​UV of EC? De juiste keuze voor ballastwaterbehandeling – voor het milieu en je bedrijfsprofiel

Hoe “realistisch” zijn typegoedkeuringstests?​

Geloof het of niet, het typegoedkeuringsproces voor ballastwaterbehandelingssystemen kan leiden tot milieurisico's – althans in het geval van elektrolyse (EC)-systemen. Voor zowel UV- als EC-systemen wordt gebruikgemaakt van voorbereid testwater, maar de testresultaten verschillen in hoeverre ze de werking in de praktijk weerspiegelen.

Wat EC-tests over het hoofd zien

Tijdens de typegoedkeuring van EC-systemen wordt voorbereid testwater gebruikt om de doelconcentratie te evalueren voor het oxiderende desinfectiemiddel dat organismen onschadelijk maakt – plus de wachttijd en/of de toevoeging van chemicaliën die nodig zijn om de totale resterende oxidanten (TRO) te neutraliseren vóór lozing. Deze doelconcentratie wordt vervolgens uniform toegepast, ongeacht waar het schip vaart.

Het probleem is dat oxidanten door meer dan alleen levende organismen worden verbruikt. Alle natuurlijke wateren hebben hun eigen “oxidantenvraag”, wat betekent dat de snelheid waarmee TRO wordt verbruikt afhangt van de hoeveelheid en soorten organisch koolstof die ze bevatten. Echter, de oxidantenvraag van het water wordt niet gemeten tijdens de typegoedkeuring – noch wordt deze gemonitord door ballastwaterbehandelingssystemen tijdens de werking.

Als gevolg hiervan kan het desinfectiemiddel dat door een EC-systeem wordt gegenereerd in de praktijk sneller of langzamer worden verbruikt, afhankelijk van waar het schip vaart. Wanneer de omgevingsoxidantenvraag verschilt van de vraag in het voorbereide testwater dat tijdens de typegoedkeuring is gebruikt, kan dit resulteren in niet-conforme behandelinghet schadelijke vrijkomen van ongeneutraliseerde TRO en/of de vorming van schadelijke desinfectiebijproducten (DBP's). Deze risico's gelden zelfs als het EC-systeem perfect wordt bediend – en ondanks het definitieve goedkeuringsproces van IMO G9 dat van toepassing is op systemen die actieve stoffen gebruiken.​

UV-tests versus de praktijk

Voor UV-ballastwaterbehandelingssystemen, die geen actieve stoffen gebruiken, is de situatie anders. Tijdens de typegoedkeuringstests wordt de juiste UV-dosis gekoppeld aan de intensiteit van UV-licht die een vaste UV-sensor bereikt. Aangezien dezelfde sensoropstelling wordt gebruikt tijdens de werking, verandert de relatie tussen intensiteit en dosis nooit – zelfs niet als het water verandert.

Dit betekent dat de UV-prestaties consistent zijn. Sterker nog, als het systeem effectief energiebeheer heeft, kan het veilig de toegepaste UV-lichtintensiteit verminderen in heldere wateromstandigheden. De intensiteit wordt gehandhaafd, maar er wordt minder energie gebruikt om het ballastwater conform te maken.

Voorkom niet-naleving en het risico op hergroei​

Het negeren van factoren zoals de oxidantenvraag bij het typegoedkeuren van elektrolyse (EC)-systemen brengt de naleving van ballastwaterbehandeling in gevaar. Als het testwater een lage oxidantenvraag heeft, wordt een lagere doelconcentratie gevalideerd. Daardoor kan de lozing van het schip niet-conform zijn in wereldwijde wateren met een hoge oxidantenvraag. In de praktijk kan het “correct” gedoseerde desinfectiemiddel worden verbruikt voordat alle organismen onschadelijk zijn gemaakt – een feitelijke onderdosering die aquatische ecosystemen in gevaar brengt.

