赛莱默解决方案帮助将赛艇改造成移动科学实验室

世界上多达15%的货物运输都是在波罗的海处理的,这使其成为全球船舶交通最繁忙的地区之一。作为某欧盟项目的一部分,一艘快艇已使用赛莱默水质监测技术进行了改造,用于研究该地区航运对环境的影响。

如今,大量船只从波罗的海进出,有渡轮、游轮、油轮、汽车运输船、集装箱船及其他货船。波罗的海通道窄,水又浅,很难航行。在一些主要航道上,平均每十分钟就有一艘大船经过。

不断扩张的航运和旅游业导致航道环境压力与日俱增。这种压力表现为空气、水和噪音污染的增加,对波罗的海的未来发展构成了威胁。

新的可持续航运项目

2010年,欧盟推出波罗的海联合研发计划BONUS,专门致力于为该地区的商业发展制定可持续的经济和生态计划。2015年,BONUS开始资助SHEBA项目,该项目正在研究波罗的海地区航运对环境的影响。

该项目将持续至2018年,得到了广大利益相关者的支持,包括大气和海洋学科学家、经济学家以及航运、环境政策和法律专家。SHEBA很大一部分专注于更好地了解污染。

将快艇变成移动科学实验室

2016年,一艘原先的长距离赛艇被改造成移动科学实验室用于SHEBA项目。其任务是在交通繁忙的航道上对水和空气质量状况进行取样。使用无引擎排放的帆船Hrimfare af Ranrike消除了自我污染的潜在问题和可能对测量准确性造成的影响。

在2016年夏季探险期间,船上装满了各种装备,当船在波罗的海漫游,垂直穿过航道时,可测量和收集大气和水中的样本。一组水面掠过传感器被装在一根不锈钢杆上,放置于船尾水面以下约一米处,当船前进时,测量不会受到船本身的干扰。

传感器收集有关溶解氧、盐度、温度、pH、pCO2(二氧化碳分压)和油的数据。来自赛莱默Aanderaa品牌的SmartGuard传感器中枢被放在前帆舱内,每隔20秒记录传感器和船只GPS的数据。

当Hrimfare穿过航道时,可清楚地检测到大部分测量参数的变化。航道内外地表水的差异可归因于大型船只对上层海洋的混合作用。这些船还会排放引擎冷却和洗涤水,以及船员使用过的废水,这些会影响海洋的水质。

在不同深度进行测量

为了更好地了解船舶交通引起的深层混合现象,Hrimfare会定期停下来部署赛莱默的SonTek CastAway CTD。这个手动设备内置GPS,可对盐度、温度和深度测量进行地理空间制图。每一站包括两到三个连续剖面图,用时不到五分钟。

此外还将两台自动记录声学剖面仪放入航道下方,测量从底部到表面的薄层水流。仪器还测量盐度、温度、溶解氧和悬浮颗粒(浊度)。它们通常部署6-12个月,至少每小时记录一次数据。检测来自船只和附近陆地的空气污染

连续的空气测量是通过在船桅上安装一个取样管来完成的,通过取样管,空气被抽进安装在甲板下的一套仪器中。测量参数包括二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、粒径分辨颗粒物和烟灰(炭黑)。

对数据的初步分析表明,船只的排气羽流特征可通过测出的气体和颗粒来识别。例如,当经过一艘装有洗涤设备的船时,可以检测出氮氧化物、二氧化碳和颗粒物的清晰信号。附近陆地区域的空气污染也可以检测到。这些测量与为研究交通和工业空气污染而在城区进行的测量相似。

项目接近尾声

SHEBA项目即将完成,来自Hrimfare af Ranrike等船只的数据对于未来做出正确的政策决定至关重要。

在更好地认识到航运业对该地区的空气和水有何影响之后,利益相关者预计压载水污染和废物排放等方面的监管将会加强。这项政策变化可能将伴随更严格的执法,并加大力度在商业航运业推行环保技术。解决波罗的海环境压力的长期办法是将减排作为未来工业船舶设计的基本支柱,无论是加强废物管理、采用替代推进方法,还是更有效地使用现有样式的引擎。这并非易事,但如果SHEBA项目显示出跨国合作的力量,那么我们便走在了正确的道路上。

作者:Aanderaa科学顾问和产品经理Anders Tengberg博士

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