• 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.

• Journal of Ship and Ocean Technology
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• 제3권3호
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• pp.1-12
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• 1999

Spectral fatigue damage calculations has been performed on four ships in order to assess the effect that the probabilistic modeling of sea states has on the estimated fatigue life. The damage estimation method is based on the Miner- Palmgren fatigue damage formulation and a spectral approach is used to determine the necessary variances of the stress processes. Both the horizontal and vertical hull girder bending induced stress process together with the local water pressure induced stress process is taken into account. The wave scatter diagrams are applied in the calculations and their fatigue severity is assessed by analyzing the results obtained with the ten scatter diagrams and the four ships. All four ships are analyzed both in full load and ballast conditions and while traveling at both full and reduced speed. It is found that the fatigue severity of a wave scatter diagram is dependent on several parameters, some of these being the extreme wave hight extrapolated from the scatter diagram and the mean zero up-crossing period in conjunction with the ship length . Based on these three parameters and expression is derived in order to calculate one single number describing the fatigue severity of a scatter diagram with respect to a certain ship.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권8호
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• pp.767-773
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• 2004

국제해사기구(International Maritime Organization ： IMO)에서는 선박에서 발생되는 오염물질 등에 대한 규제강화를 위하여 최근 새로운 해사환경협약의 채택 및 발효를 강력히 추진하고 있다. 우리나라는 국제해사기구의 A그룹 이사국으로서의 국제적인 위상과 해양환경 보호를 위하여 현재 발효되고 추진 중에 있는 협약들에 대한 연구와 대처를 효과적으로 하여야 한다. 이 논문은 해양관련 환경규제협약인 패기오염방지협약, 선박의 유해방오도료 사용규제협약, 밸러스트수 배출규제협약, 선박으로부터 오수에 의한 오염방지를 위한 협약 등의 주요 현안을 파악하고 분석하여 이에 따른 대응책을 제시하고자 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권4호
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• pp.301-311
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• 2017

Safety operational envelope (SOE) is the area which guarantees the safety of a submarine from the accident such as jamming and flooding. The maximum safe depth is set to prevent the damage to the hull from increasing water pressure with depth. A minimum safety depth is set to prevent a submarine from the exposure above the free surface and collision against surface ship. The prediction method for the SOE in the design phase is needed to operate the submarine safely. In this paper, the modeling and calculation methods of the SOE are introduced. Main ballast tank blowing modeling and propeller force modeling are conducted to simulate the accidents and the recovery process. The SOEs are established based on the crash stop and emergency rising maneuver simulation. From the simulation results, it can be known that the emergency rising maneuver is more effective recovery action than the crash stop.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.772-777
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• 2003

선박이 배출하는 안정수(ballast water)는 외부로부터 유해 생물들이 유입되어 전파해 오는 주요경로로써 해양환경의 매우 중요하고 위험한 일종의 하나이지만, 이에 대한 효과적인 처리방법은 아직까지도 개발되지 못하였다. 그러나 최근 강 전리방전을 이용하여 고 밀집 산소와 물분자를 고농도 수산자유기(OH: hydroxyl radical)로 전리, 활성입자를 발생시켜 신속히 확산시키면 넓은 범위에서 비교적 낮은 농도로 유해성 침입 생물을 잔류물 없이 저렴한 비용으로 살균제나 촉매제의 사용 없이 소멸시켜 처리하는 효과적인 새로운 녹색방법을 제안하였다. 또한, 수산기는 강 산화제로써(산화환원 전위는 2.80 eV), 적조생물을 신속, 효과적으로 사멸시켜 잔유물과 오염물 발생 없이 이상적으로 해양적조현상을 처리할 수 있는 활성물질이다. 고출력 강 전리장치를 활용하면 수산기 활성제의 발생 농도를 Sr104 이상으로 얻을 수 있으므로, 해양적조처리에 요구되는 문턱 값 농도(~l$\times$$10^{-6}$)를 충족시킬 수 있으며, 이 경우 적조생물 소멸처리시간은 불과 10 sec 내외이므로 선박 안정수 처리문제와 함께 적조발생의 난문제를 해양동력학적으로 동시에 해결할 수 있는 효과적인 기술이다. 실험결과로부터 시간당 1 k톤의 활성물질을 발생하는 수산기활성제 제조장치의 경우, 약 4$\times$$10^2$ $\textrm{km}^2$/h의 적조해면을 처리할 수 있으며, 그 비용은 약 US$l,000 정도에 상당하므로, 적조에 따른 경제손실과는 비교될 수 없는 저렴하고 효과적인 방법이다. 활성물질의 생성시간과 가공시간은 불과 수십 $\mu\textrm{s}$ 및 수 sec 에 불과하므로, 1 kton/h 용량의 수산기활성제 제조장치의 환산소비동력은 약 200 kW이고, 장치의 체적은 10~30 ㎥의 공간으로 충분하므로, 소형선박으로 상당면적의 적조피해를 효과적으로 해결할 수 있다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.221-237
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• 2006

