Επιλογή συστήματος επεξεργασίας θαλασσίου έρματος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΤΜΗΜΑ ΝΑΥΤΙΛΙΑΣ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΩΝ ΥΠΗΡΕΣΙΩΝ Επιλογή συστήματος επεξεργασίας θαλασσίου έρματος Διπλωματική Εργασία για το Προπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Κατερίνα-Μαρία Αγγελή ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2017 ΧΙΟΣ

2 Κατερίνα-Μαρία Αγγελή Επιλογή συστήματος επεξεργασίας θαλασσίου έρματος Ιανουάριος 2017 Διπλωματική Εργασία για το Προπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών Τμήμα Ναυτιλίας και Επιχειρηματικών Υπηρεσιών Συγγραφέας: Κατερίνα Μαρία Αγγελή Επιβλέπουσα: Άννα Κοτρίκλα ΧΙΟΣ

3 Περιεχόμενα ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 5 ABSTRACT... 6 1.1Τι είναι βιοποικιλότητα και τι μας προσφέρει... 7 1.2 Ανάγκη προστασίας της βιοποικιλότητας... 8 1.3 Τι είναι οι βιο-εισβολείς;... 9 1.4 Τρόποι εισαγωγής μη ιθαγενών οργανισμών... 9 1.4.1 Φυσική μετακίνηση ειδών... 9 1.4.2 Μετακίνηση ειδών με ανθρώπινη παρέμβαση... 10 1.4.3 Πότε παρουσιάστηκε το πρόβλημα... 13 1.5 Εισαγωγή ξενικών οργανισμών στο θαλάσσιο περιβάλλον... 13 1.6 Ξενικοί οργανισμοί στις δεξαμενές έρματος... 16 1.7 Τα προβλήματα που προκαλούν οι βιο-εισβολείς... 17 1.8 Τα βασικότερα παραδείγματα αλλόχθονων ειδών... 18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο : ΤΟ ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΕΡΜΑΤΟΣ... 22 2.1 International Maritime Organization (IMO)... 22 2.2 Διεθνής Σύμβαση για τον Έλεγχο και τη Διαχείριση του έρματος (BALLAST WATER MANAGEMENT CONVENTION)... 23 2.3 Οι κανονισμοί της ακτοφυλακής των Ηνωμένων Πολιτειών (USCG)... 26 2.4 Κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης... 28 2.5 Ο κανονισμός D 2 αναλυτικότερα... 28 2.6 Προκλήσεις... 29 2.7 Έγκριση... 32 2.8 Σχέδια Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος... 34 2.9 Δειγματοληψία και ανάλυση... 35 2.10 Λιμενική αρχή... 36 2.11 Προγραμματισμός για τη Συμμόρφωση... 36 2.12 Επίτευξη συμμόρφωσης κατά την λειτουργία του συστήματος... 39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο : ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΡΜΑΤΟΣ... 40 3.1 Παράγοντες για την καταλληλότητα μεθόδου επεξεργασίας έρματος... 40 3.2 Βασικές μέθοδοι... 40 3.2.1. Μηχανική επεξεργασία... 41 1. Διήθηση... 41 2. Υδροκυκλώνας... 43 3. Κροκίδωση (Coagulation)... 43 3.2.2 Φυσική επεξεργασία... 44 1.Θερμική επεξεργασία... 44 2. Ακτίνες UV... 47 3.Υπέρηχοι - Σπηλαίωση... 50 4.Αποξυγόνωση... 51 3.2.3 Χημική επεξεργασία... 54 1.Χλωρίωση... 54 2.Ηλεκτροχλωρίωση... 55 3.Οζόνωση... 57 3.3 Ταξινόμηση των Συστημάτων επεξεργασίας έρματος... 58 3.4 Συμπεράσματα... 63 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο : Επιλογή μεθόδου επεξεργασίας έρματος για πλοίο τύπου BULCARRIER (DWT: 56.735) με χρήση πολυκριτηριακής ανάλυσης... 65 4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 65 4.2 Ανησυχίες σχετικά με τα συστήματα επεξεργασίας έρματος (BWTS)... 66 4.3 Περίπτωση εγκατάστασης BWTS σε ανακατασκευασμένο (Retrofit) πλοίο... 67 4.5 Επισκόπηση των AHP-TOPSIS... 72 4.6 Λόγοι επιλογής του συνδυασμού μεθόδων AHP-TOPSIS... 75 4.7 Μελέτη περίπτωσης... 76

4 4.7.1. Κριτήρια για την επιλογή συστήματος επεξεργασίας θαλάσσιου... 77 4.7.2 Αξιολόγηση της βαρύτητας των κριτηρίων... 80 4.7.3. Χαρακτηριστικά συστημάτων... 83 4.8 Συζήτηση... 87 Συμπεράσματα... 89 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 91 Κατάλογος Εικόνων Εικόνα 1.1 Κατάλογος Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος Είδη Φυτών... 11 Εικόνα 1.2 Κατάλογος Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος Είδη ζώων Εικόνα Φυτών... 12 Εικόνα 1.3 Χάρτης υπόδειξης περιοχών που προσβάλλονται από τα ξενικά είδη... 15 Εικόνα 1.4 Cholera Bacteria... 18 Εικόνα 1.5 Καβούρι (Chinese Mitten Crab)... 19 Εικόνα 1.6 Πράσινο Καβούρι... 19 Εικόνα 1.7 Ευρωπαϊκό μύδι (Zebra Mussels)... 20 Εικόνα 1.8 Κτενοφόρος Τσούχτρα (North American Comb Jelly)... 21 Εικόνα 2.1 Τα κριτήρια έρματος προς απόρριψη... 29 Εικόνα 3.1 Φυγοκεντρικός Διαχωριστής Σωματιδίων... 43 Εικόνα 3.2 Παρουσίαση σωλήνας Ventury... 54 Κατάλογος Πινάκων Πίνακας 2.1 Πρόγραμμα συμμόρφωσης για την επεξεργασία του έρματος... 24 Πίνακας 2.2 Πρόγραμμα συμμόρφωσης USCG... 27 Πίνακας 3.1 Αξιολόγηση συστήματος θέρμανσης έρματος για την εξουδετέρωση ξενικών οργανισμών... 47 Πίνακας 4.1 Κλίμακα σύγκρισης της AHP... 72 Πίνακας 4.2 Τυχαίος δείκτης R.I.... 72 Πίνακας 4.3 Κλίμακα για την αξιολόγηση της σημασίας των κριτηρίων... 74 Πίνακας 4.4 Αξιολόγηση του βάρους των κριτηρίων αναλυτικά... 81 Πίνακας 4.5 Αποτελέσματα αξιολόγησης κριτηρίων(weights)... 81 Πίνακας 4.6 Παρουσίαση χαρακτηριστικών των BWTS... 84 Πίνακας 4.7 Πίνακας Αποφάσεων - Αξιολόγηση χαρακτηριστικών των BWTS... 84 Πίνακας 4.8 Κανονικοποιημένος Πίνακας Αποφάσεων των BWTS... 84 Πίνακας 4.9 Σταθμισμένος Κανονικοποιημένος Πίνακας Αποφάσεων των BWTS... 85 Πίνακας 4.10 Προσδιορισμός της ιδανικής και της αρνητικά ιδανικής επίλυσης... 85 Πίνακας 4.11 Απόσταση από την Ιδανική λύση Μη Ιδανική λύση... 85 Πίνακας 4.12 Κατάταξη των BWTS... 86 Κατάλογος Σχημάτων Σχήμα 3.1 Θερμική επεξεργασία Βήματα... 45 Σχήμα 3.2 Παρουσίαση UV συστήματος επεξεργασίας έρματος... 50 Σχήμα 3.3 Πότε πραγματοποιείται η επεξεργασία έρματος με αποξυγόνωση... 52 Σχήμα 3.4 Σύστημα επεξεργασίας έρματος με έγχυση αδρανούς αερίου... 53 Σχήμα 3.5 Σύστημα Ηλεκτροχλωρίωσης... 57 Σχήμα 3.6 Απεικόνιση σε απλοποιημένη μορφή ενός συστήματος Οζόνωσης... 58 Σχήμα 3.7 Ταξινόμηση συστημάτων επεξεργασίας έρματος ως προς την έγκριση τύπου... 59 Σχήμα 3.8 Ταξινόμηση συστημάτων BWTS ως προς την έγκριση AMS(Alternative Management System)60 Σχήμα 3.9 Ταξινόμηση συστημάτων BWTS ως προς την έγκριση G8... 61 Σχήμα 3.10 Ταξινόμηση Συστημάτων που υπάρχουν στην αγορά... 62 Σχήμα 3.11 Ταξινόμηση Συστημάτων ως προς τη χρήση Μηχανικού Διαχωρισμού... 62 Σχήμα 3.12 Ταξινόμηση Μεθόδων επεξεργασίας έρματος στην αγορά... 63

