해양쓰레기! 정의의 이름으로 널 용서하지 않겠다!

해양쓰레기! 정의의 이름으로 널 용서하지 않겠다!

대학생신재생에너지기자단 15기 김민서, 19기 도형준, 19기 염지원, 20기 황지영, 20기 윤진수

2021년 3월 10일, 해양수산부가 ’18~’20 국가 해안쓰레기 모니터링 결과를 발표했다. 그에 따르면 최근 3년간 국내 연안에서 수거한 해양쓰레기는 34만 2637톤으로 한 해에 평균적으로 11만 4212톤이었다. 쓰레기의 주요 발생 원인은 하천과 강을 타고 바다로 흘러들어온 육지 쓰레기다. 이 외에는 배에서 버리는 쓰레기가 해양쓰레기의 큰 부분을 차지한다.

[자료 1. 해양쓰레기 수거량 및 유형별 비중 ]

출처 : https://m.khan.co.kr/environment/environment-general/article/202103102122005#c2b

그렇다면 해양쓰레기가 왜 문제일까?
해양쓰레기의 가장 큰 문제는 발생 이후 쓰레기가 미치는 영향의 범위와 대상이 점점 확대된다는 점이다. 이런 이유로 영향이 퍼지거나 심화되기 전에 빠르게 수거해야 하는데, 바다에서는 해양쓰레기 위치 파악과 접근이 어려워 수거가 쉽지 않다. 그렇게 수거하지 못한 폐플라스틱과 폐어구는 바다에 떠다니면서 선박 사고를 유발하고, 해양 생물들의 목숨을 앗아간다. 그리고 결국에는 미세플라스틱이 되어 인간을 포함한 모든 육지 생물들에게 돌아오게 된다.
이 문제를 해결하고자 해양쓰레기를 효과적으로 탐지하고 수거하는 기술들이 개발되었다. 지금부터 국내에서 개발한 해양쓰레기 정화 기술들을 알아보자.

해양쓰레기 정화: 감시 단계
해양쓰레기 수거를 위해 해안가에서는 바다환경지킴이(해양환경미화원)이, 바다 위에 떠있는 부유 쓰레기 수거에는 해양청소선 ‘청항선’이 노력 중이다. 반면 상공에서는 인력이 아닌 드론에 의해 이뤄지는데, 수거 역할이 아닌 감시 및 발견에 초점을 맞춘다.

[자료 2. 해양쓰레기 ]

출처 : https://www.segye.com/newsView/20210708515308?OutUrl=naver

드론이 해변과 연안 해상의 쓰레기를 집중 모니터링한다. 직접 수거할 수는 없지만 디지털카메라를 통해 부유물이 모여있거나 어선 운항에 위협이 될 만한 물체를 확인한다. 큰 스티로폼 부표부터 페트병 같은 작은 플라스틱 용기까지 탐지가 가능하다. 이런 부유물이나 쓰레기가 발견되면 정확한 위치에 인력이나 선박을 투입해 수거할 수 있다. 청항선만 운항할 때와 비교해 경제적이면서 시간도 42%가량 단축할 수 있다. 지난해만 전국 12개 해안에서 총 485차례 드론이 비행했다.

[자료 3. 태양광 AI 드론 ]

출처 : http://www.jejudomin.co.kr/news/articleView.html?idxno=128299

제주도에서는 드론 특별자유화구역(드론특구)에서 드론 상용화 서비스 사업을 본격 추진한다. 장기 체공이 가능한 태양광 AI드론을 활용해 제주의 해안선을 따라 모니터링하면서 해양쓰레기 등을 관리할 계획이다. 이미 작년 9월에 태양광 AI 드론이 전국 최초로 제주 해안선 147km 완주에 성공했다. 이런 태양광 드론을 활용하여 해양쓰레기를 자동 분석하는 해양 환경 모니터링 서비스를 추진 중이다.

[자료 4.해안쓰레기 현장정보 수집을 위한 무인이동체시스템 추진 개념도 ]

출처 : :http://www.outsourcing.co.kr/news/articleView.html?idxno=91828

해안 쓰레기 현장 정보 수집을 위한 무인이동체시스템 개발 과제는 한컴인스페이스 주관으로 추진된다. 한컴인스페이스는 최대 운용거리 4km 내의 영역에서 20분 이상 해안쓰레기 관측 및 정보취득 임무를 자동 수행하는 시스템 개발에 착수한다. 이를 통해 해양쓰레기가 물속으로 가라앉기 전에 최단 시간 내 장비가 현장에 투입되어 수거할 수 있다.

