Environmental protection in maritime traffic - scrubber wash water Survey

Abstract

Internationale Vorschriften zur Verringerung der Schwefelemissionen im Seeverkehr lassen Abgasnachbehandlungssysteme (EGCS - Exhaust Gas Cleaning Systems), die sogenannten Scrubber, als eine Technologie zur Reduzierung dieser Emissionen zu. Zahlreiche Flaggenstaaten, Organisationen und Schiffsbetreiber forschen, um herauszufinden, ob und inwieweit die Verwendung von EGCS die Verschmutzung aus der Atmosphäre in das Meer verlagern könnte. Obwohl diese Technik die Luftqualität verbessern kann, sind die Folgen für die Meeresumwelt noch unklar, und eine umfassende Umweltrisikobewertung dieser Technik ist noch nicht vorhanden. Hauptziel dieser Studie ist es, eine Grundlage für die Bewertung des zunehmenden Einsatzes der EGCS-Technologie auf Seeschiffen zu schaffen, insbesondere im Hinblick auf den Gewässer- und Meeresschutz. Der Schwerpunkt liegt auf der Gewinnung weiterer Erkenntnisse über die Waschwasserzusammensetzung und der Abschätzung der zu erwartenden Waschwassermengen, die von Seeschiffen in die Meeresumwelt abgegeben werden. Die Studie basiert auf den Informationen von fünf Schiffen: Drei Schiffe mit einem Hybridsystem, die unter offenen und geschlossenen Bedingungen getestet wurden, und zwei Schiffe mit einem offenen System. Die Untersuchungen zeigen u.a. ausgeprägte Schadstoffprofile, deutlich erhöhte Schadstoffkonzentrationen in den Closed-loop Proben und deutliche Abweichungen zwischen den On Board Online Units und den parallelen Vergleichsmessungen, die mit einer zweiten im Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) qualitätsgesicherten Online Unit durchgeführt wurden. Insbesondere zeigten die Trübung und PAHPHE deutliche Abweichungen. Darüber hinaus besteht weiterer Forschungs- und Kalibrierungsbedarf, um PAHPHE als Schwellenwert klar zu definieren und zu verstehen. Einen wesentlichen Bestandteil der Studie stellt die Modellierung für die Entwicklung einer Verbreitungssimulation von Waschwasser und potenzieller Schadstoffkonzentrationen auf Basis von AIS-Daten dar. Die Ergebnisse zeigen, dass die Waschwasseranreicherung im Ostseeraum im Vergleich zur Nordsee höher sind, was auf einen geringeren Wasseraustausch zurückzuführen ist. Obwohl Waschwasser nur in die Oberfläche abgegeben wird, deuten vertikale Verteilungsdaten darauf hin, dass die vom EGCS emittierten Stoffe innerhalb eines Jahres auch in die tiefere Schicht gelangen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass EGCS zwar die Luftqualität in den Hafenstädten und auf See verbessern kann, aber die Verschmutzung in die Meeresgewässer verlagert wird. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um die Gesamtauswirkungen auf die Meeresumwelt dieser relativ neuen Reinigungstechnik für Schiffsabgase besser zu quantifizieren und zu bewerten. Dazu gehört auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung dieser neuen Technik, die fundierte wissenschaftliche Daten für künftige Empfehlungen und die Überarbeitung entsprechender Vorschriften liefert. Quelle: Forschungsbericht

International regulations for reducing sulphur emissions in the maritime sector have introduced Exhaust Gas Cleaning Systems (EGCS), commonly referred to as "scrubbers", as a reduction technology to minimize atmospheric sulphur emissions. Numerous flag States, organizations and ship operators carry out research to address the concern that the use of EGCS might shift the pollution from the atmosphere to the marine water body by additional energy expenditure. Although this technique may improve the air quality, the consequences for the marine environment are still unclear and an environmental risk assessment of this technique is still not standardized. The main aim of this study is to provide a basis for the evaluation of the increasing use of EGCS technology on seagoing ships, particularly with regard to water and marine environment protection. The focus was on gaining more knowledge on the wash water composition and to estimate expected wash water quantities to be released into the marine environment by seagoing ships. The study is based on the information gathered from five ships: three ships with a hybrid system, which were sampled under open and closed-loop conditions, and two ships with an open-loop system. The standard water parameters and the main pollutants such as heavy metals, PAHs, nitrate/nitrite, oil content and suspended particular matter, were analysed. The investigations show, among other things, pronounced pollutant profiles in the wash water samples, significantly increased pollutant concentrations in the closed-loop samples and significant variations between the on-board online unit and the parallel comparative measurements, which were carried out with a system quality-assured by the German Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH). Discrepancies between the data from both units were identified; especially concerning the turbidity and PAHPHE measurements. Further research and calibration standardization work are needed for a clear definition and understanding of PAHPHE as a threshold value. A major part of the study was the dispersion modelling for developing a distribution simulation of wash water and potential concentration of pollutants based on AIS data for the Baltic Sea and North Sea Region. The results showed that the wash water accumulation in the Baltic Sea is higher than in the North Sea due to lower water exchange. Although wash water is only emitted in the surface layer, vertical distribution data suggest that substances emitted by EGCS can also reach deeper layers within one year. The study concludes that EGCS may improve the air quality in harbor cities and at sea but will shift atmospheric pollution to the marine water body. Further research is needed for a better quantification and evaluation of the total impact on the marine environment of this relatively new and emerging abatement technology. This has to include an environmental risk assessment of this new technology, providing sound scientific data for future recommendations and for a revision of related regulations. Quelle: Forschungsbericht

Discharge water samples from Exhaust Gas Cleaning Systems (EGCS, scrubbers) were taken on board of ships and analyzed in terms of heavy metals and PAKs. The distribution of wash water and potential concentration of pollutants were simulated with a dispersion model for the North- and Baltic Sea. Results showed increased pollutant concentrations, especially in the closed-loop EGCS waters, and that the accumulation of pollutants can be significant in some areas of the Baltic. The study concludes that EGCS may improve the air quality in harbor cities and at sea but will shift atmospheric to marine pollution. The findings are integrated into international discussions at IMO, EU and HELCOM with the view to reduce marine pollution caused by scrubber discharge waters.