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오랜 과거 부터 해상을 이용한 무역과 교통량의 계속적 증가 따라 선내 평형수 이동으로 침입종의 문제가 거론되었다. 전 세계적으로 대부분의 항만 지역이 외래종의 영향으로 자국의 해안은 생태계의 황폐화가 지속되고 있다. 더군다나, 향후 해안 지역들이 생태계의 위험에 지속적으로 노출되고 있다. 해상무역량 비중이 앞으로도 증가할 것이며, 생태계 파괴 문제는 지속적으로 제기될 문제이다.(Kim E. C. 2012).

과거 캐나다 및 호주는 자국 해역에 출현한 외래종의 생태계 파괴 문제를 IMO에 이러한 문제를 소개하였고, 그 이후부터 선내 평형수로부터 유해 해양생물에 관한 문제는 MEPC 및 MSC 그리고 전문위원회에서 유해생물 문제 해결을 위한 논의를 계속 진행하였고, BWM 협약 및 관련 지침 개발하기로 하였다.

지속적인 논의 끝에 결국 2004년 2월 13일 외교회의에서 선박의 평형수와 침전물의 통제 및 관리를 위한 국제협약(International Convention for the Control and Management of Ship’s ballast water and Sediments, 2004)이 채택되었다.(Kim E. C. 2012).

BWM 협약은 IMO 회원 30개국 이상이 비준하고 세계상선복량이 35% 이상을 만족하는 날로부터 12개월 후에 발효된다. 2017년 9월 8일에 핀란드가 비준함으로써 발효조건을 충족하여 발효하게 되었다.

2017년 12월 8일 기준으로 IMO에서 공시된 선박평형수관리협약의 비준현황은 67개국이 비준하였는데, 이는 세계상선선복량이 74.91%에 이른다.(Korean Register of shipping)

2017년 7월에 개최된 MEPC 71차 회의에서 BWM 협약의 이행과 관련하여 다양한 논의가 있었고, 신조선과 현존선을 구분하여 선박평형수관리협약의 B-3 이행과 관련한 규정을 전면 수정하기로 결정하였다.(KR, Technical Report)

신조선의 경우는 2017년 9월 8일자 기준으로 건조일이 그 날 이후인 선박에 대하여 적용하고, 그 선박들은 건조를 진행하면서 선박 평형수 처리장치를 설치하여야 한다.

반면, 2017년 9월 8일 전에 건조된 현존선에 대하여 선박의 이전 IOPP 정기검사가 2014년 9월 8일에서 2017년 9월 7일 사이에 있었던 선박들은 2017년 9월 8일 이후의 첫 번째 IOPP 정기검사 시에 선박 평형수 처리장치의 탑재를 통한 D-2 기준을 준수하여야 한다.(KR Technical Report)

만약 선박의 이전 IOPP 정기검사가 2012년 9월 8일에서 2014년 9월 7일 사이에 있었던 선박들은 2017년 9월 8일 이후의 두 번째 IOPP 정기검사 시에 선박 평형수 처리장치의 탑재를 통한 D-2 기준을 준수하여야 한다. 신조선 및 현존선에 선박 평형수 처리장치 설치와 관련하여 <Table 1>에 기술한 바와 같다.

이미 BWM 협약이 발효되었으며, 현존선의 경우에는 D-2 규정에 따른 선박 평형수 처리장치를 설치하기 이전에는 D-1 규정(평형수 교환기준으로 선박 전체 평형수 용적 대비 95% 이상 교환효율)에 따라 평형수를 교환하여야 한다. D-2 규정은 평형수를 관리하는 방식으로 평형수 1m2당 50㎛ 이상인 생존 미생물이 10개 개체 미만이 되도록 배출하여야 하고, 10㎛ 이상 50㎛ 미만인 생존 미생물은 1㎖ 당 10개 개체 미만이 되어야 배출이 가능하므로, 필수적으로 선박 평형수 처리장치를 통하여 처리된 평형수를 배출하여야 한다.(BWM Convention, D-2)

