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미생물, 해조류, 갑각류, 바른클(담치)과 같은 연체동물이 침수된 표면에 부착되는 해양 생물 오염은 선박 및 구조물의 운영에 문제를 일으킬 뿐만 아니라 환경적으로도 위험하다. 구리 기반 유형이나 삼부틸주석(TBT)과 같은 유해 화합물을 사용하는 전통적인 항오염 시스템은 독성 살생제를 환경으로 방출하여 다른 생물, 식물, 동물 등에 피해를 주고 결국 해저 퇴적물에 축적된다. 그러나 전기화학 원리를 이용해 화학 물질을 전혀 방출하지 않는 연속 방전 방식의 생물 오염 제어 시스템, 즉 해양 생물 성장 방지 시스템(MGPS)이 있다. 이 기술은 매우 친환경적임이 입증되었다. SME는 수백 척의 선박 및 해양 시설에 MGPS를 개조·설치·정비하였으며, 실용적이고 효과적인 해양 생물 성장 억제 결과를 확인하였다. 이로 인해 해양 환경에 미치는 유해 살생제의 영향이 상당히 감소하였다.
MGPS 작동 원리: 살생제 방출 없이 전해 작용을 통한 방 fouling
MGPS는 단순하지만 매우 효과적인 전기화학적 과정을 통해 작동한다. 이 장치는 일반적으로 구리와 알루미늄(또는 철로 대체 가능)으로 구성된 한 쌍의 애노드로 설계되어 해수 파이프라인 내부 또는 선박의 해수 흡입구에 직접 설치된다. 애노드에 낮은 전압 직류 전류를 인가하면 구리가 순환하는 해수로 미량의 구리 이온을 서서히 방출한다. 이 이온은 십억 분의 일(ppb) 수준에서 해양 생물의 대사 기능을 억제하여 부착 및 퇴적을 방지한다. 동시에 알루미늄 또는 철 애노드는 응집성 수산화물을 생성하고, 이는 파이프 내벽에 박막을 형성하여 부식을 억제한다.
중요한 점은 이온 생성이 능동적으로 제어되어 MGPS 작동 시에만 흐름이 시작되도록 한다는 것이다. 이 흐름은 민감한 해양 환경이나 항구 운영 중에는 차단할 수 있다. 반면, 방 fouling 페인트에서 나오는 생물억제제는 선박이 운항 중이든 계류 중이든 수중에 있을 때 계속해서 누출된다. 농도는 즉각적인 해양 독성을 유발하는 수준보다 훨씬 낮으며, 구리는 유기물과 빠르게 결합하거나 생물학적 이용 가능성이 없는 형태로 침전된다.
생물억제제 배출 및 중금속 부하 감소
아마도 MGPS가 주는 가장 두드러진 환경적 이점은 기존의 자체 연마형 공중합체(SPC) 도료에 비해 구리 배출량이 제로 또는 극적으로 감소한다는 점일 것이다. SPC 배합물은 1제곱센티미터당 하루에 10~50마이크로그램의 구리를 방출할 수 있도록 허용된다. 이는 선박 한 척당 연간 수백 킬로그램 이상의 구리가 배출될 수 있음을 의미한다. 이렇게 방출된 구리는 항구 퇴적물에 축적되어 발틱 해, 그레이트 레이크스, 중국의 항만 등 민감한 지역에서 어류와 조개류에 만성적인 위험을 초래한다. 이러한 지역들은 현재 또는 가까운 시일 내에 항오염용 구리 배출을 규제하는 효과적인 법규를 시행할 예정이다.
그러나 MGPS는 해수관 내 젖은 표면적에서만 용해된 구리 이온을 분산시키며, 연간 구리 손실량은 특정 선박 기준으로 단지 몇 그램에 불과하여 수 킬로그램에 달하지 않는다. MGPS 장치는 또한 오염을 유발하지 않는 알루미늄 및 철 수산화물 부산물을 생성하여 침전시킨다. MGPS 장치는 녹색 이니셔티브 및 IMO 협약(예: IMO 항오염 도장 시스템 협약)을 준수하면서도 선박의 중금속 영향을 실제로 줄이는 데 기여할 수 있다.
