해양폐기물

해양폐기물 중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 플라스틱 폐기물이다. 이는 페트병, 비닐봉지, 식품 포장재, 어망 및 어구 등 다양한 형태로 해양에 유입된다. 육상에서 강이나 하수를 통해 유출되거나, 해상에서 어선이나 화물선 등 선박에서 의도치 않게 또는 불법으로 버려지는 경우가 주요 발생 경로이다.

플라스틱은 자연 환경에서 분해되기까지 수백 년이 걸리는 내구성을 지녀, 한번 해양에 유입되면 장기간 잔존하며 문제를 일으킨다. 큰 조각의 플라스틱은 바다거북, 해양 포유류, 바다새 등이 먹이로 오인하여 섭취하게 되어 소화관 폐색이나 영양 실조를 초래하며, 유영 중에 얽히는 경우도 빈번하다. 이는 개체의 사망으로 이어져 해양 생물 다양성에 직접적인 위협이 된다.

시간이 지남에 따라 태양광과 파도의 작용, 물리적 마모로 인해 플라스틱은 점차 작게 부서져 미세플라스틱이 된다. 이 미세플라스틱은 해수에 널리 확산되어 플랑크톤부터 시작하는 해양 생태계의 먹이사슬 전반에 축적될 수 있다. 최종적으로 이 먹이사슬을 통해 인간의 식탁에도 오를 수 있어 잠재적인 건강 위험 요인으로 지목된다.

해양 플라스틱 폐기물 문제는 국경을 초월한 전 지구적 문제이므로, 국제연합(UN)을 비롯한 국제기구와 각국 정부는 마르폴협약 부속서를 통한 선박 기원 폐기물 규제, 런던협약 및 런던의정서를 통한 해양 투기 금지 등의 국제 규제를 시행하고 있다. 또한 생분해성 플라스틱 개발, 해양 쓰레기 수거 기술 발전, 해양 보호구역 지정 등 다양한 차원의 대응이 이루어지고 있다.

유출 기름은 선박의 사고나 불법 배출, 해상 시설의 누출, 육상에서의 유입 등 다양한 경로를 통해 해양환경으로 흘러들어가는 석유 및 석유 제품을 의미한다. 이는 해양폐기물 중에서도 특히 급격하고 광범위한 환경 재해를 일으키는 대표적인 유형이다. 주요 발생 원인으로는 유조선 충돌이나 좌초와 같은 대형 해양 사고, 선박 운항 중 발생하는 기계적 고장, 그리고 의도적인 불법 배출 등이 있다. 또한 육상의 정유공장이나 저유소에서의 사고, 하천을 통한 유류 유입도 해양 오염의 원인이 된다.

유출된 기름은 해수면에 얇은 막을 형성하여 해양 생태계에 심각한 영향을 미친다. 기름막은 햇빛을 차단해 식물성 플랑크톤의 광합성을 방해하고, 해수의 산소 교환을 저해한다. 또한 기름에 직접 노출된 해조류, 어류, 해양 포유류 및 조류는 호흡기와 소화기 계통이 손상되어 대량 폐사에 이르기도 한다. 특히 새들의 깃털이 기름으로 오염되면 보온 기능과 부력이 떨어져 저체온증이나 익사로 이어질 수 있다.

이러한 유출 기름 오염 사고에 대응하기 위한 국제적인 규제의 핵심은 마르폴협약이다. 이 협약은 선박으로부터의 오염 방지를 위한 국제적 기준을 정하고 있으며, 국제해사기구(IMO)가 이행을 감독한다. 협약은 선박의 설계와 건조 기준, 오염 물질의 배출 제한, 사고 발생 시 신속한 보고 및 대응 체계 등을 포함한다. 또한 유엔환경계획(UNEP)을 비롯한 여러 기구들이 지역 해역의 기름 오염 방지를 위한 협력 체계를 구축하고 있다.

유출 기름의 정화 작업은 유형과 조건에 따라 기계적 수거, 화학적 분산제 살포, 생물학적 정화법 등 다양한 방법으로 진행된다. 그러나 한번 발생한 대규모 유출 사고의 환경적 영향은 수십 년에 걸쳐 지속될 수 있어, 사후 정화보다는 철저한 예방 관리가 가장 중요하다고 평가받는다. 이를 위해 선박의 안전 운항 관리 강화, 이중선체 구조 의무화, 위성 등을 이용한 불법 배출 감시 체계 구축 등의 노력이 지속되고 있다.

