NIVA tester renseteknologi for ballastvann

Mer enn 80 prosent av verdens handelsvarer transporteres med skip. Nye og strengere krav til rensing av ballastvann, gir nye utfordringer til de som utvikler testmetodene.

Mer enn 80 prosent av verdens handelsvarer transporteres med skip. Med disse skipene flyttes også mellom 3 og 12 milliarder tonn ballastvann for å stabilisere skipene når de returnerer uten last.

Ballastvannet er en potensiell kilde til spredning av organismer til nye områder både langs kysten og i ferskvann.

Det finnes mange eksempler på at organismer som følger ballastvannet kan overleve pumping og lagring ombord, og ved utslipp et annet sted med passende miljøforhold kan de etablere seg. Dette kan ha store konsekvenser for det lokale økosystemet.

For å redusere dette problemet har FNs sjøfartsorganisasjon IMO foreslått grenseverdier for innhold av bakterier, alger og dyreplankton som kan aksepteres i ballastvannet før det slippes ut i nye områder.

– Dette vil redusere risiko for spredning av nye organismer, forklarer forsker Stephanie Delacroix ved Norsk institutt for vannforskning (Niva).

Konvensjonen om behandling av ballastvann ble vedtatt i 2004. Den innebærer at skip må skifte ut ballastvannet i bestemte avstander fra kysten eller i angitte soner. Når IMO-konvensjonen trer i kraft i 2020, må dette ballastvannet i tillegg være renset med godkjent utstyr før det slippes ut.

1_solbergstrand.jpg

I testanlegget på Solbergstrand ved Drøbaksundet blandes sjøvann med marine organismer i store tanker før vannet pumpes til renseteknologien som skal testes. Dersom testorganismene drepes effektivt og ingen giftige forbindelser slippes ut, kan utstyret typegodkjennes. (Foto: Joachim Tørum Johansen, NIVA)

 

Krever godkjent renseutstyr ombord
Utstyret kan bare godkjennes etter grundig testing etter et strengt regelverk. Nivas  testanlegg på Solbergstrand i Drøbaksundet var den første internasjonalt godkjente teststasjon for både saltvann og brakkvann i 2005.

Tester gjennomføres der både i det små i laboratorier og i store tanker med flere hundre kubikkmeter vann. De gjennomfører også tester ombord i skip før endelig godkjenning kan gis.

Flere norske selskaper har utviklet renseutstyr for ballastvann.

– Siden 2005 har vi testet 12 forskjellige renseteknologier for å møte utslippskravene til den internasjonale sjøfartsorganisasjonen, sier Delacroix.

Av disse har seks fått endelig godkjenning og de er nå tilgjengelige på verdensmarkedet, mens de øvrige er i godkjenningsprosessen hos IMO.

Hvordan drepes organismene i ballastvannet?
I de fleste renseanlegg for ballastvann blir vannet desinfisert med klor eller ultrafiolett stråling (UV) etter at partikler i vannet er fjernet med filtrering eller i en sentrifuge.

Mange andre teknologier er også aktuelle, som vakuum eller høyt trykk, elektrolyse, ozonering eller fjerning av oksygen ved å tilsette nitrogen. Metodene kan brukes alene eller i forskjellige kombinasjoner.

Det skal dokumenteres at teknologiene ikke gir gifteffekter på det marine miljøet når det rensede vannet slippes ut.

Amerikanske krav til nye metoder
– Utstyret for behandling av ballastvann skal godkjennes i henhold til IMOs krav før det monteres i skip. Nå videreutvikler vi metodene våre for å tilfredsstille nye amerikanske krav, og for å teste ferskvann, sier Delacroix.

De amerikanske kravene ble iverksatt i juni 2012. Derfor må de som skal slippe ballastvann i amerikansk farvann, ha en renseteknologi om bord som er testet og godkjent i henhold til de amerikanske kravene.

Ulike testmetoder benyttes for å dokumentere at grenseverdien er nådd for antall levende organismer av de ulike gruppene.

USA har foreløpig en strengere tolking av kravet om at organismene ikke skal være levedyktige, enn det som har vært akseptert innenfor IMOs regelverk, der «ikke formeringsdyktig» er tilfredsstillende. USA krever at organismene skal være døde ved prøvetaking.

Dette er et problem, spesielt for renseutstyr med ultrafiolett stråling som viktig komponent. UV virker primært ved å skade DNA. Det skal relativt store doser UV for å drepe en organisme, men betydelig mindre for å ødelegge formeringsevnen.

Å benytte en UV-dose som straks dreper vil kreve så mye energi at det vil være urealistisk å benytte slikt utstyr om bord i båter som skal behandle mange hundre kubikkmeter vann i timen.

– Vi har brukt en metode hvor aktive celler tar opp et fargestoff som fluoriserer med intens grønn farge i intakte celler med aktive enzymer, forteller Delacroix.

