HNS(Hazardous and Noxious Substances)는 해양환경에 유입될 경우 인간 및 해양생물에게 해를 끼치거나, 해양시설에 부식 등의 손상을 입히거나 기타 해역의 이용을 방해할 수 있다. HNS의 규제나 관리를 위해서는 과학적인 방법을 통하여 우선순위 대상의 선정이 필요하며 이러한 방법론으로 CRS(Chemical Ranking and Scoring)기법이 전세계적으로 개발되어 사용되고 있다. 본 연구에서는 해양산업시 설로부터 해양환경으로 배출되는 HNS의 체계적 관리를 목적으로 국내외 CRS 체계를 비교 분석하였으며, 이를 통하여 우선순위 선정 도 출체계를 확립하고 연구대상 지역 및 대상시설을 선정하고 우선순위 선정체계 주요인자를 도출하였다. 또한 주요인자별 세부인자 및 정 량적 배점체계를 구축하였다. 주요인자는 각각 사회적 관심과 이슈(20점), 물질거동(10점), 노출가능성(30점), 독성(35점), 해양이용에의 영 향(5점)을 상대적으로 부여하였으며, 독성과 물질거동 세부인자의 곱을 통하여 100점만점으로 환산가능하도록 적용하였으며, 불확실성점 수(Uncertainty score)와 불확실성 비율(Uncertainty ratio)와 혼합물에 대한 고려방안을 제시하였다. 본 연구결과는 해양산업시설로부터 배출/ 유출되는 HNS 관리를 위하여 우선순위 선정시 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구는 해양산업시설에서 배출되는 위험·유해물질(Hazardous and Noxious Substances) 중 아연을 대상으로 국내 서식종을 기반 으로 한 독성시험을 수행하고, 그 결과를 활용하여 국내 실정에 맞는 아연의 해양 수질 준거치(Marine Water Quality Criteria)를 제안하였다. 시험생물은 국내 연근해에 분포하고 산업적으로 유용하며, 표준 시험방법이 존재하는 종을 우선으로 5개의 분류군(Algae, Rotifer, Crustacean, Mollusc, Fish)의 총 10종을 선정하여 독성시험을 수행하였으며, 급·만성비(Acute-Chronic Ratio) 산출을 위하여 무척추동물, 어류 분류군에 대한 만성독성시험을 수행하였다. 국내종 독성시험에서 산출된 독성값을 활용한 수질준거치는 US EPA의 CCC (Criterion Continuous Concentration) 산출 기준으로 9.56 ㎍/L, 호주/뉴질랜드의 산출 기준으로 15.50 ㎍/L 로 나타나 호주/뉴질랜드에서 권고하는 기준인 14.40 ㎍/L 와 유사하였다. US EPA 및 호주/뉴질랜드는 자국의 생태독성 데이터베이스(US EPA Ecotox Database, Australasian Ecotoxicology Database)를 보유하고, 신뢰도 높은 독성값들을 생성하여 수질 기준 및 산출 기준을 갱신하고 있다. 한편, 국내에서는 국내종 기반 급성 독 성값을 적용하고 있지만, 중요한 산출 지표인 급·만성비는 US EPA 또는 유럽의 결과값을 활용하여 해양 수질 준거치를 산출하고 있으며, 국내의 생태독성 자료 또한 제한적인 실정이다. 따라서, 국내 해양 서식종을 기반으로 한 지속적인 독성시험과 준거치 설정 체계를 확보하 여 국내 해양생물과 생태계를 보호할 수 있는 해양 수질 준거치 도출이 필요할 것으로 판단된다.

우리나라 해양환경에 유출되는 위험·유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS)의 해양환경 및 사회환경 영향평가 결과 와 HNS 확산 영역, 해양환경 정보, HNS 실태조사 결과 등 관련 연구 결과 및 자료를 정책결정자와 연구자들에게 공유할 수 있는 HNS 국내 용 플랫폼을 구축하고자 한다. 국내의 HNS 관리 및 배출 체계 마련을 위한 의사결정 지원이 가능하고 국내 실정에 적합한 플랫폼의 설계 를 위하여 유해물질의 데이터 관리 및 유출 시 대응 도구, 기초적인 정보 등 플랫폼에 관련된 기술동향을 분석하는 등 국내·외의 플랫폼 개발 사례를 고찰하였다. 유속 벡터의 전처리 기능 개발, 전처리 결과에 따른 동적 시각화 구현, 해양산업시설 배출 HNS의 유출량과 유출 범위의 전처리 모듈, HNS 해양환경 영향평가 연산 모듈 프로토타입을 개발하였다. HNS 해양환경 영향평가를 위한 국내용 HNS 플랫폼은 초기 위해성을 평가하고 대응 및 관련 법제화 시 과학적인 기초 도구로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