각종 국제협약의 채결 및 개정안에 따라서, 특히 73/78 국제해양오염방지협약에 의하여 제정되고 개정되어 온 해양오염방지 협약과 같은 국내법들을 살펴보고 국제협약들의 주요 내용과 비교하였다. 그리고 현존의 국제협약 또는 새로운 국제협약의 새로운 내용 및 최근의 개정내용에 따라서 해양오염방지법과 같은 현행 국내법을 개정하거나 새로운 국내법을 제정하는 몇 가지 대안을 제시하였다. 73/78 국제해양오염방지협약의 부속서 6장을 최근에 대기환경보전법으로 수용하지 않고 해양오염방지법으로 수용하였다. 선박 밸러스트수 배출을 통한 외래유해생물종의 침입을 방지하고 국내 해양생태계와 연안환경을 보호하기 위하여 선박밸러스트수침전물관리협약을 해양오염방지법으로 수용하거나 새로운 법을 제정하여 수용하여야 한다. 선박의 유해한 방오시스템 통제를 위한 국제협약을 유해화학물질관리법으로 수용하기보다는 해양오염방지법으로 수용하여야 한다. 선상 잔유 유성혼합물의 빌지수를 함유한 해철유조선을 선진국에서 개발도상국이나 후진국으로 국가 간 이동하는 것을 방지하기 위하여 유해화학물질의 국가간 이동을 규제하고 금지하는 바젤협약올 해양오염방지법으로 수용함으로써 종국적으로는 세계의 해양환경보전에 기여하여야 한다.

• 선박안전
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• 통권34호
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• pp.18-32
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• 2013

최근 선저 부착 생물에 관한 문제가 환경오염으로 확대되고 그에 따른 여러 가지의 선체 방오 방법 중 특히 주석(Sn)의 화합물질의 화학반응으로 따개비 등의 오염 요소를 방지하는 기존 방법이 수은, 구리 등의 유독성 화합물에 의해 임포섹스 유발과 그에 따른 2차 오염 확산의 요인이 되어 2012년 7월부터는 유기주석화합물(TBT) 도료를 사용한 신규 선박은 규제되는 등 그 심각성이 대두하고 있다. TBT는 매우 미량의 농도에서도 다양한 생물학적 저해영향을 일으키는 것이 알려져 이를 대체하기 위한 여러 화학물질이 개발됐다. 본 논문에서는 이러한 추세에 따라서, 유독성 화합물의 독성을 벗어나 저 전류의 고주파 고전압 펄스 에너지를 이용한 새로운 환경조성을 통해서 부착성 패류의 선저 부착에 대한 특성을 연구하였으며, 특히 환경오염 및 해양오염에 영향이 적은 방오시스템을 개발하고자 하였다. 또한 본 연구에서 적용된 고전압 펄스 시스템을 이용하여 선체의 부식정도를 저감 가능한 시스템을 구현을 위한 기초 실험과 현재 이슈화 되고 있는 선박평형수의 살균장치에 적용하는 파생연구들을 통하여 해양오염방지 요소들을 겨냥하여 후속연구를 위한 토대를 마련하고자 하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.121-129
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• 2022

