Segelbåt omgjord till mobilt forskningslabb med Xylem-lösning

Upp till 15 procent av världens frakttrafik sker på Östersjön. Det är ett av de områden i världen som har den mest intensiva fartygstrafiken. Som en del av ett EU-projekt har en segelbåt utrustats med vattenkvalitetsövervakning från Xylem för att kartlägga hur sjöfarten påverkar miljön i regionen.

I dag är Östersjön hårt trafikerad av mängd olika slag fartyg – färjor, kryssningsfartyg, oljetankers, biltransportfartyg och container- och lastfartyg. På grund av de smala sunden och grunda vattnen är sjön svårnavigerad. I vissa av de större farlederna passerar i genomsnitt ett stort fartyg var tionde minut.

Den ständigt växande sjöfarts- och turistnäringen har lett till ökade miljöproblem i dessa farvatten. Detta visar sig bland annat i luft-, vatten- och bullerföroreningar, vilket utgör ett påtagligt hot mot Östersjöns framtid.

Ett nytt projekt för en hållbar sjöfart

2010 startade EU ett program för gemensam forskning och utveckling på Östersjön som heter BONUS. Programmets syfte är att ta fram en hållbar ekonomisk och ekologisk plan för den kommersiella näringen i regionen. 2015 började BONUS finansiera SHEBA-projektet, vars syfte är att kartlägga sjöfartens effekter på miljön i Östersjöregionen.

Projektet kommer att pågå fram till 2018 och stöds av en lång rad intressenter, bland annat forskare inom atmosfärisk och oceanografisk vetenskap, ekonomer och experter på sjöfart, miljöpolitik och miljölagstiftning. En stor del av SHEBA-projektet går ut på att öka kunskapen om föroreningarna.

En segelbåt som mobilt forskningslabb

En segelbåt som tidigare tävlat i långdistanssegling gjordes 2016 om till ett mobilt forskningslabb för SHEBA-projektet. Uppdraget är att samla prover på vatten- och luftkvaliteten i de hårt trafikerade farlederna. Genom att använda en segelbåt utan motorutsläpp, Hrimfare af Ranrike, undvek man risken att själv bidra till föroreningarna och påverka noggrannheten i mätningarna.

Under expeditionen sommaren 2016 var båten fullpackad med utrustning för att mäta och samla prover på luften och vattnet när den seglade runt på Östersjön och korsade farlederna. En uppsättning ytmätningssensorer fästa på en rostfri stålstång monterades cirka en meter under ytan i aktern på båten för att mätningarna inte skulle påverkas av båten medan båten färdades på Östersjön.

Sensorerna samlade in data om löst syre, salthalt, temperatur, pH, pCO2 (koldioxid-partialtryck) och olja. En SmartGuard Sensor Hub från Xylems varumärke Aanderaa placerades i den främre segelkojen för att registrera data från sensorerna och båtens GPS var 20:e sekund.

Medan Hrimfare korsade farlederna kunde förändringar i de flesta mätparametrarna tydligt avläsas. Skillnaderna i ytvattnet innanför och utanför lederna i fraktområdena kunde tillskrivas de stora fartygen som rörde upp det övre havsskiktet. Dessa fartyg släpper också ut motorkylvatten, skrubbervatten och avloppsvatten från besättningen som bor ombord, vilket påverkar vattenkvaliteten i sjön.

Mätningar på olika djup

För att bättre förstå hur utsläppen från fartygstrafiken också påverkar de djupare skikten i havet stannade Hrimfare med jämna mellanrum för att sätta ut en SonTek CastAway CTD från Xylem. Denna handstyrda enhet har inbyggd GPS för geospatial kartläggning av salthalt, temperatur och djupmätning.

Två självregistrerande akustiska profileringsinstrument sänktes också ned i farlederna för att mäta strömmar i tunna skikt från botten till ytan. Instrumenten mäter också salthalt, temperatur, löst syre och suspenderade partiklar (turbiditet). De brukar normalt ligga ute i 6–12 månader och registrera data minst en gång i timmen.

Mätningar av luftföroreningar från fartyg och närliggande fastland

Kontinuerliga luftmätningar gjordes med hjälp av ett provtagningsrör monterat i masten varifrån luft pumpades in till flera instrument installerade under däck. De parametrar som mättes var bland annat CO2, NOx, SO2, storleksupplösta partiklar och sot.

Den initiala analysen av insamlade data visade att i de uppmätta gaserna och partiklarna kunde karakteristika för avgasmoln från enskilda fartyg identifieras. När till exempel ett skrubberfartyg passerade förbi kunde tydliga tecken på NOx, CO2 och partiklar registreras. Även luftföroreningar från fastland i närheten kunde registreras. Dessa mätningar påminner om dem som görs i tätorter för att undersöka luftföroreningar från trafik och industrier.

Projektet går mot sitt slut

När SHEBA-projektet är avslutat kommer de data som samlats in från båtar som Hrimfare af Ranrike att vara av avgörande betydelse för att välgrundade politiska beslut ska kunna fattas för framtiden.

När man bättre förstår hur sjöfartsektorn påverkar luften och vattnet i regionen förväntar sig intressenter att se striktare bestämmelser för utsläpp av förorenat barlastvatten och avloppsvatten. Denna politiska förändring kommer sannolikt att matchas av strängare regeltillämpning och ökade insatser för att påskynda införandet av miljövänlig teknik inom den kommersiella sjöfarten. Den långsiktiga lösningen på miljöbelastningen i Östersjön är att se till att de kommersiella fartygen när de byggs, utrustas med den modernaste och bästa tekniken vad gäller avfallshanteringen och drivmedel. Det är ingen enkel uppgift. Men om SHEBA-projektet kan ge en antydan om vad vi kan åstadkommas genom multinationellt samarbete så vi är på god väg.

Av dr Anders Tengberg, vetenskaplig rådgivare och produktchef, Aanderaa

Gillar du den här artikeln? Ladda ned senaste numret av Mission: Water

 

Artikelserie

I fokus: Vatten- och avloppssektorns utmaningar i dag och i morgon

Börja läsa

Nyhetsbrev