등은미국 Columbia 대학의 ENTRI 15) 프로그램에서찾아볼수있다 16). 15) Environmental Treaties and Resource Indicators 16) http://sedac.ciesin.columbia.edu/entri/ -15-
(1) 해양분야협약 o1982 년유엔해양법협약 (United NationsConvention on thelaw ofthesea: UNCLOS,12/10/82 채택 ) o1958 년대륙붕협약 (ConventionontheContinentalShelf4/29/58 채택 ) o1958 년공해에관한협약 (ConventionontheHighSeas4/29/58) o 1958 년공해의어류및생물자원보존에관한협약 (Convention on Fishing andconservationofthelivingresourcesofthehighseas4/29/58) (2) 기름및기타물질에의한해양오염 o 기름에인한해양오염방지를위한국제협약 (InternationalConvention forthe Prevention ofpolution oftheseaby Oil(asamended on 11April1962and 21October1969)5/12/54 o 1973 년 해양오염방지협약 (International Convention for the Prevention of Polutionfrom Ships11/2/73) o유류이외의물질에의한오염사고시공해상개입에관한 1973 의정서 (Protocol Relating to Intervention on the High Seas in Cases of Polution by SubstancesOtherthanOil11/2/73) o 해양오염방지협약의 1978 년의정서 (Protocol of 1978 Relating to the InternationalConventionforthePreventionofPolutionfrom Ships,1973) o긴급시기름및기타유해물질에의한오염방제를위한지역협력에관한의정서 (ProtocolConcerning RegionalCooperation in Combating Polution by Oil andotherharmfulsubstancesincasesofemergency4/24/78) o 기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (InternationalConvention on Oil PolutionPreparedness,ResponseandCooperation11/29/90) -16-
o 유독유해물질에의한오염대비 대응및협력에관한국제협약의정서 (Protocolon Preparedness,ResponseandCo-operation topolution Incidents byhazardousandnoxioussubstances,2000,3/15/00) o선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 (TheInternationalConvention onthecontrolofharmfulanti-fouling systemsonships10/5/01) (3) 기름오염에대한보상관련 o 1969 년유류오염사고시공해상개입에관한협약 (International Convention Relating to Intervention on the High Seas in Cases of Oil Polution Casualties11/29/69:1969 년중재협약 ) o 1969 년유류오염손해에대한민사책임에관한협약 (InternationalConvention on CivilLiability foroilpolution DamageLondon 11/29/69,asamended19 November1976and25May1984) o 심해저광물자원의탐사및개발로인한기름오염피해에대한민사책임협약 (Convention on Civil Liability for Oil Polution Damage Resulting from ExplorationforandExploitationofSeabedMineralResources5/1/77) o 유류오염손해보상을위한국제기금설치에관한협약 (InternationalConvention on the Establishment of an InternationalFund for Compensation for Oil Polution Damage 12/18/71,as amended 19 November 1976 and 25 May 1984) (4) 해양오염에관한지역협약 o Convention fortheprevention ofmarinepolution by Dumping from Ships andaircraft(asamended)2/15/72( 오슬로협약 ) -17-
o Convention on theprotection ofthemarineenvironmentofthebalticsea Area3/22/74 o Protocol for the Prevention of Polution of the Mediterranean Sea by Dumping from ShipsandAircraft1976 o Protocol Concerning Cooperation in Combating Polution of the Mediterranean Sea by Oiland Other HarmfulSubstances in Cases of Emergency2/2/76 o Convention for the Protection ofthe Mediterranean Sea AgainstPolution 2/16/76 o United NationsConvention on thelaw ofthesea 12/10/82Convention for the Protection and Developmentofthe Marine Environmentofthe Wider CaribbeanRegion3/24/83 o Protocol Concerning Cooperation in Combating Oil Spils in the Wider CaribbeanRegion3/24/83 o Supplementary Protocol to the Agreement on Regional Cooperation in Combating Polution ofthe South-EastPacific by Oiland OtherHarmful SubstancesinCasesofEmergency7/22/83 oprotocolfortheprotection ofthesouth-eastpacificagainstpolution from Land-basedSources7/23/83 o AgreementforCooperation in Dealing with Polution ofthe North Sea by OilandOtherHarmfulSubstances9/13/83 oprotocolfortheprotection ofthemediterranean SeaAgainstPolution from Land-basedSources5/17/80-18-
3.2.1 해양환경보전을위한국제협약의주요흐름 해양환경에관한국제적노력은 1920 년대부터선박으로부터의기름 원유의배출규제에대한논의를그시초로볼수있다. 1926 년미국은해양으로의유류유출문제를토의하기위한국제회의를 Washington 에서개최한바있다. 이어서 1934 년에는영국이이문제를국제연맹에제의하여전문가위원회에서검토하기로합의를보아 1935 년동위원회는국제회의에제출할협약초안을작성하였다. 그러나독일, 이탈리아, 일본등 3국이참석하지않아회의가열리지않은채제2차대전을맞았다. 제2차대전이끝나자이문제를인계받은국제연합은이를 IMCO 17) 에서처리할예정이었으나당시는아직 IMCO 가성립되지않았던관계로이문제에특별한관심을갖고있던영국정부가유엔과연락을취한뒤관계국을소집하여 1954 년 4월 26 일부터 5월 12 일까지런던에서기름에의한해양의오염에관한국제회의를열고 1954 년의기름에의한해양의오염방지를위한국제협약 (OILPOL 1954) 이채택되었다. 이회의의참가국은 32 개국이고서명국은 20 개국이었으며심의의기초가된것은영국정부가제출한포오크너 (Faulkner) 보고와기타의각서였다. 이협약은 1958 년 7월 26 일에발효하였다. 그뒤이협약의규제만으로는불충분하다하여 1962 년에 1954 년협약의개정조항이채택되었다. 이개정은 1967 년 5월에발효하였는데규제대상인유조선을총톤수 150 톤이상으로하고기름의배출금지해역을확대하는등전반적인규제를강화하였다. 그뒤 1967 년 3월 118,000 톤의원유화물중절반을유출시킨총톤수 6만톤급유조선토리캐니언 (Torrey Canyon) 호사건에서보는바와같은대량의기름유 17) Inter-Governmental Maritime Consultative Organization, 현재의국제해사기구의전신. 1982 년 IMO 로개칭되었으며, IMCO 설치협약은 1958 년에발효되었으나 1959 년부터정식운영됨 -19-
출사고로말미암아해양의오염은국제적으로급속하고광범위하게진행하여이제까지의국제협약만으로는해양의오염을방지하기가불가능하게되었다. 이리하여 1969 년 10 월에 1954 년의기름에의한해양의오염방지를위한국제협약을개정하는 1969 년의개정협약 (OILPOL) 18) 과 1969 년의기름오염사고의경우에있어서의공해상의개입에관한국제협약 19) 이제정되었다.1969 년의이들두협약은체약국의 3분의 2이상이수락한날로부터 12 개월이지난뒤모든체약국에대하여발효하기로되어있어, 전자는 1978 년 1월 20 일에야비로소발효하였고, 후자는 1975 년 5월 6일에발효하였다. 또 1971 년에는오스트레일리아의 GreatBarrierReef 를보호하기위한개정과해양사고가발생했을경우선박으로부터흘러나오는기름의양을최소한으로줄이기위하여탱크의크기를제한하는전자의개정이이루어졌는데이 1971 년의개정은끝내발효하지않았다. 1954 년의기름에의한해양의오염방지를위한국제협약 (OILPOL 1954) 에대하여개정이거듭되는동안에도기름의해상운송량과유조선의수는엄청나게증가하였고또해상을통하여운송되는화학물질은점점늘어나서 1954 년의협약으로서는도저히해양의오염을방지하기에부적당하다는생각이들었기때문에 1969 년의 IMCO 총회에서는완전히새로운협약을심의하기위한국제회의를소집하기로결의하였다. 이결의에의거한회의가 1973 년 10 월에런던에서소집되었다. 1973 년해양오염방지협약 (MARPOL 1973) 20) 은해양오염을방지하기위하여이제까지채택된것중에서가장야심적인국제협약으로서기름뿐만아니 18) The 1969 Amendments to the International Convention for the Prevention of Pollution of the Sea by Oil, 1954 : OILPOL 19) The International Convention relating to Intervention on the High Seas in cases of Oil Pollution Casualties, 1969 20) International Convention for the Prevention of Pollution from Ships, 1973 : MARPOL 1973-20-
라, 육지에서발생된폐기물을바다에투기하는것 21) 을제외한모든형태의해양오염을규제하고있다. 1973 년해양오염방지협약은신속하게시행되기를희망하였으나몇가지기술적인이유와재정적인부담때문에이협약을비준한나라가극소수에불과하고가까운장래에발효될전망이보이지않게되자 1978 년에개최된유조선의안전과오염방지에관한국제회의 (TSPP) 22) 에서는 1973 해양오염방지협약 (MARPOL 1973 협약 ) 에대하여크게수정을가하여해양오염방지협약의 1978 년의정서 (1978Protocol) 를성립시켰는데이것이이른바 73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 이다. 이의정서는 1973 년 MARPOL 일부를수정하는한편수정하지아니한부분도모두받아들인것으로서, 결과적으로모협약인 1973 년 MARPOL 협약을흡수한 1개의문서로보아야한다. 따라서이 MARPOL 의정서를보통 MARPOL 73/78 이라고부른다. 1980 년대에들어와서세계각지에서대규모유조선유출사고가발생하였으며, 특히 1989 년 3월 24 일에일어난액숀발데즈 (Exxon Valdez) 호유조선사고에의한해양오염은 3만 7천톤유출유에알래스카의 1,000 여마일해안선에대한초대형환경파괴를유발하였다. 이에자극을받은미국은유조선유류오염에관한법률 (OPA 1990 23) ) 을제정하였다. 그내용은 1990 년 7월 1일이후건조계약되는모든유조선이미국의해역에들어오려면이중선체구조를갖추도록요구하고있다. 한편국제해사기구 (IMO) 의해양환경보호위원회 (MEPC) 도 MARPOL 73/78 을보완강화하기위한작업을벌여 1992 년 3월 6일에관련부속서를개정하였다. 그내용은 1993 년 7월 6일이후에건조계 21) 바다에투기하는것은 1972 년의해양투기방지협약에의하여금지됨 22) International Conference on Tanker Safety and Pollution Prevention 23) Oil Pollution Act of 1990-21-
약되는모든유조선은이중선체구조또는이와동등한구조를갖출것을요구하고있다. 아울러대형유출사고가발생할경우일부지역이나단일국가의능력만으로는방제가역부족일수밖에없다는사실에입각하여국제해사기구 (IMO) 에서는사고발생후신속하고효과적인방제조치를수행하여그피해를최소화하기위한범국가적, 전지구적차원의기름유출사고에대한대비및대응체제를구축하기로하였다.1989 년 10 월미국측의제안에의거하여국제해사기구의해양환경보호위원회 (MEPC) 주도로협약안을작성하고이후몇차례의준비회의를거쳐최종적으로 1990 년 11 월, 기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 을채택하여 1995 년 5월 13 일에발효시켰다. 유류이외에벤젠, 톨루엔, 포르말린등인체및환경에치명적인 2,300 여종의유해화학물질 (HNS) 24) 에의한유출사고의심각성이점차증가함에따라이에대한국제적대비및대응, 협력체제구축의필요성이제기되었다. 1996 년에국제해사기구는유독유해물질의해상운송에따른손해배상책임에대한국제협약 (HNS Convention 1996) 25) 을채택하기도하였다. 아울러 2000 년 3월에유류를대상으로한 OPRC 1990 협약의원칙에의거하여유해화학물질유출사고에대한국제적차원의대비및대응, 협력체제를구축토록하는유독유해물질에의한오염대비 대응및협력에관한국제협약의정서 (OPRC/HNS 2000) 를채택하기도하였다. 유류나유해화학물질유출사고에의한해양오염이외에도, 기타유해물질에의한해양오염규제를위한노력도국제해사기구를중심으로진행되었다. 특히 TBT 함유방오도료가해양생물에게미치는악영향을인식하고, 세계적 24) Hazardous and Noxious Substances 25) International Convention on Liability and Compensation for Damage in Connection with the Carriage of Hazardous and Noxious Substances by Sea, 1996-22-