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η παρούσα πτυχιακή εργασία αναφέρεται στις τεχνολογίες επεξεργασίας έρματος και πως αυτές μπορούν να αξιολογηθούν από τον εκάστοτε αγοραστή προκειμένου να επιλεχθεί το καταλληλότερο σύστημα επεξεργασίας έρματος (Ballast Water Treatment System -BWTS) για ένα εμπορικό πλοίο γενικού φορτίου. Η μελέτη ξεκινά με το Πρώτο κεφάλαιο, όπου έχει ως στόχο να γίνει μία εισαγωγή στην έννοια της βιοποικιλότητας και στο λόγο που προβάλλει πλέον επιτακτική η ανάγκη της άμεσης δραστηριοποίησης για την αποτελεσματική προστασία της. Η εισβολή ξενικών οργανισμών σε οικοσυστήματα όπου δεν είναι το φυσικό περιβάλλον αναπαραγωγής τους είναι το κύριο πρόβλημα που αποτελεί μεγάλη απειλή για τη βιοποικιλότητα και παρουσιάζεται αναλυτικά στο συγκεκριμένο κεφάλαιο με ορισμένα παραδείγματα επιβλαβών ξενικών οργανισμών, ώστε να γίνει πιο κατανοητό το πρόβλημα από τον αναγνώστη. Συμπερασματικά, καθίσταται σαφής ο λόγος που αναπτύχθηκαν τα τελευταία χρόνια αλματωδώς οι τεχνολογίες επεξεργασίας έρματος. Εν συνεχεία, το Δεύτερο κεφάλαιο επεκτείνεται στην ανάλυση του θέματος όσον αφορά το κανονιστικό πλαίσιο που περιβάλλει τη διαχείριση του έρματος και την εξέλιξή του. Στο Τρίτο κεφάλαιο, αρχικά, αναφέρονται οι παράγοντες κατά τους οποίους ένα σύστημα επεξεργασίας έρματος μπορεί να κριθεί κατάλληλο και λειτουργικό για το πλοίο. Ακολουθεί η διαίρεση των μεθόδων αυτών ανά κατηγορίες με βάση τον τρόπο που επεξεργάζονται το έρμα. Έπειτα ακολουθεί ανάλυση των βασικών μεθόδων επεξεργασίας και των τριών κατηγοριών ως προς τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της εκάστοτε μεθόδου. Κλείνοντας, στο Τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στην μέθοδο της Πολυκριτηριακής Ανάλυσης και του συνδυαστικού μοντέλου AHP TOPSIS που θα εφαρμοστεί στην μελέτη περίπτωσης που θα ακολουθήσει. Τα δεδομένα που παρουσιάζονται είναι πραγματικά και βασίζονται σε συγκεκριμένο επιχειρησιακό προφίλ της ναυτιλιακής εταιρείας από την οποία αντλήθηκαν. Πρόκειται, λοιπόν, για τη σύγκριση τεσσάρων συστημάτων επεξεργασίας έρματος με σκοπό να βρεθεί, μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας της μεθοδολογίας, το σύστημα που κρίνεται καταλληλότερο για το πλοίο οκταετίας Supramax - Bulk Carrier (DWT: 56.735) της επιχείρησης. Λέξεις-κλειδιά: σύστημα επεξεργασίας έρματος, βιοποικιλότητα, κανονιστικό πλαίσιο, μέθοδοι επεξεργασίας, μέθοδος AHP-TOPSIS, Πολυκριτηριακή Ανάλυση, ναυτιλιακή εταιρεία, Bulk Carrier

6 ABSTRACT The present thesis focuses on ballast treatment technologies and how these can be assessed by the buyer in order to select the most appropriate Ballast Water Treatment System (BWTS) for a Bulk Carrier Dry cargo ship. The study begins with the First Chapter, which aims to present an introduction to the concept of biodiversity and to the reason that the need for immediate action to protect it effectively is imperative. The invasion of alien organisms into ecosystems where they are not their natural habitat is the main problem that poses a major threat to biodiversity and is presented in detail in this chapter with some examples of harmful organisms to make the problem more approchable to the reader. In conclusion, it becomes clear why ballast processing technologies have been developed over the past few years. Subsequently, Chapter Two extends to the analysis of the subject with regard to the regulatory framework surrounding ballast management and its evolution. In Chapter Three, initially, it focuses on the factors which a ballast treatment system can be properly fitted and operational for the ship. The following is a breakdown of these methods by category based on how ballast is being processed. Next, it is being analyzed the basic processing methods of all three categories in terms of the advantages and disadvantages of each method. In conclusion, in the Fourth chapter an introduction to the method of Multicriteria Analysis and the AHP - TOPSIS combinational model will be applied to the case study that follows. The data presented is real and based on a specific business profile of the shipping company from which they were taken from. It is therefore a comparison of four ballast treatment systems to find the system that is most suitable for the eight-year old Supramax-Bulk Carrier (DWT: 56.735) ship of the company, after the process is completed. Keywords: Ballast Water Management System(BWMS), biodiversity, Multicriteria Analysis, AHP(Analytic Hierarchy Process), TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution), Owner shipping company, Bulk Carrier

7 1ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ : ΟΙ ΒΙΟ-ΕΙΣΒΟΛΕΙΣ ΚΑΙ ΤΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΟΥΝ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 1.1Τι είναι βιοποικιλότητα και τι μας προσφέρει Βιοποικιλότητα είναι το πλήθος των οργανισμών που ζουν στη Γη και συμμετέχουν σχεδόν σε όλες τις διαδικασίες που συμβαίνουν, από τη ρύθμιση του κλίματος και τη συγκράτηση του εδάφους μέχρι τη βιωσιμότητα της γεωργίας και της αλιείας καθώς επίσης αποτελούν τη βάση και για πολλά βιομηχανικά προϊόντα, καθώς και για την παραγωγή φαρμάκων (National Geographic). Με άλλα λόγια, η βιοποικιλότητα είναι η ποικιλομορφία της ζωής, σ όλες τις εκφάνσεις της. Εάν ληφθεί υπόψη στην πιο ευρύτερή της διάσταση η βιοποικιλότητα ενσωματώνει όλους τους τύπους, τα επίπεδα και τους συνδυασμούς της διαφοροποίησης των έμβιων όντων στη φύση. Ίσως να πρέπει να προστεθεί στα παραπάνω και η ποικιλότητα του τοπίου με την έννοια ότι το τοπίο αν και δεν είναι «ζωντανό» μέρος ενός οικοσυστήματος, εντούτοις, συμμετέχει ουσιαστικά στη διαμόρφωση της σύνθεσης των ειδών χλωρίδας και πανίδας που διαβιούν σε μια περιοχή και συνολικότερα, της σύνθεσης και των τύπων οικοσυστημάτων (ή οικοτόπων) που διαμορφώνονται πάνω σε κάθε διαφορετική έκφανση της ποικιλίας του τοπίου. Έτσι, σε μια περιοχή με έντονο γεωφυσικό ανάγλυφο και στην οποία παρουσιάζονται πολλές εναλλαγές τοπίου και αβιοτικών στοιχείων (διαφορετικές εκθέσεις στα σημεία του ορίζοντα, παρουσία στάσιμου ή τρεχούμενου νερού, διάφοροι τύποι γεωλογικού υποθέματος, κ.λ.π.), αναμένεται η «φιλοξενία» αντίστοιχα μιας μεγάλης βιο-ποικιλίας ειδών φυτών, ζώων και τύπων μικροοικοσυστημάτων (ΚΥΤΤΑΡΟ ΝΕΑΣ ΓΗΣ, 2012). Η διατήρηση της βιοποικιλότητας έχει μεγάλη σημασία για τη ζωή, κυρίως επειδή με την εξάλειψη ενός είδους φυτού ή ζώου είναι τόσο μεγάλη η απώλεια, που με κανένα φυσικό ή και τεχνολογικό μηχανισμό δεν μπορεί να αποκατασταθεί (National Geographic, χχ). Στις αξίες διατήρησης της βιοποικιλότητας περιλαμβάνονται: Οι κοινωνικο-οικονομικές με τα οφέλη που προκύπτουν από τη χρήση της βιοποικιλότητας, ιδιαίτερα για την εξάλειψη της φτώχειας σε παγκόσμιο επίπεδο. Οι ιατροφαρμακευτικές με το πλήθος των βιολογικών ουσιών πάνω στις οποίες βασίζονται σχεδόν όλες οι αντίστοιχες θεραπευτικές μέθοδοι. Οι αισθητικές και πολιτιστικές που καλύπτουν βαθύτερες ανάγκες του ανθρώπου.

