Environmental Impacts of Exhaust Gas Cleaning Systems for Reduction of SOx on Ships - Project ImpEx

Marin-Enriquez, Octavio; Krutwa, Annika; Behrends, Brigitte; Fenske, Martina; Spira, Denise; Reifferscheid, Georg; Lukas, Marcus; Achten, Christine

Abstract

Abstract: ImpEx – Environmental Impacts of Exhaust Gas Cleaning Systems for Reduction of SOx on Ships (final report) Following the implementation of international regulations to reduce sulphur oxide emissions in maritime shipping, scrubbers are used on about 25 % of the world merchant fleet (measured by deadweight tonnage). In the present study, a sampling and measurement campaign was conducted on board four ships with focus on the chemical characterisation and the determination of ecotoxicological effects of scrubber discharge water. Heavy metals such as vanadium, nickel, copper, iron and zinc as well as organic pollutants, including polycyclic aromatic hydrocarbons (even beyond the ones included in the US EPA priority list) and oil residues, were found in elevated concentrations. The whole effluent toxicity of the scrubber discharge waters ranged from practically non-toxic to considerably toxic for the open loop to extremely toxic for the closed loop operation mode samples. Further, almost all samples demonstrated mutagenic and the closed loop samples, dioxin-like effects. Thus, the release of scrubber discharge water from both operation modes into the sea is of high concern. This effluent is acidic and contains persistent, bioaccumulative and toxic pollutants that may cause short- and long-term detrimental effects in the marine environment. In this regard, the current discharge criteria and regulatory measures were found to be insufficient and new measures such as local or regional discharge bans are proposed to ensure marine environmental protection. Kurzbeschreibung: ImpEx – Umweltauswirkungen von Abgasreinigungssystemen zur Reduzierung von SOx auf Schiffen (Abschlussbericht) Mit der Umsetzung von internationalen Vorschriften zur Reduzierung von Schwefeloxidemissionen in der Seeschifffahrt werden Scrubber auf etwa 25 % der weltweiten Handelsflotte (bezogen auf die Tragfähigkeit) eingesetzt. In der vorliegenden Studie wurde eine Probenahme- und Messkampagne an Bord von insgesamt vier Schiffen durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der chemischen Charakterisierung und der Bestimmung ökotoxikologischer Effekte des Scrubber-Abwassers lag. Schwermetalle, wie Vanadium, Nickel, Kupfer, Eisen und Zink, sowie organische Schadstoffe, einschließlich polyzyklischer aromatischer Kohlenwasserstoffe (sogar die über die in der Prioritätsliste der US EPA aufgeführten Stoffe hinausgehen) und Ölrückstände, wurden in erhöhten Konzentrationen gefunden. Die Gesamttoxizität der Scrubber-Abwässer reichte von praktisch ungiftig bis beträchtlich giftig bei den Open-Loop- und war extrem toxisch bei den Closed-Loop-Proben. Außerdem wurden bei fast allen Proben eine mutagene und bei den CL-Proben dioxinähnliche Wirkungen nachgewiesen. Aus diesen Gründen ist die Einleitung von Scrubber-Abwasser ins Meer aus beiden Betriebsmodi äußerst bedenklich. Dieses Abwasser ist säurehaltig und enthält persistente, bioakkumulierende und toxische Schadstoffe, die kurz- und langfristig schädliche Auswirkungen auf die Meeresumwelt haben können. In dieser Hinsicht werden die derzeitigen Einleitkriterien und Regulierungsmaßnahmen als unzureichend beurteilt. In diesem Bericht werden neue Maßnahmen wie lokale oder regionale Einleitverbote vorgeschlagen, um den Schutz der Meeresumwelt zu gewährleisten.