1. 서 론
2. 국제해사기구 및 미국 정부형식승인 절차
3. 선박평형수 처리기술
4. 국제해사기구 선박평형수관리협약 개정
4.1 선박평형수관리설비의 시스템 설계 제한(System Design Limits, SDLs)에 대한 이슈
4.2 선박평형수관리설비의 성능 검증
4.3 소독부산물에 의한 환경위해성 문제
5. 미국 선박평형수관리법 개정
6. 결론 및 향후 과제
1. 서 론
선박평형수는 국제 항로를 운항하는 선박이 화물 적재 상태에 따라 선체의 균형을 유지하기 위해 채우거나 배출하는 물로, 안정적인 운항을 위한 필수 요소이다. 그러나 선박평형수에는 단순한 물 외에도 플랑크톤, 다양한 무척추동물과 어류의 유생, 세균, 바이러스 등 다양한 생물도 함께 유입된다. 선박이 국제 항만에 도착하여 평형수를 배출할 경우, 탱크 내의 열악한 환경에서도 살아남은 외래 생물이 고유 항만생태계를 교란할 우려가 있다(David et al., 2018; Jang and Cha, 2020; Endresen et al., 2004). 국제해사기구(International Maritime Organization, IMO)는 외래종 확산 문제에 대응하기 위해, 국제 항로를 운항하는 선박에서 배출되는 선박평형수 내 생물을 국제 기준에 따라 관리·처리하도록 의무화한 선박평형수관리협약(Ballast Water Management Convention, BWM 협약)을 2004년에 채택하였다(IMO, 2004). 이 협약은 2017년 발효되었으며, 이에 따라 2024년 9월까지 국제 항로를 운항하는 선박에 선박평형수관리설비1) 설치가 완료되었다(William et al., 2019; Jang and Cha, 2020).
국제해사기구는 협약의 실효성을 평가하기 위해, 해양환경보호위원회(Marine Environment Protection Committee, MEPC) 71차 회의(2017)에서 경험축적기(Experience-Building Phase, EBP)를 공식적으로 채택하고 있으며, 이 과정을 통해 국제협약을 개정하고자 한다(Fig. 1) (IMO, 2017b). 경험축적기 목적은 협약 이행 과정에서 효과적으로 작동하는 요소를 식별하고, 추가적인 검토가 필요한 문제를 도출하기 위해 실제 선박의 선박평형수관리설비 운전자료 등을 체계적으로 수집 분석하고, 이를 통해 협약의 실효성과 현장 적용성을 점검하여 협약의 개선 방향을 모색하는 것이다(Jang et al., 2020). 현재까지 장비 성능 검증 기준, 승인 절차, 수질 악조건 등 해양환경 보호와 직결되는 핵심 기술적 이슈들이 도출되었으며, 이는 향후 협약 개정의 필요성을 뒷받침하는 근거로 작용하고 있다(IMO, 2025d).
미국은 국제해사기구 회원국과는 달리, 선박평형수 관리에 대한 독자적인 법·제도 체계를 구축하고 있고, 일부 규정은 국제협약과 다소 차이가 있다(Table 1). 2008년 선박일반허가(Vessel General Permit, VGP)를 도입하여 입항 시 외해에서 선박평형수 교환을 의무화하였고, 이후 미국 환경보호청(Environmental Protection Agency, EPA)이 발행한 환경기술검증절차(Environmental Technology Verification Protocol, ETV protocol)와 미국 연방법 46 CFR 162.060의 선박평형수관리설비 규정에 따라 미국 해안경비대(United States Coast Guard, USCG)가 세부 절차를 수행하고 있다(US EPA, 2008, 2010; CFR, 2016). 그러나 주마다 다른 배출수 규정을 가지고 있어 이를 통합해 국가 표준 기준으로 관리해야 할 필요성이 대두되고 있으며, 현재의 배출수 생물 기준을 강화해야한다는 움직임이 있어 선박일반허가를 선박부수배출법(Vessel Incidental Discharge Act, VIDA)으로 개정하려고 한다(US congress, 2018; CFR 2024).
본 논문은 선박평형수 관리에 관한 국제해사기구와 미국 사례를 중심으로 분석하고, 국제해사기구의 경험축적기에서 도출된 문제점을 바탕으로 국제협약 개정의 흐름을 고찰하고자 한다. 나아가 이러한 제도적 변화에 대응하기 위해, 기존 선박평형수관리설비의 한계를 검토하고 새롭게 요구되는 기술 발전 방향을 제시함으로써, 향후 선박평형수 관리제도의 실효성 제고 및 해양 환경보호에 기여할 수 있는 시사점을 도출하고자 한다.
2. 국제해사기구 및 미국 정부형식승인 절차
국제해사기구 회원국은 2018년 협약의 G8 지침(선박평형수관리설비의 승인을 위한 지침)을 개정한 선박평형수관리설비의 정부승인을 위한 강령(BWMS Code, 이하 국제강령)에 따라 형식승인시험2)을 수행해야 하며, 일부 이행 여부 및 적용은 각 회원국의 국내법에 따라 달라질 수 있다(IMO, 2008a, 2018a). 우리나라는 선박평형수 관리법을 재정하고, 국내법보다 2004 국제협약을 우선 적용하되, 국내법이 더 강화된 기준을 포함하는 경우에는 국내법을 따르도록 명시하고 있다. 이에 따라 형식승인 증서를 획득하기 위해 선박평형수 처리 성능 및 운전 안전성을 평가하는 일련의 시험을 통과해야 한다. 이 과정에는 처리된 평형수(배출수)가 생물 배출기준(D-2 기준)을 충족하는지를 확인하는 육상시험3)과 선상시험4), 그리고 시스템이 선원 안전 및 선박 환경에서 안정적으로 작동하는지를 평가하는 적합성시험5)과 환경시험6)이 포함된다(Table 1).