어망 등 어업 폐기물은 어구가 해양에 버려지거나 유실되어 발생하는 해양폐기물의 한 유형이다. 이는 주로 그물, 낚싯줄, 통발, 부표 등 다양한 어업 장비로 구성되며, 유령어업의 주요 원인이 된다. 유실된 어구는 해류를 타고 장기간 해양을 떠다니며 생태계에 지속적인 위협을 가한다.

이러한 폐기물은 해양 생물에게 직접적인 물리적 피해를 입힌다. 고래, 바다거북, 바다새, 물개 등이 그물에 걸려 죽거나 다치는 혼획 사례가 빈번히 발생한다. 또한, 버려진 어망은 산호초를 덮어 손상시키거나 해저 환경을 훼손하여 서식지를 파괴한다. 플라스틱으로 만들어진 현대 어구는 자연 분해되기까지 수백 년이 걸리므로 문제가 장기화된다.

어구 폐기물의 발생 원인은 다양하다. 악천후로 인한 유실, 고의적 투기, 장비의 노후화, 그리고 불법 저인망 어업 등이 주요 원인으로 꼽힌다. 특히 원양어업 지역에서의 유실이 큰 비중을 차지한다. 이를 줄이기 위한 국제적 노력으로는 마르폴협약 부속서 V를 통한 해상 투기 규제와 함께, 국제해사기구의 지침이 있다. 또한, 유엔환경계획을 비롯한 기구들은 지속가능한 어업을 촉진하고 폐어구 수거 프로그램을 지원하고 있다.

산업 폐수 및 화학 물질은 공장이나 산업 시설에서 배출되는 액체 폐기물과 유해 물질을 포함하는 해양폐기물의 한 종류이다. 이는 주로 하수 배출구나 강을 통해 간접적으로 바다로 유입되는 육상 기원 폐기물에 해당한다. 산업 폐수에는 각종 중금속 (예: 수은, 납, 카드뮴), 유기 화합물, 영양염류 등이 포함될 수 있으며, 이들은 해양 환경에 장기간 잔류하여 누적되는 특성을 보인다. 특히 화학 공장이나 제철소, 제조업 시설에서 발생하는 폐기는 심각한 오염원으로 작용한다.

이러한 물질들은 해양 생태계에 직접적인 독성을 나타내며, 생물농축 현상을 통해 먹이사슬을 따라 상위 포식자에게까지 위험 물질이 전달될 수 있다. 예를 들어, 공장에서 무단 방류된 중금속은 플랑크톤에 흡수된 후 이를 먹는 작은 물고기, 그리고 그 물고기를 먹는 큰 물고기나 해양 포유류의 체내에 점점 더 높은 농도로 축적된다. 이는 결국 해당 생물의 생식 기능 장애, 기형 발생, 면역 체계 약화 등을 초래하며, 궁극적으로는 해양 생물 다양성의 감소로 이어진다.

국제적으로는 런던협약과 그 개정판인 런던의정서가 해양 투기로 인한 폐기물, 특히 산업 폐기물의 처리를 규제하는 주요 골자이다. 또한 선박으로부터의 오염물질 배출을 통제하는 마르폴협약과 이를 관리하는 국제해사기구(IMO)의 규정도 해상에서의 화학 물질 유출을 방지하기 위한 틀을 제공한다. 각국은 이러한 국제 협약을 기반으로 자국의 산업 폐수 배출 기준을 설정하고 감시하며, 수질 오염을 방지하기 위한 정책을 시행하고 있다.

일반 생활 쓰레기는 육상에서 발생하여 강이나 하수구를 통해 바다로 유입되거나, 해안가와 해상 레저 활동 중에 직접 버려지는 다양한 폐기물을 의미한다. 이는 주로 플라스틱 병, 비닐봉지, 음료수 캔, 담배꽁초, 식품 포장재, 종이류 등 일상생활에서 배출되는 물품들로 구성된다. 특히 폭풍우나 불법 투기로 인해 하천이나 하수 처리 시설을 우회하여 해양으로 직접 흘러 들어가는 경우가 많다.

