1. 서 론

HNS(Hazardous and Noxious Substances)는 해양환경에 유출 되면 인간의 건강, 생물자원 및 기타 해양생물에 위험한 영 향을 줄 수 있으며 해안시설 또는 편의시설 이용 등에 제약 을 줄 수 있다(IMO, 2000). HNS는 다양한 물리화학적 특성으 로 인해 환경 매체 및 해양생물에 대한 독성에서 광범위한 영향을 나타내고 있으며. 해양에 HNS 유출과 관련된 독성 및 위험에 대한 이해 수준은 다른 오염물질에 비해 제한적 으로 알려져 있다(Neuparth et al., 2011).

해저로 침강하는 HNS는 해수보다 비중이 큰 물질로 침강 하는 동안 수중으로 용해하며 해저면 침강활동이 동시에 발 생하기도 한다. 침강 HNS의 유출은 해저면에 혐기성 환경을 만들거나 지형과 해류에 따라 이동하며 퇴적물에 섞기거나 흡착되고 또는 반응하여 오염물질을 방출하기도 한다. 이는 저서생태계와 관련된 해양환경에 영향을 줄 수 있으며, 불 용성 침강 HNS는 해양환경에 지속적으로 존재할 수 있다.

이러한 해양 HNS 유출 사고로 인한 해양환경의 피해수준 을 평가하기 위해서는 정교하고 즉시 실행 가능한 모니터링 을 수행하여 효과적인 대응이 필요하다. 유출 사고가 주변 해양환경에 중대한 영향을 미칠 것으로 예상될 때는 사고 후 모니터링의 계획과 신속한 실행이 요구되며 이를 통해 효과적인 대응방법을 선정하고 대응방법의 이행과 관련된 의사결정 과정을 지원할 수 있어야 한다.

이에 본 연구에서는 국내외 자료의 조사 정리를 통해 침 강 HNS 유출 사고 후 해수와 퇴적물 모니터링 수행 시 고려 사항에 대해 요약하였다.

2. 재료 및 방법

HNS 유출사고 후 해양환경의 영향을 파악하기 위한 모니 터링 기법을 문헌자료 및 연구 논문 등을 조사하였다.

사고 후 모니터링의 필요성, 평가의 목적, 고려사항 등은 Kirby and Law(2010), Kirby et al.(2018)의 자료를 주로 참고하 였으며, 침강 HNS의 거동특성과 해양환경에서의 위해성은 ITOPF(2014), HELCOM(2002) 등의 자료를 조사하였다. 국내 에서 침강 HNS 유출사고 발생 가능성이 높은 물질에 대해 서는 Kim et al.(2015a;2015b;2016)이 제시한 논문에서 정리 하였으며, 사고 후 모니터링 항목 설정은 국내 해양환경기 준 등을 참고하였다.

3. 결 과

3.1 해양환경에서의 HNS 거동 및 영향

해저로 침강하는 HNS는 해수보다 비중이 큰 물질로 침강 하는 동안 수중 용해 및 해저면 침강활동이 동시에 발생하기 도 한다. 유럽 표준 분류 기준(The Standard European Behaviour Classification : SEBC)에서는 HNS의 수중에서의 거동을 바탕 으로 12가지 그룹으로 분류하고 있으며 침강 HNS의 거동은 SD와 S에 해당하는 특성을 나타낸다(ITOPF, 2014)(Table 1).

HNS사고와 관련해서 가장 높은 위험을 주는 20가지 화 학물질을 IMO에서 지정하였으며 이에 포함된 침강 HNS는 황산, 염산, 수산화나트륨, 인산, 질산, 에틸렌글리콜, 질산 암모늄, 요소가 있으며(ITOPF, 2014), 유럽 표준 분류 기준 (SEBC)에서는 유럽에서 대량으로 해상 운송되는 100대 화 물 중에 페놀, 니트로벤젠, 황산, 당밀, 염화메틸렌, 클로로 포름, 트리클로로에틸렌, 에피클로로하이드린, 테트라클로 로메탄, 크레졸, 퍼클로로에틸렌이 침강 HNS로 분류되었다 (AMRIE, 2005).