활성물질7)을 사용하는 장치의 경우, 협약의 G9 지침(활성물질을 사용하는 선박평형수관리설비에 대한 승인 절차)에 따라 배출수 내 소독부산물(Disinfection By-Products, DBPs)과 독성시험(Whole Effluent Toxicity, WET)을 통해 환경위해성을 평가하기 위한 별도의 시험을 진행해야 하며, 시험 결과보고서는 GESAMP 선박평형수 분과(Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection - Ballast Water Working Group)의 심의를 거쳐야 한다(IMO 2008b, 2022c; Davids et al., 2018). 미국의 경우에도 본격적인 육상시험을 진행하기 전에 장비 운전을 점검하기 위한 시운전 시험(commissioning test)8)을 진행해야 하며, 이때 배출수에 대한 위해성평가도 함께 진행한다(US EPA, 2010).
Table 1.
Comparison of key difference between International Maritime Organization (IMO) and U.S. Coast Guard (USCG) requirements for BWMS type approval certificates
| IMO | USCG | ||||||
| A. Compliance Test | |||||||
| Methodology or Regulation | BWMS Code: Part 1 | §162.060.20, 22, 38 | |||||
| B. Land-based test (LB test) | |||||||
| Methodology or Regulation | BWMS Code: Part 2 & 3 | §162.060.26, ETV protocol | |||||
| Readiness evaluation | Conducted | Conducted | |||||
| Operation & Maintenance test | Not conducted | Conducted | |||||
| Holding time1) in LB test (Consecutive successes) | 5 times | Minimum time, >2 times | 5 times, >24 h | ||||
| Regrowth : >5 days, >2 times | |||||||
| Methodology of toxicity Test | G9, BWM.2/Circ.13/Rev.5 | ETV protocol: Chapter 5.4 | |||||
| Criteria of test water in LB test | Marine | Brackish | Fresh | Marine | Brackish | Fresh | |
| Salinity (psu) | 28-36 | 10-20 | <1 | 28-36 | 10-20 | <1 | |
| Dissolve Organic Carbon (mg/L) | 1 | 5 | 5 | 6 | |||
| Particulate Organic Carbon (mg/L) | 1 | 5 | 5 | 4 | |||
| Total Suspended Solids (mg/L) | 1 | 50 | 50 | 24 | |||
| >50 μm (inds./m3) | Total density of preferably 106 but not less 105 | ||||||
| ≥50 μm & <10 μm (inds./mL) | Total density of preferably 104 but not less 103 | ||||||
| Heterotropic Bacteria (inds./mL) | At least 104 | ||||||
| D-2 Criteria in treated discharge water2) | Criteria in control discharge water | ||||||
| Escherichia coli | <250 cfu/100 mL | - | |||||
| Intestinal Enterococci | <100 cfu/100 mL | - | |||||
| Vibrio cholera (O1&O129) | <1 cfu/100 mL | - | |||||
| ≥50 μm (inds./m3) | <10 | >100 | |||||
| ≥50 μm & <10 μm (inds./mL) | <10 | >100 | |||||
| C. Shipboard Test (SB test) | |||||||
| Methodology or Regulation | BWMS Code: Part 2 | §162.060.28, ETV protocol | |||||
| Consecutive valid test cycles | 3 times | 5 times | |||||
| Duration of SB test | > 6 months | > 6 months | |||||
| Location | Not specified | Temperate, semi-tropical or tropical area | |||||
| D. Environmental Test | |||||||
| Category | BWMS Code, Part 3: IACS UR E103) | 46 CFR §162.060.30 | |||||
| Nature | A unified test specification used by classification societies for type approval of marine electrical/electronic equipment. | A legally binding regulation enforced by the U.S. Coast Guard for type approval of BWMS components. | |||||
| Test Scope | Covers environmental tests such as vibration, temperature, humidity, EMC, and voltage fluctuation based on international standards. | Covers similar tests from IACS UR E10, with more detailed procedures, especially for vibration, inclination, and humidity. | |||||
| Inclination Test4) | Not explicitly required. | Explicitly required, including static and dynamic inclination angles (e.g., 15°, 22.5°, 7.5°). | |||||
1)Holding time refers to the period between the completion of ballast water treatment and the commencement of discharge. For systems using Active Substances or oxidizing agents, this period represents the contact time during which disinfection continues within the ballast tank. In contrast, for UV-based systems, disinfection is completed instantaneously during treatment, and the holding time serves only as an operational parameter for ballast storage and discharge management.
