유조선이 화물유 탱크 내 유류를 적재한 채 국내 연안 해저면에 침몰하는 경우 화물유 탱크 내 적재유가 유출되어 대형 오염사고로 연결될 가능성이 있으므로 화물유 탱크 내 적재유는 신속하고 안전하게 제거 되어야만 한다. 심해 수중작업 특성상 이러한 잔존유 회수작업 완료 후 화물유 탱크 내 잔존유 제거상태의 직접적 확인은 매우 곤란하므로 회수작업 종료 기준 및 절차는 매우 중요하다. 이에 따라, 국내에서 실제 이루어 진 제1유일호 및 제3오성호, 경신호 잔존유 작업사례에 적용된 회수방법에 따른 종료절차를 비교분석하여, 향후 국내 연안에 침몰되는 유조선 잔존유 회수작업에 적용 가능한 합리적 표준 작업종료 절차를 제시하였다.
선박 침몰사고 중 유조선이 침몰한 경우에는 일반적으로 대형 유류오염사고를 예방하기 위해 잔존유를 회수해야만 한다. 그러나 수중작업의 특성상 이러한 잔존유 회수작업 완료 후 육안으로 완료 상태를 확인하기 곤란하므로 합리적인 회수작업 종료절차 수립이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내에서 실제 이루어 진 두 차례의 잔존유 회수작업 사례(제1유일호 및 제3오성호, 경신호)의 서로 다른 회수방법에 따른 작업종료 절차의 상호 비교분석을 통해 합리적 작업종료 절차를 제안하였다. 구체적으로 과거 적용된 방법 및 기술을 조사하여, 작업의 신속성, 안전성, 경제성 등 다양한 각도에서 상호 비교분석을 하였다. 본 연구에서 제안한 잔존유 회수작업 종료절차는 화물유 탱크별 잔존유 회수 및 세척작업 진행 중 독립검정사가 만족할만한 수준에서 화물유 탱크별 선체 최상단부분의 잔존유 유무를 막대로 확인하고, 선체 최상단부 또는 해치를 개방하는 순서로 단계별로 구분되어 진행된다. 또한, 각 단계별 진행과정은 발주자, 작업수행자, 독립검정사 상호간 협의에 따라 탄력적 적용이 가능토록 설계되었다.
각종 해양사고로 인해 유조선, 대형 여객선 및 화물선 등이 해저에 침몰하는 경우 선적된 화물유 또는 연료유는 해양환경에 대한 직접적 위험요소로서 안전하고 신속한 제거가 요구된다. 침몰선 잔존유 회수작업에서는 국내외 구난업체가 현장여건을 반영하여 다양한 방법 및 기술을 활용하고 있으나 작업과정 전반에 대한 합리적인 평가모듈에 대한 연구는 현재까지 비교적 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 잔존유 회수작업 평가모듈 설계를 목적으로 상이한 작업환경에서 수행된 작업사례들의 자료를 조사하여 작업과정 단계를 사전준비, 작업실행, 작업완료 단계로 구분한 후 세부공정별 핵심요인을 도출하였다. 이후 이 핵심요인들을 평가할 수 있는 평가지표들을 구성하는 방식으로 평가모듈을 설계하였다. 평가에서 특정인의 주관적 의견을 최대한 배제하기 위해 최대한 계량적으로 평가할 수 있는 데이터 지표들로 평가항목을 구성하였으며, 잔존유 회수작업 사례에 적용하여 결과를 분석하고 그 유용성을 일부 검증하였다. 본 연구를 통해 도출된 침몰선 잔존유 회수작업 방법 및 기술 평가모듈을 각 회수작업의 사전 또는 사후 적정성을 검증하는데 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 과거 또는 미래의 여러 작업사례 평가데이터 축척 및 피드백이 지속적으로 이루어진다면 잔존유 회수작업 전반에 대한 안전성, 효율성, 현장적용성 제고에 기여할 수 있을 것이라 기대한다.