해양쓰레기 정화: 수거 및 처리 단계
1. 해양과학기술원 수상쓰레기 처리장치
해양의 부유물질은 물에 용해되지 않는 특성상 한곳에 집중적으로 모인다. 한국해양과학기술원(KIOST)에서는 해양에 부유하는 쓰레기를 모아 단시간에 제거하는 장치를 개발했다.
이 장치는 선박에 설치하여 사용한다. 선박의 어떤 위치에도 설치할 수 있어 선박의 크기에 영향을 받지 않는다. 또, 하나의 선박에 여러 포집장치를 설치하여 운영할 수 있어 해양쓰레기를 처리하는 효율이 매우 높다. 모터를 구동하는 것으로 주변의 해양쓰레기를 처리할 수 있다는 것이 장점이다.
해양쓰레기 관리 드론을 활용해 해양쓰레기 부유지점을 정확히 확인한 후, 쓰레기 주변으로 V자 형태로 포집장치를 설치한다. 최대 반경 7km까지 설치가 가능하며, 포집된 쓰레기는 예인을 통해 회수된다. 이 장치는 자유롭게 이동할 수 있어 기동성을 갖췄을 뿐만 아니라 파고를 7m까지 견딜 수 있을 정도로 안정성도 뛰어나다. 향후 강, 호수, 바다 등의 수상에 부유하는 쓰레기 등의 물체를 용이하게 수거할 수 있고, 쓰레기 수거작업에 필요한 시간, 인력 및 비용을 절감할 수 있다.

[자료 5.수상 쓰레기 청소장치(Water Garbage Collection Device) ]

출처 : : https://blog.naver.com/kordipr/222417727074

2. 수중청소로봇
다음은 포항지능로봇연구소에서 개발한 수중청소로봇이 있다. 수중청소로봇 이전에는 산업용 저수조의 물을 빼고 사람이 들어가 침전물을 청소하거나, 잠수부가 장비를 들고 강 또는 바다에 직접 잠수하여 해양쓰레기들을 청소해왔다. 수중청소로봇의 개발로 강한 산성이나 염기성을 띄고 있는 산업 용수, 수심이 깊은 곳과 같이 사람이 들어가 작업하기 어려운 환경에서 수중 청소가 가능해졌다. 물속 청소의 경제성과 작업자의 안전성이 크게 높아지게 되었다.

[자료 6.수중청소로봇 PIRO-U3]

출처 : : https://news.imaeil.com/Society/2012071607540543576?ismobile=true

수중청소로봇의 구조는 주행장치, 흡입장치, 몸통으로 이루어져 있다. 오염물질을 모아주는 역할을 하는 흡입장치는 스크루의 형상을 띠고 있고, 스크루를 돌려주기 위해 모터가 위에 위치하고 있다. 오염물질은 스크루를 타고 펌프로 들어가게 되는데 펌프는 오염물질을 육상까지 끌어올리는 역할을 한다. 몸통에는 탁도 센서와 온도 센서들이 포함되어 있으며 카메라, 라이트 등이 추가로 들어있다

[자료7.PIRO-U3의 흡입장치(스크루)]

출처 : https://youtu.be/UnSjQX1WwUs

PIRO-U1에 이어 U3 등 수중청소로봇 기술을 개발해온 포항지능로봇연구소 서진호 실용로봇팀장은 “PIRO-U3 개발 완료 이전부터 여러 기업체로부터 기술이전은 물론 로봇을 활용한 수중청소 작업을 희망하는 업체의 문의가 이어지고 있다”라며 “앞으로 지능로봇 기술을 통해 다양한 로봇기술의 상용화를 확대해 나갈 계획”이라고 밝혔다.