해양환경의 위험유해물질 배출규제는 주로 선박이나 해양시설 등으로부터의 오염규제에 한정되어 있기 때문에, 해안 인접 산업 시설들의 위험유해물질 배출 허용기준 및 배출 지침 수립 등의 해양배출제도의 수립 필요성이 제기되고 있다. 본 연구에서는 해양산업시 설의 위험유해물질 배출 허용기준 및 배출 지침 정보를 자세히 제공하고 있는 미국 환경보호청(US EPA)의 자료를 중심으로 허용기준 및 배출 지침 수립 등 배출 제도 체계를 소개하고 향후 국내 배출지침 적용에 대해 고찰했다.

국내외 해상 위험·유해물질(HNS, Hazardous and Noxious Substances) 물동량 증가와 함께 HNS 유출 사고가 빈번히 발생하고 있다. HNS는 전 세계적으로 약 6,000여 종으로 대부분 유독한 성질을 가지므로 이러한 유출 사고 발생은 해양 생태계 파괴를 비롯하여 폭발 및 화재 등으로 인한 인명 및 재산피해를 유발한다. 따라서 해상 HNS 유출 사고를 대비하여 파장에 따른 HNS 분광 라이브러리 구축 및 탐지 알고리즘을 개발해야 한다. 본 연구에서는 프랑스 현지에서 지상 HNS 유출 실험을 진행하였다. 초분광센서 관측을 통해 파장에 따른 톨루엔 라이브러리 스펙트럼을 구축하였으며, 분광혼합 알고리즘을 활용하여 초분광 HNS를 탐지하였다. 전처리 과정으로 주성분 분석을 적용하여 노이즈 제거 및 차원 압축을 수행하였으며, N-FINDR 기법을 통해 영상을 대표하는 톨루엔과 해수의 엔드멤버 스펙트럼을 추출하였다. 스펙트럼 기반의 톨루엔 및 해수의 점유비율을 계산함으로써 모든 픽셀의 HNS 탐지 정확도를 확률로 제시하였다. 최대 탐지 정확도를 가지는 점유비율 선정을 위해 418.15 nm 파장의 복사도 영상과 비교하였으며, 그 결과 약 42%의 비율에 서 99% 이상의 정확도를 나타내었다. 해상 HNS 유출은 높은 위험성으로 인해 사람이 쉽게 접근할 수 없는 한계를 지닌다. 본 HNS 실험과정 및 탐지 결과는 초분광 원격탐사에 기반한 HNS 오염 해역 추정에 도움이 될 것이다.

본 연구에서는 활성탄소를 이용하여 해양환경으로 유출된 침강 HNS를 현장에서 대응하기 위한 기술 개발을 목적으로, 활용 가능한 활성탄소의 조건을 검토하고 예상 소요량을 산출하였다. 입자 크기별 7종의 활성탄소들을 대상으로 침강 속도를 측정하였고, 침강 HNS로 분류된 클로로포름(CHCl3)에 대한 흡착용량을 실험실 규모 실험(lab-scale test)으로 측정하였다. 또한 7종 활성탄소들에 대하여 유해 물질함량과 용출 실험을 실시하여 용출된 유해물질 함량을 정량 분석하였다. 평균 침강속도(Mean particle-settling velocity)는 0.5~8 cm/sec의 범위로 8-20 mesh 경우를 제외하고 입자의 크기가 클수록 침강속도가 빨랐으며, 클로로포름에 대한 흡착효율은 대체로 입자가 작을수록 표면적이 넓어져 증가되었다. 또한 현장 투입 후 2차 오염가능성 확인을 위한 유해물질함량과 용출 실험 실험에서 >100 mesh의 활성탄소는 전함량분석결과가 아연(Zn)과 비소(As)가 수처리제기준보다 높고, 용출실험결과에서도 크롬(Cr), 아연(Zn), 비소(As)가 다른 활성탄소에 비해 높은 농도로 용출되었다. 흡착효율, 침강속도, 유해성분 용출량 등을 종합적으로 고려하여 현장 처리 적용 가능한 활성탄소는 20-60, 20-40, 2mm&down mesh 이었으며, 흡착용량을 최우선으로 판단하여 투입물량을 계산하면 최소 현장 투입 물량은 각각 0.82, 0.90, 1.28 ton/㎘ 이다.