• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권8호
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• pp.1010-1020
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• 2014

Ballast water effluent treated by an electrolytic method contains reactive chlorine species and disinfection by-products (DBPs). In this study, we conducted whole effluent toxicity (WET) testing and ecological risk assessment (ERA) to investigate its ecotoxicological effects on marine environment. WET testing was carried out for three marine pelagic organisms, i.e., diatom Skeletonema costatum, rotifer Brachionus plicatilis and fish Paralichthys olivaceus. The biological toxicity test revealed that S. costatum was the only organism that showed apparent toxicity to the effluent; it showed no observed effect concentration (NOEC), lowest observable effect concentration (LOEC) and effect concentration of 50% (EC50) values of 12.5%, 25.0% and 83.3%, respectively, at brackish water condition. In contrast, it showed insignificant toxicity at seawater condition. B. plicatilis and P. olivaceus also showed no toxicities to the effluent at the both salinity conditions. Meanwhile, chemical analysis revealed that the ballast water effluent contained total residual oxidants (TROs) below $0.03{\mu}g/L$ and a total of 20 DBPs including bromate, volatile halogenated organic compounds (VOCs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acids (HAAs) and chloropicrin. Based on ERA, the 20 DBPs were not considered to have persistency, bioaccumulation and toxicity (PBT) properties. Except monobromoacetic acid, the ratio of predicted environmental concentration (PEC) to predicted no effect concentration (PNEC) of the other 19 DBPs did not exceed 1. Thus, our results of WET testing and ERA indicated that the ballast water effluent treated by electrolysis and subsequently neutralization was considered to have no adverse impacts on marine environment.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2017년도 추계학술발표회
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• pp.236-236
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• 2017

Effluent treated by an NaDCC injection method in Ballast water management system (BWMS) contains reactive chlorine species and disinfection by-products (DBPs). In this study, we conducted whole effluent toxicity (WET) testing and ecological risk assessment (ERA) to investigate its ecotoxicological effects on marine environment. WET testing was carried out for four marine pelagic and freshwater organisms, i.e., diatom Skeletonema costatum, Navicula pellicuosa, chlorophyta Dunaliella tertiolecta, Pseudokirchneriella subcapitata, rotifer Brachionus plicatilis, Brachionus calyciflorus and fish Cyprinodon variegatus, Pimephales promelas. The biological toxicity test revealed that algae was the only biota that showed apparent toxicity to the effluent; it showed no observed effect concentration (NOEC), lowest observable effect concentration (LOEC) and effect concentration of 50% (EC50) values of 25-50%, 50-100% and >100%, respectively, at three water condition, but did not show any significant toxicities on other biota. Meanwhile, chemical analysis revealed that the BWMS effluent contained total residual oxidants (TROs) below $0.03{\mu}g/L$ and a total of 25 DBPs such as bromate, volatile halogenated organic compounds (VOCs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acids (HAAs), chloropicrin and Isocyanuric acid. Based on ERA, the 25 DBPs were not considered to have persistency, bioaccumulation and toxicity (PBT) properties. The ratio of predicted environmental concentration (PEC) to predicted no effect concentration (PNEC) of the other DBPs did not exceed 1 for General harbor environment. However, four substances (Isocyanuric acid, Tribromomethane, Chloropicrin and Monochloroacetic acid) were exceed 1 for Nearship environment. But observed toxicity in the test water on algal growth inhibition would be mitigated by normal dilution factor of 5 applied for nearship exposure. Thus, our results of WET testing and ERA showed that the BWMS effluent treated by NaDCC injection method would have no adverse impacts on marine environment.

• 한국항해항만학회지
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• 제35권9호
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• pp.741-747
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• 2011

Ecological toxicity testing of the whole-effluent from the ozone ballast water treatment system was conducted as specified in the quality assurance project plans (QAPP). The growth inhibition test with microalgae, acute aquatic toxicity test with the Rotifer reproduction, toxicity test (or population growth) with the Rotifer, survival and growth toxicity test with larval fish and sediment toxicity test with amphipod were carried out to evaluate ecological toxicity on the movile test barge.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권2호
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• pp.203-214
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• 2018