인해양환경보전의관점에서 TBT 선저도료의선박에의사용을규제하기위한노력이 1980 년대초반부터진행되어 1982 년프랑스가 TBT 함유율이 0.4% 이상인페인트를사용금지하였으며, 이후영국, 캐나다, 아일랜드, 미국, 노르웨이, 일본, 덴마크, 호주, 스위스및독일등이 TBT 페인트의생산또는선박에서의사용금지등의조치를취하여 TBT 로부터의해양생태계를보호하기위한노력을기울여왔다.1990 년대부터는국제협약을통해전세계에서 TBT 페인트의사용을금지하고자하는노력이시작되어 2001 년 10 월 5일국제해사기구 (IMO) 외교회의에서최종적으로 2001 년선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약이채택되기도하였다. 본협약에의거하여 2003 년부터는 TBT 사용이,2008 년부터는 TBT 의선체잔존조차금지된다. 선박의밸러스트수에의한해양생물체가이동됨에따라토착해양생물체가교란되거나파괴되는것을방지하기위하여 1993 년관련지침을제정하는등의준비를거쳐 1994 년 2월 13 일국제해사기구외교회의에서선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 을채택하였다. 이협약에서는 2009 년적용을목표로 2009 년이후건조선박은밸러스트수처리설비를설치하도록하였고 2009 년이전건조선박은깨끗한해수를교환하여입항하도록하고있다. 3.2.3 주요해양환경관련국제협약의주요내용 (1)73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 협약원명 :Protocolof1978 Relating to theinternationalconvention forthepreventionofpolutionfrom Ships,1973. 채택 ( 발효 ):1978.2.17(1983.10.2) -23-
목 적 : 선박으로부터의해양오염방지 관련국내법 : 해양오염방지법 적용범위 : 협약당사국의국기를게양할자격이있는선박또는그권한에운항되고있는선박에적용되나각부속서별로적용대상에다소차이가있다. 다만, 군함, 국가소유의선박으로서비상업용목적에만사용되는선박에는적용하지아니한다. 해양환경보전을위해가장큰역할을수행하고있는대표적국제협약인 MARPOL 73/78 은정부의일반적의무등을규정하는 9 개조문의본문과 6 개의부속서로되어있으며, 기술적인사항은모두부속서에규정되어있다. - 부속서 1: 기름에의한오염방지를위한규칙 MARPOL 73/78 에서가장중요한부분이선박으로부터기름의배출을규제하고있는부속서 1이다. 규제대상은모든형태의석유류인데원유, 중유, 슬러지 (sludge), 폐유및정제유 26) 이다. 이부속서에따라해양에대한기름의배출은특별한조건을충족시키지아니하는한금지된다. 한편, 각당사국정부는선박의유성잔류물및유성혼합물을수용하기위한수용시설 (Reception facilities) 을확보하여야한다. 이를이용하는선박이부당하게지연되는일이없도록적절한용량의것이어야하며부속서제12 규칙에서는수용시설이필요한항구의유형과용량이규정되어있다. 또유수혼합에의한유성밸러스트의문제를해결하기위하여유조선에는분리밸러스트탱크를설치하고, 양하중원유에의한탱크청소를위한원유세정 (CrudeOilWashing) 장치를설치토록하였으며, 유성밸러스트위에원유를적재하는방식, 즉 Load-on-TopSystem 을도입하였다. 26) 부속서 Ⅱ에의한석유화학물질 (Petrochemicals) 은제외 -24-
또한선박의구조, 설비, 장치가이부속서에적합한지여부를확인하기위하여총톤수 150 톤이상의모든유조선과총톤수 400 톤이상의모든선박은주관청의초기검사및정기검사를받고국제기름오염방지증서 (IOPP 증서 27) ) 를교부받아야한다. 기름배출감시제어장치, 유수분리장치, 이와관련된펌프와파이프의시스템에대하여는중간검사를받은뒤 IOPP 증서 28) 에배서를받아야한다. - 부속서 2: 산적된유해액체물질에의한오염규제를위한규칙유해액체물질이라함은해양생물혹은인간의건강에미치는위해또는해독에따라 A류 (category) 로부터 D류 29) 로분류되어있다. A류의물질또는 A물질을함유하는밸러스트수, 탱크세정수, 기타의잔류물혹은혼합물은해양에의배출이금지되며,B 류내지 D류에속하는물질혹은이들의함유물은선박이 7노트이상으로항행중이며육지에서 12 해리이상떨어진곳에서배출하는등일정한요건을충족시키는경우에만해양에배출할수있다. 이부속서는그밖에도운송물질의종류에따라탱크와파이프의세정, 세정수의수용시설에의배출, 화물기록부에의기재에관하여규정하고있다. 또한유해액체물질은산적운송하는선박은정기검사또는중간검사를받고유해액체물질의산적운송을위한국제오염방지증서 (NLS 30) 증서 ) 를발급받아야하며중간검사시행후 NLS 증서에배서를받아야한다. 27) International Oil Pollution Prevention Certificate 28) 정기검사는 5 년, 중간검사는 30 개월을넘지않는간격으로시행하여야함 29) 해양에배출된경우 A 류는해양자원이나인체에막대한위해를미치는유해액체물질이며 D 류는인식이가능한경미한위해를미치는유해액체물질을말한다. 30) International Pollution Prevention Certificate for the Carriage of Noxious Liquid Substances In Bulk -25-
- 부속서 3: 포장된형태로선박에의하여운송되는유해물질에의한오염방지를위한규칙이부속서는포장된형태로또는화물컨테이너, 포터블탱크또는도로용또는철도용탱크차에넣어서해상으로운송되는유해물질에의한오염을방지하기위한규칙이다. 여기에서는유해물질의포장, 표시및표찰, 서류작성, 적부방법, 적재수량의제한에관한일반적요건을규정하고있다. - 부속서 4: 선박으로부터의하수에의한오염방지를위한규칙이부속서에따라선박이항해중이며일정한배출율에따르는등의요건을지키지아니하면선박으로부터의하수배출은금지된다. 분쇄하고소독한하수를배출하기위해서는선박이가장가까운육지로부터 4해리이상떨어져있어야하며, 분쇄하지아니하거나소속하지아니한하수를배출하기위해서는 12 해리이상떨어져있어야한다. 규제대상선박은설비, 비품등에대하여초기검사와정기검사를받아야하며국제하수오염방지 (ISPP 증서 31) ) 가교부되어야한다. - 부속서 5: 선박으로부터의폐기물에의한오염방지를위한규칙이부속서는합성로우프, 플라스틱, 음식찌꺼기등의각종폐기물에의한오염을방지하기위한규칙이다. 정부는항구및터미널에폐기물처리를위한수용시설을갖추어야한다. 선박은검사를받고국제폐기물방지증서 (IGPP 증서 32) ) 를교부받고중가검사수행후 IGPP 증서에배서를받아야한다. - 부속서 6: 선박으로부터대기오염방지규칙 31) International Sewage Pollution Prevention Certificate 32) International Garbage Pollution Prevention Certificate -26-
본규칙은선박으로부터대기오염을방지하기위하여각종설비설치하거나오존층파괴물질, 질소산화물, 황산화물등의대기오염물질배출이금지되거나기준치이하로제한된다. 선박은최초검사, 정기검사, 중간검사및임시검사를받고국제대기오염방지증서 (IAPP) 33) 를교부받고중간검사시 IAPP 증서에배서를받아야한다. MARPOL 73/78 은 1984 년부터 1997 년현재까지총 25 건에걸쳐지속적인 보완 개정을거쳐현재까지국제적인해양환경보전에서가장큰역할을하 고있다. 주요개정내용은다음과같다. < 표 18> MARPOL 73/78 주요개정내용 개정년도 주요내용 1984 년개정 부속서 1의특별해역기준강화와일부시설기준완화 1985 년개정 부속서 2의화물스트립핑요건강화및살적화물코드의강제화등 1985 년개정 부속서 1의보고요건및내용조정 1987 년개정 부속서 2의부록 2/3 에새로운코드추가 1989 년개정 부속서 2의 IBC,BCH Code 개정등 (1989 년 3월 ) 부속서 1의특별해역조정등 (1989 년 10 월 ) 부속서 1,2 및 HSSC 관련개정 1990 년개정 부속서 1의 IBC,BCH Code 개정등 1991 년개정 부속서 1의 IOPP 증서및특별해역추가 1992 년개정 유조선의이중선체의무화및 Phasing out 배출강화 1997 년개정 부속서 6선박으로부터대기오염방지규칙추가 33) International Air Pollution Prevention Certificate -27-
(2)1972 년폐기물투기에의한해양오염방지협약 (LC 1972) 협약원명 :Convention on the Prevention of Marine Polution by Dumping ofwastesandothermater,1972 채택 ( 발효 ):1972.12.29(1975.8.30) 목적 : 해양투기에의한해양오염방지 관련국내법 : 해양오염방지법, 폐기물관리법, 하수, 분뇨및축산폐수의처리에관한법률, 수질환경보전법 적용범위 : 선박, 항공기및해상구조물 (platform) 영국, 서독, 미국, 벨기에등선진공업국가들은산업발전과도시화과정에서발생하는막대한양의산업폐기물 (IndustrialWastes), 하수오염 (Sewage Sludge), 준설폐기물 (Dredged Material), 방사성폐기물 (Radioactive Wastes) 등을처리하기위한수단으로 1940 년대부터이들폐기물을해양에투기하여왔다. 그러나해양은이러한폐기물들을무제한으로수용할수없을뿐만아니라궁극적으로는먹이사슬을통하여폐기물이인체에미치는악영향을고려하여폐기물의해양투기에대한국제적관심이점차고조되었다. 1971 년 6월국제해사기구 (IMO) 는유엔인간환경회의의권고에따라해양오염에관한정부간작업반 (IWGMP) 을설치하고런던에서제1차회의를개최하였다. 여기에서는육상으로부터수송되는폐기물의투기를규제하는국제적협정의필요성이제기되었다. 미국대표는해양투기에대한조약안을제출하였으며유엔가맹국에의견문서를제출토록요청하였다. 아이슬란드정부는수도인레이캬비크에서해양투기에관한정부간회의를개최하고조약안을정비하였으며 1972 년 4월에국제해사기구로하여금동조약안을 1972 년에스톡홀름에서개최가예정되어있던유엔인간환경회의에제출토록요청하였 -28-
다. 1972 년 6월유엔인간환경회의에서는상기조약안을심의하고 1 각국정부는자국및관할하의구역의해양투기를규제하기위한작업을신속히진행할것,2 특히오염도가높은폐쇄, 반폐쇄해역에서의투기를규제하는지역협정이필요하다는것을권고하였다. 이에따라 1972 년 10 월 30 일부터 11 월 13 일까지영국정부는런던에서해양에서의폐기물의투기에관한협약의정부간회의를개최하여 82 개국의대표와유엔기구등이참석한가운데 1972 년폐기물투기에의한해양오염방지협약 (LC 1972) 를채택하였다. 그후 1972 년 12 월 29 일에는영어, 불어, 러시아어및서반어로된정본이완성되었으며 1975 년 8월 30 일에는협약이발효되었다.1975 년 12 월의제1차협약당사국회의에서는국제해사기구 (IMO) 가동협약의사무국업무를담당하도록지정되었다. LC 1972 는총 22 개조문의협약본문및 3개의부속서로구성되어있으며, 주요내용은다음과같다. -협약본문 각국은폐기물의투기에의한해양오염방지를위하여실행가능한모든조치를취해야하며, 이를위해과학적, 기술적, 경제적능력에따라적절한정책을취하여야한다.( 제1조및제2조 ) 전면적으로해양투기가금지되는폐기물의종류 ( 부속서 1) 와해양투기시사전에특별허가를요하는물질 ( 부속서 2) 을구분, 규정하고있고해양투기시고려할사항 ( 부속서 3) 도별도로규정하였다.( 제4조 ) 지역국가간의협정체결, 기술지원, 분쟁발생시해결방향 ( 제8~ 12 조 ) -29-
- 부속서 1( 해양투기금지물질 ) 유기할로켄화합물, 수은및그화합물, 카드뮴및그화합물 플라스틱류, 어망, 로우프등항행방해물질또는지속성부유물질 원유, 석유류제품및고준위방사성물질 부록 : 폐기물의해양소각을관리하기위한규칙 (9 개조,1978 년개정시신설 ) - 부속서 2( 특별허가를요하는물질 ) 비, 납, 동, 아연, 유기실리콘, 시안화물, 불화물, 부속서 1에포함되지아니한살충제 베릴륨, 크롬, 니켈, 바나듐및그화합물이함유된산및알칼리 컨테이너, 고철및기타부피가큰폐기물로어업및항해에장애가있는물질 부속서 1에포함되지않는방사성폐기물 - 부속서 3( 투기허가시고려사항 ) 물질의특성및성분 : 총량, 형태, 독성, 지속성등 투기장소의특성, 처분방법 : 위치, 처분율, 포장방법, 희석도등 일반적인고려사항 : 쾌적성에대한영향, 어패류및해양생물에대한영향, 해양의이용에대한영향등 (3)1990 년기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 협약원명 :InternationalConvention on OilPolution Preparedness, ResponseandCo-operation,1990-30-
채택 ( 발효 ):1990.11.30(1995.5.13) 목적 : 해양오염사고시신속한방제및해양환경보전 관련국내법 : 해양오염방지법 국내수용 ( 국내발효 ):1999.11.9(2000.2.9) 적용범위 : 모든선박 1989 년엑슨발데즈 (Exxon Valdez) 호사고이후미국에서는유류오염에 관한법률 (OPA 1990) 을제정하여신조유조선의이중선체 (DoubleHul) 를의 무화하였으며, 국제해사기구 (IMO) 에서는 MARPOL 부속서 Ⅰ 의개정안을채 택하여 재화중량 34) 5000 톤이상의모든유조선은이중선체또는이와동등 이상의구조를갖추도록의무화시켰다. 아울러대형유출사고가발생할경우일부지역이나단일국가의능력으로는방제가역부족임을감안하여사고발생후신속하고효과적인방제조치를수행하여오염피해를최소화하기위하여범국가적, 범세계적인대비, 대응및협력이필요하다는인식아래 1989 년 10 월국제해사기구제16 차총회에서미국측의제안에의거하여총회결의서제674(16) 를채택하였고, 해양환경보호위원회 (MEPC) 로하여금대형유류오염사고에대비하기위한협약안을작성토록요청키로하였다. 또한미국정부의비용부담으로 1990 년에동협약채택을위한준비회의및외교회의를개최키로합의하였다. 이에따라국제해사기구 (IMO) 는 1990 년 5월준비회의를가졌으며동년 11 월 1990 년기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 을채택하였다. 이협약은 19 개조의본문과 1 개의부속서로구성되어있으며주요내용은 다음과같다. 34) 선박에화물을실을수있는톤수를말함 (DWT, Dead Weight Ton) -31-
-협약본문 각당사국은선박, 해양시추선, 유류취급시설및항만당국이유류오염비상계획을수립. 비치토록하여야한다.( 제3조 ) 선장, 항만및유류취급시설의책임자등은오염사고를당사국또는연안국에보고하도록한다.( 제4조 ) 각당사국은유류오염사고에신속하고효과적으로대체할수있는국가적방제체제를구축하여야한다.( 제6조 ) 중대한오염사고로인해영향을받을수있는국가의지원요청시각당사국은방제에협력하고기술이나장비지원에동의하여야한다.( 제7조 ) 각당사국은양자및다자간협정을체결하여유류오염사고에관한지역방제체제구축에노력하여야한다.( 제10 조 ) - 부속서 ( 원조비용의변제 ) 유류오염사고전원조요청국과원조국간에재정조치에관한협정이체결된경우그에따른다. 이러한협정이없는경우, 명시적으로원조를요청한국가는원조국에서방제조치에대한비용을상환하여야하고, 자발적으로원조한국가는스스로비용을부담하여야한다. (4)2000 년유독유해물질에의한오염대비 대응및협력에관한국제협약의정서 (OPRC/HNS 2000) 협약원명 :Protocolon Preparedness,Response and Co-operation to polutionincidentsbyhazardousandnoxioussubstances,2000, -32-
채택 ( 발효 ):2000.3.15.( 미발효 ) - 발효조건 :OPRC 회원국중 15 개국이상비준이후 12 개월경과 목 적 : 유해화학물질유출사고에의한해양오염방지 적용범위 : 협약당사국의국기를게양할자격이있는선박또는그권한에운항되고있는선박에적용되나각부속서별로적용대상에다소차이가있으며군함, 국가소유의선박으로서비상업용목적에만사용되는선박에는적용하지아니함 본의정서는기름오염대비 대응및협력에관한국제협약 (OPRC 1990) 과같이유해화학물질 (HNS) 에의한대규모오염사고발생또는발생위협에대응함에있어국제적인협력을위한지구적기반체제를제공하는것을목적으로하고있다. 본협약에의거하여협약국들은유해화학물질오염사고를다룰수있는대책을국가차원에서또는다른국가와의협력을통해서구축하여야하며, 아울러선박들은유해화학물질관련사고에대비하기위한긴급계획을수립하여비치하여야한다. 본의정서상에서유해화학물질은국제해사기구 (IMO) 협약이나기타코드 (MARPOL 등 ) 에서열거된대로정의되었으며, 여기에는유류와유해및유독한것으로정의된기타액상물질, 액화가스, 인화점이 60 를넘지않는액상물질, 포장형태 (packaged form) 로수송되는위해및위험물질등을포함한다. 의정서가발효될경우, 유해화학물질을운반하는모든선박들은유류취급선박과유사한대비및대응, 협력체제를구축하여야한다. 본의정서는 18 개조의본문과 1 개의부속서로구성되어있으며주요내용 은다음과같다. -33-