이처럼 해양쓰레기는 해안, 해상에서 다방면으로 수거 및 관리된다. 하지만 많은 예산을 투입해 수거했음에도 해양쓰레기의 양은 줄어들지 않고 있다. 인구, 산업시설 및 연안 활용의 증가와 함께 육해상의 잠재적 발생원의 증가가 주요 인자라 할 수 있다. 해양으로 쓰레기가 유입되면 외력과 해수의 유동 등으로 해양쓰레기의 성상별 각기 다른 형태로 광범위하게 이동해 존재하므로 현재 기술로는 현존량을 추정하고 효과적으로 수거하는 것이 불가능하다. 하지만 발생원 모니터링을 통해 수집된 각종 정보(발생원, 수거량, 성상, 강수량, 해수유동, 조업어장, 양식장, 위성/드론 영상 등)들을 수집, 분석할 수 있는 인공지능 기반 빅데이터 플랫폼과 이동 및 예측 시뮬레이션으로 해석해 해양쓰레기의 현존량 분포 및 발생원별 발생량을 추정할 수 있다. 이러한 해양쓰레기 문제를 근본적으로 해결하기 위해 선박해양플랜트연구소를 주관기관으로 ‘지능형 해양쓰레기 수거지원 기술개발’ 국가연구를 수행하고 있다.
지능형 해양쓰레기 수거지원 기술 개발은 국내외적으로 요구되는 세계 최초 기술로, 본 연구 기술 개발이 완료되면 시범 해역을 중심으로 식별된 주요 발생원으로부터 발생하는 해양쓰레기 발생량과 현존량에 대해 맞춤형 수거 지원 정보 서비스 제공이 가능해지며 이 정보를 통해 해양쓰레기 예방과 대응이 가능해진다.
해양폐기물의 본질적인 발생을 차단하기 위한 예방 체계도 중요하다. 이에 해수부는 향후 10년간 해양폐기물 등의 체계적 관리 정책방향과 추진과제 등이 담긴 '제1차(2021~2030) 해양폐기물 및 해양오염퇴적물 관리 기본계획‘을 수립했다. 본질적인 발생을 차단하기 위해 어구·부표 보증금 제도 도입, 친환경 어구·부표 보급 확대, 하천을 통한 폐기물의 해양유입 차단, 국제기구 및 양자협의체를 통한 외국발생원 해양폐기물 관리 체계 마련 등 발생원별 특성을 고려한 예방 체계를 구축하기로 했다.

[자료 8.제1차 해양폐기물 및 해양오염퇴적물 관리 기본계획]

출처 : https://www.etoday.co.kr/news/view/2027614

아울러 국민의 적극적인 참여를 유도하기 위해 반려해변(Adopt-a-Beach)운동과 같은 다양한 국민 참여 프로그램을 발굴키도 했다. 이렇듯 국민인식 제고와 참여가 뒷받침되어야 하는 상황에서 정부의 친환경 어구 보급은 제대로 이뤄지지 않고 있다. 해양 쓰레기를 막기 위해 생분해 성분으로 만든 친환경 어구가 기존 어구에 비해 가격은 60% 수준에 불과하지만, 성능이 떨어지고 기존 어구의 사용수명인 4년에 비해 절반에도 못 미쳐 어민들의 선택을 받기 어려운 실정이기 때문이다.
이렇듯 정부의 정책을 시행하기 위해서는 많은 시간과 노력 그리고 시행착오가 필요하기 때문에 쓰레기 발생을 줄이는 국민들의 노력이 절실하다. 그렇다면 우리가 일상생활 속에서 쓰레기를 줄일 수 있는 방법은 어떤 것들이 있을까?

• 과대포장 제품 구매 자제하기

플라스틱 소재의 비닐이나 스티로폼 등으로 포장된 제품 중 과대 포장된 제품은 구매를 자제하고, 친환경 소재 또는 최소한으로 포장된 제품을 구매한다.

• 플라스틱 쓰레기 분리배출하기

플라스틱 제품은 스티커나 내용물을 깨끗이 제거하여 소재에 따라 분류하여 재활용될 수 있도록 한다.

• 플라스틱 대체물품 활용하기

평소 다회용 물병, 장바구니, 손수건 등을 소지하고 일회용 플라스틱 컵과 비닐봉지, 휴지 등을 남용하지 않도록 한다.
해양쓰레기를 줄이기 위해서는 과학 기술 개발도 필요하지만 무엇보다 쓰레기를 최소한으로 배출하고 자연에 피해가 가지 않도록 다시 재활용이 될 수 있도록 노력하는 우리의 생활습관이 가장 중요하다고 생각된다.