활성물질을 이용해 평형수를 처리하는 선박 평형수 처리장치는 BWM 협약의 “Guidance G9”에 의거 국제해사기구로부터 BA(Basic Approval, 기본승인) 및 FA(Final Approval, 최종승인)를 받아야 한다.(BWM Convention, D-2)

[Fig. 1]에서는 2006년부터 2017년 7월 까지 IMO로부터 BA 및 FA를 승인받은 현황을 연도 별로 보여주고 있다. 알파라발 제조사에서 개발한 PureBallast System은 2006년도에 전 세계적으로 처음 IMO로부터 BA를 받았고, 이후 선박 평형수 처리장치는 다양한 방식으로 개발이 되어왔고, 2010년도에 가장 많은 처리장치가 IMO로 부터 BA 및 FA를 받았다. 2011년부터는 처리장치의 개발 증가세가 감소하고 있지만 개발 누적 수는 계속적으로 증가하고 있다.

[Fig. 1] 
Status of BA and FA of BWTS by every year (source : http://www.imo.org)

[Fig. 2]는 2017년 8월까지 IMO에서 통계한 자료를 보여주고 있으며, 정부형식승인을 받은 선박 평형수 처리장치 73개 제품을 대상으로 처리방식별로 분포도를 조사한 그래프이다. UV(Ultra Violet, 자외선) 처리 방식이 전체 처리방식에서 61.5%로 가장 많은 방식을 점유하고 있으며, 다음으로 직접전기분해방식이 13.8%, 화학물질 주입 방식은 10.8%, 간접전기분해방식이 7.7%의 점유율을 보여주고 있다.

[Fig. 2] 
Distribution chart(%) by Treatment Type for BWTS approved by Administration (source : http://www.imo.org)

BWM 협약은 이미 발효되었으며, 앞으로 2019년 9월 8일부터 현존선에 선박 평형수 처리장치를 순차적으로 설치된다.

형식승인을 득한 선박 평형수 처리장치는 처리방식에 따라 다양하게 처리기술들이 적용되고 있다. 처리기술별 위험성이 항상 존재하고, 선박 평형수 처리장치의 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 따라서 현존선박에 선박 평형수 처리장치의 위험성에 대한 분석이 수행되어야 한다.

과거, 평형수관리협약이 발효되기 이전에 생물학적 관점에서 생태계 위해성 평가를 수행한 바가 있었다. 전기분해로 처리한 선박 평형수가 해양생태계에 미치는 영향을 평가하기 위한 연구로 시도되었다.(Son, 2012)

또한, 자외선 처리장치의 자외선 램프로 인해 해양의 환경적 수용성과 안전성에 대한 연구를 진행한 바가 있으며, 이것은 살균 전후의 생존 플랑크톤을 계수함으로써 살균 효율에 대하여 평가한 내용에만 한정하였다.(Pyo, 2008)

과거 위험성 평가는 주로 건설업 및 제조업 등 위험 인자를 식별하고 작업자들의 안전을 확보하기 위한 방법에 사용된 것으로, 종래 위험성 평가제도를 통해 산업안전보건 정책과 제도의 최적화 전략을 수립하는데 목적을 두었다.(Choi, 2013)

선박 평형수 처리장치를 현존선에 설치하기 위한 다양한 환경적 요인들이 존재하고 있는 상황에서 그 위험요소들을 사전에 식별하는 절차가 필요하고, 이를 위해 산업계에서 널리 사용되고 있는 위험도 분석을 기반으로 하는 HAZOP (Hazard and Operability Study) 및 HAZID(Hazard Identification Study)의 분석을 수행할 필요가 있다.

본 연구에서는 선박 평형수 처리 방식에서 가장 많이 개발된 방식이 자외선 처리방식에 대한 선박 평형수 처리장치를 선정하였고, 더욱이 자외선 처리방식의 경우 IMO로부터 기본승인 및 최종승인이 요구되지 않으므로 위험도 분석의 필요성이 존재하고 결과를 도출하고자 한다.