-협약본문 각당사국은선박, 해양시추선, 유류취급시설및항만당국은유해화학물질오염비상계획을수립 비치토록하여야한다. 아울러오염사고를접수한당사국은이에의해피해를받을수있는다른당사국에이를통보하여야한다.( 제3조 ) 각당사국은유류오염사고에신속하고효과적으로대체할수있는국가적방제체제를구축하여야한다.( 제4조 ) 중대한오염사고로인해영향을받을수있는국가의지원요청시각당사국은방제에협력하고기술 장비지원에동의하여야한다.( 제5조 ) 기타오염사고대비및대응기술에관한연구개발 ( 제6조 ), 기술적협력 ( 제7조 ), 오염사고대비및대응에관한양자간및다자간협력증진 ( 제8 조 ) 등 - 부속서 ( 원조비용의변제 ) 유류오염사고전원조요청국과원조국간에재정조치에관한협정이체결된경우그에따른다. 이러한협정이없는경우, 명시적으로원조를요청한국가는원조국에서방제조치에대한비용을상환하여야하고, 자발적으로원조한국가는스스로비용을부담하여야한다. (5)2001 년선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 (AFS Convention) 협약원명 :The InternationalConvention on the controlofharmful anti-fouling systemsonships2001 채택 ( 발효 ):2001.10.5.( 미발효 ) -34-
- 발효조건 : 세계선복량의 25% 이상에달하는 25 개국이상의비준 일로부터 12 개월후발효 목 적 : 방오도료내유해물질에의한해양환경보호 적용범위 : 모든선박에적용 ( 단, 군함이나해군보조정, 그리고정부 의비상업적으로한시적으로사용되는기타선박등은적용제외 ) 해양생태계에악영향을미치는선박용방오도료에포함된 TBT 의해양생태계에대한유해성에관한광범위한사례가보고됨으로써, 이의사용금지를목적으로 90 년대부터국제해사기구 (IMO) 를중심으로국제협약을체결하고자하는노력이시작되었다.5 년여에걸친논의끝에 73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 의부속서가아닌독립된국제협약으로선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 (AFS Convention) 이라는명칭하에 2001 년 10 월 5일에외교회의를통해채택하였다. 협약의주요내용을보면, 군사용및정부운영선박을제외하는국제운항국적선에관하여 2003 년 1월 1일이후부터 TBT 방오도료의사용을전면적으로금지하고, 아울러 2008 년 1월 1일이후부터는선체내 TBT 의잔존을금지시키는것이다. 당협약이발효되었을경우협약에종속되는모든선박 ( 현안 500 톤이상 ) 은협약에서규정하는검사규정에의거하여검사를받았음을증명하는해당증서를항상선박에비치하여해당국가의요청시제공하여야하며, 해당국가는자국의검사체계에의해재검사를수행할수있게끔되어있다. 본협약에는관련규정을어겼을경우해당선박을해당국가의법률에따라제재할수있게끔하는강력한처벌조항까지를담고있다. -35-
-협약본문 방오시스템의규제 ( 부속서 1):OptionB 채택 - 선체, 외부, 표면에유기주석화합물의일종인 TBT 가함유되지않게하거나 ( 완전제거 ) 방오시스템으로부터화합물이용해되는것을방지할막을형성하는코팅 (Sealercoat) 이채택됨 - 부속서 1의발효일 (Efectivedate):2003.1.1 사용금지및 2008.1.1 잔존금지 사전예방원칙 35) : 해양환경에위해가능성이있는모든방오도료에대하여명확한과학적인근거없이그위해성이검증되기전이라도유해방오도료규제목록에포함시킬수있다는사전예방원칙에대하여절대다수의회원국이동의함 검사및증서 ( 부속서 4): 총톤수 400 톤이상의국제항해에종사하는선박 36) 은검사를받고국제방오시스템증서를소지하여야하며방오시스템이변경되거나교체된경우는증서에이서되어야하고,24 미터이상의선박으로서 400 톤미만의국제항해에종사하는선박은선주나선주로부터위임을받은대리인이서명한방오시스템선언서를비치하여야하며여기에는적합한도료영수증이나계약인보이스가첨부되어야함 유기주석존재확인을위한 2단계시험방법 - 1단계현장시험 : 방오시스템안에함유된유기주석의측정 - 2단계실험실시험 : 일정량의유기주석이초과했을경우유기주석식별및양측정 35) 전문및 Article 6 -The Principle of Precaution 36) 고정식또는부양식플랫폼, FSUs 그리고 FPSOs 는제외 -36-
(6) 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 협약원명 :InternationalConvention forthecontroland Management ofships'balastwaterandsediments,2004 채택 ( 발효 ):2004.2.13.( 미발효 ) - 발효조건 : 세계선복량의 35% 이상에달하는 30 개국이상의비준일로부터 12 개월후발효 목 적 : 선박밸러스트수에이동에따른해양생태계의보호 협약의주요내용을보면, 외래해양생물체의유입을방지하기위해서는밸러스트수처리설비를설치하거나깨끗한해수를교환하여입항하여야한다.2009 년적용을목표로일반적으로 2009 년이전건조선박은밸러스트수를교환하여입항하면되고 2009 년이후건조선박은밸러스트수처리설비를설치하여야한다. 선박은최초검사, 중간검사, 연차검사, 갱신검사를받고증서를발급받아야한다. -협약본문 일반적의무사항 - 당사국이독자적으로또는다른당사국들과함께공동으로유해한수중생물체와병원균의이동을방지, 감소, 제거하기위해보다강화된조치를취할수있음 검사, 증서및점검 - 선박은검사와증서가요구되고, 항만국통제에의해점검을받아야하며문제가있을경우정밀점검을실시할수있으며, 당사국은그선박이환경등에유해한위험성을초래함이없이밸러스트수배출 -37-
할수있을때까지밸러스트수의배출을금지할수있음 - 부가적인조치를요구하는당사국은다른당사국의선박에대해추 가적인검사나증서를요구할수없음 -부속서 활성화물질 (Active Substances): 유해수중생물체에작용하는바이러스또는곰팡이를포함하는물질또는생물체를말함 면제 (Exemptions) - 당사국이나당사국들은관할구역에서운항하는선박에대하여위해도평가를실시하여해양환경에무해하다고판단시정해진항구나지역을운항하는선박에대하여협약적용을면제할수있으며면제기간은중간검토를기반으로하여 5년간인정함 선박의밸러스트수관리 - 현존선 (2009 년이전에건조된선박 ) 밸러스트수용량이 1,500~5,000 m3인선박은 2014 년까지는 D-1( 밸 러스트수 교환기준 ) 또는 D-2( 밸러스트수성능기준 ) 적용하고, 그 이후부터는 D-2 적용하여야함 밸러스트수용량이 1,500 m3미만또는 5,000 m3이상인선박은 2016 년까지는 D-1 또는 D-2 적용하고그이후부터는 D-2 적용하여야함 - 신조선 (2009 년이후건조된선박 ) 밸러스트수용량이 5,000 m3미만선박은신조시부터 D-2 규정적합 밸러스트수용량이 5,000 m3이상인선박중에서 2009~2011 년에건조된선박은 2016 년까지는 D-1 또는 D-2 만족하고그이후는 D-2 만족하여야하고,2012 년이후건조된선박은 D-2 규정에적합할것 -38-
밸러스트수성능기준 - 밸러스트수에포함된수중생물의최소길이가 50 μm이상크기인경우생존가능한생물이 10 개 / m3미만으로, 최소길이 10 μm초과 50 μm미만크기인경우생존가능한생물이 10 개 / ml미만으로배출되어야함 -독성비브리오콜레라 (O1 과 O139) 는 100 ml당 1cfu(cfu= 군체형성단위 ) 미만, 동물성플랑크톤시료 1그램당 1cfu 미만 ( 습중량 ) 으로처리하여야하고, 대장균은 100 밀리리터당 250cfu 이하로, 분변성대장균은 100 밀리리터당 100cfu 이하로처리되어야함 밸러스트수교환 (Balastwaterexchange) - 기본적으로가장가까운육지로부터 200 마일, 수심 200 미터이상지역에서밸러스트수교환을실시하여야하며, 이를수행하기위해항해의지연혹은계획된항해로부터의이탈을요구받지않음 - 황천이나기타특별한사유로인하여상기지역에서밸러스트수교환을시행하지못했을경우, 가장가까운육지로부터 50 마일, 수심 200 미터이상에서교환하여야함 - 상기지역에서도시행하지못했을경우는항만국에서지정한수역 (DesignatedAreas) 에서밸러스트수교환을시행할수있음 - 밸러스트수교환은밸러스트수용적기준으로 95% 를교환하여야함 - 2009 년이전에건조된현존선은밸러스트수탱크용적의 3배를펌핑하는것을 95% 교환하는것으로인정하며,3 배이하의펌핑이라도 95% 교환요건을만족시킬경우인정가능함 밸러스트수관리시스템승인요건 : 밸러스트수관리시스템은기구에 서개발한지침서에따라서주관청의승인을받아야함 -39-
제 4 장선박대기오염물질배출방지 4.1 선박으로부터의대기오염물질배출규제현황 선진각국은지구환경을보호하고대기오염을억제하기위한각종규제를제정하고각종오염물질의배출저감을위한다양한처리기술들을개발하고있다. 특히지구환경보호가전지구적인문제로대두되면서환경및대기오염방지기술확보는세계화시대에경쟁력을유지하는데필수적인조건이되고있다. 이와같은지구환경보호및대기오염방지에있어서해상을운항하는선박도예외일수는없어서국제해사기구 (IMO) 에서는 1987 년노르웨이가선박으로부터대기오염방지에관한검토를처음제의한후 1990 년대초부터이에관한규제를위한작업을본격적으로하였고,1997 년 9월에선박으로부터대기오염방지규칙 (MARPOL Protocol1997 Annex Ⅵ) 을채택하였으며,2003 년 5월 17 일사모아가비준함으로써발효조건이충족되어 2004 년 5월 18 일 37) 발효될예정으로이에맞추어국내에서도관련법규가제정될전망이다. 73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 부속서 6에서는지구오존층을파괴하는 CFC 계냉매와할론가스의사용을금지하고배기가스중에포함된황산화물 (SOx) 과질소산화물 (NOx) 의배출을줄이기위하여황함량이낮은선박연료유를사용하도록규제하고질소산화물의배출허용치를만족하는기관의사용을의무화하기로하였다. 또한선박으로부터배출되는모든종류의대기오염물질을규제한다는계획아래배출가스외에도휘발성유기화합물 37) 2004 년 5 월 18 일사모아비준으로발효조건 15 개국충족되어 1 년후인 2005 년 5 월 19 일발효함 -40-
(VOCs) 38) 등의배출규제뿐만아니라선박에서발생하는폐기물에대해서도소각을금지하는등의대기오염방지를위한조치를도입하였다. 이중에서도황산화물과질소산화물은선박의기관이가동되면배출이불가피하므로최우선적으로규제의대상이되고있다. 특히항만지역은많은관련산업체와주변지역의상업활동으로인한인구밀집지역인곳이많으므로선박의입출항및정박중에이들대기오염물질의배출이고도로억제되어야할상황이다. 또한지구온난화에대한관심이전세계적으로높아지고지구온난화가스배출규제에대한압력이증대함에따라국제해사기구에서는국제항해선박으로부터 CO2 배출감소를위한방법을기술면, 운항면,CO2 저감효과등의관점에서해양환경보호위원회 (MEPC) 에서중점적으로논의되고있다. 선박의운항에따라 CO2 이외에도 CH4( 메탄 ),N2O( 일산화이질소 ),HFCs,PFCs, SF6 등의지구온난화가스가배출되고있다. 특히 CO2 이외에향후큰배출이예측되는것은 CH4,N2O,HFCs 의 3 물질이다.CH4 와 N2O 는연료의미연소분등에의하여발생하며 HFCs 는냉동선및냉동컨테이너의냉매로부터방출된다. 특히 CH4 는질량당 CO2 의 21 배의지구온난화효과가있어상대적으로소량이지만큰지구온난화영향을줄가능성이높다. 4.2 선박에의한대기오염현황 국내의대기오염물질총배출량은 1999 년기준으로총 3,768 천톤이다 39). 38) 휘발성유기화합물 은탄화수소류중석유화학제품 유기용제그밖의물질로서 73/78 해양오염방지협약에서는선박또는해양시설로부터배출되는것을말한다. 39) 각부문별배출량을살펴보면수송부문 2,071 천톤, 산업부문 971 천톤, 발전부문 438 천톤, 난방부문 228 천톤이다 -41-
수송부문중에서자동차부문의배출량이 1,567 천톤이며선박및기타부문의배출량이 504 천톤이다. 선박및기타부문의배출량에는선박, 항공기, 오토바이등으로부터배출되는대기오염물질이포함되어져있으나많은부문이선박으로부터배출되는것으로추정된다. 따라서국내대기오염물질총배출량중에서선박이차지하는비율은 10% 전후일것으로추정할수있다. 국내에서선박으로부터배출되는황산화물, 질소산화물로인하여발생하는연안이나항만지역의대기오염을정확히평가한사례는찾아보기어렵다. 다만, 항만을포함하는지역에대한오염농도및피해가능성을예측하기위한대기오염모델개발등이이루어진예는있다. 그러나실질적이며직접적인대기오염평가를위해서는배출원의정확한평가가필요하며다양한선박의규모, 사용기관및연료, 부하율, 선박입출항기록등을토대로배출총량을산정하고이로인한오염피해의정도를평가하는것이요구되나현실적으로각선박에대한정확한기록의확보가선행되어야하는어려움이있다. 본논문에서는황산화물 (SOx), 질소산화물 (NOx) 및이산화탄소 (CO2) 에 의한대기오염현황을간접적으로연구하고자한다. 4.2.1 황산화물 (SOx) 오염현황 현재까지선박으로부터황산화물배출량에대한정확한기록은확보되지 않고있으나환경부에서발간하는환경연감중대기오염물질의배출량통계 자료를이용하면항만지역의대기오염현황을간접적으로평가할수있다. -42-
연도 2000 2001 총계 고정오염원 이동오염원 에너지산업비산업제조업생산공정폐기물처리도로비도로 531,060 190,578 66,910 133,758 89,046 1,055 6,602 43,111 (35.9) (12.6) (25.2) (16.8) (0.2) (1.2) (8.1) 526,596 196,606 63,438 125,048 91,442 1,224 7,300 41,538 (37.3) (12.0) (23.7) (17.4) (0.2) (1.4) (7.9) 서울 10,605 673 7,134 1,550-124 846 278 부산 23,246 801 7,301 3,057 794 78 386 10,829 (3.4) (31.4) (13.2) (3.4) (0.3) (1.7) (46.6) 대구 9,267 3,015 2,081 3,577 109 75 310 100 인천 17,109 1,142 1,759 6,859 1,779 29 308 5,233 (6.7) (10.3) (40.1) (10.4) (0.2) (1.8) (30.6) 광주 1,539-835 406 84 50 122 42 대전 3,396 1,219 898 910 66 40 195 68 울산 82,970 17,944 10,591 19,537 28,937 56 176 5,729 (21.6) (12.8) (23.5) (34.9) (0.1) (0.2) (6.9) 경기 47,637 17,061 6,318 17,784 2,781 451 1,605 1,637 강원 33,795 14,261 3,558 14,101 165 11 314 1,385 충북 20,514 32 2,753 15,823 1,300 43 438 125 충남 39,333 24,146 1,578 7,028 4,820 50 459 1,252 전북 18,676 2,018 2,988 9,339 2,945 39 384 963 전남 63,244 19,080 8,561 7,204 19,746 32 422 8,199 (30.2) (13.5) (11.4) (31.2) (0.1) (0.7) (13.0) 경북 49,339 3,790 3,709 12,685 27,435 55 669 1,996 경남 < 표 19> 국내의오염원별 SO2 배출량 102,349 89,496 2,659 6,143 470 90 579 2,912 (87.4) (2.6) (6.0) (0.5) (0.1) (0.6) (2.8) 제주 3,577 1,928 715 45 11 1 87 790 주 )2000 년이후대기오염물질배출량통계는기존배출량분류체계및산정방식을 합리적으로변경하여지역별, 부문별로세분화된배출량산정함 ( 자료 :2003 환경통계연감 ) -43-