국제해사기구 및 미국 해안경비대의 형식승인시험은 육상시험과 선상시험을 통해 배출수가 D-2 기준 충족 여부를 검증하기 위한 생물유효성 시험이 수행된다. 국제해사기구(IMO)의 육상시험은 염분 조건(담수, 기수, 해수)별로 각각 5회 연속 성공해야 하며, 시험 중 단 한 번이라도 D-2 기준을 충족하지 못하면 해당 염분 조건의 시험은 처음부터 다시 수행해야 한다. 이러한 평가 기준은 미국 해안경비대 형식승인시험에서도 동일하게 적용된다(IMO, 2018a; US EPA, 2010). 두 기관의 시험수 조건은 염분, 총부유물질(Total Suspended Solids, TSS), 용존유기탄소(Dissolved Organic Carbon, DOC), 입자성유기탄소(Particulate Organic Carbon, POC) 등의 농도 범위에서 다소 차이가 있으나, 두 기관의 시험수 기준을 모두 충족하는 조건으로 시험수를 제조하여 육상시험을 수행하면 국제해사기구와 미국 해양경비대의 형식승인시험이 동시에 인정받을 수 있다(Table 1).
국제해사기구 선상시험은 3회 연속 성공해야 하며, 첫 시험 주기와 마지막 시험 주기 간에 6개월 이상의 간격이 있어야 한다. 반면에 미국 해안경비대는 선상시험을 5회 연속 성공해야 하고, 시험 주기와는 상관없이 6개월 이상 운영되어야 한다(Table 1). 국제해사기구는 시험 장소에 대한 별도의 규정을 두고 있지 않다. 반면, 미국 해안경비대는 기후가 다른 온대, 아열대 또는 열대 지역을 포함해야 하며, 자연 상태의 생물 농도가 높은 지역에서 연속적으로 시험이 성공해야 한다고 명시하고 있어, 상대적으로 엄격한 조건을 제시하고 있다(IMO, 2018b; CFR, 2016).
육상시험 및 선상시험에서의 생물유효성시험 방법은 양 기관에서 전반적으로 유사하나, 10-50 µm 크기 생물에 대한 생존 여부 판정 방식에서는 뚜렷한 차이를 보인다. 국제해사기구는 2013년 회람문서(BWM.2/Circ. 42)에서 최확수법(Most Probable Number, MPN)9) 시험 방법은 생존 생물의 수를 정확하게 판단하기 어려워 다른 방법과 함께 사용할 것을 권고하였지만(IMO, 2013), 2017년 회람문서를 통해 최확수법 시험 방법의 단독 사용을 인정하였다(IMO, 2017a). 반면 미국 해안경비대는 여전히 이 방법으로 번식 가능성(viability)을 평가할 수는 있으나, 생물의 생존 여부를 판단하는 방법으로는 인정하지 않는다(US EPA, 2010; CFR, 2016).
3. 선박평형수 처리기술
현재 상용화한 선박평형수관리설비의 기술로는 전기분해, 자외선, 오존, 약품 주입, 열, 필터 기술 등이 있으며, 이 중 전기분해 및 자외선 기술이 세계 시장의 약 90% 이상을 차지하고 있다(William et al 2019). 국제해사기구는 활성물질을 이용하는 장치에 대해서만 G9 절차에 따른 환경위해성 심의를 진행하며, 그 외 기술을 사용하는 장비는 회원국이 자체적으로 심의하여 형식승인증서를 발행한다(IMO, 2008b). 반면, 미국 해안경비대는 처리기술의 종류와 관계없이 모든 장치에 대해 형식승인 증서를 발행한다. 국제해사기구는 국제강령 적용 이후, G9 최종 승인을 받은 활성물질 기반 선박평형수관리설비 총 26개 장비를 승인하였고, 미국 해안경비대는 2025년 6월 5일 기준으로 형식승인 증서를 발급해 총 60개 장비를 승인하였다(IMO, 2025c; USCG, 2025). 미국의 형식승인을 받은 활성물질 기반 장치는 모두 국제해사기구의 형식승인증서도 동시에 보유하고 있으며, 자외선 기반 장치는 미국 승인 기준이 상대적으로 엄격하여 해당 승인을 획득한 제품들이 상대적으로 시장에서 높은 점유율을 보인다. 따라서 본 장에서는 미국 형식승인을 획득한 제품을 중심으로 관련 기술과 특성을 설명하고자 한다.
활성물질을 사용하는 장비는 31개로 전체의 약 52%를 차지하며, 이 중 약 71%는 전기분해 기술을 적용한 장비이다. 전기분해장치 중 선박의 주 배관에 직접 설치되어 처리하는 직접식 처리장치는 2종이며, 전기분해를 통해 고농도의 활성물질을 생성한 후 배관에 주입하는 간접식 처리장치는 20종이다(Fig. 2a). 그 외 화학약품을 사용하는 장치는 7종, 오존을 사용하는 장치는 2종이다(Fig. 2a). 국제해사기구의 GESAMP-BWWG는 G9 절차에 따라 제조사가 제시한 최대 활성물질 농도(Maximum dosage of Active Substances, MD)로 처리된 배출수를 대상으로 환경위해성을 평가한다(IMO, 2008b). 개별 장비에 대한 활성물질 농도 범위는 2.5~16 mg/L의 범위에 분포하며, 이 중 약 48%는 6~10 mg/L 구간에 해당한다(Fig. 2b).
Fig. 2.
Visualization of 60 BWMS models referenced in 54 USCG type approval certificates: a) proportion by major BWMS technologies, b) Target TRO (Total Residual Oxidant) concentrations in systems using active substances, c) filter usage by BWMS technology, and d) filter sizes used in electrolysis and UV-based systems. (note: no-inf.: no-information).
