해양을 오염시키던 폐어망과 로프의 새로운 변신!

해양을 오염시키던 폐어망과 로프의 새로운 변신!

대학생신재생에너지기자단 21기 박지원

 

[해양오염이란?]

해양오염의 정의는 해양(바다)에 배출, 투기된 물질이 바닷물을 오염시키는 것을 의미한다. UN에 의하면 바다에는 매년 8백만 톤의 쓰레기가 버려지고, 10만 여 마리의 해양생물들이 사망하고 있다고 한다. 우리가 많이들 알고있는 쓰레기 섬도, 이러한 해양오염 때문에 발생한 것이다. 특히 바다 속에 떠다니는 빨대, 그물, 로프, 비닐과 플라스틱들은 해양 생물들이 삼키거나 몸에 엉킬 위험이 있어서 해양에 큰 위협이 되고 있다. 이러한 오염 때문에 발생한 미세 플라스틱도 동물의 몸에 흡수되어 결국 인간에게 영향을 끼칠 수 있다.

 우리가 제대로 버리지 않는, 무심코 버리는 플라스틱들이 어디로 흘러갈지는 정확히 알 수 없다. 그럼에도 우리는 고래, 거북이 등 해양 생물들이 플라스틱이나 비닐을 먹이로 착각해 삼키거나, 몸에 휘감겨 피해를 입은 사진이나 사건들을 흔하게 접할 수 있다. 최근 조사에 따르면 약 73%의 심해어의 뱃속에서 플라스틱이 발견되었고, 바닥에 떠다니는 플라스틱 조각은 약 5조 200억개로 추정된다고 한다.

[자료 1. KIOST의 해양쓰레기 재활용 연구 배경 ]

출처 : KIOST

그런데 이렇게 해양 생물들을 괴롭히던 폐어망과 로프등이 새롭게 변신할 수 있는 방법을 발견했다고 한다. 바로 우리나라의 연안과 양식장들에서 수거된 폐어망과 로프를 단순히 절단, 파쇄하여 콘크리트 보강재로 활용할 수 있는 방법이다. 

 

[폐그물과 밧줄을 통한 콘크리트 구조물 내구성 강화]

폐어구·부표는 연간 해양플라스틱 쓰레기 발생량(약 6.7만 톤 추정)의 약 54%를 차지하며 해양환경오염, 선박사고 등의 문제를 발생시킨다. 이에 정부는 해가 갈수록 급증하는 해양 플라스틱 쓰레기에 대응하고자 해양폐기물 감축을 목표로, 지난해 “제1차 해양폐기물관리 기본계획(2021~2030)”을 수립하였으며, 어구와 부표 관리를 강화하기 위해 어구부표 보증금제 및 어구실명제 도입 등을 추진해나갈 계획이라고 한다. 이에 맞춰 KIOST 연안개발·에너지연구센터 박준길 선임연구원과 연구팀은 2020년부터 해양쓰레기 전처리 기술을 비롯해 해양쓰레기 재활용 구조재료 및 공법의 핵심기술을 개발하고, 특히 폐어망의 재료가 콘크리트의 보강용 플라스틱 섬유와 유사한 점을 이용하여  콘크리트 강도를 높인 보강섬유를 개발하였다. 

폐어망과 로프를 통해 콘크리트 보강재로 활용하면 구조물의 내구성을 향상시킨다는 연구 결과를 발표하였는데, 폐어망과 로프를 분쇄하여 섬유 형태로 바꾼 후에 콘크리트 보강재로 활용하게 되면 콘크리트 파손과 길이 변화를 감소시켜 균열을 줄일 수 있다. 또한 해양 염분으로 인해 부식에 쉽게 노출되는 해양과 항만 콘크리트 구조물에 이 보강재를 적용한다면 구조물의 내구연한을 증가시킬 것으로 기대할 수 있다.