표 19 는 2003 년환경연감에수록된각지역별분야별 SO2 배출량통계를나타낸것으로자동차, 항공기나선박등은이동오염원으로분류되며선박의경우항공기와더불어비도로이동오염원으로분류되지만항공기에의한배출량은지역에따른편차가심하고무시할수있는양이될것이므로비도로이동오염원의대부분은항만지역에서선박에의한배출이라평가된다. 표에서알수있듯이국내의 SO2 총배출량에대한비도로이동오염원배출량비율은 8% 정도이나부산, 인천, 전남을포함한몇몇지역은평균치를훨씬상회하는결과를보여주고있는데이들지역은해상으로부터유입되는각종물류의수출입기지가되고있는대규모항만이형성되어있는지역임을알수있다. 이와같은결과로부터항만지역에서비도로이동오염원인선박등에의한 SO2 배출량이무시할수없는수준임을알수있다. 4.2.2 질소산화물 (NOx) 오염현황 질소산화물은표 20 의 2003 환경연감에수록된각지역별분야별 NO2 배출량통계를이용해비도로이동오염원에의한 NO2 배출량을선박에의한질소산화물 (NOx) 배출의간접적지표로활용할수있다. NOx 배출량통계를보면 SO2 와는달리이동오염원으로부터배출되는양이전체의 40% 를넘고있고, 대도시지역의배출량이많고특히서울을중심으로한위성도시가있는경기도의배출량이타지역에비해월등히높다. 그러나이동오염원에의한 NO2 배출량중비도로이동오염원에의한배출량이전체평균치는 16% 정도인데반해부산, 인천등항만이위치한지역의비도로이동오염원에의한배출량비율이타지역에비해높은수치를나타내고있으므로선박에의한 NO2 오염현황을간접적으로평가할수있다. -44-
연도 총계 고정오염원 ( 단위 : 톤 ) 이동오염원 에너지산업비산업제조업생산공정폐기물처리도로비도로 1,003,958 151,311 88,265 112,601 50,935 12,847421,639 166,360 2000 (15.1) (8.8) (11.2) (5.1) (1.3) (42.0) (16.6) 1,045,337 165,382 84,136 110,314 52,736 13,744456,126 162,899 2001 (15.8) (8.0) (10.6) (5.0) (1.3) (43.6) (15.6) 서울 86,780 1,178 17,012 1,599 0 692 51,231 15,068 부산 51,838 289 5,661 2,658 993 491 23,596 18,150 (0.6) (10.9) (5.1) (1.9) (0.9) (45.5) (35.0) 대구 33,921 1,320 4,009 3,677 47 461 18,760 5,647 인천 59,293 14,243 4,064 7,068 2,758 523 17,812 12,825 (24.0) (6.9) (11.9) (4.7) (0.9) (30.0) (21.6) 광주 12,129 0 1,824 522 23 306 7,154 2,300 대전 20,100 900 2,302 648 20 543 11,994 3,693 울산 63,570 23,862 3,058 12,833 3,577 469 11,047 8,724 (37.5) (4.8) (20.2) (5.6) (0.7) (17.4) (13.7) 경기 178,972 24,999 14,180 10,333 3,309 4,478 97,742 23,931 강원 61,522 5,931 3,861 25,934 172 80 20,063 5,481 충북 57,628 102 3,271 18,272 16 1,137 28,538 6,292 충남 93,385 44,236 4,136 4,164 1,553 639 29,504 9,153 전북 46,092 825 3,833 5,143 3,510 1,302 24,896 6,583 전남 < 표 20> 국내오염원별 NO 2 배출량 79,452 8,080 4,867 5,607 16,907 684 27,519 15,788 (10.2) (6.1) (7.1) (21.3) (0.9) (34.6) (19.9) 경북 92,707 1,589 5,252 7,679 19,613 1,204 43,842 13,528 경남 95,013 35,178 4,914 4,119 238 37,012 12,825 제주 12,935 2,650 1,892 58 0 5,416 2,911 주 )2000 년이후대기오염물질배출량통계는기존배출량분류체계및산정방식을합리적으로변경하여지역별, 부문별로세분화된배출량산정을하였음 ( 자료 :2003 환경통계연감 ) -45-
4.2.3 이산화탄소 (CO2) 배출현황우리나라의이산화탄소 (CO2) 배출량은 99 년세계 10 위로세계전체의약 1.7% 를차지하고있으며 80 년이후의 CO2 배출량과에너지사용량증가율은 30 개경제협력개발기구 (OECD) 회원국중에서가장높은것으로나타나고있다. 국내온실가스배출량증가추이와구성비는표 21 과같다. < 표 21> 온실가스배출량증가추이와구성비 단위 : 천톤 구분 1981 1985 1990 1995 1996 1997 전체 (A) 수송부분 (B) B/A(%) 138,712 11,215 8.08 164,675 20,054 12.17 242,390 42,438 17.49 373,199 81,348 21.79 410,351 89,250 21.73 430,945 92,350 21.43 CO2(%) CH4(%) N2O(%) 계 98.10 1.57 0.34 100.00 97.89 1.76 0.35 100.00 98.59 1.09 0.33 100.00 99.42 0.28 0.30 100.00 99.46 0.28 0.30 100.00 99.48 0.22 0.30 100.00 자료 : 교통개발연구원, 교통부분의환경문제와대응방안,1998 한편, 그림 1의에너지경제연구원이발행한 각부분별 CO2 배출량추이 를살펴보면, 국내의온실가스배출량이 1981 년이후약 3배이상증가하였고온실가스의대부분을 CO2 가스가차지하고있다.1998 년기준으로수송부분 ( 이동배출원 ) 에의한 CO2 배출량이전체의약 20% 이상을차지하고있다. 그러나선박으로부터발생하는 CO2 배출량의정확한통계자료는없는실정이나자동차로배출되는 CO2 량에비하면매우적을것으로추정된다. -46-
< 그림 1> 각부분별 CO2 배출량추이 1990 년에발표된자료이지만선박에서배출되는 CO2 배출량인표 22 에의 하면, 전세계에서 CO2 배출량의약 2.33% 로 NOx 의 15.51%,SOx 의 6.29% 에비하면높지않은수치인것으로추정되고있다 40). 현재는선박으로부터 배출되는 CO2 가총배출량에서차지하는비율이낮으나국제해사기구 (IMO) 에서도선박의지구온난화가스에대한규제가계획되고있으므로 SOx,NOx 와함께향후 CO2 의선박으로부터의배출규제가가까운시기에실시될것으 로예상되어이에대응한기술개발과법규제정이요구된다. < 표 22> 선박의 NOx,SOx,CO2 배출량 단위 : 천톤 구분 NOx (%) SOx (%) CO2 (%) 내항선, 어선, 레저선박 771 81.59 202 84.87 28,184 83.87 외항선 174 18.41 36 15.13 5,422 16.13 선박총발생량 945 37.46 238 23.45 33,606 2.70 육상총발생량 1,578 62.54 777 76.65 1,211,571 97.30 일본국내총발생량 2,523 100.00 1,015 100.00 1,245,177 100.00 전세계선박발생량 15,728 15.51 9,035 6.29 556,781 2.33 전세계발생량 101,430 100.00143,565 100.0023,881,000 100.00 40) 일본은전체 CO2 의약 2.7% 가선박으로부터발생되는것으로추정하고있음 -47-
4.3 국제해사기구 (IMO) 규제및각국대응방안 표 23 에는 73/78 해양오염방지협약의부속서 6 인선박으로부터대기오염 방지규칙 (MARPOL 73/78 Annex Ⅵ) 에서규제하는대기오염물질과그오 염원의배출원및주요규제내용을나타내고있다. 대기오염물질배출원주요규제내용 질소산화물 (NO X) 황산화물 (SO X) 선내소각 오존파괴물질 휘발성유기화합물 (VOCs) 배출기준에적합한기관의사용또는배기가스디젤기관정화장치의사용 (130kW 초과하는기관의경우 ) 1. 일반요구 : 연료의유황함량의규제 (4.5% 이하 ) 디젤기관, 2. 배출통제지역 : 연료의유황함량규제 (1.5% 이하 ) 보일러또는배기가스정화장치의사용 1. 소각물질의제한, 2. 기술기준에적합한소각기의사용소각기 3. 소각기조작매뉴얼비치및소각담당자훈련 4. 배기가스의온도기록 1. 배출의금지소화기, 2. 신규탑재금지냉동기 3. 오존파괴물질또는이러한물질이들어있는장등치는적절한수용시설에보낼것 액체물질 연료유 - < 표 23> 대기오염방지규칙의주요규제내용 1. 적하시설은유증기배출제어장치설치 2. 유조선은유증기수집장치설치 1. 연료유의유해첨가제혼입금지 2.Bunkerdeliverynote 3. 연료유샘플 4. 연료유공급자등록 표 24 에는선박으로부터대기오염방지규칙에언급된규제물질의규제시 기를나타내었다. -48-
이부속서는아직발효되지는않았지만질소산화물과선내소각시기는이협약발효시 2000 년부터소급적용하도록되어있어 2000 년 1월 1일이후건조되는대부분외항선에는협약에적합한디젤기관과소각장치가탑재되고있다. 4.3.1 선박으로부터대기오염방지규칙에서황산화물규제 선박으로부터배출되는황산화물은연료에함유되어있는황이연소과정에서산화되어발생한다. 육상에설치된보일러의경우에는저유황연료를사용하거나연소후처리설비를이용하는방법이있으나, 선박의경우에는연료중의황함량을규제하는것이효율적인방법이라고생각되어선박으로부터대기오염방지규칙 (73/78MARPOL Annex Ⅵ) 에는연료의황함유량을규제하고있다. < 표 24> 선박으로부터대기오염방지규칙주요규제시기 대기오염물질 질소산화물 (NO X) 황산화물 (SO X) 선내소각 오존파괴물질 휘발성유기화합물 (VOCs) 연료유 규제시기 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터단,2000 년 1 월 1 일부터소급적용 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터단,2000 년 1 월 1 일부터소급적용 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터 협약발효요건충족한날로부터 12 개월뒤부터 -49-
(1) 연료유와 SO2 의관련연료유의일반성상에서성상개선을목적으로한미량첨가제의혼입을삭제하고그외물질의혼입을금지시켰으며, 현재문제된것은자동차폐유및그외의유해물질의혼입이다. 연료에따라연소기관에공급된황함유량은그대로연소후기관을통하여배기가스로서대기중에방출된다.Lloy's Register 에의해실제배에서 SO2 계측한결과에따르면기관으로부터 SO2 배출량은다음식에따른다. SO2=21.0x S(kg/tonfuel)(S : 연료유에함유된유황의함유량 (wt% ) 연료유중의황함유량에관한문제는기술적인면보다는정치적인면이부각된다. 즉환경문제보다는선박의운항채산성을중요시하는개발도상국의주장에의해선박용연료에함유된유황분의상한치제한에대한강력한반대에직면해있다. 일본은 3.5% 를주장하고있으며, 유럽은더낮은수치를주장하고있으나앞에서언급한산유국, 개발도상국, 선박용연료공급국가인싱가포르등의강경한반대에의해본규칙에서 4.5% 로규정하고있다. 현재선박에통상적으로사용되는연료의유황함량이평균약 3% 인것을감안해볼때일반해역에서의유황함량규제치 4.5% 는기준년도대비황산화물을 50% 줄이고자하는국제해사기구 (IMO) 본래취지를살리지못한조치라고할수있다. (2) 황산화물 (SOx) 배출통제지역의설정현재부속서에는표 25 에나타난바와같이일반해역과특별해역으로나누어연료중의황함유량을차등규제하고있다. 이것은 MARPOL 73/78 부속서 1의 10(1)b 규칙에서지정된유럽의발틱해와같이특이한해역과북해 -50-
등과같은선박의잦은항로로선박의황산화물이직접적으로육지에많은영향을미치는해역을황산화물배출통제지역 (SOx Emission ControlArea) 으로지정하여일반해역보다연료의유황함유량을낮추도록규제하고있다. 또한국제해사기구 (IMO) 에서개발된 SOx 배출통제지역지정절차에따라지정된항구를포함한해역을말한다. 현재까지는발틱해만이지정되어있지만, 그림 2에서발틱해에이어북해 (North Sea) 도황산화물배출통제지역으로지정될예정으로있다. < 표 25> 대기오염방지규칙의황산화물규제 대기오염물질해역연료의유황함량 일반해역 최대 4.5% m/m 황산화물 (SO X) 특별해역최대 1.5% m/m 황산화물배출통제지역 ( 또는후처리설비를설치하여 (SOx Emission Control 황산화물을 6.0g/kWh 이하로 Area) 배출 ) 발틱해등황산화물배출통제지역내에서운항하는모든선박은황함유량 1.5% 를초과하는연료유를사용할수가없다. 주관청은국제해사기구 (IMO) 에서개발된지침에따라주관청에의하여승인된후처리설비를동등물로인정하여황산화물배출을감소하기위하여선박에탑재하는것을허용한다. 이경우에기관으로부터황산화물총배출량은 6.0g/kwh 이하이어야한다. 황산화물배출통제지역내를운항하는선박의경우에는황함유량 1.5% 미만의연료유를사용하여야하므로 2중의연료유탱크및배관장치의설치가필요할것으로예상된다. 또한연료유를공급하였을경우에연료유성상을기입한기록부를공급업자로부터발행받아야한다. -51-
황산화물배출통제지역내에서의운항요건인황함유량 1.5% 미만의연료 유사용및총배출량 6.0g/kwh 이하는이협약발효후 12 개월동안은유예 된다. 그림 3은선박으로부터대기오염방지규칙에의한유럽의연료중황함유량규제계획에관한내용을설명하고있다. 그림에서보는바와같이 2007 년부터는유럽의모든항구에서는 1.5% 이하의연료유사용및 2008 년부터는 0.1% 이하의연료도대폭강화될예정으로있다. < 그림 2> 유럽의 SOx 통제지역 (3) 연료유품질감시, 샘플링의무연료유의품질을감시하기위하여연료유의샘플링을의무화하였다. 선박은연료를공급받을때샘플링을의무적으로하며, 채취된시료는그연료가소비된후 1년간보관의무가있다. -52-
< 그림 3> 대기오염방지규칙에의한유럽의황함유량규제계획 4.3.2MARPOL 73/78 부속서 6 의발효가국내에미치는영향 단기적으로는우리나라선박용연료유의주종인벙커C유황함유량은 4.0% 미만이므로 4.5% 로고정될경우문제가없으며, 장기적으로볼때향후허용기준치가하향조정될경우를대비해야한다. 정유업계의경우황함유량을 4.0% 에서 1.5% 이하로낮출때 137,000BPSD 의탈황설비에 1조 5천억원과건조기간 3~4 년이필요할것으로예상된다. 일본의경우선박용연료로사용되는것은경유, 벙커 A유, 벙커 B유, 벙커 C유등이있으며, 일본평성 11 년 (1999 년 ) 에사용된총선박용연료를원유로환산하면 16,236 kl이며, 이중에벙커C유가 78% 를차지하였다. -53-
(1) 벙커 C유의특징벙커유는유황분이 2~4% 이고질소분이 0.3% 정도로많은편이다. 유황분은주로 Thiol, Sulfur 및 Thiophen 으로구성되어있으며, 질소분은 Pyridine,Pyrol 등의환상물에결합하여연료중에함유되어있다. 또한연료중에서유황분과질소분의함유비율은 10:1 정도로존재한다. (2) 황산화물의발생연료중에함유된유황분전량이 SO2 로변화되며, 잔존산소의농도에따라 SO3 가비례하여발생한다.SO3 는미립자에흡착되어 Snow Smut 을생성하거나, 수증기와반응하여황산을생성하며, 이것은저온부식의원인이되기도한다. 실제로일본운항선박중 5만척의연료를채취하여분석한결과유황분의농도는평균 2.9wt% 정도였다. 4.3.3 유럽공동체 (EU) 의선박에서배출되는 SOx/NOx 저감방안 1990 년한해동안에유럽공동체 (EU) 내에서발생된황산화물은총 2.8 백만톤, 질소산화물은총 4백만톤으로추산된다. 이중선박에서발생된것은황산화물중 7%, 질소산화물중의 15% 정도이다. 현재육상에서발생되는배출물은지속적으로감소되고있지만표 26 에서보는바와같이해상에서발생되는배출물은 2010 년에이르기까지그발생량의변함이없으며,2010 년에는그비율이각각 17%,23% 에이르게된다. 유럽공동체회원국은국가간협약에의거선박으로부터배출되는황산화물과질소산화물을규제하면 1990 년수준과동일하게유지할예정이며,2010 년에는선박배출량은전체배출량의각각 3/4,2/3 에도달하게된다. -54-