8 Οι οικολογικές που σχετίζονται με την επιβίωση και την ομαλή λειτουργία των περισσότερων οικοσυστημάτων τα οποία συνεισφέρουν στη διατήρηση των περιβαλλοντικών συνθηκών του πλανήτη (Πέππας,χχ). 1.2 Ανάγκη προστασίας της βιοποικιλότητας Η ανάγκη συντονισμένης διεθνούς δράσης για την προστασία της βιοποικιλότητας προέκυψε, κυρίως, αφενός από την επιστημονικώς τεκμηριωμένη διαπίστωση απώλειας της βιοποικιλότητας παγκοσμίως και αφετέρου από τη διεθνή αναγνώριση της αξίας της για την ανθρωπότητα. Η διάσκεψη του Ρίο το 1992 ήταν το αποκορύφωμα της παγκόσμιας αναγνώρισης της ανάγκης να διατηρηθεί η βιοποικιλότητα, και της διεθνούς πολιτικής αναγνώρισης του όρου «βιοποικιλότητα». Ο σκοπός της διεθνούς Σύµβασης για τη Βιολογική Ποικιλότητα, η οποία υπεγράφη στο Ρίο το 1992, όπως ορίζεται στο άρθρο 1 αυτής, είναι «η διατήρηση της βιολογικής ποικιλότητας, η αειφορική χρήση των συστατικών της και ο δίκαιος και ισότιµος καταµερισµός των πλεονεκτημάτων, που θα προκύψουν από τη χρήση των γενετικών πόρων». Η Ελλάδα αποτελεί συμβαλλόμενο µέρος στη διεθνή Σύµβαση για τη Βιολογική Ποικιλότητα. Επιπλέον, το 2001, οι επικεφαλής κρατών και κυβερνήσεων της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) έθεσαν ως στόχο, «να αναχαιτίσουν την απώλεια της βιοποικιλότητας [στην ΕΕ] έως το 2010». Το 2002, ηγέτες 130 κρατών δεσµεύτηκαν να «µειώσουν ουσιαστικά τον ρυθµό απώλειας της βιοποικιλότητας [σε παγκόσµιο επίπεδο] έως το 2010». Σχετικές δημοσκοπήσεις δείχνουν ότι οι πολίτες της ΕΕ ενστερνίζονται ένθερµα τον εν λόγω προβληματισμό για τη βιοποικιλότητα (Τράπεζα της Ελλάδος, 2011). Η απώλεια βιοποικιλότητας προκαλεί προβληµατισµό, όχι µόνο λόγω της ιδιαίτερης εγγενούς αξίας της, αλλά και επειδή η βιοποικιλότητα αποτελεί στοιχείο του υποβάθρου επί του οποίου βασίζονται η ανταγωνιστικότητα, η ανάπτυξη και η απασχόληση, καθώς και η βελτίωση των συνθηκών διαβίωσης (Ευρωπαϊκή Επιτροπή, 2006). Επιπρόσθετα, η απώλεια βιοποικιλότητας συνεπάγεται υποβάθμιση των υπηρεσιών που παρέχουν τα οικοσυστήματα. Ως υπηρεσίες των οικοσυστημάτων ορίζονται οι διεργασίες και λειτουργίες που παρέχονται από το φυσικό περιβάλλον και ωφελούν τον άνθρωπο. Εκτιμάται ότι οι ωκεανοί και κυρίως οι παράκτιες ζώνες συνεισφέρουν πάνω από 60% στη συνολική οικονομική αξία της βιόσφαιρας. Επομένως το πρόβλημα των ξενικών οργανισμών χρήζει άμεσης αντιμετώπισης προκειμένου να υπάρξει αποκατάσταση των οικοσυστημάτων αλλά και του οικονομικού κέρδους. Μεταξύ των προαναφερόμενων υπηρεσιών περιλαμβάνονται η παραγωγή τροφίµων, καυσίµων, ινών και φαρμακευτικών ουσιών, η ρύθμιση των υδάτων, του αέρα και του κλίµατος, η

9 διατήρηση της γονιμότητας του εδάφους και του κύκλου των θρεπτικών στοιχείων(τράπεζα της Ελλάδος, 2011). Μία από τις κυριότερες αιτίες για την απώλεια της βιοποικιλότητας και την υποβάθμιση των οικοσυστημάτων αποτελεί η εισαγωγή οργανισμών και η εγκατάστασή τους σε οικοσυστήματα εκτός του φυσικού περιβάλλοντός τους. Αυτοί οι οργανισμοί ονομάζονται ξενικοί. Συνεπώς, τεχνολογίες επεξεργασίας θαλάσσιου έρματος αναπτύχθηκαν και δημιουργήθηκαν για την απομάκρυνση των ξενικών οργανισμών που περιέχονται στο θαλάσσιο νερό που εισέρχεται στο πλοίο όταν απαιτείται η ρύθμιση της ευστάθειάς του(π.χ. στην περίπτωση που το πλοίο δεν μεταφέρει φορτίο, κρίνεται απαραίτητο να γίνει πρόσληψη νερού έρματος ώστε να μπορέσει να είναι ευσταθές). 1.3 Τι είναι οι βιο-εισβολείς; Πολλά είδη οργανισμών έχουν την ιδιότητα να μεταφέρονται από μόνα τους από τόπο σε τόπο. Άλλοι οργανισμοί μπορούν να μεταφερθούν εσκεμμένα ή κατά λάθος σε μια περιοχή εκτός της τωρινής ή παλαιότερης φυσικής τους εξάπλωσης. Αυτά τα είδη ονομάζονται ξενικά και μπορούν να εισέλθουν σε ένα άλλο οικοσύστημα είτε ως ολόκληρος οργανισμός, είτε μέσω αυγών και σπόρων, ακόμα και από ένα κομμάτι τους ( π.χ. ένα κλαδί ) που καταφέρνει να επιβιώσει και να αναπαραχθεί (Μatej, 2015). Όταν τα ξενικά είδη προκαλέσουν προβλήματα στο νέο τους οικοσύστημα, ονομάζονται βιο- εισβολείς. Σε διεθνές επίπεδο τα εισβάλλοντα είδη λαμβάνονται ως ο δεύτερος μεγαλύτερος κίνδυνος για την απώλεια της βιοποικιλότητας, μετά την καταστροφή των ενδιαιτημάτων(wwf Ελλάς, 2011). Ενδεικτικά, στην Ελλάδα από τα συνολικά 325 ξενικά είδη φυτών που συναντάμε τα 50 χαρακτηρίζονται ως εισβάλλοντα. Η πλειονότητά τους εντοπίζεται σε ανθρωπογενή περιβάλλοντα και γύρω από αυτά όπως σε καλλιέργειες, οδικά δίκτυα, αστικές και γενικότερα κατοικημένες περιοχές. Υπάρχουν βέβαια και είδη που έχουν εγκλιματιστεί πλήρως και βρίσκονται σε πολλά φυσικά ενδιαιτήματα όπως η ξινίθρα (Oxalis pes Caprae), η κόνυζα (Erigeron bonariensis) και ο γερμανός (Solanum eleagnifolium) (WWF Ελλάς, 2011). 1.4 Τρόποι εισαγωγής μη ιθαγενών οργανισμών 1.4.1 Φυσική μετακίνηση ειδών Κάποιοι οργανισμοί μπορούν να μεταφερθούν με τα δικά τους μέσα, για παράδειγμα, οι μεταναστεύσεις ανάμεσα σε μεγάλες αποστάσεις που εκτελούνται συνήθως από τα αποδημητικά πουλιά, μπορούν να παρασύρουν μαζί τους οργανισμούς που είτε