이러한 쓰레기들은 해류와 바람을 타고 먼 거리를 이동하며, 특히 플라스틱류는 자연적으로 분해되지 않고 수백 년 동안 해양 환경에 잔존한다. 이로 인해 해안과 갯벌을 더럽히고, 선박의 운항에 장애를 주며, 관광 산업에 직접적인 경제적 손실을 초래한다. 또한, 해양 생물들이 먹이로 오인하여 섭취하거나, 몸에 감겨 상해를 입거나 사망에 이르게 하는 주요 원인이 된다.

일반 생활 쓰레기의 해양 유입을 줄이기 위해서는 쓰레기 무단 투기를 근절하고, 재활용 시스템을 효율화하며, 공공 하수 처리 시설의 관리 강화가 필요하다. 또한, 해변 정화 활동과 같은 지역 사회의 참여와 함께, 일회용품 사용을 줄이는 소비자 인식 개선이 중요한 감축 방안으로 꼽힌다.

해양폐기물은 해양 생태계에 직접적이고 심각한 피해를 끼친다. 플라스틱 폐기물은 해양 생물에게 가장 큰 위협 중 하나로, 바다거북이나 돌고래, 바다새 등이 플라스틱 봉투나 낚시줄을 먹이로 오인해 섭취하거나 몸에 휘감겨 질식하거나 활동에 지장을 받아 죽음에 이르는 경우가 빈번하다. 유출 기름은 해수면을 덮어 해조류와 플랑크톤의 광합성을 방해하고, 어류와 패류의 아가미를 막아 호흡을 어렵게 하며, 해양 포유류와 조류의 털이나 깃털을 오염시켜 보온 기능을 상실하게 만든다.

어망 등 어업 폐기물은 유령어업을 일으켜 오랜 기간 해양 생물을 무차별적으로 포획한다. 버려진 그물이나 통발에 걸린 생물들은 스스로 벗어나지 못해 굶주리거나 상처를 입는다. 또한 산호초나 해저 지형을 훼손하여 다양한 해양 생물의 서식지를 파괴한다. 중금속이나 화학 물질과 같은 유해 물질은 생물농축을 통해 먹이사슬을 따라 상위 포식자에게 집중되어 생물의 생식 기능 장애, 기형 출산, 면역 체계 약화 등을 초래한다.

이러한 피해는 단일 종에 그치지 않고 전체 생태계의 균형을 무너뜨린다. 주요 포식자나 핵심 종의 개체 수 감소는 먹이사슬의 하위 단계 생물의 과잉 번식을 유발할 수 있으며, 이는 다시 서식지와 생태계 구조를 변화시킨다. 결국 해양 생물 다양성이 감소하고 생태계의 회복력이 약화되어 기후 변화나 다른 환경 스트레스에 더 취약해지는 악순환이 반복된다.

미세플라스틱 문제는 해양폐기물 중 플라스틱 폐기물이 물리적, 화학적 작용에 의해 5mm 미만의 크기로 잘게 부서지면서 발생하는 심각한 환경 문제이다. 이들은 크기가 매우 작아 해류를 타고 널리 퍼지며, 해양 생물이 먹이로 오인하여 섭취하기 쉽다. 일단 섭취되면 소화기관에 축적되어 영양 흡수를 방해하거나 내부 장기를 손상시킬 수 있으며, 이를 먹은 작은 생물을 큰 생물이 포식함으로써 생물농축이 일어나 먹이사슬을 따라 오염이 확대된다.

미세플라스틱은 크기에 따라 1차 미세플라스틱과 2차 미세플라틱으로 구분된다. 1차 미세플라스틱은 처음부터 작은 크기로 제조된 플라스틱 알갱이로, 화장품이나 치약에 들어가는 미세비드나 산업용 연마제 등이 대표적이다. 2차 미세플라스틱은 페트병이나 비닐봉지 같은 대형 플라스틱 폐기물이 자외선과 파도의 작용으로 오랜 시간에 걸쳐 부서져 생성된다. 해양에서 발견되는 미세플라스틱의 대부분은 이 2차 미세플라스틱에 해당한다.