이러한수치는국제선에취항하는선박만을고려한것으로서내륙운하와자국해안을항해하는선박으로부터발생되는배출물은포함시키지않은것이다. 더욱이 1990 년에서 1999 년동안에유럽공동체국가간에해운운송은 30% 가증가하였으며, 선박을이용한수송은지속적인증가추세에있다. < 표 26> European emissionsofso 2 and NOx(milionsoftons) Year 1990 2010 Region SO2 NOx SO2 NOx EU15 16.3 13.2 3.8 a 6.5 a Non-EU 21.6 10.2 9.9 b 7.3 b Internationalshipping 2.8 4.0 2.8 c 4.0 c TotalforEurope 40.7 27.4 16.5 17.8 1.ProjectionaccordingtotheEU directiveonnationalemissionceilings(2001/81/ec). 2. Projection according to Goethenburg protocol of 1999 for abating acidification, eutrofocation, and ground-level ozone under the Convention on Long-range TransboundaryAirPolution. 3.Levelofemissionin1990. (1) 효과적규제방안유럽공동체에서선박으로부터발생되는황 질소산화물을효과적으로규제하기위한방법은시장원리에입각하여경제적인센티브를제공하는것이다. 이를위해서는유럽공동체회원국선박으로부터황산화물을감소시키기위한다음과같은법안을도입해야한다. 1 해상에서소비되는연료중의황함유량을제한하는방법또는 2 유럽공동체항만당국에서판매되는연료중의황함유량을제한하는방법 3 1과 2를함께사용하는방법이경우에최대황함유량은 0.5% 이하로시작해야한다. -55-
(2) 선박의연료유황함량에따른항로 항구이용료할인스웨덴정부는 1998 년 1월 1일부터선박으로부터방출되는황산화물에대한대기오염방지를위하여인센티브제도를도입하였으며, 그예로서표 27 과같이선박에서저유황유를사용할경우에추가적으로항로이용료를할인해주고있다. < 표 27> DiscountofFairway Dues,FuelOilSulphurContent-Sweden( 98.1) 연료황함량 (% m/m) 선박종류및추가할인액 (SEK/unitofvessel'sgrosstonnage) Ferries Otherships 0.5 미만 0.09-0.1 미만 - 0.9 또한스웨덴일부큰항구는선박의연료의황함량에따라항구이용료를차등하여부과함으로써선박에의한대기오염방지를위해노력하고있다. 표 28 에스웨덴의일부항구의선박연료황함량에따른항구이용료에대하여정리하였다. < 표 28> DiferentiatedPortDues,FuelOilSulphurContent-Major-Sweden 선박종류및항구이용료 ( 연료황함량 )(SEK/unitofvessel'sgrosstonnage) 항구 Ferries<0.5% m/m andotherships<1.0% m/m Ferries>0.5% m/m andotherships>1.0% m/m 고덴부르그 0.00('98 년 7월 1일이후 ) +0.06('98 년 7월 1일이후 ) 고덴부르그 0.00('99 년 1월 1일이후 ) +0.13('99 년 1월 1일이후 ) 고덴부르그 0.00('00 년 1월 1일이후 ) +0.20('00 년 1월 1일이후 ) 헬싱보르그 - 0.10('00 년 1월 1일이후 ) 0.00('00 년 1월 1일이후 ) 말뫼 - 0.10('00 년 1월 1일이후 ) 0.00('00 년 1월 1일이후 ) 스톡흘름 - 0.10('00 년 1월 1일이후 ) 0.00('00 년 1월 1일이후 ) -56-
4.3.4 유럽공동체 (EU) 의해수탈황에의한 SOx 처리효과 유럽공동체에서는해수를이용한탈황공정을적용할경우에 SOx,NOx, 분진에대한제거효율과제거비용을조사하였으며, 그결과는표 29 에나타내었다. 제거효율은 SOx 와분진의경우는각각 90%,80% 에달하였으나 NOx 의경우는 10% 에지나지않았으며, 제거비용은 SOx 의경우약 4,000$ 정도였다. 표 30 에는황산화물통제지역에서소비되는중유 1,000 톤을기준으로황함유량 2.5% 중유대신 1.5% 를사용하였을때와저유황유대신해수를이용하여세정하였을때를비교한결과를보여주고있다. 표에서와같이저유황연료를사용하는것에비해해수탈황공정을이용하였을때가 SO2 제거량이나비용측면에서매우우수한것을보여주고있다. < 표 29> Performanceand costusing seawaterexhaustscrubbers Content Percentageremoved US$ pertonremoved SOx 90 3,933 NOx 10 4,200 PM 80 27,650 < 표 30> Analysisper1,000tons,Bunkersconsumed in theseca Content Replacing2.5% residual bunkerswith1.% fuelatsea Reductionin SOxTons Benefits US$ 1,000 CostsUS$ 1,000 NetBenefits US$1,000 20 79 50 29 Scrubbing 2.5% residualfuel 45 177 16 161-57-
표 31 에는 EU 에서제정한선박관련규정을이행할경우에저감되는 SOx 와분진량및이에소요되는비용과환경적이윤 (Environmentalbenefits) 등의관계를나타낸결과이다. 표에서와같이 ImpactStatement 를기준하여보면총제거되는 SOx 는 404,000 톤이고이때소요되는비용는약 10 억 $ 정도추정되었다. 이에비해 EU 의계산결과는다소높게나타났다. 표 32 에는 EU 에서제정한선박관련규정을이행할경우에저감되는결과와해수를이용하여세정을할경우를비교한것으로우선바다와운하및항구에서저감되는 SOx 량은바다가 237,000 톤으로가장많고이어서운하, 항구순으로되어있다. 이경우에해수로세정할경우와비교해보면 SOx 의경우 529,000 톤으로 125,000 이나더저감되는것을보여준다. 또한황산화물통제지역에서운행되는선박의 10% 만세정설비를이용하게될경우에환경적이윤은 60% 의증가를가져오게되며,SOx 배출은 30% 절감되는효과를나타낸다. < 표 31> Comparison ofmethodsofanalysisforreducing emissionsfrom ships Methodsof Analysis 1.Impact Statement Reductionin SOxemissions 1,000tons Reductionin PM emissions tons Costs US$ milion Benefits US$ milion NetBenefits US$ milion Benefit/ costratio 404 6,202 1,066 2,246 1,180 2.1 2.AnnexVI 250 560 744 1,001 257 1.4 3.EU estimates 540 10,820 1,137 2,904 1,767 2.6-58-
< 표 32> Comparison ofsox and PM removing methods Reductionin Reductionin SOxemissions PM emissions 1,000tons tons Costs US$ milion Benefits US$ milion NetBenefits US$ milion Benefit/ costratio ByEU legislation; AtSea 237-719 936 217 1.3 Ferries 75-199 345 146 1.4 In-Port 92 6,202 148 965 817 6.5 Total 404 6,202 1,066 2,246 1,180 2.1 ByScrubbingpermited; 529 6,202 865 2,736 1,871 3.2 4.4 선박대기오염물질배출방지방안 선박으로부터발생하는대기오염물질배출방지를위해국제해사기구 (IMO) 에서 1997 년 9월 26 일채택한 73/78 해양오염방지협약부속서 6인선박으로부터대기오염방지규칙 (MARPOL 73/78Annex Ⅵ) 은선박의기관으로부터발생되는질소산화물의배출방지를위해기관회전수에따라배출량을정하고있고, 황산화물의배출방지를위해연료유속에포함되어있는황함유량을규정하고있으며, 선박에공급되는연료유의질을정하고있다. 또한선박에서폐기물을소각하고자할경우는반드시국제협약에규정한소각기를사용토록하고오존층파괴물질이포함된소화설비등을선박에새로설치를금지하고있다. -59-
해양오염방지협약은기타안전관련국제협약 41) 과달리국내에서만운항하는선박및어선에대하여면제할수있는근거가없어거의모든선박에적용된다. 동협약의취치를감안하면환경관련협약은어느한국가의문제가아니라지구, 즉전세계의문제로서인식되고있다. 정부및산업계에서는선박으로부터대기오염방지규칙이 1997 년 9월 26 일채택된이래로오존층이포함되어있지않은소화기및냉장설비등을개발하여선박에탑재하고있고,2000 년부터규칙의규정에적합한질소산화물저감기관을개발하여선박에설치하고있다. 또한정유업계에서는탈황설비를가동하여저유황연료를생산하고있고, 정부에서는 2000 년부터국제해사기구형소각기의형식승인증서를발급하고있다. 이러한시점에서선박으로부터대기오염물질의배출방지하기위한방안으로서는우선협약을국내법으로수용하고협약에가입하여규제의실효성을확보하여야할것이다. 또한협약의적용을받지않은소형선박에대하여환경영향분석을거쳐규제여부를판단하여야할것이다. 그리고항만국통제점검을강화하여규제이행을제고하여야하며, 협약에서각국가별로자율성을보장한휘발성유기화합물의규제항만, 규제화물, 선박의크기등을환경정책부서와협의하여국제해사기구에통보하여야할것이다. 또한최근유럽을중심으로배출량기준을강화하고있으므로이에적합한배기가스정화장치 42) 등을개발하여야할것이다. 국제해사기구 (IMO) 에서는지구온난화를발생시키는온실가스를규제하자 41) 해상인명안전협약 International Convention for the Safety of Life at Sea 등 42) 질소산화물및황산화물을동시에저감할수있는설비로 IMO 에서검사지침을개발하고있음 -60-
는방안이제51 차해양환경보호위원회 (MEPC) 43) 에서는중국등의개발도상국의강력한반대로논의되지못하였으나제52 차회의 44) 에서는정치적인사안을제외하고기술적인사항을논의하였고 2004 년 11 월 5일러시아의비준으로 2005 년 2월경에발효예정인기후협약을감안하면선박의온실가스배출규제도머지않아이루어질것으로보인다. 선박온실가스의주범은이산화탄소이며 2004 년 10 월현재이를방지할수있는선박설비가개발되어있지않지만선박으로부터온실가스규제를위해배출방지설비를조속히개발하여미래에선박이온실가스배출주범이란오명을받지않도록개발에박차를가하여야할것이다. 43) 2004 년 3 월 29 일부터 4 월 2 일까지영국국제해사기구 (IMO) 본부에서개최 44) 2004 년 10 월 11 일부터 10 월 15 일까지개최 -61-
제 5 장유해방오물질배출방지 5.1 방오도료와해양생물체의피해 선체표면의거칠기성분을보면작은거칠기와큰거칠기로나눌수있고, 작은거칠기에는박테리아등의작은생물로인한오염, 페인트작업상의거칠기,SandBlast 등에의한강판표면거칠기및얕은부식등이있다. 큰거칠기에는조개나해초등큰생물의부착에의한오염, 강판의중첩, 용접부위및깊은부식등을들수있다. 선박의마찰저항증가요인으로는조개나해초등의큰생물이붙어거칠기를크게증가시키는것과페인트노후로인해생긴작은거칠기증가에기인하여거칠기를크게변화시키는것과방청페인트노후로인한부식에의해거칠기가크게증가되는것을들수있다. 따라서선저페인트는물아래잠긴부분의선체에녹이스는것을방지하며, 해중동식물의부착을막아주며, 경계층의제어를통해직접적으로마찰저항의감소를꾀할수도있다. 이제까지쓰이고있는방오페인트는배의침수표면에생물부착을방지하기위해도막에서방오제를해수중에계속방출하는작용을하고있다. 이방오제는바다중의조개등생물이싫어하거나생물을죽이는역할을하는것이며, 오래전부터아산화구리가널리사용되어왔다. 방오제는인체와환경에대한안전성이고려되어야하므로쉽게생분해되고, 생물체에축적되지않으며, 독성이적어야함은당연한조건이다. 한때유기비소, 유기수은등이해초부착방지제로쓰여대단한효과를보기도하였으나환경오염문제로인해이제는전혀쓰고있지않다. -62-
1980 년대이후유기주석을사용한자기마모형페인트 (TBT-SPC) 45) 가개발되어사용되고있다. 이는 TBT 방오제가녹아없어진빈공간이나부식등으로인해표면이거칠게돌출된부분이물의흐름에의해씻겨없어져서매끄럽게되도록만들어준페인트이다. 근래에는이유기주석화합물이해양생물에치명적인영향을미친다고알려져서, 국제해사기구 (IMO) 에서는유기주석을사용한방오페인트의사용을금지하기로하고,2003 년부터본격적인시행에들어갔으며,2008 년부터는전면사용이금지될것으로보인다. 환경문제와관련하여, 앞으로의선저방오페인트의개발방향은두가지로진행되고있다. 그하나의방법으로 TBT 대신해양생물에영향을미치지않는새로운방오제를사용하는방법 (TBT-FreeSPC System) 이며, 또다른하나는페인트에독성물질을사용하는화학적인방법이아니고페인트의표면을미끄럽게해줌으로서생물이부착하지못하도록막아주는물리적인방법 (Foul ReleaseSystem) 이다. < 그림 4> SelfPolishing Co-polymerSystem 45) Tributyl-Tin Self-Polishing Co-Polymer -63-
세계각국의주요페인트생산업체에서는이미유기주석을사용하지않는새로운방오페인트를개발한바있으나, 그비용이기존의제품보다매우비싸므로, 보다저렴하면서도성능이좋은방오페인트개발에노력하고있다. 독성물질연구를통한새로운페인트개발은물론, 해양생물에대한영향분석과유체역학적인성능평가가필수의요소기술이되는것이다. 5.2TBT 도료사용현황 유기주석화합물 (organotin) 은가장많이사용되는유기금속의일종으로 1925 년에나방방제용으로처음으로도입되었으며,1960 년대부터병원균의숙주가되는담수산달팽이류를구제하는목적으로사용된이래, 농업및공업에다양한용도로널리쓰여왔다. 유기주석화합물의가장주요한용도는 PVC 와같은중합체에열안정제 (heatstabilizers) 로사용되는것과농업용살생물제 (biocides) 로쓰이는것을들수있다. 유기주석화합물중트리부틸주석 (Tributyltin ;TBT) 은선박과해양구조물의오손생물부착을막는방오도료에사용되고있다. 방오도료에사용되는 TBT 는프랑스아카숑만에서굴양식에미치는영향이알려지면서물에영향을미치는위험한독성물질로분류되고있다. 현재까지의일련의연구에서 TBT 는굴의패각기형및굴치패의채묘 (spat fal) 를방해, 유생의생장저해및치사, 복족류의임포섹스 46) 유발및생체내 46) 임포섹스 (imposex) 란복족류의암컷에수컷의생식기관인페니스 (penis) 가생겨나는현상을말한다. 임포섹스는 '69 년영국의 Plymouth 에서식하는 dogwelk(nucelalapilus) 암컷에서처음발견되었다. 항구와같이선박활동이활발한지역에서임포섹스가증가하며, 이곳으로부터거리가멀어질수록발 -64-
해독효소저해 (Fentand Stegeman,1993) 등의영향을미치는것으로밝혀 지고있다. TBT 의해양유입경로는방오도료가칠해진선박또는해양구조물표면으로부터의용출이대부분을차지하며일부는하수및폐수를통해유입되기도한다.TBT 는 3개의부틸기를포함하고있어강한소수성 (hydrophobicity) 을갖기때문에부유입자에흡착되거나생물체에빠르게농축되게된다. TBT 의 LogKow(octanol-waterpartitioning coeficient) 값은 4.3-4.6 범위로보고되고있으며, 생물농축계수 (bio-concentration factor) 는생물종에따라다른값을보이나일반적으로수천에서수만에이르는값을보이고있다. 부유입자및생물체에농축된 TBT 의반감기는짧게는수개월에서수년까지로보고되고있어지속성을겸비한독성물질로분류되고있다. TBT 의이런지속성, 생물농축성, 비표적생물에미치는독성등은선진국을중심으로 1980 년대부터사용금지를법제화하도록하였으며, 국제해사기구 (IMO) 에서는 2003 년부터모든신조선에 TBT 함유방오도료의사용을금지하는선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약을채택하였으며,2008 년에는모든선박에 TBT 잔존금지를포함하고있다. 우리나라의경우 2000 년에소형선박을시작으로단계적으로사용을규제하고있다. 현율이감소한다는사실이밝혀진이후많은학자들에의해선박활동이많은곳에서임포섹스의높은발현이보고되어왔다 (Bryanetal.,1986;Horiguchietal.,1994;TenHalers-Tjabbes,1994). 유기주석화합물을생체내먹이나물을통해주입한경우,TBT 가가장임포섹스를잘유발함을보였고 (Bryan etal.,1988) 해수내 1 ng/l 이하의 TBT 농도에서임포섹스가유발되었다 (Bryan etal., 1986). 임포섹스발달의조직학적연구에따르면페니스의형성과함께수정관 (vasdeferens) 이형성되고완전히형성된후에도과대성장하여결국음문 (vulva) 을막아알의방출이억제됨으로써암컷에불임이유발되며이로써개체군이감소하게된다 (GibbsandBryan,1986). 현장모니터링에따르면선박의부착방지용페인트에의해오염된지역에서불임된암컷이많이관찰되었고 (Bailey & Davies,1989),TBT 의부착방지제로서사용이규제된후개체군의회복이보고되었다 (Evanetal., 1991). -65-