비대상 해양 생물종 및 서식지 보호
MGPS 접근 방식의 자주 간과되는 이점 중 하나는 선택성이다. 항오염 생물 살생제에 사용되는 생물 오염 억제제는 본질적으로 비선택적이며, 오염 생물뿐 아니라 코팅이 접촉하는 모든 생명체에 대해 독성을 갖도록 제형화된다. 이는 부유성 플랑크톤 유생, 어린 물고기 및 기타 오염 생물이 아닌 모든 생물이 코팅층의 침출층 근처에 있을 때마다 독성 영향을 받는다는 것을 의미하며, 시간이 지남에 따라 항구 및 마리나에서 생물 다양성 감소와 단절된 먹이 사슬을 초래한다.
MGPS는 영향을 받는 지역 주변에 고도로 집중된 정전기 전하 필드를 생성하여 처리된 표면 및 바로 인접한 표면에서 미생물 집락 형성을 억제한다. 출구에서 방출되는 희석된 이온 필드는 효과적으로 분산되고 중화된다. 여러 생태학적 및 독성 평가가 수행되었으며, 그 결과 MGPS가 장착된 선박은 근처 수역의 수주 또는 해저 생태계에 대해 검출 가능한 생태독성 영향을 보이지 않는다는 합의에 도달하였다. 당사 SME에서는 MGPS를 ‘친환경 지정 수역’(즉, 해양 보호 구역, 산호초, 양식 종(어류 및 굴 포함) 분야) 내에서 운항하는 선박 소유주에게 탁월하고 환경 영향이 낮은 솔루션으로 제공한다.
에너지 효율성 및 이와 관련된 배출 감축
MGPS는 종종 과소평가되지만, 선박 효율성에 분명히 환경적으로 중요한 영향을 미친다. 생물 부착이 쌓이면 선체가 물속을 통과할 때 유체역학적으로 더 큰 저항을 받게 되어 '더러운' 또는 '거친' 상태를 초래하며, 해수 흡입구 및 스트레이너에도 부착이 증가해 시스템 압력이 높아지고, 이로 인해 엔진의 연료 소비량이 증가한다. IMO는 중간 정도로 오염된 선체의 경우 성능이 10~20% 저하될 수 있다고 제시하며, 이는 CO₂, SOₓ, NOₓ 및 미세입자 배출량에도 동일한 비율로 영향을 미친다.
고성능 방오 탈착 코팅과 함께 사용할 경우, 이러한 시스템은 건조 도크 입항 기간 동안 선박별 부착 수준을 사실상 제로로 유지할 수 있어, 항해당 연료 절감 및 온실가스 감축 효과가 검증되었다. 탄소세 또는 배출관리지역(ECA) 규정을 적용받는 경우, MGPS는 생태적 책임성과 경제적 효율성을 동시에 제공한다.
환경 기준 준수 및 인증
MGPS 시스템의 설계 및 제조는 ISO9001, ISO14001, ISO45001 인증을 획득하고 ANAB, IAF, UKAS에서 공인된 당사의 품질 관리 체계 내에서 수행됩니다. 당사 시스템은 해양 방 fouling에 관한 IMO 요구사항을 충족하며, 지역 환경 배출 요건도 만족합니다. SME는 실제로 MSDS, 이온 방출 데이터, EPA 및 EA 환경 위험 평가 보고서 등 포괄적인 문서를 제공하여 규제 준수를 지원하고 고객의 허가 신청을 돕습니다. 매년 500개 이상의 신규 프로젝트가 제조되며, 100명 이상의 기술 전문가 팀이 이를 뒷받침하여, 고객께서는 기술적으로나 환경적으로나 동등하게 효과적인 MGPS 시스템을 확실히 공급받게 됩니다.
결론: SME는 친환경 부식 및 부착 방지 솔루션을 제공합니다
해양 생물 부착 방지 시스템(MGPS)은 기존의 해수 내 일반 살생제 방출 방식에서 벗어나, 선택적·자동화된 제어 시스템과 친환경 솔루션으로 진화한 새로운 오염 관리 개념입니다. SME는 엔지니어링 분야의 최고 수준 실무 경험, 5,000제곱미터 규모의 생산 공장, 전 세계적인 기술 지원을 바탕으로 선박과 해양 환경을 동시에 보호하는 해양 솔루션을 제공합니다. 예를 들어, 당사 MGPS 제품은 프로젝트 서비스에 대해 12개월 보증 기간을 제공하므로, SME는 고객 프로젝트 성공을 장기적으로 지속 가능한 결과로 보장할 수 있습니다. 해양 생물 부착 방지 기술 및 그 친환경적 이점, 연료비 절감 효과, 자산 수명 연장에 대한 자세한 정보는 SME로 문의하시기 바랍니다. 저희는 선박과 바다를 동시에 보호하는 뛰어난 성능을 실현하려는 고객의 비전을 공유합니다.