자외선 기술을 사용하는 장비는 27종(45%)으로, 필터 장치 또는 입자를 제거할 수 있는 전처리 장치를 사용한다(Fig. 2c). 활성물질 기반 기술과 달리 이 방식은 생물을 직접적으로 사멸시키기보다는 생존 가능성을 낮추는 원리로 작동한다. 따라서 생물 사멸을 D-2 기준으로 평가하는 미국 정부의 형식승인시험을 통과하기 위해서는, 같은 장치 내에서도 환경 조건에 따라 운전 인자를 조정하여 육상시험을 진행한다. 특히 자외선의 살균력을 높이기 위해서는 선박평형수가 자외선에 노출되는 시간을 늘려야 하므로, 염분에 따라 정격처리유량(Treatment Rated Capacity, TRC)10)을 조절하여, 자외선 조사량 혹은 강도를 높이는 운전 방식을 적용한다.
활성물질은 강력한 살균 효과가 있고, 자외선에 비해 탁도나 색도에 덜 민감하여 다양한 수역에서 안정적으로 배출수의 D-2 기준을 만족시킬 수 있으며, 탱크에 보관되는 동안에도 생물을 제거할 수 있어 생물의 재성장을 막는 장점이 있다. 그러나 전기분해 과정에서 유기물이 활성물질과 결합하여 수중 생물에게 유해할 수 있는 소독부산물을 생성하고, 염소계열 물질은 배관 및 탱크의 부식과 선원의 안전 문제를 유발할 수 있어 활성물질 최대 농도가 10 mg/L를 초과하는 장비는 형식승인시험 시 부식 시험을 수행해야 한다. 그리고 배출수 내 최대 허용 잔류 산화물 농도(Maximum Allowable Discharge Concentration, MADC)를 0.1 mg/L 이하로 유지해야 하므로 배출 시 중화제를 주입하기 위한 별도의 장치가 필요하다. 이에 반해 자외선 기술을 이용하는 장비는 화학물질을 사용하지 않아 환경에 미치는 영향이 적고 수중의 미생물, 특히 박테리아와 바이러스를 효과적으로 제거할 수 있다. 그러나 선박평형수를 탱크 내 보관 시 생물을 살균하지 못해 미생물의 재성장 가능성이 높아 배출할 때 한 번 더 자외선 장치를 통과시킨 후 항만에 배출한다.
선박평형수 내 50 ㎛보다 큰 생물을 효과적으로 제거하고 전력 소비를 줄이기 위해 주요 장치(전기분해장치, 자외선 장치 등) 앞에 필터 장치를 설치한다. 전처리 장치로 필터 장치를 사용하는 장비는 77%이며, 이 중에서 전기분해장치는 68%, 자외선 장치는 93%가 필터 장치를 이용한다(Fig. 2c). 전기분해장치는 자외선 장치보다 높은 살균력을 가지고 있어 필터의 망목 크기가 40~50 ㎛인 장비가 94%를 차지하는 반면, 자외선 장치는 망목 크기가 20 ㎛인 장비가 43%를 차지한다(Fig. 2d). 그러나 최근 탁도가 높은 항만에서는 필터 막힘에 의한 장비 운전 문제와 잦은 이물질 제거에 따른 유지관리의 어려움으로 인해 일부 활성물질 기반 장비에서 필터 장치를 제거하는 경향이 나타나고 있다. 해양환경보호위원회 77차(2021)부터 83차(2025) 회의 기간 동안 총 6개 제조사가 기존 제품에서 필터를 제거하는 형식승인을 국제해사기구로부터 획득하였으며, 이 중에서 4개의 장비는 미국 정부의 형식승인도 추가로 획득하였다.
4. 국제해사기구 선박평형수관리협약 개정
경험축적기 기간 중 21개 기국(Flag States), 19개 항만통제국(PSC, Port States Control), 6개 정부 기관과 7개 시험기관에서 제출한 자료를 분석하여 해양환경보호위원회 78차 회의(2022)에 보고서를 제출하였다(IMO, 2022b). 기국의 조사 결과에 따르면, 협약 대상 선박 16,199척을 조사한 결과 D-2 적용 대상 선박(5,155척)에 설치된 장비의 93.6%가 전기분해와 자외선 기술을 사용하는 것으로 보고되었다. 또한 기국에서 수행한 45,710건의 조사 중 장비 검사 결과 결함은 512건으로, 98.9%가 협약을 준수한 것으로 나타났으며, 평형수 운전과 관련된 사고 및 결함은 758건이 보고되었다. 항만통제국은 “선박평형수관리협약에 따른 항만통제국 지침서”에 따라 선박이 국제협약 준수에 따라 올바르게 장비를 운전하였는지 검사를 진행한다(IMO, 2014). 본 지침의 항만통제국 검사관 검사 절차는 4단계로 초기 검사, 상세 검사, 지표 분석, 상세 분석 단계로 구성되어 있다. 초기 검사와 상세 검사는 장비 인증서, 운전자료 및 기록서 등을 포함하는 서류에 대한 검사가 이루어지고, 이 단계에서 장비 운전에 대한 이상 징후를 발견할 경우, 지표 분석과 상세 분석을 통해 선박평형수의 배출수 내 생물 기준이 D-2 기준을 만족하는지를 검사한다(Fig. 3). 항만통제국의 조사 결과, 협약 대상 선박 83,376건 중 약 10%는 협약을 만족하지 못했으며, 이들 중 장비의 생물성능 검증 시험을 수행한 건수는 전체 선박의 0.7%에 불과했다(IMO, 2022b).