Risico's kunnen zich vermenigvuldigen in de tanks

Zelfs wanneer EC-systemen het ballastwater conform maken, kan hergroei in de ballasttanks het opnieuw niet-conform maken. In tegenstelling tot UV-systemen passen EC-systemen alleen behandeling toe wanneer het ballastwater wordt ingenomen. Aangezien de concentratie van totale resterende oxidanten (TRO) in de loop van de tijd afneemt, kunnen de weinige organismen die de behandeling overleven zich tijdens een langere reis opnieuw vermenigvuldigen. Dus water dat ooit conform was, kan niet-conform zijn wanneer het wordt geloosd.

UV-systemen lossen dit probleem op. Hun UV-dosis is afgestemd op het omgevingswater, en de meeste systemen behandelen het water opnieuw tijdens de lozing van ballastwater. Als er na inname hergroei optreedt, wordt het probleem dus verwijderd wanneer het water wordt geloosd. Bovendien verstoort UV-behandeling het DNA van micro-organismen, wat betekent dat zelfs als ze korte tijd overleven, ze zich niet kunnen voortplanten.

​Bestrijd organismen binnen het schip – niet erbuiten

Bij het beheren van ballastwater met elektrolysesystemen (EC) of andere systemen die actieve stoffen gebruiken, is te veel net zo problematisch als te weinig. Toch hebben in gepresenteerde steekproeven , een derde van de systemen die actieve stoffen gebruiken de maximaal toegestane lozingsconcentratie (MADC) voor totale resterende oxidanten (TRO) overschreden.

Hiervoor kunnen verschillende oorzaken zijn, zoals defecte TRO-sensoren of problemen bij het doseren van de neutraliserende chemicaliën. In sommige gevallen kan het zelfs komen doordat het omgevingswater een lagere oxidantenvraag heeft dan het testwater tijdens de typegoedkeuring, waardoor de 'juiste' dosis neutraliserende chemicaliën in de praktijk onvoldoende is. Wat de oorzaak ook is, het risico voor het milieu is zorgwekkend. Deze bezorgdheid wordt gedeeld door bijna drie op de vier experts van Global TestNet, een wereldwijd netwerk van experts die zich bezighouden met het testen van ballastwaterbehandelingssystemen, in hun bijdrage aan het MEPC met betrekking tot de ervaringsopbouwfase (EBP) van het IMO Ballastwaterbeheerverdrag.​

Vervang je het ene probleem door het andere?

De hoge TRO-lozingsniveaus zijn onderwerp van discussie onder experts, omdat de huidige IMO D-2-lozingsnorm geen TRO-limieten bevat. Hoewel EC-systemen een vastgestelde MADC hebben, kan een overschrijding niet worden gedetecteerd tijdens inspecties van de havenstaatcontrole, die alleen naar D-2-parameters kijken. Volgens de huidige regels kunnen schepen met EC-systemen het aquatische leven schaden zonder het te weten.

Helaas is het gebruik van meer neutraliserende chemicaliën niet de oplossing. Een overmaat aan TRO-reducerende chemicaliën kan leiden tot bacteriegroei en zuurstofuitputting, wat ook schadelijk is voor aquatische ecosystemen. Een recente studie van de Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)-Ballast Water Working Group (BWWG) wijst hierop. A recent study by the Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)-Ballast Water Working Group (BWWG) points this out.

e eenvoudigste en zekerste manier om de problemen van actieve stoffen te vermijden, is door te kiezen voor een UV-ballastwaterbehandelingssysteem.

Wees je bewust van desinfectiebijproducten (DBP's) en hun risico's

Een nog grotere zorg dan hoge lozingsniveaus van totale resterende oxidanten (TRO) is de vorming van desinfectiebijproducten (DBP's) door elektrolyse (EC)-systemen. DBP's ontstaan door de oxidatie van organisch materiaal en andere stoffen die van nature in water aanwezig zijn. Aangezien ze niet worden afgebroken door TRO-neutraliserende chemicaliën, blijven ze na neutralisatie in het water aanwezig, waar ze een acute of chronische impact kunnen hebben op het aquatische milieu. De mogelijkheid van bioaccumulatie is niet volledig uitgesloten.