With the recent increase in international trade volume the trade volume through ships is also continuously increasing. The treatment of ballast water goes through the following five steps, samples are taken and analyzed at each step, and samples are obtained using a suction pump. These suction pumps have low efficiency and thus need to be improved. In this study, it is to optimize the form of the impeller which affects directly improvements of performance to determine the capacity of suction pump and to fulfill the purpose of this research. To do it, we have carried out parametric design as an input variable, geometric form for the impeller. By conducting the flow analysis for the optimum form, it has confirmed the value of improved results and achieved the purpose to study in this paper. It has selected the necessary parameter for optimizing the form of the pump impeller and analyzed the property using experiment design. And it can reduce the factor of parameter for local optimization from findings to analyze the property of form parameter. To perform MOGA(Multi-Objective Genetic Algorithm) it has generated response surface using parameters for local optimization and conducts the optimization using multi-objective genetic algorithm. with created experiment cases, it has performed the computational fluid dynamics with model applying the optimized impeller form and checked that the capacity of the pump was improved. It could verify the validity concerning the improvement of pump efficiency, via optimization of pump impeller form which is suggested in this study.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.1
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• pp.387-392
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• 2006

There have been several problems in treating shipboard sewage due to special environmental conditions of ship, such as limited space, rolling and pitching, change of temperature and so on. It was suggested that Sequence Batch Reactor (SBR) might be suitable process for overcome these problems in terms of small size, high capacity of treating wastewater and full automation. In this study a SBR process was employed for biological treatment of organic wastes in the shipboard sewage. This process was able to remove nitrogen and phosphorus as well as organic matter efficiently. More than 95% of chemical oxygen demand(COD) were removed. In addition, about 97% of total nitrogen (T-N) was reduced. The total phosphorus(T-P) reduction averaged 93%. A disturbance operation caused by the treatment of Methylene Blue Active Substances(MBAS) was not observed.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.136-143
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• 2016

본 연구에서는 USCG Phase-II 형식승인을 대비하여 ${\geq}10{\mu}m$ 와 ${\leq}5{\mu}m$ 크기 식물플랑크톤의 생물군에 관해서 네트를 이용한 생물농축 방법 및 농축효율을 비교하고자 하였다. 생물 농축 효율의 비교는 네트 망목 사이즈($5{\mu}m$, $7{\mu}m$)의 차이, 펌프 이용를 이용한 연속적인 시료 공급 방법과 핸드비이커 이용한 불연속적인 시료공급의 차이, 자연해수의 용량에 따른 차이 등을 종합적으로 검토하였다. 각 실험군 간의 차이를 t-test로 검증한 결과, $5{\mu}m$와 $7{\mu}m$망목에 의한 차이는 유의하게 나타나지 않았고(p>0.05), 자연해수 용량에 따른 생물농축효율의 차이도 명확하지 않았다(p>0.05). 하지만 펌프에 의한 연속적인 시료 공급은 핸드비이커의 불연속적인 시료보다 통계적으로 유의하게 생물 농축효율이 높게 나타났다(t-test: t:-4.058, p<0.05). 특히 네트 농축 실험 시 출현한 식물플랑크톤의 군집조성은 규조류 17종, 와편모조류 15종, 유글레나조류 1종, 착편모조류 2종과 함께 미동정 편모조류로 총 36종이였고, 우점종으로는 Pseudo-nitzschia spp.로 관찰되었다. 여기서, 모든 실험군에서 생물 농축 효율이 20-25% 전후로 균일하게 낮게 나타난 것이 특이적 이였고, 그 이유로는 우점종인 Pseudo-nitzschia spp.의 한 편의 사이즈가 $3-8{\mu}m$로 네트 망목을 통과하여 손실된 결과로 판단되었다. 결과적으로 네트의 농축은 자연 식물플랑크톤 군집에서 출현한 종의 사이즈에 의존한다는 것을 확인할 수 있었고, 이는 USCG Phase-II 의 형식 승인 선박평형수 처리 장치(BWTS: Ballast Water Treatment System) 통과 후 생물농축과정에서 종 특이적인 사이즈의 분포 양상을 충분하게 검토하여 농축 용량을 조절할 필요가 있을 것으로 생각된다.