10 προσκολλούνται πάνω σε αυτά είτε τα μολύνουν. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα είδη των κλαδοκεραιωτών τα οποία ανήκουν στην οικογένεια των καρκινοειδών. Το είδος αυτό συνήθως βρίσκεται προσκολλημένο στα πόδια των πτηνών και έτσι μπορεί να εξηγηθεί η μεταφορά τους από το ένα οικοσύστημα στο άλλο(μatej, (2015). Φυσικά, τα θαλάσσια ρεύματα μπορούν να συμβάλλουν στην μετακίνηση οργανισμών κάτω από σπάνιες και ιδιαίτερες συνθήκες που θα ευνοούν ένα οργανισμό να ξεφύγει από τα όρια του τόπου που ευνοείται η αναπαραγωγή του, ίσως εξαιτίας των κλιματικών αλλαγών, όπως για παράδειγμα η αυξημένη εξάπλωση της σαρδέλας ( όπου κατά καιρούς παρουσιάζει αυξημένα ποσοστά νότια της Βόρειας Θάλασσας και δυτική βαλτική ως απόρροια της σπάνιας εισροής του Βορειανατολικού ατλαντικού ωκεανού και της υψηλότερης θερμοκρασίας του νερού(μatej, (2015). Το αποτέλεσμα αυτού του φυσικού φαινομένου στη βιοποικιλότητα των ιθαγενών οργανισμών μπορεί να είναι προσωρινό και περιορισμένης εμβέλειας, καθώς είναι γνωστά ως σπάνιοι επισκέπτες ή περιπλανώμενοι οργανισμοί. Αυτή, λοιπόν, η φυσική μετακίνηση των ειδών ανάμεσα στα οικοσυστήματα θεωρείται κάτι απολύτως φυσικό και δεν δημιουργεί προβλήματα, αντιθέτως λαμβάνεται πολλές φορές και ως πλεονέκτημα. Από την άλλη, η ανθρώπινη παρέμβαση στη μεταφορά ξενικών οργανισμών μπορεί να προκαλέσει μη αναστρέψιμες αρνητικές επιπτώσεις(μatej, 2015). 1.4.2 Μετακίνηση ειδών με ανθρώπινη παρέμβαση Σε αντίθεση με την εξάπλωση που γίνεται με φυσικό τρόπο, τα χωροκατακτητικά ξένα είδη μπορούν να εισβάλλουν σε περιοχές εκτός της φυσικής τους κατανομής εξαιτίας της ανθρώπινης παρέμβασης (εισαγωγή, διαμετακόμιση, διατήρηση, εκτροφή, καλλιέργεια, αναπαραγωγή ή και σκόπιμη απελευθέρωση), και εξαπλώνονται-εγκαθίστανται, απειλώντας την τοπική βιοποικιλότητα και ιδιαίτερα τα άκρως απομονωμένα γεωγραφικά και εξελικτικά οικοσυστήματα, όπως είναι αυτά των μικρών νησιών (Dasarxeio, 2017). Σε εφαρμογή του Κανονισμού (ΕΕ) αριθ. 1143/2014 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου για την ολοκληρωμένη και συντονισμένη αντιμετώπιση του προβλήματος των Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών σε ευρωπαϊκό επίπεδο, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή συνέταξε Κατάλογο Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος. Ο εν λόγω Κατάλογος, που δημοσιεύθηκε την 14η Ιουλίου 2016 στην Επίσημη Εφημερίδα της Ευρωπαϊκής Ένωσης (Εκτελεστικός Κανονισμός (ΕΕ) αριθ. 2016/1141 της Επιτροπής), περιλαμβάνει λίστα με 37 είδη οργανισμών (23 ζώα και 14 φυτά). Για τα είδη του Καταλόγου δεν επιτρέπεται: α) εισαγωγή στην επικράτεια της Ένωσης, συμπεριλαμβανομένης της διαμετακόμισης υπό τελωνειακή επιτήρηση β) διατήρηση, ακόμη και υπό περιορισμό γ) εκτροφή, ακόμη και υπό περιορισμό δ)

11 μεταφορά, από την Ένωση ή εντός αυτής, με εξαίρεση τη μεταφορά ειδών σε εγκαταστάσεις με σκοπό την εξάλειψή τους ε) διάθεση στην αγορά στ) χρήση ή ανταλλαγή ζ) παροχή της δυνατότητας αναπαραγωγής ή καλλιέργεια, ακόμη και υπό περιορισμό η) ελευθέρωση στο περιβάλλον (Dasarxeio, 2017). Τα είδη που περιλαμβάνονται στον Κατάλογο Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος παρουσιάζονται στους παρακάτω πίνακες (Δασαρχείο, 2017): Εικόνα 1.1 Κατάλογος Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος Είδη Φυτών(Δασαρχείο,2017)

Εικόνα 1.2 Κατάλογος Χωροκατακτητικών Ξένων Ειδών Ενωσιακού Ενδιαφέροντος Είδη ζώων 12

13 1.4.3 Πότε παρουσιάστηκε το πρόβλημα Οι ξενικοί οργανισμοί άρχισαν να μεταφέρονται από τότε που ο άνθρωπος άρχισε να εξερευνεί τον κόσμο. Στην αρχαιότητα το έρμα των πλοίων αποτελούνταν από σωρό από λίθους, με αυτό τον τρόπο πολλοί οργανισμοί που εγκλωβίζονταν ανάμεσα στις πέτρες ή ακόμα και στο ίδιο το φορτίο του πλοίου, μεταφέρονταν σε άλλα οικοσυστήματα συνήθως εν αγνοία του ανθρώπου. Πολλές από αυτές τις μετακινήσεις των αλλόχθονων οργανισμών δεν έχουν καταγραφεί αναλυτικά σε κάποια λίστα παρά μόνο ελάχιστες και δεν υπάρχει σαφής εικόνα για τα είδη που υπήρχαν στα οικοσυστήματα αιώνες πριν(matej, 2015). Η αλματώδης ανάπτυξη, που σημειώθηκε κατά την πάροδο του χρόνου, των χερσαίων, θαλάσσιων αλλά και εναέριων μεταφορών τα τελευταία 50 χρόνια συμβάλλει δραματικά στη διάδοση των εισβαλλόντων ειδών που ως λαθρεπιβάτες εκμεταλλεύονται την εισαγωγή τροφίμων, πολλαπλασιαστικού υλικού, σπόρων, πρώτων υλών και αγροτικών προϊόντων μαζί με τυχόν ζιζάνια, μεταφέρονται μέσα στο έρμα των πλοίων, ακόμη και τις αποσκευές των ταξιδιωτών (WWF Ελλάς, 2011). 1.5 Εισαγωγή ξενικών οργανισμών στο θαλάσσιο περιβάλλον Ιδιαίτερη ανησυχία παρουσιάζεται παγκοσμίως για το φαινόμενο εισαγωγής ξενικών ειδών στο θαλάσσιο περιβάλλον. Οι κύριοι φορείς μη ιθαγενών οργανισμών στο θαλάσσιο περιβάλλον αποτελούν η ναυσιπλοΐα, οι φυσικοί ή τεχνητοί δίαυλοι, οι υδατοκαλλιέργειες αλλά και η δραπέτευση από ενυδρεία και ερευνητικά ιδρύματα. Υπολογίζεται ότι το μεγαλύτερο μέρος των εισαγωγών οφείλεται στη ναυσιπλοΐα μέσα από το θαλάσσιο έρμα των πλοίων (όπως αναφέρθηκε και παραπάνω) και την επικάθιση οργανισμών όπως τα οστρακοειδή στα ύφαλα των πλοίων και γενικότερα στις εξωτερικές τους επιφάνειες. Το θαλάσσιο έρμα των πλοίων περιέχει πολλούς θαλάσσιους οργανισμούς. Μόλις το έρμα ελευθερωθεί στο περιβάλλον, οι οργανισμοί αυτοί εισέρχονται στο οικοσύστημα, όπου ανταγωνίζονται με τους υπάρχοντες εκεί οργανισμούς για τροφή (Ναυτίλοι της Helmepa, x.x). Μελέτες δείχνουν ότι η ναυτιλία (έρμα και ύφαλα πλοίων) αποτελεί τον κυριότερο φορέα μεταφοράς μη ιθαγενών ειδών στις θάλασσες ανά τον κόσμο (Κοτρίκλα, 2017). Πιο συγκεκριμένα, όσον αφορά στα ύφαλα των πλοίων εκεί αναπτύσσονται και προσκολλώνται θαλάσσιοι μικροοργανισμοί που έχουν ως συνέπεια τη μεταφορά τους σε άλλα οικοσυστήματα, τη διάβρωση της επιφάνειας των πλοίων αλλά και την υδροδυναμική συμπεριφορά τους. Παρ όλα αυτά το πρόβλημα με τους μικροοργανισμούς στα ύφαλα του πλοίου αντιμετωπίζεται με τη χρήση τα αντιρρυπαντικών χρωμάτων. Τα χρώματα αυτά απελευθερώνουν βιοκτόνες ουσίες (π.χ.tributyltin - ΤΒΤ) οι οποίες παρεμποδίζουν την ανάπτυξη της θαλάσσιας πανίδας και της πανίδας. Το ΤΒΤ προκαλεί διαταραχές του ενδοκρινικού συστήματος σε