5.2.1TBT 함유페인트의국내규제동향 TBT 는이미우리나라연안고둥류에서임포섹스를광범위하게유발하고있음이밝혀졌으며, 연안서식이매패류체내에서도 ppm 수준까지보고가되고있다. 또한연안의해수및퇴적물에서도광범위하게검출되고있는것으로보고되고있다. 이러한조사결과를바탕으로해양수산부와환경부에서선박에사용하는방오도료중에 TBT 가함유된제품사용을표 33 과과같이단계적으로규제를하는법을정하고있다. 단계규제대상규제시기 1 단계 - 연근해어선, 잡종선 - 해양시설및항만시설중일부또는전부가해수와접촉하는구조물 - 어망 어구 2 단계 - 내항여객선 2000 년 3 월 8 일부터시행중 (1999 년 9 월 8 일고시개정 ) 2001 년 6 월 29 일부터시행중 (2000 년 12 월 29 일고시개정 ) 3 단계 - 내항화물선 2002 년 7 월 1 일부터시행중 4 단계 < 표 33> 우리나라 TBT 함유방오도료규제현황 - 외항선 ( 여객선, 화물선 ) - 원양어선 2003 년 9 월 16 월시행중 규제법상주로연안에서왕래하는연근해어선, 잡종선및기타해양구조물에대한 TBT 함유방오도료의사용은 2000 년 3월부터규제하고있다. 또한가두리양식장이나어류의포획에이용하는어망및어구에대한사용도같은시기부터규제를하고있다. 또한 2단계,3 단계법개정을통해내항여객선및내항화물선에대한 TBT 함유방오도료사용금지법을 2001 년 6월과 -66-
2002 년 7 월에각각시행하고있으며, 마지막 4 단계인외항선및원양어선을 포함하는모든선박에대한 TBT 함유방오도료의전면적인사용규제는현 재고시개정을거쳐 2003 년 9 월 16 일부터시행하고있다. 5.2.2TBT 함유방오도료및 Tin-free 방오도료생산량 TBT 함유방오도료의살생물제인 TBT 류화합물은국내 S사에서생산하고있으며, 최종방오도료형태로의생산은 8개의업체에서이루어지고있다.8 개업체중 1개업체를제외한나머지업체는외국기업과의합작형태를유지하고있으며, 제품의자체개발보다는외국합작업체에서개발된제품의국내생산및판매에주력하고있다.TBT 함유방오도료에대한국제적인규제동향및단계적인국내규제법수용에따라 TBT 대체방오물질을사용한 Tin-free 방오도료역시생산하고있다. 해양수산부에서 2001 년 8개업체를대상으로조사한방오도료생산현황을보면표 34 와같다. < 표 34> 국내업체별 TBT 및 Tin-free 방오도료생산현황 (2001) 회사명 총계 (A) TBT(L) Tin-free(L) 소계재래식 SPC 소계 (B) 재래식 SPC A 578,341 418,195 0 418,195 160,146 47,256 112,890 B 5,208 4,290 970 3,320 918 0 918 C 120,013 79,911 1,189 78,722 40,102 28,482 11,620 D 1,970,000 1,200,000 0 1,200,000 770,000 280,000 490,000 E 282,060 119,200 44,000 75,200 162,860 129,860 33,000 F 700,639 389,031 0 389,031 311,608 219,400 92,208 G 325,170 0 0 0 325,170 0 325,170 H 1,814,000 1,384,000 0 1,384,000 430,000 261,000 169,000 합계 5,795,431 3,594,627 46,159 3,548,468 2,200,804 965,998 1,234,806 * 자료 : 해양수산부 -67-
방오도료의경우방오성능을갖는독성물질을수지및안료와혼합한형태의재래식과 TBT 또는대체방오물질과레진을공중합시킨자기마모형 (SPC) 47) 이있다.2001 년국내방오도료생산현황으로볼때,TBT 함유방오도료는방오기간이길며성능이우수한자기마모형이 98.7% 를차지하고있는반면,Tin-free 방오도료의경우 56.1% 를차지하고있음을알수있다. 이는 TBT 대체재로쓰이는방오물질이수지와공중합체로만들기어렵거나아직공중합체로만들어도료로포뮬레이션하는기술개발이늦기때문이다. TBT 함유방오도료의환경위해성에대한인식의확산과함께국제해사기구 (IMO) 의협약에따라대부분업체에서는 Tin-free 방오도료의생산을전면규제예정시기인 2003 년이전부터생산해오고있으며, 국가별로 TBT 함유방오도료의규제형태가다를뿐더러선주의요구및사용량증가에따라 TBT 를함유하지않은 Tin-free 방오도료의생산은생산량통계를조사하기시작한 1998 년이후로꾸준하게증가하고있는추세에있다 ( 그림 5). TBT 함유방오도료의사용량은 1998 년에 4,139 톤에서 2001 년 3,594 톤으로 1998 년대비 13% 감소하였으나,Tin-free 방오도료의생산량은 1998 년 373 톤에서 2,200 톤으로약 6배가량증가하였다. 페인트형태에따른변화양상은 TBT 함유방오도료의경우자기마모형형태는큰생산량변화를보이지않았으나, 재래식의경우 1998 년 333 톤에서 2001 년 46 톤으로큰폭으로감소하였다. 반면 Tin-free 방오도료의경우재래식과자기마모형형태모두 1998 년에각각 270 톤과 102 톤에비해 2001 년에는각각 965 톤과 1,234 톤으로증가하였고, 재래식에비해자기마모형형태의증가폭이상대적으로크게나타나기술개발에따른자기마모형형태의 Tin-free 방오도료의생산량이증가하고있음을나타내고있다. 47) Self-polishing co-polymer -68-
< 그림 5> TBT 및 Tin-free 방오도료국내생산현황 (1998-2001) 1998 년에서 2001 년사이에전체방오도료생산량중 TBT 방오도료가차지하는비중은 92% 에서 62% 로감소하고있으며, 상대적으로 Tin-free 방오도료의생산량은 8% 에서 38% 로증가하고있다 ( 그림 6). 이는많은신조선이국제해사기구 (IMO) 의규제이전에이미 TBT 를함유하지않은 Tin-free 방오도료를사용하고있고, 대부분의페인트업계에서규제시행이전에 TBT 함유방오도료의생산량을줄이고 Tin-free 방오도료의생산량을증대시키고있는이유때문으로사료된다. -69-
100% 80% Tin-free TBT Percentage (%) 60% 40% 20% 0% 1998 1999 2000 2001 Y ear < 그림 6> TBT 및 Tin-free 방오도료생산량비교 (1998~2001) 5.2.3TBT 함유방오도료도장현황 TBT 함유방오도료의 1~3 단계규제 (2000~2002 년 ) 대상선박이아닌외항선 ( 여객선및화물선 ) 과원양어선에대한방오도료사용현황에대한해양수산부통계자료에의하면, 설문에응답한 776 척의선박중 714 척 (92%) 의선박이 TBT 가함유된방오도료를 2002 년 12 월말현재사용하고있으며, 이를선박톤수로비교하면총 14,035,372 톤중 13,896,238 톤 (99%) 이 TBT 함유방오도료를사용하고있다. -70-
100% 90% Tin-free TBT 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 화물선여객선원양어선 < 그림 7> 외항선 원양어선의 TBT 및 Tin-free 방오도료사용현황 선박종류별로는화물선의경우 460 척중 424 척 (92.2%), 여객선은 9척중 8척 (88.9%), 원양어선은 307 척중 282 척 (91.9%) 이 TBT 함유방오도료를사용하고있었다. 이들선박은 4단계규제법시행이후에는수리또는선저방오도료재도장시 Tin-free 방오도료로대체되어도장될것으로사료되며, TBT 자기마모형도료의보증기간 5년을고려할때, 전체선박이 Tin-free 도료로대체될때까지는몇년이소요될것으로사료된다. 5.3 유해방오물질배출방지방안 국제해사기구 (IMO) 에서선박의유해방오도료시스템사용규제국제협약 -71-
을 2001 년 10 월 5일채택되었으나 2004 년 10 월현재 8개국만협약에비준하고있어발효조건인 25 개국에미치지못하여국제적으로는발효되지않고있다. 그러나협약에서 2003 년 1월 1일부터선박에 TBT 가포함된유해방오도료를사용하지못하도록하고있고,2008 년 1월 1일부터는선박에 TBT 가포함된유해방오도료의잔존물이없도록규제하고있으므로 2004 년 10 월현재협약은발효되지않았으나실질적으로는 2003 년 1월 1일부터규제를시행하고있는것으로볼수있다. 유해방오도료로인한해양생물체의피해, 즉임포섹스등으로인해수산물의피해가심각한것으로알려지면서우리나라는규제계획을수립하여 2000 년 3월 8일부터단계적으로규제를시작하여 2003 년 9월 16 일부터는모든선박에유해방오도료를사용하지못하도록하고있다. 그러나, 국제적으로는국제협약에비준한국가부족으로언제발효될지예상하기가어려운실정이다. 현재세계적으로 TBT 가포함되어있지않은도료를생산하고는있으나방오효과가미흡하여선박의운항속도가저하되어운항효율이떨어지고있어해양환경보호와선박의운항효율즉경제의논리에서서로상반된견해가제시되고있다. 우리나라는국제협약발효에앞서유해방오도료의생산및사용을규제하고있으므로수산물등의피해는없을것으로사료되나현재까지개발된무해방오도료는선박의운항효율이떨어지므로방오효과가큰 TBT 가포함되어있지않은방오도료의개발이시급한실정이고, 협약에가입하여규제의실효성을확보하여야한다. -72-
제 6 장선박밸러스트수로부터해양생태계보호 6.1 선박밸러스트수관리의개요 전세계물동량의 80% 이상을차지하는화물선은선적화물이충분하지않을경우물속에서효율적인추진기및방향타의작동과선박의균형유지및안정성을높이기위해그림 8에보이는바와같이밸러스트탱크에해수를담은상태로운항된다. 이러한밸러스트탱크내에들어있는물을밸러스트수 (balastwater) 라고하는데, 밸러스트수는선박의흘수와트림을조정하기위하여적재하는중량으로선박의균형유지와안정성을높이는기능을하게되며, 화물을충분히적재하지않은경우에추진기와방향타가물속에서효과적으로작동되게하는보조기능을수행하게된다. 밸러스트수는선박이철재로건조되기시작한 1870 년대후반부터사용되고있으며, 선박에따라밸러스트수를적재하지않고, 광석이나모래등을밸러스트로사용하는경우도있으나, 오늘날에는해수나담수를밸러스트로사용하는것이보편화되어있다. < 그림 8> Concep ofthebalastw atercondition in Ship -73-
밸러스트수는항만이나수로, 대양에서해수또는담수로적재되어분리된밸러스트수탱크나빈화물창에담긴상태로운송되며, 해수에섞여있는해양생물은밸러스트수와함께취수되어선박의밸러스트수탱크로옮겨진다. 밸러스트수의취수와배출은선박이기항하는국가의산업발전정도, 자원등의부존여부등에따라차이가있을수있는데, 선박의특성상밸러스트수를대량으로적재해야하는유조선이나산적화물선 (bulkcarrier) 의경우, 산유국이나철광석등의원료수출국이수입국에비하여밸러스트수에기생하는병원균이나외래해양생물종의위험에노출될가능성이많다. 국제해사기구 (IMO) 의자료에따르면, 전세계적으로매년 100 억톤이상의밸러스트수를운송하는것으로추정되고있다. 선박의밸러스트수탱크의구조, 즉파이프와펌프등배관장치는선박에따라각각차이가있으며, 유조선의경우는해양오염을방지하기위하여국제협약에따라거의대부분이밸러스트수탱크가이중선체로되어있다. 산적화물선의경우는이중저선박에는선저에밸러스트수탱크가있지만, 일반산적화물선은선측또는선수및선미등에도이같은설비를갖추고있다. 한예로산적화물선의경우, 화물을적재하지않은상태에서는 100,000 톤이상의밸러스트수를실을수있다. 컨테이너선은통상분리밸러스트수탱크를갖추고있는데, 산적화물선에비하여선박에실을수있는밸러스트수의적재용량이매우적은것이특징이다. 대략대형선박을기준으로약 15,000 톤을넣고운항할수있다. 여객선이나유람선 페리보트등도대체적으로밸러스트수를적게적재한다. 대부분의선박은구조강도를높이기위하여수직및수평, 그리고선측 선수 선미부분에밸러스트수탱크를설치하는데, 이같은밸러스트수탱크 -74-
의크기는탱크의형태및선박의톤수에따라차이가있다. 컨테이너선박의각탱크는약 500 톤이상의밸러스트수를적재할수있고, 대형컨테이너선박의선측탱크는높이 15 미터, 길이 10 미터, 깊이 2~3 미터로되어있다. 밸러스트수는플라스틱폐기물이나목재등해상부유폐기물이선박에유입되는것을방지하기위해선수에설치되어있는해수함 (sea chests) 을통하여취수되는것이보통이다. 6.2 밸러스트수에의한해양생태계피해현황 밸러스트수에의한문제는기본적으로밸러스트수 (balastwater) 가외래생물종을전파하는매체로이용되는점이다. 즉밸러스트수내에들어있는특정해역의생물또는병원균등이밸러스트수를담고있는선박에의해전혀다른타해역으로이송되어그해역의환경과생태계를교란시키는부작용을유발하게된다 ( 그림 9~10). 밸러스트수내생물종의국가간이동으로인하여나타나는문제는생태계교란뿐만아니라연안산업이나다른상업적활동또는자원에도큰피해를유발하는데, 미국에서만해마다약미화 1,380 억불규모의경제피해가외래생물종에의해유발되는것으로추정되고있다. 밸러스트수를통해유입된외래생물종또는병원균은일반적으로첫째, 기존의토착생태계를파괴또는교란시키거나둘째, 병원균및독성생물에의해수산자원및인간건강을위협하고셋째, 생물종의제거나기타수산경제적측면에서막대한손실을유발하는피해를초래한다. 국내에서는아직까지외래생물종에대한해양생태계또는경제피해사례에관한연구보고가이뤄지지않고있으나, 유럽이나미국등에서는지난 80 년대부터그피해사례가자주보고되고있다. 밸러스트수내외래생물종에의한주요피해사례 -75-
는다음과같으며, 우리나라에서도관련해양생태학적연구조사가시급히 이뤄져야할것이다. 북미에서만서식하던빗해파리가 1982 년밸러스트수에의해유럽의북해 로유입되어최대 1kg/ m3정도로왕성히번식하여어족자원의먹이가되는 플랑크톤을왕성히잡아먹어최대 5 억불의어업손실을유발하였다. 유럽산홍합류는미국오대호 (GreatLakes) 내로 1959 년항로개설이후현 재까지 130 여종의외래생물종이유입되었으며, 특히유럽산홍합류 48) 가대량 번식 ( 전체수역의 40% 점유 ) 하여생태계교란뿐만아니라발전소나공장의 취수구를막아큰문제를일으키기도하였다. 미국과캐나다는이홍합들을 퇴치하기위해지난 1989 년부터 2000 년까지약 7 억 5 천만불 ~10 억불규모의 비용을지불하기도하였다. 우리나라, 일본등북태평양연안에서서식하는극동아시아산아무르불 가시리 49) 가오스트레일리아남부연안으로유입, 대번식되어굴과같은패류 의생물자원에큰피해를유발하였다. 적조및기타해조류는호주와뉴질랜드에는아시아산으로추정되는패독 성적조로인해양식업에막대한피해를끼쳐심각한환경문제를야기한바 있으며, 아울러우리나라등극동아시아에만사는미역 50) 이호주로유입되 어일부해역에서고유종을제치고극우점종으로자리잡은경우도있다. 위의사례이외에많은지역에서외래생물종에의한피해가보고되고있 다.Globalast 51) 프로그램사무국의자료에의하면, 연간 30 억 ~100 억톤이이 용되는밸러스트수를통해 1 일평균약 6,000 여종의동식물이고유해역을벗 48) Dreissena polymorpha 49) Asterias amurensis 50) Undaria pinnatifida 51) 밸러스트수관리를위한지역협력방안프로그램 (Globallast : Global Ballast Water Management Programme) -76-
어나이동되고있는것으로추정되고있다. 물론이들대부분의생물들이새로운환경에서생존할확률은약 3% 정도로매우낮지만, 정착에성공한 1~2 종에의한해당해역의생태계교란및경제피해는위에서열거한주요사례에서알수있듯이매우심각하다. < 그림 9> Invasivespeciesdiversity < 그림 10> Marinespeciesin balastwater -77-