해양환경보호위원회로 제출한 자료 중 배출수 내 D-2 기준을 조사한 경우를 Table 2에 정리하였다. 정부 기관의 조사 결과에 따르면, 선박 123척을 분석한 결과, 조사 대상 선박 38척과 3척에서 각각 50 ㎛보다 큰 생물과 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만 크기 생물이 D-2 기준을 만족하지 못해 약 30%의 선박이 D-2 기준을 충족하지 못한 것으로 나타났다(IMO, 2022b). 호주는 총 96척의 선박에서 채취한 101건의 배출수를 분석한 결과, 32개 시료에서 50 µm보다 큰 생물이 D-2 기준을 충족하지 못한 것으로 보고하였다(IMO, 2021a, 2023b, 2024b). 국제선박평형수 시험기관협회(GloBal TestNet)는 D-2 기준을 만족하지 못한 경우가 전체 조사 선박의 11%였으며, 이 중에서 50 µm보다 큰 생물이 기준을 만족하지 않는 경우가 91%로 높았다고 보고하였다(IMO, 2024c). 우리나라는 2019년부터 2023년까지 조사한 결과, 86척 중 37척이 D-2 기준을 만족하지 못했고, 모두 50 µm보다 큰 생물이 기준치를 초과하였다고 보고하였다(IMO, 2024a). 일본은 10척의 선박에서 배출수를 조사하였으며, 그 중 3개의 선박이 D-2 기준을 만족하지 못했으나, 다시 시료를 채취해 분석한 2척의 선박은 D-2 기준을 만족하였다고 보고하였다(IMO, 2024f). 따라서 해양환경보호위원회에 제출된 7개의 문서를 요약하면, 선박 2,372척에서 확보한 배출수 시료를 조사한 결과, 그 중 2,033개 시료(85.7%)가 D-2 기준을 만족했으며, 339개 시료(14.3%)가 D-2 기준을 만족하지 못했다. 그리고 50 µm보다 큰 생물이 기준치를 초과한 경우가 317건으로 D-2 기준을 만족하지 못하는 경우의 93.5%를 차지하였다.
Table 2.
Summary of biological efficacy test results for discharged ballast water conducted during commissioning and compliance testing reported to Marine Environment Protection Committee (MEPC) (Regulation D-2 Compliance)
| Surveyed Ships | D-2 Compliant | D-2 Non-compliant | Non-compliance by Organism Size | Multiple Non-compliance | Remarks | |||||
| >50 ㎛ | 10-50 ㎛ | <10 ㎛ | ||||||||
| Government Agency | 123 | 84 | 39 | 38 | 3 | 0 | 2 | MEPC 78/4/1 | ||
| Australia | 35 | 25 | 10 | 10 | 0 | 0 | 0 | MEPC 76/INF.56 | ||
| 44 | 28 | 16 | 16 | 0 | 1 | 1 | MEPC 81/INF.6 | |||
| 22 | 16 | 6 | 6 | 0 | 1 | 1 | MEPC 82/INF.40 | |||
| GTN1) | 2052 | 1822 | 230 | 209 | 21 | 16 | 16 | MEPC 82/INF.5 | ||
| Republic of Korea | 86 | 49 | 37 | 37 | 6 | 0 | 6 | MEPC 82/INF.11 | ||
| Japan | 10 | 92) | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | MEPC 82/INF.33 | ||
경험축적기에 수집된 자료 분석 결과, 해양환경보호위원회 제81차 회의(2023)와 제83차 회의(2025)에서 개정이 필요한 협약 규칙과 지침을 21개 항목으로 식별하고, 이를 세부적으로 82개의 목표(Objectives)과 4개의 신규 단독 문서 개발 과제로 구분하여 향후 협약 개정의 기본 틀을 마련하였다(IMO, 2024e, 2025d). 이 중 선박평형수관리설비의 성능과 관련된 국제강령 개정 논의는 목표 21~32(총 12개)에 해당하며, 이 가운데 4개 목표은 논의가 완료되었고 8개 목표은 현재 검토 중이다. 특히 형식승인시험 시 장비의 운전 범위 및 한계를 설정하는 목표 28, 시험수 조건과 생물 기준 농도 강화하는 목표 29와 이들의 구성성분 지정에 대한 목표 32, 장비의 장기 운전 및 유지관리 성능을 평가하는 목표 30, 그리고 실제 선박에 설치된 장비의 운전 성능을 검증하는 목표 18이 주요 논의 대상이다. 이러한 목표들은 선박평형수관리설비의 성능 신뢰성 확보와 형식승인시험 절차 개선을 위한 핵심 과제이다.
4.1 선박평형수관리설비의 시스템 설계 제한(System Design Limits, SDLs)에 대한 이슈
선박평형수관리설비의 시스템 설계 제한에 대한 논의는 해양환경보호위원회 경험축적기의 목표 28에서 다뤄질 예정이며, 이에 따라 장비 성능과 관련된 시스템 설계 제한에 대한 관심이 높아지고 있다. 시스템 설계 제한 개념은 2018년 2월 제5차 전문위원회에서 처음 논의되어 지침 초안이 마련되었고, 이후 같은 해 5월 제72차 해양환경보호위원회에서 국제강령이 채택되었다(IMO, 2018a). 2018년 11월 제73차 해양환경보호위원회에서는 시스템 설계 제한 지침이 승인되어 회람문서 BWM.2/Circ.69로 회원국에 배포되었다(IMO, 2018b). 이 문서는 시스템 설계 제한을 “국제강령에 명시된 최소 시험 기준과는 달리, 장치 자체의 설계에 내재한 물리적 및/또는 운전상의 한계”로 정의하였다. 이는 시스템 설계 제한이 장비의 사용 가능 여부를 제한하는 규제적 조건이 아니라, 각 장비가 D-2 기준을 충족할 수 있는 운전 및 환경 조건의 한계를 기술적으로 명시하는 개념임을 분명히 하고 있다. 즉, 시스템 설계 제한은 국제강령에서 제시한 시험을 보완하여 각 장치가 설계상 성능을 유지할 수 있는 운전 범위를 투명하게 제시하기 위한 수단이다.