14 οστρακοειδή. Το φαινόμενο αυτό είναι γνωστό ως imposex και σημαίνει ότι θηλυκοί οργανισμοί αναπτύσσουν αρσενικά χαρακτηριστικά λόγω της δράσης του ΤΒΤ στο ορμονικό τους σύστημα. Η δράση αυτή εμφανίζεται σε γαστερόποδα ακόμη και όταν οι συγκεντρώσεις ΤΒΤ στο νερό είναι εξαιρετικά μικρές (Ναυτίλοι της Helmepa, x.x). Η Διεθνής Σύμβαση για τον Έλεγχο των Επιβλαβών Προστατευτικών Συστημάτων των Yφάλων των Πλοίων (AFS Convention), η οποία τέθηκε σε ισχύ το Σεπτέμβριο 2008, απαγορεύει τη χρήση οργανοκασσιτερικών ενώσεων σε υφαλοχρώματα που χρησιμοποιούνται στα πλοία(ναυτίλοι της Helmepa, x.x). Στη Μεσόγειο, μετά το έρμα οι υδατοκαλλιέργειες αποτελούν τον δεύτερο κυριότερο παράγοντα μεταφοράς ξενικών ειδών. Για παράδειγμα, ψάρια που χρησιμοποιούνται σε ιχθυοκαλλιέργειες για εμπορικούς λόγους, ορισμένες φορές "δραπετεύουν" και εξαπλώνονται στο θαλάσσιο περιβάλλον (Λαμπρινίδης, 2011). Οι φυσικοί ή τεχνητοί θαλάσσιοι δίαυλοι είναι ακόμα ένα μέσο εισαγωγής ξενικών ειδών και χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το άνοιγμα της διώρυγας του Σουέζ, το 1869. Η μετανάστευση θαλάσσιων οργανισμών της Ερυθράς Θάλασσας μέσω της διώρυγας του Σουέζ, στη Μεσόγειο ονομάζεται Λεσσεψιανή μετανάστευση (το όνομα αυτό δόθηκε προς τιμήν του Φερντινάρντ ντε Λεσσέψ, αρχιτέκτονα και υπεύθυνου του έργου της διώρυγας του Σουέζ). Οι θαλάσσιοι οργανισμοί οι οποίοι περνούν τη διώρυγα από την Ερυθρά Θάλασσα καταλήγοντας στη Μεσόγειο, ονομάζονται λεσσεψιανοί μετανάστες ( Wikipedia, 2017). Από αυτή τη χρονική στιγμή έγινε αντιληπτή η μετακίνηση μεγάλου αριθμού ξενικών ειδών από την Ερυθρά Θάλασσα στη Μεσόγειο. Πλέον έχει παρατηρηθεί αυξημένη εισροή θερμόφιλων οργανισμών εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής και την άνοδο της θερμοκρασίας στα επιφανειακά νερά της Μεσογείου και των ελληνικών θαλασσών(ναυτίλοι της Helmepa,x.x). Ξενικά είδη μπορούν να εισβάλλουν σε άλλα οικοσυστήματα και μέσω της έρευνας που κάνει ο άνθρωπος και στην προσπάθειά του να αποκαταστήσει τα οικοσυστήματα που δείχνουν να νοσούν (Κοτρίκλα, 2017). Οι ωκεανοί που πλήττονται περισσότερο από τις θαλάσσιες εισβολείς είναι ο Βόρειος Ατλαντικός, ο Βόρειος Ειρηνικός και ο Ανατολικός Ινδο-Ειρηνικός (Εικόνα 1). Στον Βόρειο Ατλαντικό, για παράδειγμα, 240 ξένα είδη έχουν καταγραφεί, το 57% των οποίων είναι επιβλαβή ή χωροκατακτητικά είδη. Στα θαλάσσια χωροκατακτητικά είδη συμπεριλαμβάνονται τα ψάρια, μύδια, φύκια, κοράλλια, βότανα και τα θαλάσσια χόρτα (Seos Project,χ.χ).

15 Εικόνα 1.3 : Χάρτης υπόδειξης περιοχών που προσβάλλονται από τα ξενικά είδη Ο παραπάνω παγκόσμιος χάρτης δείχνει τον αριθμό των επιβλαβών ξένων ειδών ανάλογα με τις παράκτιες οικοπεριοχές. Οι πιο σκοτεινές κόκκινες αποχρώσεις δείχνουν αύξηση του αριθμού των ειδών με σημαντικές επιπτώσεις στην τοπική οικολογία. Το μπλε χρώμα υποδεικνύει οικοπεριοχές με τα ξένα είδη που έχουν χαρακτηριστεί ως λιγότερο επιβλαβή (Seos Project,χ.χ). Οι ξενικοί οργανισμοί δεν έχουν κάποιο περιορισμό στο να επιβιώσουν σε οποιοδήποτε τόπο μακριά από το φυσικό τους περιβάλλον αρκεί να βρεθούν υπό τις κατάλληλες συνθήκες. Τα θαλάσσια χωροκατακτητικά ξενικά είδη προκαλούν απώλεια της βιοποικιλότητας οδηγώντας στην εξαφάνιση τα αυτόχθονα είδη, και µπορούν να µεταβάλουν σηµαντικά τη δοµή και τις λειτουργίες του θαλάσσιου οικοσυστήµατος και να προκαλέσουν βλάβες στις οικονοµικές δραστηριότητες (αλιεία, τουρισµός κ.ά.) και στην ανθρώπινη υγεία. Αυτό συµβαίνει ιδίως όταν τα εν λόγω είδη εισβάλλουν σε ένα οικοσύστηµα που θεωρείται ήδη ευάλωτο λόγω άλλων πιέσεων (Τράπεζα της Ελλάδος, 2011). Όταν, λοιπόν, βρεθούν υπό αυτές τις συνθήκες και καταφέρουν να επιβιώσουν, μπορούν να γίνουν μέρος της πανίδας του οικοσυστήματος θέτοντας εξαιρετικά δύσκολη της εξάλειψή τους. Το γεγονός αυτό έχει ως συνέπεια την υποβάθμιση της ποιότητας των οικοσυστημάτων, και το σημαντικότερο, την απώλεια των υπηρεσιών που προσφέρουν τα οικοσυστήματα αυτά. Ένα ενδεικτικό παράδειγμα της διατάραξης που επιφέρει ένας ξενικός οργανισμός είναι το τροπικό δινοµαστιγωτό Citharistes regius. Το τροπικό δινοµαστιγωτό Citharistes regius αναφέρθηκε για πρώτη φορά στη Μεσόγειο ανοιχτά του Ιονίου Πελάγους. Περαιτέρω, οι αναφορές για τοξικά βενθικά δινοµαστιγωτά στις ακτές της Μεσογείου αυξάνονται ολοένα κατά την τελευταία δεκαετία. Συγκεκριµένα, η εξάπλωση ειδών