이러한 미세플라스틱은 표면에 중금속이나 잔류성유기오염물질(POPs) 같은 유해 화학 물질을 흡착하기 쉽다는 점에서 추가적인 위험을 초래한다. 해양 생물이 미세플라스틱과 함께 이러한 유해 물질을 섭취하면 체내에 독성 물질이 전이될 수 있다. 최근 연구에서는 어류나 패류 등 인간이 섭취하는 해산물에서 미세플라스틱이 검출되고 있어, 궁극적으로는 인간 건강에 대한 잠재적 위협으로도 주목받고 있다.

미세플라스틱 문제의 근본적 해결을 위해서는 대형 플라스틱 폐기물이 해양에 유입되는 것을 차단하는 것이 가장 중요하다. 이를 위해 재활용 체계 강화와 일회용품 사용 감축, 그리고 생분해성 소재 개발 등의 노력이 필요하다. 또한, 세척 과정에서 유출되는 1차 미세플라스틱을 규제하기 위한 국제적 논의도 활발히 진행되고 있다.

해양폐기물은 발생 지역에 머물지 않고 해류와 바람을 타고 넓은 범위로 확산된다는 특징을 가진다. 특히 가벼운 플라스틱 폐기물은 표층 해류를 따라 장거리를 이동하며, 이 과정에서 태평양 등 주요 해양에 거대한 쓰레기 집적지, 즉 쓰레기 섬을 형성한다. 이러한 확산은 폐기물이 특정 국가의 책임 범위를 넘어서 전 지구적 문제가 됨을 의미한다.

확산 경로는 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 하천을 통해 유입된 육상 기원 폐기물이 연안을 따라 이동하는 것이고, 다른 하나는 선박에서 불법 투기되거나 사고로 유출된 해상 기원 폐기물이 직접 공해상으로 퍼져 나가는 것이다. 어구 폐기물이나 유류 유출 사고의 경우, 사고 지점을 중심으로 빠르게 오염이 확대된다.

해양폐기물의 확산은 단순한 공간적 이동을 넘어, 미세플라스틱과 같은 2차 오염 물질을 생성하며 문제를 심화시킨다. 큰 플라스틱 파편이 파도와 자외선에 의해 부서져 생성된 미세플라스틱은 해수에 고르게 섞여 해양 생태계 전반에 침투하며, 해양 오염의 규모와 복잡성을 증가시킨다.

이러한 초국경적 특성 때문에 해양폐기물 문제 해결에는 국제 협력이 필수적이다. 런던협약과 런던의정서, 마르폴협약과 같은 국제 규제는 해양 투기를 통제하고, 국제해사기구를 중심으로 한 모니터링과 기술 협력은 오염 확산을 추적하고 방지하는 데 기여한다.

해양폐기물을 효과적으로 처리하기 위한 수거 기술은 크게 해상 수거와 해안가 수거로 나뉜다. 해상 수거에는 특수한 그물이나 컨베이어 벨트를 장착한 수거선이 널리 사용되며, 일부 프로젝트에서는 대형 부유 장벽을 이용해 쓰레기를 모으는 방법도 시도된다. 해안가 수거는 주로 인력에 의한 수작업이 이루어지지만, 해변 청소용 특수 차량이나 드론을 활용한 모니터링으로 효율성을 높이는 경우도 있다. 수거된 폐기물은 종류에 따라 선별 과정을 거친다.

재활용 가능한 자원, 특히 플라스틱 폐기물의 재활용은 중요한 처리 방안이다. 수거된 플라스틱은 세척, 분쇄, 용융 과정을 거쳐 재생 원료나 새로운 제품으로 만들어질 수 있다. 예를 들어, PET 병은 의류 소재나 신발로 재탄생하기도 한다. 그러나 해양환경에 장기간 노출된 플라스틱은 품질이 열화되기 때문에 재활용에 기술적 한계가 존재한다. 이에 따라 최근에는 수거된 플라스틱을 고체 연료로 전환하거나 열분해 기술을 통해 화학 원료로 재활용하는 연구가 진행 중이다.

어망 등 어구 폐기물의 재활용도 주목받고 있다. 버려진 그물은 재생 나일론 원료로, 부표는 재생 플라스틱으로 변환될 수 있다. 또한, 해양 쓰레기 수거와 재활용 과정의 효율성을 높이기 위해 인공지능과 컴퓨터 비전 기술을 활용한 자동 선별 시스템, 위성 및 원격 감시 기술을 통한 쓰레기 밀집 지역 추적 등 다양한 첨단 기술의 도입이 확대되고 있다.