본 연구에서는 다양한 침몰선박 잔존유회수 방법 중에서 안전성과 경제성을 바탕으로 우리나라 해역특성에 적합한 무인 원격회수방법을 선정하였다. 이와 함께 우리나라 전 연안에서 회수작업을 실행할 수 있는 작업 수심 200m급 잔존유 무인회수시스템(Remotely Operated Recovery System)의 요구사양을 선정하고 회수장비에 대한 기본설계를 수행하였다.
냉통고기풀 또는 수산연제품 등의 수산가공품 제조시 수세공정에 의해 폐액 중으로 많은 수용성 단백질과 지질성분이 유출되고 있는데, 이로 인하여 폐수의 BOD 및 COD값이 상승되어 해양의 오염과 연안의 적조현상을 일으키는 원인이 되고 있다. 따 라서, 본 연구에서는 해양오염 방지 빛 미이용 자원 의 개발이라는 두 측면에서 수세폐액 중에 함유되어 있는 수용성 단백질을 등전점 pH이동침전법에 의해 최적으로 회수하는 조건을 규명하였고, 아울러 그 회수단백질의 이용가능성 타진을 위해 기초척인 성 분 분석도 행하였다. $\circled1$ 수세폐액 중의 수용성 단백질을 회수하기 위한 방법으로서 여러 가지 등전점 응집법 중 산이통법이 효율적이었다. 즉 수세폐액을 먼저 pH 2.5~3.0으 로 낮춘 후 pH 6.5~7.5로 재조절하여 원심분리한 것이 높은 단백질 회수율을 나타내였다. 한편, 폐액 내 잔존지방은 산이통 처리후 대부분 부유하여서 그 상충수를 따라 부어내어 유분리기로 쉽게 수거가능 하므로 본 처리 장치로써 잔존단백질과 지방을 동시 회수할 수가 있다. $\circled2$ 최척처리조건에서 회수한 단백질구분의 수분과 단백 질 함량은 80.6 및 14.4 % 였다. 한편, 회수단백 질구분의 VBN함량은 9.6mgj100g로서 선도가 양 호하였으며, 구성아미노산 중 lysine 등 필수아미노 산이 여전히 많은 비율로 존재해 있어 영향학적으로 도 손색이 없었다. 이상의 결과로 미루어 보아 냉통고기풀이나 어묵 의 제조공정 중에 나오는 수세폐액으로부터 수용성 단백질 벚 유지를 통전점침전법의 한 변형인 산이통 법으로 간단히 재회수할 수 있음을 얄 수 있었다. 그래서 이들 성분의 재회수로 수산가공공장폐액에 의 한 하천의 오염을 근본적으로 막을 수 있음은 물론 이고 수산가콩폐기물의 완전 식량화의 가능성도 찾 아볼 수 있게 되었다고 판단되어진다.
냉동고기풀 제조공정중 나오는 수세폐액내 잔존지방을 등전점이동응집처리법으로 효율적으로 회수한 뒤, 적절히 정제하여 식품가공소재로서의 이용가능성 타진을 시도하였다. 1. 등전점이동응집처리에 의한 수세폐액내 지방의 회수율은 처리 원료 육내 지방함량 기준으로 $33.6\%$정도이었고, 회수과정중에 다소 지방산화가 진행되었으나 이후의 정제 공정으로 그 산화생성물을 거의 제거할 수 있었다. 2. 회수 정제한 지방의 조성은 모노엔산 $34.0\%$, 폴리엔산 $32.4\%$ 및 포화산 $33.6\%$의 비율이었으며, 주요구성지방산은 $C_{16:0},\;C_{18:0},\;C_{16:1},\;C_{20:5}$ 및 $C_{22:6}$ 등이었다. 3. 마요네즈제조시 회수 정제한 기름을 주원료인 대두유에 대해 부분적으로 대체 첨가해 본 결과, 점도, 색조 및 유화안정성면에서 일부 미약하게 느껴지는 어취만 보완한다면 $30\%$까지 대체 첨가가 가능하리라 생각된다. 이상의 결과로 미루어 고등어육 고기풀제조시 필연적으로 나오는 수세액에 대해 등전점이동응집처리를 행하여 잔존유지를 회수하여 정제함으로써 마요네즈 제조용 원료유지의 대체원으로서 충분히 이용가능함을 알 수 있었다