16 τροπικών γενών, όπως τα γένη Gambierdiscus και Prorocentrum στην Ελλάδα µπορεί να αποτελεί βιολογική ένδειξη της κλιµατικής αλλαγής στην περιοχή. Συγκεκριµένα, η πρώτη αναφορά του είδους Gambierdiscus sp. στη Μεσόγειο ήρθε από τη θαλάσσια περιοχή της Κρήτης, το έτος 2003. Το 2009, το είδος βρέθηκε στον Σαρωνικό Κόλπο, Σαλαµίνα, επεκτείνοντας την εξάπλωσή του ακόµη πιο βόρεια (γεωγραφικό πλάτος ~38ο Ν) στη Μεσογειακή λεκάνη. Αυτό το βενθικό δινοµαστιγωτό παράγει τοξίνες που ευθύνονται για τη σιγκουατέρα (ciguatera), µια µορφή τροφικής δηλητηρίασης από την οποία ασθενούν περισσότεροι από 50.000 άνθρωποι κάθε έτος, έπειτα από κατανάλωση ψαριών, κυρίως σε περιτροπικές περιοχές (Τράπεζα της Ελλάδος,2011). 1.6 Ξενικοί οργανισμοί στις δεξαμενές έρματος Η ναυτιλία μεταφέρει πάνω από το 90% κατά βάρος των εμπορευμάτων σε παγκόσμιο επίπεδο και την ίδια στιγμή μεταφέρονται 3-5 δις. τόνοι έρματος διεθνώς ανά έτος (Lloyd s Register, 2015). Το έρμα είναι θαλασσινό νερό μαζί με την αιωρούμενή του ύλη, που αντλείται στο πλοίο σε ειδικές δεξαμενές (τις δεξαμενές έρματος) για τη ρύθμιση της διαγωγής, του βυθίσματος και των καταπονήσεων του πλοίου, κυρίως όταν είναι άφορτο (Matej, 2015). Σύμφωνα με εκτιμήσεις των ειδικών, 3000 4000 διαφορετικά είδη μετακινούνται κάθε μέρα παγκοσμίως από τα πλοία. Πιο πρόσφατες εκτιμήσεις δείχνουν ότι ο αριθμός των ξενικών ειδών που μεταφέρονται μέσω των πλοίων ανέρχονται στα 7000 καθημερινά χωρίς να υπολογίζονται οι μικροοργανισμοί όπως τα βακτήρια και οι παθογόνοι οργανισμοί (Matej, 2015). Οι οργανισμοί που είναι πιο πιθανό να μεταφερθούν μέσω του έρματος βρίσκονται συνήθως στο στάδιο της ζωής τους όπου δεν εξαρτώνται άμεσα από κάποιον άλλο οργανισμό για την επιβίωση τους, συχνά συναντώνται ως προνύμφες. Όμως, είναι πολύ πιθανό και ενήλικες οργανισμοί του βυθού να παρασυρθούν κατά τη διαδικασία ερματισμού, λόγω εξαιρετικά δυνατών ρευμάτων, καταιγίδων ή κοντινών εργασιών εκβάθυνσης, οι οποίες ανακατεύουν τον πάτο της θάλασσας και όσους οργανισμούς βρίσκονται στην περιοχή (Matej, 2015). Όταν φτάσει το πλοίο στο λιμάνι φόρτωσης απελευθερώνει το έρμα, απελευθερώνοντας ταυτόχρονα και όλους τους οργανισμούς που περιέχονται σε αυτό (Κοτρίκλα, 2015). Αξίζει να αναφερθεί όμως ότι η διαδικασία ερματισμού/αφερματισμού και οι δεξαμενές έρματος αποτελούν ένα ιδιαίτερα εχθρικό περιβάλλον για την επιβίωση των οργανισμών. Αυτό οφείλεται στην απουσία του φωτός, οξυγόνου και της αυξομειώσεις της θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια του πλου με αποτέλεσμα η πλειοψηφία των οργανισμών να μην επιβιώνει μέχρι την επόμενη φορά που θα γίνει η διαδικασία αφερματισμού. Οι νεκροί οργανισμοί καταναλώνονται από νεκροφάγους οργανισμούς ή διασπώνται από μύκητες και βακτήρια(matej, 2015).

17 Όσοι οργανισμοί καταφέρουν να επιβιώσουν και να αφεθούν και πάλι στη θάλασσα δύσκολα προσαρμόζονται και επιβιώνουν στο νέο περιβάλλον. Η διαφορά στα είδη των γηγενών ειδών και θηρευτών, καθώς και στις συνθήκες του νέου περιβάλλοντος καθιστούν την επιβίωση των ξενικών οργανισμών ένα δύσκολο έργο. Αν ξεπεράσουν αυτά τα εμπόδια και κρατηθούν στη ζωή, πιθανότατα να αποτελέσουν απειλή για το νέο οικοσύστημα. Απειλή αποτελούν οι οργανισμοί χωρίς φυσικούς εχθρούς, διότι τότε αρχίζουν να αναπαράγονται ανεξέλεγκτα και προκαλείται αυξημένος ανταγωνισμός με τους γηγενείς πληθυσμούς για τους διαθέσιμους πόρους. 1.7 Τα προβλήματα που προκαλούν οι βιο-εισβολείς Οι θάλασσες και οι ωκεανοί δεν αποτελούν κλειστά συστήματα, αντίθετα επικοινωνούν μεταξύ τους με επιφανειακά ή βαθύτερα ρεύματα, με αποτέλεσμα σε βάθος χιλιετηρίδων θαλάσσιοι οργανισμοί να έχουν διασπαρθεί στους ωκεανούς με φυσικά μέσα (βλ. κεφάλαιο 1.2.1). Παρ όλα αυτά λόγω των διαφορετικών συνθηκών που επικρατούν σε διάφορα μέρη του πλανήτη η ποικιλότητα των οικοσυστημάτων διαφέρει, όπως αυτά παρουσιάζονται σήμερα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η τροπική ζώνη, η οποία διαχωρίζει τις εύκρατες ζώνες του βορείου και νότιου ημισφαίριου και επέτρεψε σε πολλά είδη να εξελιχθούν ανεξάρτητα, με αποτέλεσμα αρκετά διαφορετική θαλάσσια βιοποικιλότητα στο βόρειο και το νότιο ημισφαίριο. (Κοτρίκλα, 2017) Ωστόσο, η συνεχής ανάπτυξη του εμπορίου δια θαλάσσης, η ανάγκη για εξοικονόμηση χρήματος και χρόνου δημιουργώντας ταχύτερα και μεγαλύτερα πλοία, μειώνουν όλο και περισσότερο τα φυσικά εμπόδια που περιορίζουν τη μετακίνηση των οργανισμών. (Κοτρίκλα, 2017) Έτσι, τα πλοία αποτελούν έναν τρόπο για είδη των εύκρατων και ψυχρών θαλάσσιων ζωνών να διαπεράσουν τις τροπικές ζώνες, και μερικές από τις πιο θεαματικές βιοεισβολές αφορούν βόρεια εύκρατα θαλάσσια είδη που εισβάλλουν στα νότια ύδατα και το αντίστροφο (Κοτρίκλα, 2017). Η βιοποικιλότητα των θαλάσσιων οικοσυστημάτων επηρεάζεται από τους βιο - εισβολείς σε επίπεδο είδους, ενδιαιτήματος και οικοσυστήματος. Οι οικολογικές επιπτώσεις,λοιπόν, αποτελούν η διατάραξη του τροφικού πλέγματος, δρώντας είτε ως θηρευτές είτε ως ανταγωνιστές, εγκυμονεί κίνδυνος εισαγωγής νέων ασθενειών, που μπορούν να καταστρέψουν τα ευαίσθητα αυτόχθονα είδη. Έπειτα οι βιο -εισβολείς φέρνουν αλλαγές στη βιοποικιλότητα και στη σχετική αφθονία των ειδών. Οι επιπτώσεις της εισαγωγής τους μπορεί να είναι και οικονομικές, όπως ο κίνδυνος εξαφάνισης αυτόχθονων ειδών με οικονομική αξία, που συνεπάγεται έξοδα για την αποκατάσταση της φυσικής ισορροπίας. Ακόμα μπορεί να δημιουργηθεί κίνδυνος

18 μεταφοράς ή υποστήριξης βλαβερών για την ανθρώπινη υγεία οργανισμών, καθώς επίσης και πιθανή μείωση της τουριστικής ανάπτυξης μιας περιοχής (Κοτρίκλα, 2015). Όλες οι παραπάνω επιπτώσεις συνδυάζονται ώστε να μειωθεί ο αριθμός των αυτόχθονων ειδών ενός ενδιαιτήματος και να γίνει η αντικατάστασή τους με "ευκαιριακά" είδη - προκαλώντας έτσι την ομογενοποίηση των οικοσυστημάτων της περιοχής. Επίσης, τα είδη αυτά μπορεί να είναι τοξικά, όπως το ψάρι Λαγοκέφαλος που περιέχει μια πολύ επικίνδυνη ουσία, την τετροδοτοξίνη, ικανή να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα υγείας στον καταναλωτή (Wikipedia, 2017). 1.8 Τα βασικότερα παραδείγματα αλλόχθονων ειδών Το βακτήρια της Χολέρας (Cholera Bacteria) εισήχθη στη Νότια Αμερική και στο κόλπο του Μεξικού, όπου και προκάλεσε επιδημίες. Από τις επιδημίες αυτές σημειώθηκαν 10.000 θάνατοι. Το 1991 η αρρώστια της χολέρας εξαπλώθηκε σε λιμάνια του Περού και έπειτα στην Αμερική αφανίζοντας εκατοντάδες ανθρώπους (EMEDTV, Vibrio Cholerae Bacteria, 2017). Εικόνα 1.4 Cholera Bacteria(Home Remedies Guide, 2013) Το Καβούρι (Chinese Mitten Crab Eriocheir sinensis) είναι ένα από τα πιο επικίνδυνα χωροκατακτητικά είδη. Το φυσικό περιβάλλον αναπαραγωγής του είναι στις ακτές της Βόρειας Ασίας και εξαπλώθηκε στην Δυτική Ευρώπη, Βαλτική Θάλασσα και Δυτική ακτή Βόρειας Αμερικής. Το συγκεκριμένο είδος καβουριού σημειώνει μαζικές μεταναστεύσεις για αναπαραγωγή και δημιουργεί φωλιές στις όχθες ποταμών προκαλώντας διάβρωση. Τρέφεται με αυτόχθονα ψάρια και ασπόνδυλα με αποτέλεσμα την εξαφάνισή τους τοπικά σε περιόδους αύξησης πληθυσμού (Κοτρίκλα, 2017). Εμφανίστηκε στη Δυτική Ακτή των Ηνωμένων Πολιτειών to 1991 και στην Ανατολική Ακτή το έτος 2005 (USDA National Invasive Species Information, Aquatic Species,2017),

