고압세척을 통한 선박 선저 페인트 기인 미세플라스틱의 발생 특성 및 전세계 발생량 산정

Abstract

선박 페인트 기원 미세플라스틱은 해양으로 유입되는 주요 원천 중 하나일 수 있다고 제안되어 왔으며, 국제해사기구(IMO)는 특히 선체 청소 과정 중 발생하는 선박 페인트에서 유래한 미세플라스틱의 잠재적 위험을 강조했다. 고압세척을 통해 발생한 선박 페인트 기인 미세플라스틱이 해양에 직접적으로 유입되고 있음에도 불구하고, 전체 해양 미세플라스틱 오염 중 어느 정도 비중을 차지하는지에 대해서 현재 충분히 밝혀지지 않고 있다. 본 연구는 고압세척을 통해 발생하는 선박 페인트 기원 미세플라스틱 입자의 고분자화합물 종류, 크기 및 발생량을 파악하는 것을 목표로 하였다. 더불어, 전 세계적으로 수행되는 고압세척 선저청소 과정을 통해 발생하는 방오도료 유래 미세플라스틱의 세계적 배출량 추정치를 산출하고자 하였다. 푸리에 변환 적외선 분광법 (FT-IR)으로 분석한 결과, 발생한 입자의 99.9%가 5 mm 이하 크기의 입자였으며, 20 µm에서 5 mm 구간에서 방오도료 입자의 농도는 815.3 mg/L로, 전체 페인트 발생량 841.2 mg/L 중 약 97.9%가 아크릴레이트를 포함한 입자로 판별되었다. 20 µm 이하 입자의 무게는 총 부유 고형물 (TSS) 중 페인트 입자가 차지하는 비율을 환산하여 추정하였다. 총 발생한 무게는 배출수량과 입자의 농도를 통해 계산하였으며, 이와 배의 침수 표면적 (wetted surface area, WSA)를 기반으로 방오도료 기인 미세플라스틱의 선저 단위면적당 배출 계수(g/m²)를 도출하였다. 도출된 배출 계수는 전세계 등록 선박의 총 WSA와 고압세척 주기를 감안하여 전세계 선박 기원 배출량을 추정하였다. 선저 면적에 대해 고압세척을 통해 발생하는 방오도료 기인 미세플라스틱량은 연간 550톤으로 이는 전세계 해양 페인트 기인 미세플라스틱 유입량의 약 4.9%를 차지하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는, 선저 고압세척 배출수를 효과적으로 포집하고 처리함으로써 해양 환경으로 연간 유입되는 미세플라스틱의 상당량을 저감시킬 수 있음을 보여준다. 연간 발생량 550톤 중에 선종별로 분류 시 Bulk carriers가 38%로 가장 많이 기여했으며, 대륙별로 평가 시 아시아 대륙의 등록 선박이 41%로 가장 많은 비율을 차지했다. 이 결과는 선박 페인트로부터 유래한 미세플라스틱이 해양 생태계에 미치는 영향을 파악하고 저감시키기 위해 필요한 중요한 기반 자료로서 기여할 것으로 기대된다. 이 논문은 해양수산부 재원으로 해양수산과학기술진흥원의 지원을 받아 수행된 연구임(해양 미세플라스틱 유입·발생 및 환경거동 연구(20220357); 선체부착생물 관리 및 평가 기술 개발(20210651)).