시판(市販) 식용대두유(食用大豆油)에 항산화제(抗酸化劑) BHA, BHT, PG를 200 ppm씩 첨가(添加)하여 $150{\pm}2^{\circ}C$에서 30분간(分間) 가열(加熱)한 후 23.5시간(時間) 방냉(放冷)하는 조작(操作)을 6회(回) 반복(反復)하였다. 그리고 이 반복과정(反復過程)에 따르는 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)의 변화(變化)와 기질(基質)의 일부(一部) 물리적(物理的), 화학적성질(化學的性質)의 변화(變化)를 조사(調査)하였다. 그 결과(結果)는 아래와 같다. 1. 반복가열조작(反復加熱操作)의 회수(回數)에 따르는 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)은 2회(回 )의 경우 BHA 60.5%, BHT 55.7%, PG 40.5%로써 PG는 초기농도(初期濃度)의 1/2이상(以上)이 손실(損失)되었다. 한편, 6회(回)의 경우, BHA 5.7%, BHT 3.0%, PG 1.8%로써 첨가(添加)된 항산화제(抗酸化劑)의 거의 전부(全部)가 손실(損失)되었다. 2. 반복가열조작(反復加熱操作)에 따르는 control을 포함하는 모든 기질(基質)의 굴절율(屈折率), 점도(粘度)의 변화(變化)는 초기(初期)에는 그 증가(增加)가 원만했으나 4회이후(回以後)에는 모두 급격(急激)히 증가(增加)했다. 한편 color index는 초기(初期)에는 급격(急激)히 증가(增加)했으나 2회이후(回以後)에 는 그 증가속도(增加速度)는 상당(相當)히 감소(減少)되었다. 3. 또한 항산화제(抗酸化劑)의 잔존율(殘存率)이 감소(減少)함에 따라 기질(基質)에 대한 각항산화제(各抗酸化劑)의 산패억제작용(酸敗抑制作用)도 급격(急激)히 저하(低下)되었다. 즉, 6회(回) 반복가열(反復加熱)후에는 각항산화제(各抗酸化劑)가 첨가(添加)되었든 기질(基質)들의 과산화물가(過酸化物價), TBA가(價), 산가(酸價)는 control의 그것과 별차(差)가 없었다.
Bacillus subtilis HP-4의 ${\beta}-galactosidase$를 추출, 정제하여 효소의 고정화조건 및 고정화 효소의 특성을 조사하였다. B. subtilis를 배양하여 얻은 조효소액을 acetone분획 DEAE-cellulose에 의한 ion exchange chromatography, Sephadex G-100에 의한 gel filtration과정을 통하여 정제하였던 바 약 68% 정제되었으며, 이때의 회수율은 19.9%이었다. 본 효소의 최적 고정화조건은 2%(w/v)의 sodium alginate농도, 15%(v/v)의 효소농도, 그리고 2%,(w/v)의 $CaCl_2$ 농도에서 2시간 교반하였을 때 이었다. 고정화 효소의 최적온도와 pH값은 각각 $55^{\circ}C$와 6.5이었다. 고정화 효소의 활성은 Hg이온과 Cu이온에 의하여 저해되었으며, EDTA, 2-mercaptoethanol, KCN 등의 금속이온 그리고 보호제에 의한 영향은 없었다. 고정화 효소의 ONPG와 유당에 대한 $K_m$값과 $V_{max}$값은 각각 $1.82{\times}10^{-2}M$과 $2.94{\times}10^{-2}M$ 그리고 $3.57{\times}10^{-8}mole/min$과 $1.68{\times}10^{-7}mole/min$이었다. 고정화 효소를 $4^{\circ}C$에서 40일간 저장 후 잔존활성과 5회 재사용 후 잔존활성을 조사한 결과는 각각 95%와 81%이었으며, 탈지유(4.8% 유당)와 5% 유당용액에서 $50^{\circ}C$, 9시간 반응시켰을 때 유당분해율은 각각 51%와 43%이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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