19 Εικόνα 1.5 Καβούρι (Chinese Mitten Crab )(Carly Brook, 2012) To Πράσινο Καβούρι (Green Crab) μεταφέρθηκαν από τις ευρωπαϊκές ακτές στην Αυστραλία και στην Ν.Αφρική. Σε αυτά οφείλεται η ανάπτυξη της ασθένειας του θανατηφόρου καρκίνου από την οποία έχουν νοσήσει μεγάλο ποσοστό του πληθυσμού όπου έχουν εισβάλει αυτά τα ξενικά είδη. Κυνηγάει και τρέφεται με δίθυρα και άλλα καρκινοειδή, όπως τα μαλάκια και τα χτένια προκαλώντας αισθητό πρόβλημα στην ποικιλότητα. (USDA- National Agricultural Library, National Invasive Species Information Center, 2017) Εικόνα 1.6 Πράσινο Καβούρι (Green Crab) (Thomson, 2016)

20 Τα ζέμπρα μύδια (Ευρωπαϊκό Μύδι Zebra Mussel) προέρχονται από την Ευρασία και μεταφέρθηκαν στον Καναδά στην περιοχή των μεγάλων Λιμνών. Προκάλεσαν σοβαρά προβλήματα φράζοντας τις εισροές νερού στις σωληνώσεις των πλοίων καθώς και βλάβες στα ψυκτικά συστήματα της βιομηχανίας της Αμερικής. Τα μύδια Zebra μπορούν επίσης να επηρεάσουν το περιβάλλον των λιμνών και των ποταμών όπου βρίσκονται. Τρέφονται με μικροσκοπικά σωματίδια τροφίμων που φιλτράρουν έξω από το νερό, τα οποία μπορούν να περιορίσουν την τροφή των προνυμφικών μορφών ψαριών και άλλων ζώων. Έτσι προκαλούν αυξημένη υδρόβια βλάστηση λόγω της μεγάλης καθαρότητας του νερού. (Department of natural resources, χ.χ) Eικόνα 1.7 Ευρωπαϊκό μύδι (Zebra Mussels)(Invasive Species Council of BC, χ.χ) H Κτενοφόρος τσούχτρα (North American Comb Jelly, Mnemiopsis leidyi) προέρχεται από την Ανατολική Ακτή της Αμερικής και μεταφέρθηκε στην Μαύρη Θάλασσα, Αζοφική και Κασπία Θάλασσα. Αναπαράγεται γρήγορα (αυτογονιμοποιούμενο ερμαφρόδιτο) υπό ευνοϊκές συνθήκες και τρέφεται με ζωοπλαγκτό. Εξαντλεί τους πληθυσμούς ζωοπλαγκτού μεταβάλλοντας τα τροφικά δίκτυα. Συνεισέφερε σημαντικά στην κατάρρευση της αλιείας στην Μαύρη θάλασσα την δεκαετία 90 με έντονες οικονομικές και κοινωνικές επιδράσεις. Τώρα απειλεί την Κασπία Θάλασσα(Κοτρίκλα, 2017).

Εικόνα 1.8 Κτενοφόρος Τσούχτρα (North American Comb Jelly) (Marine Biological Laboratory, 2008) 21

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο : ΤΟ ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΤΟΥ ΕΡΜΑΤΟΣ 2.1 International Maritime Organization (IMO) Όπως αναφέρθηκε και στο 1 ο Κεφάλαιο, το πρόβλημα των ξενικών ειδών στο νερό έρματος των πλοίων οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στον αυξημένο όγκο του εμπορίου και της κυκλοφορίας τις τελευταίες δεκαετίες και, καθώς οι όγκοι του θαλάσσιου εμπορίου συνεχίζουν να αυξάνονται, το πρόβλημα ενδέχεται να μην έχει φτάσει ακόμη στο αποκορύφωμά του. Οι συνέπειες σε πολλές περιοχές του κόσμου ήταν καταστροφικές. Ποσοτικά στοιχεία δείχνουν ότι ο ρυθμός των βιο-εισβολών συνεχίζει να αυξάνεται με ανησυχητικό ρυθμό και εισβάλλουν συνεχώς σε νέες περιοχές (IMO, 2017). Η μετακίνηση των αλλόχθονων ειδών αναγνωρίζεται πλέον ως μία από τις μεγαλύτερες απειλές για την οικολογική και οικονομική ευημερία του πλανήτη. Αυτά τα είδη προκαλούν τεράστια ζημιά στη βιοποικιλότητα και τα πολύτιμα φυσικά πλούτη της γης από την οποία εξαρτάται. Οι άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις στην υγεία γίνονται όλο και πιο σοβαρές και η βλάβη στο περιβάλλον είναι συχνά μη αναστρέψιμη (IMO, 2017). Η πρόληψη της μετακίνησης ξενικών οργανισμών και ο συντονισμός μιας έγκαιρης και αποτελεσματικής αντίδρασης στις εισβολές απαιτούν τη συμβολή και συνεργασία μεταξύ κυβερνήσεων, οικονομικών τομέων και μη κυβερνητικών οργανώσεων. Η Σύμβαση των Ηνωμένων Εθνών για το Δίκαιο της Θάλασσας (άρθρο 196) παρέχει το παγκόσμιο πλαίσιο απαιτώντας από τα κράτη να συνεργαστούν για την πρόληψη, μείωση και τον έλεγχο της ρύπανσης του θαλάσσιου περιβάλλοντος, συμπεριλαμβανομένης της σκόπιμης ή τυχαίας εισαγωγής ξένων ή νέων ειδών σε ένα συγκεκριμένο τόπο του θαλάσσιου περιβάλλοντος, το οποίο μπορεί να προκαλέσει σημαντικές και επιβλαβείς αλλαγές σε αυτό(imo, 2017). Ο Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός (IMO) βρισκόταν στο μέτωπο της διεθνούς προσπάθειας, αναλαμβάνοντας τη δέσμευση να αντιμετωπίσει τη μεταφορά των χωροκατακτητικών υδρόβιων ειδών (IAS) μέσω της ναυτιλίας. Το 1991, το MEPC(Marine Environment Protection Committee) υιοθέτησε τις διεθνείς κατευθυντήριες γραμμές για την πρόληψη της εισαγωγής ανεπιθύμητων υδρόβιων και παθογόνων οργανισμών από τις απορρίψεις του νερού έρματος των πλοίων και ιζημάτων (ψήφισμα MEPC.50 (31)), ενώ η Διάσκεψη των Ηνωμένων Εθνών για το Περιβάλλον και την Ανάπτυξη (UNCED - United Nations Conference on Environment and