6.3 세계적대응현황 국제해사기구 (IMO) 의주도하에 2004 년 2월 13 일선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 을채택하였으며,2008 년부터는각국에서강제규정으로적용하여시행하는것을목표로추진되고있다. 이에따라미국, 일본, 호주비롯한선진국에서는밸러스트수관리및배출규제에연구개발과규정을개발하고있다. 선진국에서는밸러스트수내외래생물및병원균에의한자국내분포및환경피해사례에관한폭넓은실태조사를수행하고있으며, 이결과를기초로하여외래종의유입차단을위한밸러스트수관리법안을오스트레일리아, 미국등에서마련하여시행을하거나준비중에있다. 6.3.1 미국의대응방안 1980 년대초에유럽에서유입된홍합으로오대호등에서상당한피해를입은미국은 1990 년에비토착수중생물규제법과 1996 년에국가침입종법을각각제정하여외래해양생물종의유입에적극대처하고있다.1990 년법률에서는시급한현안사항으로부각된오대호문제를해결하기위하여오대호에입항예정선박에대해서는배타적경제수역 (EEZ) 이원이나수심 2,000 미터이상해상에서의밸러스트수의교환을의무화하였고, 국가에서밸러스트수를체계적으로관리하는데필요한연구사업의시행을명시하였다.1996 년법률은연방법률로서,1990 년법의내용을다시승인하고, 오대호입항선박에대해서만일정한규제조치를부여하였던기존의법률의적용범위를미국전해역으로확대하였다. 이외에도 1996 년법률은수중생태계방해종 -78-
(ANS) 의유입과확산을최소화하기위한임의의국가지침의도입을규정하고있다. 또한 1996 년법률에따라 2000 년초에국가밸러스트수관리프로그램을마련하였으며, 이계획에는미국수역에있는모든선박운항자에게밸러스트수관리의촉진,EEZ 이원에서미국수역으로입항하는모든선박에대하여자발적인밸러스트수관리지침의제공,EEZ 이원에서미국수역으로입항하는모든선박에대하여밸러스트수를교환한날짜등의통보요구등에관한사업이포함되어있으며, 현재임의규정으로되어있는 1996 년법률상의밸러스트수관리지침의이행을의무화하는한편, 이를위반하는경우, 민사및형사책임을부과할방침이다. 클린턴대통령은 1999 년 2월에미국침입종대책위원회의설립을주요내용으로하는행정집행명령 (13112 호 ) 에서명하였다. 이위원회는침입비토착생물종문제를해결하기위하여국가실행계획을입안하고, 이행하는임무를수행하게된다. < 그림 11> Balastwaterreporting form in USA -79-
6.3.2 호주의대응방안 호주는밸러스트수문제에가장적극적으로대처하는국가로서, 국제해사기구 (IMO) 에이문제를해양환경보호위원회 (MEPC) 공식의제로채택할수있도록처음으로문제를제기하였다. 호주해역에입항하는선박에대해서는밸러스트수배출에관한임의규정을적용하고있으며,1998 년부터 2년동안자국항만에입항하는선박에대하여밸러스트수를관리하기위한부담금을부과한바있다. 특히 1990 년부터입항하는모든선박에대하여자발적으로밸러스트수관리지침을적용하고있는데, 주요내용은첫째, 깨끗한밸러스트수를취수하고, 천해수역 준설사업이진행되고있는지역 콜레라나적조등이발생한지역에서의밸러스트수넣기를피한다. 둘째, 연안또는하구역지역에서서식하는생물종이밸러스트수에유입되는것을막기위하여해상이나폐쇄되지않은해역에서의밸러스트수교환을권장한다. 셋째, 밸러스트수탱크에있는잔류퇴적물질을배출하지않는다. 호주에서밸러스트수문제를다루는기관은검역청 (AQIS 52) ) 이며, 밸러스트수에관한전반적인프로그램을수립 운영하고있다. 이프로그램에포함되어있는개별사업으로는밸러스트수처리기술의개발, 밸러스트수교환모니터링방법의개발, 항만비상계획의수립, 공공인식캠페인의시행등이다. 호주의이같은밸러스트수관리정책은인접국인뉴질랜드와호주항만의이용률이높은일본등과의협력관계를바탕으로이루어지고있다. 52) Australian Quarantine and Inspection Service -80-
< 표 35> 국가별밸러스트수규제현황 국가 미국 밸러스트수규제현황 오대호입항선박에대해밸러스트수교환의무화 오스트레일리아캐나다이스라엘칠레 자국항을이용하는외국선박에대한밸러스트수지침이 행권고 벤쿠버내콜롬비아항에정박하는선박에대해밸러스트 수해상교환의무화 이스라엘내항구에정박하는모든선박에대해해상에서 밸러스트수교환후입항의무화. 특히엘리엇 (Eliat) 항에 정박하는선박은반드시홍해밖에서, 지중해항에입항하 는선박은태평양에서밸러스트수교환강제 콜레라를포함한어떤병원균의위험이있는소재지로부 터입항하는선박에대해최소 12 해리이상에서밸러스트 수교환의무화 파나마 파나마운하내밸러스트수포함어떤물질도배출금지 아르헨티나 뉴질랜드 1990 년대초부터, 부에노스아이레스항만당국은입항하는모든선박에대해염소처리의무화. 염소처리는밸러스트수탱크내환기구로주입 1992 년부터임의지침제정 시행함. 입항선박은밸러스트수가오염되지않은증거를제시해야함. 밸러스트수의무독성을증명하거나, 해상에서밸러스트수를교환했다는증명을할수있어야함. -81-
6.3.3 국제해사기구 (IMO) 의대응 선박에서배출되는밸러스트수문제가국제적인문제점으로등장한것은, 1967 년에발생한대형유조선토리캐년 (Torrey Canyon) 호의유류오염사고를계기로선박에의해서야기되는모든오염사고를규율하는국제협약, 즉 73/78 해양오염방지협약 (MARPOL 73/78) 에대한국제해사기구 (IMO) 의제정작업과정에서사람에게해로운병원균을옮기는선박의밸러스트수문제가제기되었다. 선박의국제적인이동으로인하여한국가에서탑재한밸러스트수를다른국가에서배출할경우서로상이한해양생태계때문에수중생물에많은유해를끼친다는보고결과를근거로국제해사기구 (IMO) 는선박을통한밸러스트수이동을방지하기위한조치를강구하여왔다. 아울러 1992 년유엔환경개발회의 (UNECD) 에서비토착생물의확산방지를위한밸러스트수의배출에관한강제적인조치를준비하도록국제해사기구 (IMO) 에요청하였다. 이에국제해사기구는 1993 년과 1997 년의국제해사기구의총회에서밸러스트수관리지침을채택하고 MARPOL 73/78 의새로운부속서로밸러스트수관리규제에관한논의를수행토록산하해양환경보호위원회 (MEPC) 에요청하였다. 그러나해양에서의밸러스트수교환문제가선박의안전에미치는영향이심각해짐에따라선박및인명의안전에관한방안까지를강구하여별도의새로운협약의형태로개발키로하고, 관련작업반에서구체적인쟁점들에관해활발히논의하고있다. 해양환경보호위원회 (MEPC) 에서밸러스트수관리를위한논의결과, 현재밸러스트수로인한생태계의파괴및오염을방지하기위한방안으로서크게두방안이제시되고있다. 첫째, 항만내로입항하기전밸러스트수를일정한해역에서교환하는방안,2) 적재하고있는밸러스트수를물리, 화학적방법 -82-
을통해서살균또는소독하는방안이다. 상기의두가지방안중밸러스트수를물리, 화학적으로살균또는소독하는방안은선박내밸러스트수의양이많기에그유효성에의문이있어크게각광받고있지못하고있으며, 주로대양에서밸러스트수를교환하는방안에대하여주된검토가이루어지고있다. 그러나최근까지도일부국가에서는밸러스트수의처리를위한여과장치, 자외선소독장치, 살균제를이용한물리화학적방법을계속제안하고있다. 밸러스트수관리를위한규칙초안은지난 1997 년국제해사기구 (IMO) 총회에서채택한바있으며, 초안에포함된주요내용으로는 1 유해생물이상대적으로많은항구지역이나저서생물이포함될가능성이높은천소해역에서밸러스트수를취수금지등밸러스트수내생물흡입을최소화하는방안,2 정기적으로밸러스트를청소하고탱크내가라앉은진흙이나기타퇴적물을제거하는방안,3 불필요한밸러스트수의배출금지,4 밸러스트수배출및교환해역지정문제, 육상에서밸러스트수를처리하는방안등밸러스트수관리방안및처리절차등이포함되어있다. 국제해사기구에서추진하고있는선박의밸러스트수관리는크게세가지방향에서이루어지고있는데, 첫째는밸러스트수의배출을규제하기위한결의서의채택이고, 둘째는국제적으로통일된기준과원칙에따라밸러스트수의배출을규제할수있는협약의제정이며, 셋째는유엔개발계획 (UNDP) 세계환경기구 (GEF) 53) 와공동으로세계주요지역에서밸러스트수관리를위한시범사업진행이다. 국제해사기구는 1992 년 10 월제33 차해양환경보호위원회 (MEPC) 회의에서호주에서제출한밸러스트수에관한보고서를검토하기위하여비공식작업반 54) 을설치하였고, 이작업반에서는 1991 년에채택한결의서를재검토하 53) Global Environmental Facility -83-
는한편, 밸러스트수에대한문제점을조사하기로하였다. 호주는 1993 년제34 차해양환경보호위원회 (MEPC) 회의에 13 개국에서제출한답변서를토대로작성한밸러스트수조사보고서를제출하였으며, 이조사보고서는밸러스트수의유입으로인한문제점으로, 세계몇개국은외래해양생물종의유입으로해양환경및양식업, 그리고관련산업에상당한경제적인타격을받고있다고지적하였고, 한번유입된외래해양생물종은매우빠른속도로확산될뿐아니라완전히제거하는것이사실상불가능하다고판단하였다. 국제해사기구 (IMO) 는호주에서제출한보고서를토대로논의를지속하여,1991 년에채택한결의서를수정한밸러스트수지침을다시제정하였으며, 총회는이결의서를채택하면서해양환경보호위원회 (MEPC) 와해상안전위원회 (MSC) 에이결의서를보완하여해양오염방지협약 (MARPOL) 의부속서형태로구속력있는국제규범의제정하도록요청하였다. 국제해사 기구는위와같은규칙제정과는별도로 1997 년에기존의밸러스트수 결의안 인밸러스트수에의한외래해양생물종유입을금지하는지침 (A.774(18) 을최신화한 A.868(20) 개정안을채택하였는데, 개정결의안은밸러스트수에유입된외래해양생물종을처리하는기술적인문제등을포함지침은밸러스트수문제에적극대처하기위한국제해사기구의의지가담겨있다. 해양환경보호위원회 (MEPC) 에서는이를위한협약제정작업을계속하여 2004 년 2월 13 일외교회의에서선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention2004) 을채택하였다. 54) Informal Working Group -84-
6.4 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약내용 국제해사기구 (IMO) 의주도하에 1994 년 2월 13 일선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention,2004) 이체결되었으며, 선진국에서는협약발효이전에밸러스트수관리및배출규제를위한노력을진행하고있는실정이다. 주요국가에서의밸러스트수배출규제동향에대한내용은참고문헌에소개되어있으므로선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약에대해서만언급하기로한다. 국제해사기구협약은 2004 년 6월 1일부터 2005 년 5월 30 일까지각국의서명을받은뒤, 회원국 30 개국이상이비준을하고, 비준된국가의총선복량이 35% 이상충족된후,12 개월후에발효되는것으로되어있다. 그러나현존선과신조선의구분연도를발효일연동년도인협약발효후 년으로하지않고, 고정년도인 2009 년으로하였으므로, 발효가늦어질경우소급해서적용하도록되어있다. 건조시기별, 밸러스트수용량별, 적용기준을보면표 35 와같다. < 표 36> IMO 협약의연도별적용기준 교환기준 + 처리기준적용 처리기준만적용 선박건조시기 밸러스트수용량 '08 까지 '09 '10 '11 '12 '13 '14 '15 '16 '17 이후 2008 년까지 1500 m3미만 1500-5000 m3 5000 m3이상 2009 년-2011 년 5000 m3미만 5000 m3이상 2012 년이후 전체 밸러스트수처리기준은표 37 과같다. -85-
배출밸러스트수기준 내용 수중생물최소길이 50 μm이상 o생존가능생물 10 개 /m3 미만최소길이 10 μm초과 50 μm미만 o생존가능생물 10 개 / ml미만 인간건강 독성비브리오콜레라 대장균 < 표 37> 밸러스트수처리성능기준 분변성대장균 o1cfu/100 ml미만 o1cfu/ 습중량 1g 미만 o250cfu/100 ml미만 o100cfu/100 ml미만 밸러스트수교환거리기준은, 가장가까운육지로부터거리 200 마일이 상, 수심 200 미터이상을원칙으로하되, 이것이불가능한경우에는 50 마일 이상수심 200 미터이상수역에서시행가능하며, 이수역에서도불가능할경 우항만국에서지정한수역에서교환이가능하다. 밸러스트수교환용량기 준은, 밸러스트수를교환하는선박은용적기준으로 95% 이상을교환하고, Pumping-Through 방법으로교환시밸러스트수탱크용적 3 배를펌핑하는것 을 95% 교환으로인정하며,95% 교환을만족할경우 3 배이하도가능하다. 국제해사기구 (IMO) 외교회의시발효일또는기준일이전에건조된선박 에대해서는폐선때까지밸러스트수교환을인정해주자는주장이있기는 하였으나, 거의설득력이없었다. 따라서협약이발효가되기전에건조된선 박도일정기간이지나면, 밸러스트수처리장치를추가로설치하여야한다. 선박에추가설치를한다는것이큰비용이드는일이므로, 신조선선주로서 는당장지금부터라도, 국제해사기구기준에맞는밸러스트수처리장치를설 치해달라고주문할것으로보인다. 처리성능기준을보면, 미국등선진환 경국들이주장하는것보다는완화되었고, 일본등산업국들이주장하는것보 다는강화된기준으로확정되었다. 이기준에맞추기위해서는이제까지개 발되어온것과는다른방법이적용되어야할것으로보인다. -86-
6.5 밸러스트수처리기술개발현황 밸러스트수를처리하기위하여, 각국에서많은종류의기술및방법들이개발이되었거나개발중에있다. 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention,2004) 이강화된조건으로채택됨에따라, 밸러스트수관리기술은교환이아닌처리기술을적용해야하게되었다. 밸러스트수처리를위해서는, 그림 12 의 Onboard treatment 의분류에포함되는밸러스트수처리기술을개발및확보하여야만한다. B A L L A S T W A T E R M A N A G E M E N T P o r t - b a s e d S h i p b o a r d T r e a t a f t e r d e b a l l a s t i n g l L a n d - b a s e p l a n t l R e c e i v i n g v e s s e l B a l l a s t w i t h t r e a t e d w a t e r O n b o a r d t r e a t m e n t B a l l a s t w a t e r e x c h a n g e l E m p t y i n g & R e f i l l i n g l F l o w - t h r o u g h e x c h a n g e P r i m a r y F i l t r a t i o n C y c l o n i c S e c o n d a r y u M e c h a n i c a l u C h e m i c a l B io c id e s U l t r a V io le t ( U V ) C h l o r in e H e a t ( in t r a n s it ) U l t r a S o u n d O z o n e H y d r o g e n p e r o x id e M a g n e t i c F ie ld O r g a n ic c h e m ic a l E l e c t r ic F ie ld O t h e r < 그림 12> 밸러스트수처리기술 Diagram 밸러스트수에포함된외래해양생물에의한피해를경험한미국등선진국은외래생물에의한피해를최소화하고해양환경을보호하기위하여 1980 년대부터밸러스트수처리기술개발을수행하기시작하였고,BWM Convention 에대응하기위하여, 현재많은국가들이기술개발을수행중에있다. -87-
외국에서수행하였거나수행중인과제는표 38 과같다. < 표 38> 밸러스트수처리기술개발현황 과제명국가년도 MARTOB: On Board Treatment of Balast Water (Technologies Development and Applications) and ApplicationofLow-sulphurMarineFuel HiTech MarineSeaSafe(Onboard)& WaterSafe(Shore based)systems 연구비 ( 천원 ) 영국 2001-2004 파악안됨 호주 1995-2001 1,950,000 Use of Gas Supersaturation to Remove Organisms in 노르웨이 2000-2001 41,650 BalastWater Mechanical(filtration),physical(UV and heattreatment), chemical. 미국 2000 2,975,000 AquaHabiStat,orAHS 미국 1996-1998 1,785,000 Process for the removal of organisms from waters diferent Balast Water Treatment Evaluation Using Copper and Sodium HypochloriteasBalastWaterBiocides 독일 1998-2002 238,000 캐나다 2001-2002 226,100 StudyofBalastWaterManagement 일본 1999 113,050 BalastWaterTreatmentbyOzonation 노르웨이 1999-2001 128,000 Shipboard Balast Water Treatment Technology 싱가포르 2000-2001 1,700,000 Development Eficiencyofbalastwaterexchangeinregionalseas 영국 1999-2003 620,750 표 38 및국제해사기구 (IMO) 에보고된기술개발현황을근거로국가별로개발중인밸러스트수처리기술의과제수및적용기술의수등개발현황에대하여요약하면표 39 와같다. 이표에서볼수있듯이선박별밸러스트시스템의특성및밸러스트수의특성등기술개발의난이도를감안, 국가별로복수이상의기술개발을추진중에있음을알수있다. 또한, 적용기술별밸러스트수처리기술개발현황을분석하면그림 13 와같은데,UV 처리법, 오존처리법, 화학물질처리법등이 -88-