침강 HNS 유출의 거동에 영향을 미치는 매개변수가 많기 때문에 최종상태(fate)를 예상하는 것은 매우 어렵다. 침강 HNS의 밀도는 침강속도에 영향을 미치고 표면 장력과 용해 도(매우 낮더라도)는 수면에서의 거동과 해저로 가라앉는 동안 해역에서의 분산 및 확산에 영향을 준다. 수심 및 화학 물질의 밀도와 함께 해류는 유출 물질이 해저면에 닿기 전 에 해류 방향으로 이동하는 거리에 대해 결정적인 요인으로 작용한다(HELCOM, 2002).

해저면에 유출된 화학 물질의 체류 시간은 용해도에 따라 달라지데, 예를 들면 용해도가 1% 나 0.001%라는 차이는 용 해도가 낮은 물질이 해저에서 분명히 체류 시간이 길 것이 다. 또한 바닥에 가까운 해류의 존재도 체류 시간에 영향을 미친다. 유출된 물질은 퇴적물에 침투할 수 있으며, 침투 정 도는 퇴적물의 특성과 구조에 따라 다르게 나타난다 (HELCOM, 2002).

이와 같이 유출 사고 후 침강 HNS는 밀도로 인해 해저면 으로 침강하여 특정시간 동안 해저면에 체류할 것으로 예상 되며, 수중에 용존되지 않는 침강 HNS는 퇴적물에 침적되 어, 표영생물들에게 이용될 가능성은 낮지만 저서생물들에 게는 여전히 유해할 수 있다.

침강 HNS 노출 경로 및 생태계 영향을 고려해 보면 유출 된 물질이 수생태 독성물질일 경우 인체로의 직접적 위험은 매우 낮으나, 해양환경에 유해하고 해양생물의 산란장이나 저서 어류와 이들의 포식자에 직접적 영향을 줄 수 있다. 포 유류와 표영 어류는 오염 회피가 가능해 영향이 적고, 얕은 수역의 해안선과 연안에 서식하는 조류(새)에 영향을 줄 수 있다(FEI, 2018).

대량으로 침강 HNS가 유출되면 해저면과 그곳에 서식하 는 저서동물을 피복할 가능성이 있으며 저서동물 대량 손실 영향은 연안 및 조간대 지역 먹이망의 생체량에 영향을 주 고, 유출물질이 퇴적물로 침투 시 장기간 생물피해 발생이 가능하다.

이러한 직접적인 환경피해 외에 퇴적물과 상호작용하여 퇴적물에 흡착된 오염물질이 용출되어 해양환경에 악영향 을 초래할 가능성이 있다.

3.2 HNS 유출 사고 후 모니터링 필요성

최근 수십년간 해상에서 유류와 화학물질 유출 사고의 발 생빈도가 감소하는 추세이지만 여전히 우발적인 대규모 사 고 발생 가능성과 심각한 지역적 영향을 유발할 수 있는 소 규모 유출 사고의 발생 가능성은 간과할 수 없다(Kirby et al., 2018). 이러한 해양오염 사고들에 있어 사전 준비된 효과적 인 사고 후 모니터링 계획이 필요한 이유를 다음과 같이 정 리할 수 있다(Kirby and Law, 2010).

3.3 HNS 유출 사고 후 모니터링 계획 및 고려사항

사고 후 모니터링은 정의된 환경의 상태와 질을 특성화 하고 관찰하는 통합된 자료수집 활동의 집합이다. 모니터링 자료는 환경영향평가 준비에 필요한 관련 요인들의 시ㆍ공 간적 변화를 비교ㆍ평가하는 데에도 이용될 수 있다(Kirby and Law, 2010). 현재 국내에는 다양한 해양환경 모니터링 프 로그램이 진행되고 있는데, 이들 모니터링은 필요할 때 해 양오염 사고 후 모니터링에 편입될 수도 있으며 항목별 샘 플링 및 조사ㆍ분석 방법들을 사고 후 모니터링에도 활용할 수 있다.

사고 후 영향평가 및 모니터링 프로그램은 광범위한 환경 매체들에 적용될 필요가 있고 일반적인 분석 방법이 존재하 지 않는 화학물질의 분석이나, 특정 지역에 국소적으로 존 재하는 생물종이나 군집을 샘플링하는 것과 같은 특정한 상 황을 고려할 수도 있다.

사고 후 모니터링 프로그램은 잠재적이고 가능한 많은 다 양한 증거들이 고려될 수 있도록 유연성이 높게 설계될 필 요가 있다. 이를 위해 모니터링 사항들을 가능한 표준화, 문 서화해야 할 필요가 있으며, 모니터링 자원들을 효과적으로 활용하고 중요한 증거자료들이 배제되지 않도록 관리ㆍ조 정 능력도 필수적이다(Kirby and Law, 2010).