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참고문헌

[서론]
1) 김차경, “해양쓰레기 문제, 얼마나 심각하며 어떻게 해결할 수 있을까”, 정책브리핑, 2021.06.28
https://www.korea.kr/news/policyNewsView.do?newsId=148889273
2) 안광호, “해양쓰레기, 매년 20톤 트럭 5700대분 수거”, 경향신문, 2021.03.20
https://m.khan.co.kr/environment/environment-general/article/202103102122005#c2b
3) 키즈현대, “바다가 위험해요! 해양쓰레기의 심각성 살펴보기”, 2019.08.20
https://kidshyundai.tistory.com/922

4) 해양환경공단, 바다로 흘러간 해양쓰레기들, 2020
http://webzine-koem.or.kr/data/2020_Summer/sub/sub1_02.php

[해양쓰레기 정화: 감시 단계]

1) 김희원,”돌고돌아다시 인류 위협… 해양쓰레기와의 전쟁[심층기획]”,세계일보,2021.07.11, https://news.nate.com/view/20210711n01970
2) 뉴스핌, “자동으로 해양쓰레기·사고 관측하는 드론 나온다…과기부, 드론 공공서비스 프로젝트 착수”, 뉴스핌,2021.07.29 https://newspim.com/news/view/20210729000293
3) 박용주 ,”[요즘 과학 따라잡기] 드론으로 잡아내는 해양 쓰레기”, 서울신문,2021.05.04, https://www.seoul.co.kr/news/newsView.php?id=20210504029010
4) 수상쓰레기 청소장치(김홍찬, 장인성), 특허출원번호 : 10-2019-0062064, 특허청
5) 이윤희, “해양쓰레기 정보 수집 등 드론통한 공공서비스 사업 확대”, 아웃소싱타임스, 2021.07.30 http://www.outsourcing.co.kr/news/articleView.html?idxno=91828
6) 임성준, “소방 대응부터 사각지대 감시까지… ‘똑똑해진’ 드론, 제주 하늘 누빈다”, 세계일보,2021.08.03. https://www.segye.com/newsView/20210802513776?OutUrl=naver
7) 조달청,무인이동체(드론) 활용한 공공서비스 사업 착수, 2021.07.29, https://www.korea.kr/news/pressReleaseView.do?newsId=156464085
8) 진순현, “제주 해양쓰레기 "꼼짝마" 드론이 지킨다”, 제주도민일보, 2020.09.10, http://www.jejudomin.co.kr/news/articleView.html?idxno=128299
9) KIOST, 해양환경기술원, “해양 쓰레기 처리를 손쉽게! KIOST 수상 쓰레기 청소장치”, 2021.07.02, https://blog.naver.com/PostView.naver?blogId=kordipr&logNo=222417727074&categoryNo=12&parentCategoryNo=63&viewDate=¤tPage=1&postListTopCurrentPage=1&from=postList.
[결론]
1) 곽도흔,"정부, 2030년까지 해양폐기물 발생량 60%ㆍ해양오염퇴적물 절반 감축",이투데이, 2021.05.20, https://www.etoday.co.kr/news/view/2027614
2) 백승철, “2030년까지 해양플라스틱폐기물 발생량 60% 감축…2050년 제로화 달성”,뉴스1코리아, 2021-05-20 ,https://www.news1.kr/articles/?4311886
3) 사용자 한화토탈, 한화토탈, “해양 플라스틱 쓰레기 줄이는 친환경 기술”, 2020.06.08, https://www.chemi-in.com/422
4) 이승현,"해양쓰레기, 스마트 기술로 해결한다",현대해양,2021.05.10, http://www.hdhy.co.kr/news/articleView.html?idxno=14525
5) 이재철,"하반기부터 해양폐기물 전퍼리시설 설치 및 수거 처리 인프라 확대",에너지단열경제, 2021.06.28 http://kienews.com/news/newsview.php?ncode=1065577417406237
6) 해양수산부,제1차 해양폐기물 및 해양오염퇴적물 관리 기본계획(2021-2030),2021.05, https://www.mof.go.kr/article/view.do?articleKey=39282&boardKey=22&menuKey=851¤tPageNo=1
7) KBS 지역국, “‘수명 짧고 성능 떨어져’…어민 기피하는 ‘친환경 어구”, KBS NEWS, 2021.06.02, https://news.kbs.co.kr/news/view.do?ncd=5200140&ref=A

해양쓰레기 정보 수집 등 드론통한 공공서비스 사업 확대 - 아웃소싱타임스