주종을이루고있음을알수있다. 자외선처리법과같이처리강도가낮은 방법은 BWM Convention 의기준을맞추기어려우므로, 전처리또는후처리 등다른방법과함께사용되어야할것으로보인다. < 표 39> 국가별밸러스트수처리시스템개발현황 국가기관수과제수기술수 미 국 34 24 8 호 주 7 8 10 독일 11 6 9 영국 4 4 7 캐나다 2 2 4 크로아티아 1 1 5 일본 3 2 2 뉴질랜드 2 5 3 노르웨이 3 3 3 싱가포르 1 2 6 남아공 1 1 3 Combination 13% 열처리 12% 기타 2% UV 32% Chemical 10% O3 13% UV O3 Chemical 열처리초음파전기 / 자기이온화 Copper +Naocl ph 조절 Biocide 산소제거 Combination < 그림 13> 적용기술별밸러스트수처리기술개발현황 -89-
가장종합적이고도활발한연구결과를보여주고있는과제로 MARTO B 55) 을들수있다. 이는유럽연합체 56) 가지원하였으며, 영국을비롯한 8개국 25 개기관이참여하여, 표 40 에보이는바와같이 3년간 7개이상의기술에대한연구를수행하였고,5 개대상생물을각기술에공동으로적용하여기술의유효성을검증하였으며, 산화제만육상실험을수행하고, 나머지기술에대하여는선상실험을수행한바있다. < 표 40> MARTOB 적용기술및실험생물종 적용기술 o열처리 o용존산소제거 o자외선및초음파 o오존 o산화제 o산화제 / 자외선 + 오존 + 촉매제 o기타복합방법 동물플랑크톤식물플랑크톤 실험대상생물종 Copepods Polychaete dinoflagelat e diatom Acartiatonsa Tisbebatagliai Nectochaete larvaeofnereis virens Alexandrium tamarense Thalassiosira pseudonana 상용화사례로서,MicroKil 사는회전분리법 / 자외선법을이용한밸러스트수 처리장치를소형여객선,Tanker, 컨테이너선등에적용하였다. 각선박에적 55) On Board Treatment of Ballast Water and Application of Low-sulphur Marine Fuel 56) 유럽연합체의 Transport and Energy Directorate of European Commission 가지원함 -90-
용된시스템의세부적인내용을요약하면표 41 과같다. 설치선박사용기술설치비용밸러스트수용량밸러스트수처리용량 Regal Princess 회전분리 / 자외선 $100,000 880GPM (200 m3 /h) M/V Polar Endeavour (tanker) M/V R.J Pfeifer (2,420TEU Container) < 표 41> 밸러스트수처리시설설치사례 회전분리 / 자외선 $2,000,000 60,700 m3 회전분리 / 자외선 $358,000 역류여과 / 자외선 $375,000 14,600 m3 12,600GPM (2,860 m3 /hr) 1,540GPM (350 m3 /hr) 우리나라에서는밸러스트수처리와관련된 2개의연구과제가진행중에있다. 하나는한국해양연구원에서 2002 년 10 월에시작한선박운항중환경위해물질저감기술개발과제의일환으로밸러스트수처리장치를개발중에있으며, 현재차아염소산나트륨을이용한처리장치에대한생물실험을진행중에있다. 또하나는해양수산부에서발주하여한국해양수산개발원에서 2003 년 5 월에시작한선박밸러스트수배출규제대응기술개발과제로서, 자외선과오존등의기술을검토한바있다. 밸러스트수처리기술의핵심요소기술확보는, 일반적인수처리기술을선박밸러스트시스템의특성을고려하여적용, 최적의처리시스템을도출하는것이개념의핵심이라할수있다. 자외선, 오존등의기술을사용하는정수처리시스템, 염소, 응집제등의오 폐수처리시스템, 열을가하는열처리시스템등의수처리관련기술이밸러스트수처리시스템에도입되어, 많은기술등이개발중에있다. 각처리기술의장단점을보면표 42 와같다. -91-
< 표 42> 밸러스트수처리기술비교 처리기술장점단점 자외선 오존 차아염소산나트륨 여과 o 자외선을통하여해양생물체를무독성으로바꿈. o작은생물체처리에유용한방법. o여과법과병행이용가능. o여과법에의한방법만큼효과적이지못함. o파장이짧아투과력이약함. o잔류효과가없어서 2차오염의가능성이큼. o비용이많이소요됨. o잔류효과로 2차오염가능성없음. o 위험물질로 취급되지 않아 법적 o고농도로배출시해양생물에영향미침. 규제 없고 현장관리가 필요 없 o산화이용살균으로부식가능성있음. 음. o 밸러스트수유입시마다해초류등의물질을제거. o 미세한물질을제거하기힘들다는점과기본시설설치비용이높음. 천적, o전문가필요. o해양오염을발생시키지않음. 기생물체투입 o특별한보관시설필요. 열처리 o 2시간 내지 6시간을 약 36 C~ o 항해도중열처리에의한밸러스트수소 38 C 에서 밸러스트수를 가열하 독은지속적인관리가필요하고항해로 면수중생물이소멸되는특성을이용. 인한온도상승효과도감안해야함. o병원성미생물에는영향을미치지못함. 이산화염소 o 포자를죽이는데효율적. o 유해물질발생. 염소 온도와염분차이용 o 온도, 적용시간,pH 수준을적정하게맞춘다면효과적. o 염소처리된밸러스트수가발암물질을유발시킬가능성이있음. o 온도와염분의뚜렷한변화는수 o추가연구를필요로하는방법이며, 지역중생물의생존에큰영향을미침. 에따라크게차이가있음. 금속이온 o 염소처리법보다효과적임. 초음파 o 신기술로잠재성이있음. o 개발단계에있음. 살충제 o 유해미생물제거. o 유해물질발생. 전기충격 - 장기간탱크내저장 육상수용시설설치 운영 정화된밸러스트수사용 o 수중생물중일부는구리와은에대해선호도가높기때문에살아남을가능성이높음. o 선박이철로되어있어누전의가능성이있음. o 대부분의수중생물은철분함유 o대부분의배는석달이상밸러스트수를량이높은물속에서빛없이오방치시킬수있는시간여유가없음. 래생존불가능. o 선박에별도의처리장치를설치하지않아도됨. o 외래해양생물종의유입을감소시킬수있음. o 큰비용과민원, 항만국법률의적용등문제. o 위험을 최소화 시키는 방법이라 할 수 없음. -92-
외국의기술개발사례를분석해보면, 일반적인처리기술을밸러스트수시스템에적용하는과정은 5~6 개의후보기술을도출하여실험실규모의소형장치실험을수행, 적용가능한 2~3 개의기술로압축하고, 이들에대해대형장치실험을수행하여 1~2 개의기술을도출한후, 이들에대해마지막으로실선실험을거치는것이일반적인추세이다. 6.6 선박밸러스트수로부터해양생태계보호방안 국제해사기구 (IMO) 에서 2004 년 2월 13 일채택한선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 은선박의밸러스트수에의한해양생물체의이동을방지하여토착해양생태계의교란또는파괴방지목적으로채택되었다. 이를위해 2009 년전에건조된선박은깨끗한해수를교환하여입하하면되고 2009 년이후에건조되는신조선은밸러스트수내에포함된해양생물체를처리할수있는처리설비를설치하도록규정하고있다. 전세계적으로협약의규정에만족하는처리설비를개발중에있고국제해사기구에서는처리설비의형식승인절차등을개발하기위하여국제해사기구의해양환경보호위원회 (MEPC) 에서전문가그룹을결성하여관련규정제정중에있다. 이러한작업은협약발효가예상되는 2009 년전에모두완료되어밸러스트수처리설비가선박에설치되도록준비가이루어질것으로예상되고있다. 또한현존선에적용될밸러스트수의교환으로인한선체의강도등안전상의문제점을보완하기위하여선박전문가가이에대한연구및관련규정제정을준비하고있다. -93-
이런시점에서선박의밸러스트수의이동에따른토착해양생태계를보존 하기위한방안을국제협약을중심으로제시하고자한다. 6.6.1 우리나라환경에최적의선박밸러스트수처리장치개발 선박의밸러스트수관리및배출규제에관한협약 (BWM Convention 2004) 을채택할시기존에논의하던해양생물체처리기준보다미국등의선진국의주장이수용되어매우강화된처리기준으로채택되었다. 즉해양생물체의최소길이가 50 μm이상의해양생물체는m3당 10 개이하로처리할수있어야하고, 해양생물체가 10 μm에서 50 μm사이의해양생물체는ml당 10 개이하로처리하여야한다. 이러한처리기준에서기존에논의되던열처리, 오존처리, 필터, 전기이온등의단독방식으로협약기준에만족하도록해양생물체를처리할수있도록설비를개발하기위해서는많은기일이소요되고적용기술또한고도의기술을적용하여야하므로현재개발된기술로서는거의불가능한것으로보고되고있다. 따라서협약기준을만족하고자할경우기존방식과화학품처리방식을병행하여야한다. 즉오존처리방식등기존방식과화학품처리방식등으로처리설비를개발하여야한다. 우리나라의경우도이러한조합방식을이용하여 2009 년이전에선박에탑재될수있도록밸러스트수처리설비를개발하여선박에탑재될수있는준비를하여야할것이다. 그리고협약에의하면화학품 57) 을사용하고자할경우화학품자체가해양생 물체또는해양환경에피해를줄수가있으므로국제해사기구의형식승인을받 57) 협약에서는화학품을활성화물질 (Active Substances) 이라한다. -94-
아야한다. < 그림 14> 화학품 ( 활성화물질 ) 형식승인철자 그림 14 에서같이화학품을사용하여밸러스트수처리설비를개발하고자하 는제작자는정부를통하여국제해사기구에초기형식승인을신청하면 IMO 의전 -95-
문가그룹에서초기심사를수행하여초기승인을한다. 이후제작자는초기승인받은활성화물질을기반으로하여밸러스트수처리설비를개발하여이를다시국제해사기구에형식승인요청하여최종적으로국제해사기구에승인을받아야만선박에탑재를할수있다. 따라서이러한일련의과정을거쳐야하므로이에대한소요기간을충분히고려하여야할것이다. 또한정부에서는제품개발에맞추어이에대한형식승인및시험기준등을제정하여야할것이다. 이러한밸러스트수처리설비의개발은우리나라가조선강국이므로다른경쟁국가보다조기에개발하여우리나라에서건조되는선박에탑재된다면국익에도큰도움이될것이다. 만일협약이발효때까지밸러스트수처리설비가개발되지않으면외국제품의수입으로인한큰손실이예상된다. 따라서정부및개발업체에서는협약기준에부합하는밸러스트수처리설비의개발을서둘러야할것이다.2004 년부터해양수산부에서는밸러스트수처리기술개발을시작하였고산업자원부에서는 2004 년부터 2007 년까지민 관합동으로처리설비를개발중에있으므로 2009 년협약발효시에우리나라의밸러스트수처리가선박에설치될수있을것이다. 6.6.2 외국으로부터밸러스트수유입방지방안수립 협약이발효되거나선박밸러스트수를조기에규제를할경우외국으로부터입항하는선박에대한외래해양생물체유입방지모니터링이필수적이다. 호주등의이미밸러스트수관리를시행하고있는외국의경우는선박이입항하고자할경우그선박의밸러스트수관리상태, 즉밸러스트수의주입및배출의상세사항을입항전에각항만당국에제출하도록하고있다. 제출된밸러스 -96-
트수관리상태를분석하여문제점발견시선박을방문하여밸러스트수관리상태를상세히점검을한다. 선박에서밸러스트수의교환및배출에대한의심스런운점이발견되면당해선박의밸러스트수의샘플을채취하여전문기관에분석을의뢰한다. 샘플을분석하여외래해양생물체등이발생되면외해에서밸러스트수를교환하게하거나다른조치를취하도록하고있다. 호주행선박 사전도착검역보고서 (QPAR) 제출 : 호주도착 12-48 시간이전 밸러스트수교환 / 처리비배출예정 / 처리협정체계여부 아니오 제출 검역청 (AQIS) 관 리 의사결정지원체계 (DSS) : 선박내밸레스트수정보제출 : 직전기항지또는 12 해리이전 호주연방과학산업연구조직 (CSIRO) 해양침입종연구센터 (CRIMP) 예 해역배출 저위험도 (Low Risk) 위해도평가 비교평가 국가해양침입종체계 (NIMPIS) 고위험도 (HighRisk) 사전승인된처리방법수행 : 항내, 해역내비배출 / 탱크이동밸러스트수교환과처리실시 < 그림 15> 호주의밸러스트수관리체계 -97-
우리나라는호주, 미국등의외국의모니터링시스템을면밀히분석하는한편, 우리나라실정에맞는모니터링시스템을도입하여야할것이다. 이러한외래해양생물체의모니터링은현재의정부조직으로는수행할수없을것이다. 밸러스트수를전문적으로관리할수있는정부의조직이필요한지를면밀히분석및조사하여새로운조직이필요한경우인력보완등필요한조치를하야야할것이다. 또한샘플분석등해양생물체분석을민간의전문연구기관에위탁하지않고정부가주관하여야할경우이를운영할수있는분석장비및연구원의확보를고려하여야할것이다. 우리나라가외래해양생물체로부터해양생태계를보존하기위해서는무엇보다도먼저우리의해양생태계를면밀히분석하여야할것이다. 우리의해양생태계에대한정확한자료를확보하지않은상태에서는외래해양생물체의유입방지를위한모니터링이란의미가없다. 따라서협약발효전까지우리의해양생태계를조사 분석하여우리의토착해양생물체가무엇이며, 외래해양생물체가유입되었을때어떠한생물체가우리의해양생태계를교란하는지또는파괴하는지를분석하여야만외래해양생물체로부터유입방지를위한모니터링을수행할수있을것이다. 우리나라는 2003 년부터해양수산부에서우리나라의해양환경을조사 58) 를하고있으므로이에대한면밀한조사 분석을바탕으로외래해양생물체의유입을방지할수있는모니터링방안을강구하여야할것이다. 58) 2003 년 2 월밸러스트수관리를위한기본계획을수립하여, 시행기간등을고려하여 3 차년도로추진하고있음, 1 차년 : 03. 5~ 04. 3, 2 차년 : 04. 9~ 05. 6(3 차년 05 년수행예정 ), 우리연안해양환경평가, 밸러스트수처리설비개발, 협약이행을위한대응방안마련등 -98-
6.6.3 선박밸러스수배출지정해역설정 협약에의하면현존선, 즉 2009 년이전에건조된선박등은일정기간 59) 까지는밸러스트수를교환이가능하다. 교환방법으로는우선 1 육지로부터 200 마일이상떨어지고수심이 200 미터이상인해역에서밸러스트수를교환하도록하고있다. 그리고불가피한경우 2 육지로부터 50 마일이상떨어지고수심이 200 미터이상떨어진해역에서교환하도록하고있다. 그러나이러한지역이없을경우는항만당국이설정한배출지정해역에서밸러스트수를배출하고교환하도록하고있다. 따라서 1 및 2의해역이없는경우우리나라도배출지정해역을설정하여야할것이다. 그림 16 에서보는바와같이우리나라해역은동해의경우는수심이 200 미터이상인곳이있어밸러스트수를교환가능하나남해및서해의경우는수심이 200 미터인곳이없으므로밸러스트수를교환할수가없다. 따라서남해및서해를항해하는선박을위해밸러스트수배출지정해역을설정하여야할것이다. 밸러스트수배출지정해역을설정하고자할경우우리나라는중국일본등과인접해있으므로인접국가와상호협의할필요가있다. 해수는유동성에의해우리나라해역에배출된외래해양생물종이일본및중국등의인접국가에피해를줄수가있다. 인접국가와협의를바탕으로우리나라의지역적특성및우리나라의해양환경등모든요소를고려하여밸러스트수배출지정해역을설정하여야할것이다. 59) ( 가 ) 2009 년이전에건조된선박중에서밸러스트수양이 1500~5000 m3인선박은 2014 년까지밸러스트수교환이가능하고 5000 m3이상및 1500 m3미만의선박은 2016 까지밸러스트수교환가능 ( 나 ) 2009~2011 년까지건조된선박중 5000 m3이상인선박은 2016 까지밸러스트수교환가능 -99-
< 그림 16> 우리나라의밸러스트수교환가능해역 배출지정해역을설정할때고려하여야할사항으로서는우선육지로부터거리를고려하고수심또한고려하여야한다. 어느정도의거리및수심이가장최소한의환경피해를줄수있는지에대한면밀한분석이필요하며우리나라의조류및해류등의외적인요소도고려하여야만할것이다. 협약에서규정된거리및수심을살펴보면수심은최소한 200 미터를요구 하고있다. 따라서수심과외래해양생물체의연관성을매우큰것으로볼수 -100-