HNS 사고 후 영향평가는 사고결과에 대한 진행과정, 핵심 변수의 모니터링이나 사고 이전 또는 정상적인 상태와 비교 하는 과정이며 모니터링 대상의 변화유형, 규모, 중요성을 설 정하고 가능한 한 정량화하는 것을 목적으로 한다(Radovicet al., 2012;FEI, 2018;Kirby et al., 2018).

대부분의 해외사례에서 HNS 유출사고 발생 후 유출된 HNS로 인한 오염의 공간적인 분포와 시간에 따른 변화를 살펴보기 위한 모니터링 계획을 수립한다. 모니터링 수행단 계는 첫째, 모델링을 통한 유출물질의 영향을 예측하고, 둘 째 원격탐사 등을 이용한 유출지역의 탐색 및 오염물질 유 뮤를 확인하며, 셋째 퇴적물 시료의 화학적 분석과 생물학 적 분석을 통하여 해양환경을 평가하는 단계로 되어 있으 며, 세 가지 과학적 접근법 (화학적인 분석, 생물학적 반응 및 생태 모니터링)을 적용하는 모니터링 프로그램을 설정하 고 있다(Radovicet al., 2012;FEI, 2018;Kirby et al., 2018).

또한 자연적 변동 및 만성 오염 등의 요인과 구별되는 유 출에 의한 오염 영향만을 평가하기 위해서 기존에 구축된 데이터베이스를 활용하고 만약, 유출 전 배경자료가 부재할 경우에는 유출이 진행되기 전에 신속하게 선택적인 샘플링 을 수행하거나 혹은, 비교 가능한 비오염 지역을 샘플링하 여 체계적으로 분석해야 하며, 조사항목은 유출된 HNS의 종 류 및 지역의 특성을 고려하여 설정하고 있다(Radovicet al., 2012;FEI, 2018;Kirby et al., 2018).

대서양 지역 연안 오염 대응(ARCOPOL platform: Atlantic Technological Platform for oil and HNS spill preparedness, response and mitigation)의 사후 환경 모니터링 지침서에서는 효과적인 모니터링의 8가지 원칙을 다음과 같이 제시하였다.

3.4 국내 해상 HNS 운송 및 사고 현황에 따른 침강 HNS 우선고려 대상 물질

HNS 관리 우선순위 선정에 관한 해외 동향을 살펴보면 GESAMP에서는 해상 운송 화학물질의 유해성 평가절차를 개 발하고 평가 결과를 제시하고 있으며(GESAMP, 2014;2016), IMO에서는 HNS 사고 관련 가장 위험도가 높은 20가지 물 질을 선정하여 제시한 바 있다(ITOPF, 2014). 또한, 유럽에서 는 해상 HNS 관련 위해도 기반 우선순위 선정기법 개발 및 물질정보 데이터베이스를 구축하여 해양환경 보호를 위한 우선관리 HNS 23종을 제시한 바 있다(Neuparth et al., 2011;Neuparth et al., 2012;Harold et al., 2014;Cunha et al., 2014;Cunha et al., 2015).

최근 국내에서 HNS 관리물질 선정 사례는 Kim et al.(2015b;2016)이 해양환경관리법상 유해액체물질 545종에 2014~2015년 해상운송이 확인된 물질 48종을 추가하여 총 593종을 대상으로 위해성 정보 데이터베이스를 구축하고 관 리 우선순위 및 항만별 사고대비 물질군을 선정하였다(Kim et al., 2015b;Kim et al., 2016).

총 593종의 유해액체물질 중 2014~2015년 국내 유통되는 것으로 확인된 물질은 158종이었으며 상위 20종의 우선관리 HNS 위해성 정보를 Table 2에 나타내었다. Kim et al.(2016)은 우선관리 물질 158종을 사고대비 물질군으로 분류하기 위해 7개 기준(물동량, 오염분류(X/Y/Z), 사고이력, 국가긴급방제 계획 물질 여부, IMO 우선관리물질 여부, 불확도점수, CAS 번호 부재여부)을 선정하여 4개의 물질군을 0~3순위로 구분 하였다.