이러한 시스템 설계 제한은 현재 각 장비의 설계 범위와 운전 조건을 정의하는 수준에 머물러 있으며, 해당 조건에 대한 생물사멸 성능 검증 시험은 의무화되어 있지 않다. 기국은 장비별 시스템 설계 기준을 검증하고, 운전 조건이 설계 한계를 초과할 경우, 이를 감지할 수 있도록 알람 및 차단 범위를 설정해야 한다. 회람문서에서는 잠재적 시스템 설계 제한 요인으로 부유물질 농도와 분포, 염분, 수온, 자외선 투과율 등의 환경적 인자와 유량, 유지 시간, 자외선 조사량, 활성물질 농도, 중화제 투입량 등의 기술적 인자를 제시하였다. 그러나 시스템 설계 제한값과 이를 근거로 한 알람·차단 설정 기준이 구체적으로 제시되어 있지 않으며, 이러한 값들이 D-2 기준을 실제로 충족하는지를 검증하기 위한 육상시험도 의무적으로 수행되지 않는다. 우리나라는 향후 협약 개정 시 시스템 설계 제한 조건에서 D-2 기준 충족 여부를 검증할 수 있는 시험 절차를 명문화하고, 시스템 설계 제한 기반 자가 감시 시스템(Self-monitoring System)11)의 검증 절차를 강화할 필요가 있다는 의견을 제시하고자 한다.
4.2 선박평형수관리설비의 성능 검증
경험축적기 결과 실제 항만의 수질 악조건(Challenge Water Quality, CWQ)에서는 일부 장비가 정상적으로 작동하지 않는 사례가 확인되었으며, 이러한 문제 인식이 성능 검증 강화 논의의 출발점이 되었다. 일부 해역에서는 탁도와 용존성 유기물질 농도가 증가하여, 장비의 처리 효율이 저하되거나 운전할 수 없는 경우가 확인되었고, 이는 기존 육상시험에서 설정된 시험수 조건이 실제 해양환경을 충분히 반영하지 못했음을 시사한다(Jang et al., 2020; IMO, 2023a, 2023c). 이러한 문제를 해결하기 위해 국제해사기구는 경험축적기 목표 29에서 시험수 조건 강화 방안을 논의하고 있다. 구체적으로는 기존 시험수 대비 총부유물질(TSS), 용존성 유기물질(DOC), 입자성 유기물질(POC)의 농도를 염분 조건에 따라 최소 5배에서 최대 150배까지 높이고, 생물 농도 또한 5배 증가시키는 방안이 제시되었다(Table 3) (IMO, 2025e). 그러나 부유물질 농도가 높은 수역은 일반적으로 생물 농도가 낮아, 수질과 생물 기준을 동시에 강화하는 것은 현실적으로 어렵다는 의견이 제기되었다(IMO, 2025a).
Table 3.
Proposed enhanced water quality criteria for land-based testing in the context of convention amendment discussions (MEPC 83/4/4)
또한 시험설비 인근의 자연수를 사용하는 제약으로 인해 강화된 조건을 인위적으로 구현하기 어렵다는 한계가 있으며, 생물 농도가 증가할 경우에는 육상시험 시 대조구에서 자연적인 생물 사멸에 의한 용존 산소 감소로 인해 대조수 배출 시 생물 기준을 맞출 수 없는 사례가 발생할 수 있다(Table 1). 이와 더불어 육상시험에서 시험수 기준을 강화할 경우 이를 수행하기 위한 제조사의 비용와 시험 기간의 장기화, 승인 장비의 소급 적용 문제, 그리고 신규 기술 개발 지연 등의 우려가 제기되었다. 이에 대한 대안으로 기존 육상시험 요건을 일괄 강화하기보다는 강화된 수질 조건을 별도의 선택적 규정으로 신설하여, 제조사가 자발적으로 강화된 조건에서 성능 시험을 수행하고, 그 결과를 형식승인증서에 추가 명시하는 방안이 논의되고 있다. 우리나라도 다른 회원국에서 제기한 우려에 동의하고, 국내 육상시험설비에서 형식승인시험을 수행한 최대 농도에 대한 정보와 육상시험이 가능하다고 판단되는 농도(생물 조건은 현재 기준의 2배)를 제안하였다.