이염화이소시아뉼산나트륨(NaDCC) 주입 선박평형수처리설비(BWMS, ballast water treatment system)에 의해 처리된 배출수 내에는 브롬 및 염소계열의 활성물질과 소독부산물질(DBPs, disinfection by-products)들이 포함되어 있다. 본 연구에서는 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양환경에 미치는 생태위해성을 파악하기 위하여 생태독성시험(WET test, whole effluent toxicity test)과 생태위해성평가(ERA, ecological risk assessment)를 수행하였다. 배출수독성 시험종은 규조류(Skeletonema costatum, Navicula pelliculosa), 녹조류(Dunaliella tertiolecta, Pseudokirchneriella subcapitata), 로티퍼(Brachionus plicatilis, Brachionus calyciflorus) 및 어류(Cyprinodon variegatus, Pimephales promelas)로 8개의 해양 및 담수종을 이용하였다. 생태독성시험결과, 규조류 및 녹조류를 이용한 성장저해시험에서만 명확한 독성영향이 나타났으며 해수의 시험 조건에서 무영향농도(NOEC, no observed effect concentration), 최저영향농도(LOEC, lowest observable effect concentration) 및 반수영향농도(EC50, effect concentration of 50 %)는 각각 25.0 %, 50.0 % 및 > 100.0 %로 가장 민감한 영향을 나타냈다. 하지만 로티퍼 및 어류를 이용한 독성시험의 경우 모든 염분 구간에서 독성영향이 나타나지 않았다. 한편, 배출수에 대한 화학물질분석결과, bromate, isocyanuric acid, formaldehyde, chloropicrin과 trihalomethanes (THMs), halogenated acetonitriles (HANs), halogenated acetic acid (HAAs) 등 총 25개의 소독부산물질들이 검출되었다. ERA결과, 25개의 소독부산물질들 중, 지속성(P), 생물축척성(B) 및 생물독성(T)의 특성을 모두 보이는 물질은 없었다. 예측환경농도(PEC, predicted environmental concentration) / 예측무영향농도(PNEC, predicted no effect concentration) 비율은 일반적인 항구 환경에서는 모든 물질이 1.0을 초과하지 않았지만 선박 최 인접지역의 경우 Isocyanuric acid, Tribromomethane, Chloropicrin 및 Monochloroacetic acid가 1.0을 초과하여 위해성이 있을 것으로 나타났다. 하지만 실제 배출수를 이용한 생태독성시험결과의 NOEC (25.0 %)를 적용한 결과 NaDCC로 처리된 선박평형수가 해양에 배출되었을 때 선박 최 인접지역을 포함한 일반적인 항구 환경에 수용 불가한 생태위해성을 가지지 않는 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권4호
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• pp.281-291
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• 2012

MPUV와 Plasma를 사용하여 선박의 평형수를 처리하는 ARA Plasma BWTS가 개발되었으며, 이로부터 방류되는 배출수가 해양생태계 미치는 영향을 파악하기 위하여 Skeletonema costatum, Tigriopus japonicus 및 Paralichthys olivaceus를 이용하여 배출수독성시험과 생성된 화학물질에 대한 환경위해성을 평가하였다. 34 psu 배출수는 P. olivaceus에 대하여 미약한 만성 독성영향을 보였다($7d-LC_{50}{\Rightarrow}100.00%$ 배출수, $7d-LC_{25}{\Rightarrow}85.15%$ 배출수). 34 psu 배출수에서 Bromobenzene, chlorobenzene과 4-chlorotoluene이 해수의 배경농도보다 높게 검출되었다. MAMPEC을 이용한 Bromobenzene, chlorobenzene과 4-chlorotoluene의 PEC 산출결과는 각각 3.34E-03, 2.10E-03 및 1.73E-03 ${\mu}g\;L^{-1}$이었고, PNEC는 1.6, 0.5 및 1.9 ${\mu}g\;L^{-1}$였다. 세 화학물질의 PEC/PNEC 비율은 1을 초과하지 않았고, PBT 특성을 보이지 않았다. 따라서 WET test 결과와 환경위해성평가결과는 ARA Plasma BWTS에 의하여 처리된 해수가 해양생태계에 수용 불가한 영향을 미치지 않을 것임을 시사하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권2호
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• pp.88-101
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• 2013

외래종의 유입을 막기 위해 '선박평형수와 침전물의 제어와 관리를 위한 국제협약'이 2004년에 체결되었고 이에 따라 다양한 선박평형수 관리장치가 개발되고 있다. 본 연구에서는 전기분해를 이용하여 선박평형수 내 해양생물 제거를 위한 장치로 개발된 AquaStar$^{TM}$ BWMS가 해양생태계에 미치는 영향을 파악하기 위하여 1차 생산자로서 규조류 Skeletonema costatum, 1차 소비자로서 윤충류 Brachionus plicatilis 및 포식자로서 어류(넙치) Paralichtys olivaceus를 이용하여 AquaStar$^{TM}$ BWMS의 배출수독성시험과 생성된 화학물질에 대한 환경위해성 평가를 수행하였다. 배출수독성시험결과 가장 민감한 생물은 S. costatum이었고 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 25.00%, LOEC 50.00% 및 72hr-$EC_{50}$이 69.97%였다. B. plicatilis와 P. olivaceus는 염분 20 psu 배출수에 노출되었을 때 NOEC 및 LOEC가 각각 50.00 및 100.00%였다. AquaStarTM BWMS에서 생성된 물질은 총 18개로, bromate, 7개의 volatile halogenated organic compounds, 7개의 halogenated acetic acids, 3개의 halogenated acetonitriles 및 chloropicrin이었다. 생성된 물질들의 지속성과 생물축적성을 보이는 화학물질은 없었으나, 물질의 생태독성을 평가하기에는 불확실성이 높았다. 그러나 MAMPEC 모델을 이용하여 생성된 18개 물질의 PEC는 $4.58{\times}10^{-4}{\sim}4.87{\mu}g\;L^{-1}$였고, PNEC는 $0.016{\sim}320.00{\mu}g\;L^{-1}$였으며, 18개 화확물질의 PEC/PNEC 비율은 1을 초과하지 않았다. 따라서 환경위해성평가결과는 AquaStar$^{TM}$ BWMS에 의하여 처리된 해수가 해양생태계에 수용 불가한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 또한 전기분해를 이용하는 BWMS의 배출수에 대한 S. costatum의 $EC_{50}$은 초기 TRO농도, HAAs의 농도 및 종류수와 양의 상관관계가 있었다.