[Fig. 3]은 2017년 8월까지의 세계 상선 선대를 선종별로 분류한 그림이다. 이 그림을 보면, Bulk Carrier가 단일 선종으로 전 세계적으로 약 25%를 차지하고 있어 가장 비율이 많다.

[Fig. 3] 
Number of ships in world merchant fleet by type(source : www.statista.com)

위험도 분석의 대상 선박 선종은 전 세계적으로 가장 많은 점유율을 가진 선종을 대상으로 하였고, 대상 선박에 대한 정보는 <Table 2>와 같다.

[Fig. 4]에서는 벌크선의 일반적인 “일반배치도”를 보여주고 있다. [Fig. 5]에서는 벌크선의 일반적인 “중앙횡단면도”를 보여주고 있다. [Fig.4] 및 [Fig. 5]에서 알 수 있듯이 밸러스트 탱크는 화물창과 인접하여 배치되어 있으며, 또한 선수탱크(Fore Peak Tank) 및 선미탱크(Aft Peak Tank)는 밸러스트 탱크로 설계되었다.

[Fig. 4] 
G.A. of D.W.T. 175K Bulk Carrier

[Fig. 5] 
Midship of D.W.T. 175K Bulk Carrier

위험도 분석 대상선박인 재화중량 175K 벌크선은 각각 2,500m³/h 용량을 가지는 두 대의 밸러스트 펌프들이 설치되어 있으며, 두 대의 밸러스트 펌프를 통해 선내 모든 밸러스트 탱크로 평형수가 주수 및 배수될 수 있도록 배관이 설치되어 있다. 밸러스트 펌프는 기관실에 설치되어 있으므로 선박 평형수 처리장치도 두 대의 밸러스트 펌프 인근에 설치되는 것으로 가정하였다. [Fig. 6]은 자외선 처리방식의 선박 평형수 처리장치를 기관실에 설치하였을 때의 일반적인 배관도를 보여주고 있다.

[Fig. 6] 
BWTS installed in Engine Room

또한, 선내에서 사용가능한 전체 전력으로 선박 평형수 처리장치를 구동하는데 전력은 충분하다는 것을 가정하였다. 선박 평형수 처리장치를 설치하면서 추가의 평형수 배관 변경, 전력계통 배선의 변경 이외 어떠한 변경은 없는 것으로 가정하였다.

[Fig. 7]은 위험도 분석대상 선박과 유사한 선박을 보여주고 있다.

[Fig. 7] 
Picture of Subject Bulk Carrier(source : www.google.com)

위험도 분석에서 분석은 <Table 4>의 위험 발생빈도에 대하여 랭킹으로 표기하였고, <Table 5>에서는 위험 발생결과에 대한 심각성을 랭킹으로 표기하였다. 3가지 노드를 바탕으로 위험도 평가를 수행하고 그 결과를 노드별로 <Table 8>, <Table 9> 그리고 <Table 10>에서 보여주고 있다.

자외선 처리방식 선박 평형수 처리장치를 대상선박에 설치하는 설계안에 대한 위험도 평가 수행결과 49개에 대한 위험인자를 식별할 수 있었다.

[Fig. 7]은 식별된 위험을 수준별로 보여주고 있는 것으로, “무시대상(Negligible)” 수준은 34개, “고려대상(ALARP, as low as reasonably practicable)” 수준은 15개가 식별되었다.

[Fig. 7] 
Number of Evaluated Risk for UV type BWTS

그러므로 재화중량 175K 벌크선에 자외선 처리방식 선박 평형수 처리장치를 설치할 시에 특별히 선원 안전과 선박 재산 보호를 위한 방안이 검토될 필요성이 없으며, 더욱 권고사항(Recommendation) 항목도 식별되지 않아 추가적인 안전항목이 반영될 필요가 없음을 확인되었다.