선박평형수관리설비는 형식승인시험을 통해 생물사멸성능이 검증되지만, 형식승인 후에는 별도의 검증 절차 없이 선박에 설치되어 운용되고 있다. 그러나 해양환경보호위원회 제73차 회의(2018)에서 시운전 시험(Commissioning Test) 지침이 승인되면서, 형식승인 이후 장비의 실제 운전 성능을 현장에서 검증하는 절차가 도입되었다. 이후 전문위원회 제7차 회의(2019)에서 세부 시험 방법이 보완되었고, 제75차 회의(2019)에서 최종 채택되어 2022년 6월 1일부터 선박에 장비의 최초 설치 시 시운전 시험이 의무적으로 시행되고 있다(IMO, 2020). 그러나 경험축적기 자료 분석 결과, 장비가 설치된 이후에도 성능이 지속적으로 유지되는지를 확인할 필요성이 제기되었다. 이에 경험축적기 목표 18은 협약 E-1 규칙(검사)을 개정하여 선박의 중간검사(2~3년) 및 정기검사(5년) 시 시운전 시험 지침을 적용하여 장비의 생물사멸성능을 검증하도록 논의가 완료되었다. 이러한 절차는 형식승인 당시의 성능이 장비의 운용 주기 동안 유지되는지를 주기적으로 확인하기 위한 것으로, 협약의 실효성을 강화하는 조치로 평가할 수 있다.
형식승인시험 강화 방안의 하나로 논의되고 있는 O&M (Operation and Maintenance) 시험은 장비를 50시간 이상 연속 운전하여 시스템의 작동 신뢰성, 내구성 및 유지관리 용이성을 평가하는 항목으로, 경험축적기 목표 30에서 논의하고 있다. 본 시험은 이미 미국 해안경비대의 형식승인 절차에 포함되어 있으며, 국제해사기구는 경험축적기에서 강조된 장비의 유지관리 적정성을 평가하기 위해 협약 개정을 통해 O&M 시험을 육상시험 요건에 포함하는 방안을 논의 중이다. 이 시험은 단기적인 처리 효율뿐만 아니라 실제 운전 환경에서의 장기적 안정성을 검증하기 위한 제도적 장치로, 장비 성능의 지속가능성을 확보하기 위한 요소로 평가될 수 있다.
또한 D-2 기준을 만족하지 못한 사례 대부분은 50 µm보다 큰 생물군에서 발생하고 있으며, 이에 따라 경험축적기 목표 32에서는 시험수 내 생물 구성에 내성 분류군(resistant taxa)을 포함하는 방안이 논의되고 있다. 이러한 분류군에는 외부 자극에 반응하여 패각을 닫는 방어 기작을 지닌 이매패류 및 복족류 유생 등이 포함되며, 이러한 특성은 처리 과정에서 생물의 사멸을 회피하게 만들어, 시험수에 포함될 경우 장비 성능 평가에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 육상시험 시 자연수에 이러한 내성 분류군이 존재하지 않을 경우, 장비의 기술적 특성에 따라 표준시험생물로 해당 종을 주입하여 시험을 수행하는 방안이 검토되고 있다. 이러한 논의는 시험수 조건 강화를 다루는 경험축적기 목표 29와 밀접하게 연계되어 있다. 향후 국제강령 개정 논의에서 우리나라는 시험수 내 개체수를 증가하지 않고 내성 분류군을 포함하는 방향으로 제안할 계획이며, 제조사 의견을 반영하여 구체적 논의를 이어갈 예정이다.
4.3 소독부산물에 의한 환경위해성 문제
활성물질을 사용하는 선박평형수관리설비의 주요 환경적 쟁점 중 하나는 소독부산물 생성으로 인한 환경위해성이다. 호주는 2021~2022년 동안 자국에 입항한 39척의 선박에서 배출수를 채취하여 소독부산물 농도를 분석한 결과, 측정값이 형식승인시험 당시 보고된 값보다 현저히 높다고 보고하였다. 이에 따라 호주는 소독부산물에 대한 최대허용배출농도(Maximum Allowable Discharge Concentrations, MADC) 기준의 설정을 제안하였다(IMO, 2023b). 덴마크 역시 기존 장치에서 필터를 제거한 장비를 시험한 결과, 소독부산물의 종류에 따라 형식승인 시보다 3~299배 높은 농도가 나타났다고 보고하며, 선박의 중간 및 정기검사 시 배출수 내 소독부산물(DBPs) 모니터링의 필요성을 제시하였다(IMO, 2024d). 반면, 노르웨이는 2008~2023년의 국제 승인 자료를 검토한 결과, 필터 유무, 목표 활성물질 농도, 배출수 처리 방식과 소독부산물 농도 간의 상관성이 낮다고 보고하며, 외부 요인을 일정하게 통제한 추가 연구의 필요성을 강조하였다(IMO, 2025b).
소독부산물의 농도와 조성은 수온, pH, 접촉 시간 등의 물리적 요인뿐 아니라 용존성 유기탄소(DOC)와 입자성 유기탄소(POC)의 농도 및 화학적 조성에 크게 영향을 받는 것으로 보고되고 있다(Delacroix et al., 2013; Gonsior et al., 2015; Jabier and Peperzak, 2019; Jang and Cha, 2020; Jang et al., 2022). 이는 기존 장비에서 필터를 제거한 후 새롭게 승인받은 장비의 경우, 필터에서 제거되던 유기물이 그대로 활성물질에 노출되어 소독부산물 형성의 전구체로 작용함으로써, 활성물질 소모량 증가와 함께 배출수 내 DBPs 농도가 높아질 가능성이 있다. 그러나 GESAMP-BWWG는 이러한 장비에서 실제 DBPs 농도가 증가했음에도 불구하고, 생물 독성 자료를 포함한 평가 결과를 종합 검토한 결과 해당 장비의 환경위해성이 낮은 수준으로 판단하여 최종 승인을 권고하였다(IMO, 2021b, 2022a, 2023d).