생분해성 소재 개발은 해양으로 유입되는 플라스틱 폐기물을 근본적으로 줄이기 위한 접근법이다. 기존의 석유 기반 플라스틱은 자연환경에서 수백 년 동안 분해되지 않아 해양 오염의 주범이 되어 왔다. 이에 따라 바다에서 비교적 빠르게 무해한 물질로 분해되는 대체 소재를 연구하고 상용화하는 노력이 전 세계적으로 진행되고 있다.

주요 개발 방향은 천연 고분자를 활용한 생분해성 플라스틱과 미생물에 의해 분해되는 생물 기반 플라스틱이다. 녹말이나 셀룰로오스 같은 식물성 원료에서 추출한 소재, 또는 폴리락트산(PLA)과 같은 생분해성 폴리머가 대표적이다. 이러한 소재는 특정 조건(예: 퇴비화 시설의 고온 다습 환경)에서는 효과적으로 분해되지만, 실제 해양환경의 낮은 온도와 변동적인 조건에서는 분해 속도가 크게 달라질 수 있다는 한계도 지닌다.

따라서 최근 연구는 해수에서도 안정적으로 분해 성능을 발휘하는 소재 개발에 집중되고 있다. 해양 생분해성 플라스틱은 미생물의 효소 작용에 의해 이산화탄소, 물, 바이오매스 등으로 최종 분해되도록 설계된다. 특히 어업용 어망이나 낚시 도구 등 해양 쓰레기에서 큰 비중을 차지하는 어구 폐기물에 적용할 수 있는 생분해성 소재 개발이 활발히 이루어지고 있다.

이러한 기술 개발과 함께 표준화와 인증 제도 마련이 중요 과제로 부상했다. 제품이 '생분해성'이라고 표기되더라도 실제 해양에서의 분해 조건과 기간을 명확히 규정하지 않으면 녹색세탁(greenwashing)으로 이어질 수 있기 때문이다. 국제적으로는 해양 생분해성에 대한 시험 방법과 기준을 마련하기 위한 논의가 국제표준화기구(ISO) 등을 중심으로 진행되고 있다.

해양폐기물 문제는 국경을 초월하는 특성을 지녀 국제 협력이 필수적이다. 이에 따라 다양한 다자간 협의체와 프로젝트가 운영되고 있다. 유엔환경계획(UNEP)은 해양 쓰레기 및 미세플라스틱에 관한 글로벌 파트너십(GPML)을 주도하여 데이터 공유와 정책 개발을 촉진한다. 또한 유엔 해양법 협약(UNCLOS)은 국가들에게 해양환경 보호 의무를 부과하는 기본 법적 틀을 제공한다.

지역 차원에서는 북동대서양 환경보호 협약(OSPAR)이나 지중해 오염방지 협약(바르셀로나 협약)과 같은 지역 해양 협약들이 특정 해역의 폐기물 관리와 모니터링을 위한 체계를 구축해 왔다. 아시아 태평양 경제협력체(APEC)와 동아시아 해양환경 관리 파트너십(PEMSEA)은 아시아 태평양 지역에서 해양 쓰레기 감축을 위한 실천적 협력을 추진한다.

구체적인 청소 프로젝트로는 오션 클린업(The Ocean Cleanup)과 같은 민간 주도 기술 개발 프로젝트가 주목받는다. 이 프로젝트는 부유 장벽을 이용해 해양 플라스틱을 수거하는 기술을 개발하고 실증하고 있다. 한편, 국제연합(UN)은 지속가능발전목표(SDGs) 중 목표 14(해양 생태계 보존)를 통해 해양폐기물 문제 해결을 국제적 의제로 공고히 했다.

이러한 국제 협력 프로젝트들은 정보 교환, 모범 사례 공유, 공동 모니터링, 기술 이전 및 재정 지원을 핵심 요소로 삼고 있다. 효과적인 해양폐기물 관리를 위해서는 개발도상국의 역량 강화 지원과 함께, 국제해사기구, 식량농업기구(FAO) 등 관련 국제기구 간의 협력이 지속적으로 강화되어야 한다.