2_fluorescens.jpg
En vanlig test på om cellene er levende er å tilsette et fargestoff som reagerer med kraftig grønn farge på aktive enzymer i cellen (fluorescens). Etter kraftig UV-bestråling vil mange celler fortsatt kunne gi grønn farge, selv om DNA-et er ødelagt og de er ute av stand til å formere seg. (Foto: August Tobiesen, NIVA)

Dette fargestoffet tas ikke opp i døde celler uten aktive enzymer. Metoden kan dessverre gi falske positive resultater når vannet er behandlet med UV. Det skyldes at enzymene fortsatt er aktive i noen dager etter UV-behandling, selv om DNA-et ble så skadet at cellen ikke kan reprodusere.

– Vi har derfor supplert med gjenvekstforsøk for å konstatere om cellene er døde, men gjenvekstforsøk blir ikke akseptert av USA fordi ikke alle alger lar seg dyrke i laboratoriet, forteller Delacroix.

Dette temaet er fortsatt under diskusjon mellom USA og EU. Leverandørene av utstyr er forvirret og ber forskningen om nye og raskere metoder som kan vise om algene er døde eller døende etter behandling.

Utvikling av nye testmetoder
– Prosedyrer og metoder for å teste om det er levende organismer i ballastvannet må videreutvikles kontinuerlig for å imøtekomme nye og strengere krav, sier Delacroix. 

Forskningen trengs blant annet for å utvikle pålitelige og raske analysemetoder for å bestemme antall levende organismer før og etter behandlingen.

– I dag bruker vi mange av de samme analysemetodene for å teste ballastvann som vi bruker for å teste drikkevann. Flere av disse er så tidkrevende at de ikke er akseptable for skip som ligger i havn, forteller Delacroix.

Skipene får ikke forlate havna før vannet i ballasttankene er kontrollert og godkjent.

– Hver eneste time forsinkelse ved kai kan koste mer enn 10 000 kroner for skipseieren, så her er det et betydelig behov for å utvikle metoder som er raskere og som fungerer for flere grupper av organismer samtidig, understreker hun.

Testing nødvendig også i ferskvann
For godkjenning av renseanlegg for ballastvann har det til nå vært tilstrekkelig å tilfredsstille kravene til to av de tre aktuelle vannkvalitetene: sjøvann, brakkvann og ferskvann.

3_stephanie.jpg
Forsker Stephanie Delacroix under testing av renseutstyr for ballastvann ombord i skip. (Foto: NIVA)

De aller fleste har testet sin teknologi for brakkvann og sjøvann, men veldig få for ferskvann.

– Det viser seg at utstyret som var konstruert for én type vannkvalitet ikke nødvendigvis fungerer tilfredsstillende for andre vannkvaliteter, forteller Delacroix.

For eksempel er det nødvendig med et visst saltinnhold i vannet for at systemer som bruker elektrolyse skal kunne fungere.

Testing av utstyr for ferskvann er viktig fordi mange havner i Asia (Shanghai, Shensen), Europa (Antwerpen, Bremerhaven, Hamburg, Østersjøhavner) og USA (de store sjøene) ligger i ferskvann.

Det er flere eksempler på spredning av ferskvannsarter via ballastvann. Sebramusling er en ferskvannsart som finnes naturlig i Aralsjøen, Kaspihavet og Svartehavet.

– Denne arten har gjort betydelig skade i vassdrag i Europa og i USA, sier forsker Markus Lindholm.

– Den etablerer seg i vannrør og blokkerer vannforsyning og kjøleanlegg. Sebramusling er foreløpig ikke observert i Norge, men vi frykter at den kan spres med fiskeutstyr og båter som er brukt i vassdrag lenger sør i Europa, sier han.

Ullhåndskrabben er et eksempel på en annen uønsket art i våre vassdrag. Den kom trolig til Europa med ballastvann fra Asia. Ullhåndskrabben graver ganger i elvebredden og kan føre til alvorlig erosjon. Dessuten kan den konkurrere ut andre arter og påvirke fisket.

Det spesielle med denne krabben er at den normalt lever i elver, men gyter i brakkvann i elvemunningen. Derfor kan larvene spres videre i sjøvann. I Norge er den observert ved utløpet av flere vassdrag på Sørlandet og langs Oslofjorden.

– For å kunne teste renseteknologier i ferskvann, har vi utviklet metoder for å høste egnede organismer i innsjøer og elver nær Solbergstrand, sier Delacroix.

– Dessuten måtte vi tilpasse økotoksikologiske metoder for å teste eventuell giftighet for fisk, krepsdyr og alger i ferskvann etter deballastering. Dette har vi nylig fått på plass, sier hun.

Basert blant annet på Nivas dokumentasjon for landbaserte tester og om bord i skip av ulike renseteknologier, kan Det Norske Veritas (DNV) og IMO typegodkjenne renseteknologien og utstede sertifikat. DNV godkjenner på vegne av Sjøfartsdirektoratet.

Denne artikkelen er også publisert på forskning.no.

Sist oppdatert 12.09.2016