Het aantal en type DBP's dat wordt gevormd, hangt af van de samenstelling van het water. Omdat zeewater vaak broom bevat, zijn veelvoorkomende DBP's onder andere bromoform, dibroomazijnzuur en broomacetonitril, die in verband zijn gebracht met kanker en mutaties.

Betekent IMO G9 niet dat EC-systemen veilig zijn?

Om hun impact op veiligheid, gezondheid en milieu te beoordelen, worden ballastwaterbehandelingssystemen die actieve stoffen gebruiken geëvalueerd volgens IMO G9. In theorie zou het definitieve goedkeuringsproces van IMO G9 de toxiciteit binnen veilige grenzen moeten houden.

Echter, IMO G9-tests worden uitgevoerd met voorbereid testwater dat opgelost en deeltjesvormig organisch koolstof bevat, zoals gedefinieerd door de regelgeving. In de praktijk wordt de vorming van DBP's beïnvloed door de meer diverse soorten organisch koolstof en ionen in het water, evenals door temperatuur en wachttijd. Aangezien deze factoren variëren, zullen ook de DBP's die daadwerkelijk door EC-systemen worden gevormd variëren – en dus de toxiciteit van het water dat in het milieu wordt geloosd.

Het verschil tussen beoordeelde toxiciteit en metingen van DBP's in de praktijk is benadrukt in recente MEPC-indieningen. In een indiening bij MEPC 81, merkte Australië op dat metingen van twee DBP-groepen – trihalomethanen (THM's) en haloazijnzuren (HAA's) – aanzienlijk hoger zijn dan die vermeld in relevante goedkeuringsdocumenten. Dit werd bevestigd in de indiening van Denemarkenbij MEPC 82, en sterk herhaald in de vervolgindiening van Australië bij dezelfde vergadering Laatstgenoemde riep op tot een audit van DBP-concentraties in vergelijking met die vermeld in typegoedkeuringen, evenals tot het overwegen van MADCs voor zowel THM's als HAA's..

Verwijderen van filters verhoogt DBP-risico's

Ondanks de groeiende bezorgdheid kunnen de risico's verbonden aan DBP's eerder toenemen dan afnemen. In de afgelopen jaren is er een trend om het filter te verwijderen uit ballastwaterbehandelingssystemen die actieve stoffen gebruiken. Hoewel de bedoeling is om de operationele efficiëntie te verhogen, kan het onbedoelde gevolg een drastische toename van de DBP-belasting zijn.

De Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (GESAMP)-Ballast Water Working Group (BWWG) heeft de risico's van het verwijderen van filters erkend, maar heeft nog niet gespecificeerd hoe hiermee moet worden omgegaan. Denemarken baseerde zijn indiening bij MEPC 82 op het niet-vertrouwelijke deel van de goedkeuringsdocumenten die zijn ingediend bij GESAMP-BWWG en presenteerde een studie van vier ballastwaterbehandelingssystemen waarvan de filters zijn verwijderd. Voor alle vier systemen nam de DBP-concentratie in het lozingswater aanzienlijk toe na het verwijderen van de filters. In het slechtste geval was het 299 keer hoger.

In een webinar na MEPC 82, merkte Jad Mouawad, CEO van Mouawad Consulting, de verhoogde DBP-niveaus op die in bepaalde regio's worden waargenomen. Hij wees vooral op de mogelijke gevolgen in gebieden met een laag zoutgehalte en gesloten mariene omgevingen en drong aan op voorzichtigheid bij systemen zonder filters. "Filters doen meer dan alleen organismen verwijderen," zei de heer Mouawad. "Ze verminderen het risico op schadelijke chemische interacties die giftige bijproducten kunnen creëren."

Kunnen typegoedkeuringen in ballastwaterbeheer worden verbeterd?