국제강령(BWMS Code)에서는 “시험수의 최소 유기물 농도를 맞추기 위해 총부유물질, 용존성 및 입자성 유기탄소 등을 인위적으로 보강할 경우, 첨가 물질은 자연수의 산화제 소모, 자외선 흡수, 부산물 생성, 입도 분포 등 주요 특성과 동등해야 한다”고 명시하고 있다(IMO, 2018a). 그러나 실제 항만의 유기물 특성은 지역마다 달라 형식승인시험 기반의 환경위해성평가가 실해역 운전 조건을 대표하지 못할 가능성이 있다. 이러한 한계를 보완하기 위해, 육상시험에서 사용하는 유기물질의 조성이 시험기관 주변수의 특성에 국한되지 않고 실제 항만 환경을 반영하도록 경험축적기 목표 32에서 논의가 진행되고 있으며, 우리나라도 이에 동의하는 방향으로 논의에 참여하고 있다.
5. 미국 선박평형수관리법 개정
선박일반허가는 환경보호청과 주 정부가 공동으로 집행했던 반면, 선박부수배출법은 환경보호청이 국가 성능 기준(National Performance Standards)을 제정하고, 이를 실제로 적용·이행·집행할 구체적인 절차 및 법적 체계는 미국 해안경비대가 마련하도록 하여 분리된 연방 단일 규제 체계로 전환하였다(US Congress, 2018). 선박부수배출법은 2018년 12월 미국 의회를 통과해 환경보호청이 2020년 말까지 새로운 기준이 발효되도록 해야 했지만, 주마다 다른 규정을 표준화시키기 위한 기술적·환경적 타당성 분석, 배출수 기준 강화 논의, 그리고 다수 이해관계자(산업계, 환경단체, 주 정부 등)의 의견 수렴 과정에서 지연이 발생하였다. 그 결과 당초 법정 기한보다 4년 늦은 2024년 11월 8일에 40 CFR Part 139 “선박부수배출 성능기준(Vessel Incidental Discharge National Standards of Performance)”의 최종 규정을 공포하였다. 선박부수배출법에 따라 미국 해안경비대는 최종 규정을 집행할 수 있는 규정을 2년 이내에 제정·발효하여 90일 이내에 시행해야 한다(CFR, 2024) (Fig. 4). 따라서 2027년부터 기존의 33 CFR Part 151 Subparts C 및 D(배출수 기준), 그리고 46 CFR 162.060은 폐지되고, 이들을 대체하는 새로운 연방법이 적용될 예정이다.
선박부수배출법은 허가가 아닌 규정이기 때문에 법적 강제력을 지니며, 위반 시 벌금 부과, 형식승인 취소 등 행정처분이 가능하다. 처음에 미국은 국제해사기구 D-2 기준보다 더 엄격하게 배출수 기준을 적용할 것으로 예상했으나, 환경보호청이 기존 장비의 기술적 실현 가능성과 산업계 현실을 고려하여, 최종 규정을 국제해사기구 D-2 기준과 같은 수준으로 설정하였다. 다만 미국은 이미 2013년 선박일반허가에서 일부 소독부산물에 대해 연 1회 이상 측정하도록 규정하고 있어, 선박부수배출법 하에서는 이러한 환경 규제가 더욱 강화될 수 있다(US EPA, 2013). 또한 선박부수배출법은 배출수 기준을 국가 단일 표준으로 통일함으로써, 향후 기준을 강화할 필요가 있을 때 기존보다 더 신속하고 일관된 방식으로 규제 개정이 가능해졌다.
6. 결론 및 향후 과제
국제해사기구의 선박평형수관리협약 개정이 계획대로 2026년에 채택될 경우, 회원국 통보 후 12개월의 유예기간을 거쳐 1/3 이상이 반대하지 않으면, 추가로 12개월의 발효 준비 기간을 거쳐 자동으로 발효되어, 이르면 2028년부터 시행될 것으로 예상된다. 또한 미국의 선박부수배출법(VIDA)도 2027년 1월경 본격적으로 시행될 예정이다. 미국은 현재 선박평형수관리설비의 기술 수준을 고려하여 국제 기준과 동일한 배출수 기준을 적용하고 있으나, 장기적으로는 배출수의 생물 기준을 강화하는 방향으로 논의가 진행될 가능성이 높다. 이는 현행 배출수 기준의 과학적 근거가 충분하지 않아, 기준을 만족하더라도 외래종 침입을 효과적으로 차단하기 어렵다는 지적에 기반한다.
선박평형수 관리와 관련된 문제들을 근본적으로 해결하기 위해서는 더 친환경적이고 안정적인 새로운 선박평형수관리설비 기술의 개발이 핵심 과제로 부상하고 있으며, 이를 위해 국제사회와 각국 정부의 적극적인 기술 지원 및 정책적 뒷받침이 요구된다. 아울러 신기술이 상용화되기 전까지는 현재 협약이 효과적으로 이행될 수 있도록 체계적 지원과 관리가 병행되어야 한다.
마지막으로, 항만의 고유 생태계가 외래종이나 유해 물질 등으로부터 적절히 보호되고 있는지를 평가하기 위해 정기적인 항만 수질 모니터링 체계를 구축하고, 이를 통해 협약 이행의 실효성과 효과를 지속적으로 검증할 필요가 있다. 본 연구는 선박평형수 관리제도의 국제적 동향과 기술적 과제를 종합적으로 고찰함으로써, 향후 협약 개정 및 기술 발전에 대응하는 실효성 있는 정책 수립 및 산업계 대응 전략 마련을 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