[자료 2. 어망 절단 섬유(1)와 어망 분쇄 섬유(2), 로프 분쇄 섬유 ]

출처 : KIOST

[자료 3. 절단 어망보강 콘크리트(좌)와 분쇄 로프보강 콘크리트(우) ]

출처 : KIOST

 

[KIOST의 연구의 내용]

KIOST가 하고 있는 연구의 내용은 다음과 같다. 해양쓰레기의 전처리 기술을 개발하여, 잔존 유해물질 제거를 위한 기술을 마련하는 것, 폐어망과 폐플라스틱을 재활용하여 콘크리트의 구조물의 내구성 향상을 위한 균열제어 성능개선 기술을 개발하는 것, 해양쓰레기 재활용 복합시트 및 패널의 보강성능을 강화하는 기술을 개발하는 것, 해양쓰레기 재활용 구조물의 성능 평가와 적용 기술의 개발을 통해 구조물 수명 연장 효과를 분석하고 공법의 경제성을 평가하는 것이다.

핵심기술 개발의 연구 단계는 다음 사진과 같다.

[자료 4. 해양플라스틱 재활용 공정 ]

출처 : KIOST

1. 폐어망, 로프 등 해양 플라스틱 쓰레기를 수거 후에 폐기물에 부착된 이물질은 압연 롤러로 제거하여 집진기를 사용해 분리한다.

2.  50cm 정도로 절단한 뒤 세척기에 공업용 세제와 함께 투입해 1차 세척해준다.

3. 세척된 플라스틱을 파쇄하고 2차 세척 수조에 투입하여 가라앉지 않는 플라스틱을 건져내 건조시킨다.

4.  두번의 용융과정을 거쳐 양질의 플라스틱 원료를 생산한다. 

 

[앞으로의 기대]

[자료 5. 삼성 갤럭시의 폐그물 재활용 ]

출처 : SAMSUNG Youtube

KIOST가 해양오염을 막기 위해 노력중인 것처럼, 다른 많은 노력들도 계속해서 이뤄지고 있다. 하나의 예시로, 최근 한화솔루션의 자회사인 한화컴파운드가 해양폐기물을 재활용한 친환경 소재를 삼성전자에 공급하고 삼성전자는 이를 최신 플래그십 스마트폰인 '갤럭시 S22', '갤럭시 북2 프로' 등의 시리즈에 적용하는 ESG 콜라보도 진행되고 있다. 

한 해 전세계적으로 버려지고 있는 어망은 약 64만 톤으로, 수 세기동안 방치되며 해양 생물의 생명을 위협하고 산호초와 자연 서식지를 훼손시킨다. 이러한 자연의 훼손은 결국 인간에게 돌아오게 될 것이다. 이에 앞으로 우리가 해양오염을 방지하기 위하여 더욱 노력을 해야 할 것이며, 새로운 기술들을 통해 오염원을 새로운 자원으로 만들어내는 기술이 더욱 개발되어야 할 것이다.

 

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해양오염에 대한 대학생신재생에너지기자단 기사 더 알아보기

1. "돌고래를 낭만으로 여기지 마세요.", 20기 조현선, 21기 마승준, 정형인, 22기 류나연, 홍세은, https://renewableenergyfollowers.org/3793

2. "훌쩍훌쩍, 바다가 콧물을 흘려요...", 19기 박소연, https://renewableenergyfollowers.org/3504

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참고문헌

[폐어망의 콘크리트 변신]

1) 한국해양과학기술원, "해양쓰레기 재활용 항만 구조물", 2022.02.07, https://www.kiost.ac.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000082/selectBoardArticle.do?bbsId=BBSMSTR_000000000082&nttId=22193

2) 한국해양과학기술원, "KIOST, 단순 분쇄 폐어망 활용 콘크리트 구조물 내구성 향상에 기여", 2022.09.28, https://www.kiost.ac.kr/cop/bbs/BBSMSTR_000000000075/selectBoardArticle.do?nttId=22873 

 

[앞으로의 기대]

1) 삼성, "Galaxy's Purposeful Innovation with Discarded Fishing Nets", 2022.02.16, https://www.youtube.com/watch?v=pBY-FO1BaYE&t=60s