Zoals eerder besproken, roept de goedkeuring van elektrochlorinatie (EC)-systemen veel zorgen op die niet van toepassing zijn op UV-systemen. Het is dan ook niet verrassend dat experts uit de maritieme industrie tijdens de ervaringsopbouwfase (EBP) van het IMO Ballastwaterbeheerverdrag vragen als deze hebben gesteld:

• Hoe kunnen ballastwaterbehandelingssystemen op gelijke – en meer correcte – wijze worden geëvalueerd tijdens de typegoedkeuring?
  Zouden typegoedkeuringen van EC-systemen de prestaties in de praktijk beter kunnen weerspiegelen, net zoals bij UV-systemen, bijvoorbeeld door de oxidantenvraag in het testwater te beoordelen?
• Hoe voorkomen we dat we het ene milieuprobleem oplossen door een ander te creëren?
  Gezien de gedocumenteerde hoge lozingsniveaus van totale resterende oxidanten (TRO) uit EC-systemen, zouden TRO-limieten dan moeten worden gehandhaafd door de Port State Control als onderdeel van de IMO D-2 norm?
• Zijn bepaalde belangrijke milieurisico’s over het hoofd gezien?
  Nu de kennis blijft toenemen over het lot en de toxiciteit van desinfectiebijproducten (DBP’s), zou IMO G9 dan verder moeten worden herzien – en mogelijk opnieuw worden toegepast op oudere systemen?

De gezondheid en veiligheid van de bemanning zijn ook belangrijk

Beheer van ballastwater heeft betrekking op het mariene milieu, maar duurzaamheid is breder en betreft ook de bemanning aan boord. Beide verdienen bescherming.

Op schepen met elektrochlorinatie (EC)-systemen wordt het oxiderende desinfectiemiddel binnen het systeem zelf geproduceerd. Toch moet de bemanning nog steeds de chemicaliën hanteren die nodig zijn om totale restoxidanten (TRO) te neutraliseren. Deze chemicaliën brengen hun eigen gezondheids- en veiligheidsrisico's met zich mee, wat betekent dat er sterke routines nodig zijn voor opslag, beschermende uitrusting en training van de bemanning.

Aangezien UV-systemen geen actieve stoffen gebruiken, komen er tijdens de behandeling op geen enkel moment chemicaliën aan te pas. Training van de bemanning blijft essentieel voor een correct ballastwaterbeheer, maar er worden geen extra risico's toegevoegd aan de werkomgeving van de bemanning.

Het milieu beschermen is goed voor de business

Door te kiezen voor duurzame technologie voor ballastwaterbeheer, geef je jouw klanten een sterkere reden om voor jou te kiezen. Naarmate de maritieme sector groener wordt, vergroot UV-behandeling jouw concurrentiekracht. Het laat klanten en anderen zien dat:

• Je waarde hecht aan duurzaamheid en bewust omgaat met je impact
• Je kiest voor naleving zonder actieve stoffen
• Je onzekere uitkomsten en twijfelachtige bijproducten vermijdt
• Je werkt aan het milieudoel – niet alleen aan de regels

Een groen profiel betaalt zich op meerdere manieren terug

De bovenstaande argumenten kunnen je milieugeloofwaardigheid versterken, waardoor het eenvoudiger wordt om groene certificeringen te verkrijgen – of gunstigere leningen. Wanneer je bedenkt dat UV-behandeling ook kan betekenen minder CAPEX en lagere OPEX, wordt de zakelijke keuze nog eenvoudiger.

UV-technologie – altijd de logische keuze voor Alfa Laval

Alfa Laval was de eerste met een commercieel beschikbaar systeem voor ballastwaterbeheer en lanceerde Alfa Laval PureBallast in 2006. Maar we begonnen met het analyseren van de problemen. Toen de ontwikkeling van PureBallast in 1997 begon, streefden we naar een eenvoudige, effectieve oplossing zonder ongewenste milieueffecten. UV-technologie was het logische antwoord.