이중 침강 HNS는 158종 우선관리 HNS 중 상위 20위에서 8개를 차지하고 있으며, 2014년~2015년에 전체 해상 운송량 의 9%(7,507 천톤)을 차지하고 있다(Table 3). 침강HNS는 총 3종의 X류 물질을 포함하고 있는데, 이중 콜타르는 X류 중 유일하게 백만 톤 이상 유통되고 있어 주의가 요구되며, 침 강 HNS 유출 사고 후 모니터링에서 우선적으로 이들 8종, 페 놀(Phenol), 콜타르(Coal tar), 퍼클로로에틸렌(Perchloroethylene), 클로로포름(Chloroform), 나프탈렌(Naphthalene(molten)), 디페닐 메탄 디이소시아네이트(Diphenyl methane diisocyanate), 크레오 소트(Creosote(coal tar)), 니트로벤젠(Nitrobenzene)에 대하여 우 선적인 대비가 필요하다.

3.5 침강 HNS 사고 후 모니터링 조사 항목

침강 HNS 유출로 인한 환경영향을 평가하기 위한 조사항 목 중에서 수질평가항목 및 퇴적물 평가항목에 대하여 조사 하였다. 저서생물에 대한 영향평가 및 해양생물에 미치는 생물독성 영향평가에 대한 항목은 선행연구(Kim et al., 2015b)가 제시되어 있어 제외하였다.

조사항목 중 해양환경기준에 명시되어 있는 항목은 그 기 준을 적용하여 평가하는 것이 유출 사고 전과 후의 환경영 향을 평가하는데 유용할 수 있다.

침강 HNS의 경우 해양환경 및 생물에 미치는 영향이 상 대적으로 크고 장기적일 수 있기 때문에 수질항목을 평가할 경우, 해양생태계 보호기준과 사람의 건강보호기준 함께 고 려하는 것이 필요하다. 침강 HNS 사후 모니터링 시 저층의 수질환경 변화에 대하여 세심한 조사가 필요하므로 저층 수 질의 해양환경기준 적합 여부를 반드시 조사해야 한다.

퇴적물 조사항목은 해양환경기준에 명시되어 있는 항목 이 중금속류에 한정되어 있어 불용성 침강 HNS로 영향을 받을 수 있는 지속성 유기오염물질에 대한 평가항목을 명시 하고 있는 국내 기준을 조사한 결과 해양오염퇴적물 조사 및 정화 범위 등에 관한 규정과 준설물질의 오염도 기준에 제시된 항목을 참고하는 것이 필요하다. 국내에서 참고할 수 있는 침강 HNS 유출 사고 후 모니터링의 조사항목은 다 음과 같다.

해외사례의 경우, 입자크기, pH와 Eh, Total Organic Carbon (TOC) 등의 일반적인 항목과 유출된 오염물질과 분해산물 등을 추가 조사하고 있으며, 국외 해양환경기준을 참고하는 방법이 있으나, 침강 HNS에 대한 참고 자료는 미비한 실정 이다.

4. 결 론

대량으로 침강 HNS가 유출되면 해저면과 그곳에 서식하 는 저서생물을 피복할 가능성이 있으며 저서생물 대량 손실 영향은 연안 및 조간대 지역 먹이망의 생체량에 영향을 주 고, 유출물질이 퇴적물로 침투 시 장기간 생물피해 발생할 수 있다. 이러한 직접적인 환경피해 외에 퇴적물과 상호작 용하여 퇴적물에 흡착된 오염물질이 용출되어 해양환경에 악영향을 초래할 수 있다.

침강 HNS 유출 후 사후 모니터링은 사례연구를 통해 첫 째, 모델링을 통한 유출물질의 영향을 예측하고, 둘째 원격 탐사 등을 이용한 유출지역의 탐색 및 오염물질 유뮤를 확 인하며, 셋째 퇴적물 시료의 화학적 분석과 생물학적 분석 을 통하여 해양환경을 평가하는 단계로 되어 있으며, 모니 터링 결과는 복원 또는 피해 및 보상 평가 등의 계획을 수립 하는데 활용되고 있다.

국내 유출 사고대비 물질군 선정에 관한 선행연구에서 제 시된 상위 20종의 HNS 중에서 침강 HNS 8종에 대하여 우선 적인 유출 사고 후 모니터링 대비가 필요하며, 침강 HNS 유 출로 인한 환경영향을 평가하기 위한 조사항목 중에서 수질 및 퇴적물 항목에 대하여 국내 환경기준에 명시되어 있는 항목은 그 기준을 적용하여 평가하는 것이 유출 사고 전과 후의 환경영향을 평가하는데 유용할 수 있다.