23 Development), που πραγματοποιήθηκε στο Ρίο ντε Τζανέιρο το 1992, αναγνώρισε το θέμα ως σημαντικό διεθνές μέλημα(imo, 2017). Τον Νοέμβριο του 1993, η Συνέλευση του ΙΜΟ ενέκρινε το ψήφισμα A.774 (18) με βάση τις κατευθυντήριες γραμμές του 1991, ζητώντας από το MEPC (Marine Environment Protection Committee) και την MSC (Marine Stewardship Council) να επανεξετάσουν τις κατευθυντήριες γραμμές με σκοπό την ανάπτυξη διεθνώς εφαρμόσιμων νομικά δεσμευτικών διατάξεων. Συνεχίζοντας το έργο της για την ανάπτυξη διεθνούς συνθήκης, ο Οργανισμός ενέκρινε το Νοέμβριο του 1997 το ψήφισμα Α.868 (20) - Κατευθυντήριες γραμμές για τον έλεγχο και τη διαχείριση έρματος των πλοίων για την ελαχιστοποίηση της μεταφοράς επιβλαβών υδρόβιων οργανισμών και παθογόνων παραγόντων, καλώντας τα κράτη μέλη της να χρησιμοποιήσουν αυτές τις νέες κατευθυντήριες γραμμές για την αντιμετώπιση του ζητήματος των ΙΑS(Invasive Alien Species) (IMO, 2017). Μετά από 14 και πλέον χρόνια πολύπλοκων διαπραγματεύσεων μεταξύ των κρατών μελών του ΙΜΟ, υιοθετήθηκε η διεθνής σύμβαση για τον έλεγχο και τη διαχείριση των υδάτων έρματος και ιζημάτων των πλοίων (BWMC) κατά τη διάρκεια διπλωματικής διάσκεψης που πραγματοποιήθηκε στο κεντρικά γραφεία του ΙΜΟ στο Λονδίνο στις 13 Φεβρουαρίου 2004. Ο Γενικός Γραμματέας του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού δήλωσε ότι η νέα Σύμβαση θα αποτελέσει σημαντικό βήμα για την προστασία του θαλάσσιου περιβάλλοντος για τη συγκεκριμένη και τις μελλοντικές γενιές. "Το καθήκον μας προς τα παιδιά μας και τα παιδιά τους δεν μπορεί να υπερκεραστεί. Είμαι βέβαιος ότι θα τους θέλαμε όλοι να κληρονομήσουμε έναν κόσμο με καθαρές, παραγωγικές, ασφαλείς και ασφαλείς θάλασσες - και η έκβαση αυτής της διάσκεψης, με την εξάλειψη μιας ολοένα και πιο σοβαρής απειλής, θα είναι απαραίτητη για να διασφαλιστεί αυτό"(imo, 2017). 2.2 Διεθνής Σύμβαση για τον Έλεγχο και τη Διαχείριση του έρματος (BALLAST WATER MANAGEMENT CONVENTION) Σε ισχύ τέθηκε από τις 8 Σεπτεμβρίου 2017 η Διεθνής Σύμβαση για τον Έλεγχο και τη Διαχείριση του έρματος και ιζημάτων του πλοίου (International Convention for the Control and Management of Ships Ballast Water and Sediments (BWM Convention) του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού (Καραγεώργης, 2016). Σύμφωνα με τη σύμβαση επρόκειτο να τεθεί σε ισχύ 12 μήνες μετά την κύρωσή της από 30 κράτη, τα οποία αντιπροσωπεύουν το 35% της παγκόσμιας εμπορικής ναυτιλίας, όπου και έτσι συνέβη. Τα συμβαλλόμενα μέλη έχουν ξεπεράσει τα εξήντα και αντιπροσωπεύουν το 68,51% της χωρητικότητας της παγκόσμιας εμπορικής ναυτιλίας) (IMO, 2017). Εφαρμογή Σύμβασης:

24 Η σύμβαση BWM ισχύει για όλα τα πλοία, συμπεριλαμβανομένων των υποβρυχίων, των πλωτών σκαφών, των πλωτών πλατφορμών, των FSUn (Floating Storage Units) και των FPSO (Floating Production Storage and Offloading Facilities )(Lloyd s, 2016). Δεν ισχύει για: τα πλοία που δεν έχουν σχεδιαστεί για να μεταφέρουν νερό έρματος πλοία που δεν λειτουργούν σε διεθνή ύδατα πολεμικά πλοία, βοηθητικά πολεμικά πλοία ή άλλα πλοία που ανήκουν ή λειτουργούν στο κράτος τα πλοία που δεν εκτελούν εμπορική υπηρεσία, ή τα πλοία που μεταφέρουν μόνιμο έρμα σε σφραφισμένες δεξαμενές Πρόγραμμα συμμόρφωσης: Από τη στιγμή που τέθηκε σε ισχύ η σύμβαση BWM, όλα τα πλοία πρέπει να διαχειρίζονται το έρμα σε κάθε ταξίδι είτε ανταλλάσοντάς το είτε με την επεξεργασία του χρησιμοποιώντας ένα εγκεκριμένο σύστημα επεξεργασίας νερού έρματος. Παράλληλα κρίνεται απαραίτητο να αναθεωρηθούν ορισμένες διατάξεις της σύμβασης, προκειμένου να καταστεί λειτουργική και αποτελεσματική. Η τροποποίησή της κρίνεται αναγκαία γιατί αφορά περισσότερα από 50.000 πλοία τα οποία καλούνται μέσα στα επόμενα πέντε χρόνια να εγκαταστήσουν ένα σύστημα διαχείρισης θαλάσσιου έρματος (Ballast Water Management-BWMS) αξίας από 1 εκατ. δολ. έως 5 εκατ. δολ. Αναμένεται να επενδυθούν περισσότερα από 100 δισ. δολ. όλο αυτό το διάστημα σε BWMS, χωρίς όμως οι πλοιοκτήτες να είναι σίγουροι ότι το σύστημα που επέλεξαν θα είναι και λειτουργικό, όπως επίσης και αποδεκτό από όλες τις ρυθμιστικές αρχές του πλανήτη και ειδικότερα των ΗΠΑ (Καραγεώργης, 2016). Το πρόγραμμα συμμόρφωσης για το πότε ένα πλοίο πρέπει να προβεί στην επεξεργασία του έρματος παρουσιάζεται στον Πίνακα 2.1(Lloyd s, 2016). Ποσότητα έρματος Όλο Υπάρχοντα πλοία Συμμόρφωση με την πρώτη ανανέωση του IOPP * Μετά την έναρξη ισχύος της Πλοία κατασκευασμένα μετά την έναρξη ισχύος της Σύμβασης Συμμόρφωση κατά την παράδοση Πίνακας 2.1 Πρόγραμμα συμμόρφωσης για την επεξεργασία του έρματος (Lloyds, 2016) Όλα τα πλοία χωρητικότητας άνω των 400 τόνων (gt) θα απαιτείται να έχουν επί του πλοίου εγκεκριμένο σχέδιο διαχείρισης υδάτινου έρματος και βιβλίο καταγραφής υδάτινου έρματος (Ballast Water Record Book) καθώς και να ερευνώνται και να εκδίδουν διεθνές πιστοποιητικό διαχείρισης υδάτινου έρματος. Για πλοία των οποίων η διοίκηση της σημαίας δεν έχει επικυρώσει τη σύμβαση BWM, μπορούν να εκδώσουν πιστοποιητικό ή δήλωση συμμόρφωσης (Lloyd s, 2016).

25 Πρώιμες τεχνολογίες επεξεργασίας έρματος Τα πλοία που συμμετέχουν σε πρόγραμμα εγκεκριμένο από τη διοίκηση μπορούν να χρησιμοποιήσουν πρότυπη τεχνολογία για διάστημα έως πέντε ετών πριν να απαιτήσουν την εγκατάσταση εγκεκριμένου συστήματος επεξεργασίας σύμφωνα με το πρόγραμμα συμμόρφωσης του Πίνακα 2.1. Ένα πρότυπο σύστημα είναι ένα σύστημα υπό δοκιμή και αξιολόγηση για να συναντήσει ή να υπερβεί τις απαιτήσεις του κανονισμού D-2(Lloyd s, 2016). Όπως είναι γνωστό ο στόλος των πλοίων που μεταφέρουν χύδην φορτία είναι ο μεγαλύτερος στον κόσμο από άποψη χωρητικότητας και ένα σημαντικό ποσοστό αυτών χρησιμοποιεί το υψηλής ενεργειακής απόδοσης σύστημα απόρριψης θαλάσσιου έρματος με την χρήση βαρύτητας για τα (topside ballast water tanks). Οι δεξαμενές αυτές αποτελούν ένα αναπόσπαστο μέρος των bulk carriers. Ωστόσο, για την τοποθέτηση ενός Συστήματος Διαχείρισης Θαλάσσιου Έρματος (ΒWMS) σε ένα bulk carrier, που χρησιμοποιεί την βαρύτητα για την απόρριψη του έρματος από τα Top Side Tanks θα πρέπει να ξεπεραστούν ορισμένες τεχνικές προκλήσεις. Οι αλλαγές απαιτούν ουσιαστικές τροποποιήσεις στην κατασκευή των πλοίων μεταφοράς χύδην φορτίων. Απομακρύνοντας τα συστήματα απόρριψης με χρήση βαρύτητας, θα χαθεί ένα σημαντικό πλεονέκτημα που προσφέρουν, αυτό της υψηλής ενεργειακής απόδοσης(koliomichou, 2017). Γι αυτό η INTERCARGO προτείνει για όσα πλοία βρίσκονται σε λειτουργία, την χρήση ενός «extended ballast water exchange», μόνο για τα topside ballast water tanks με τη διαχείριση του υπόλοιπου θαλάσσιου έρματος να πραγματοποιείται από ένα σύστημα εγκατεστημένο σε όλα τα πλοία (όπως αναφέρεται στο σχετικό Paper MEPC 71/4/19) (Koliomichou, 2017). Σύμφωνα με την INTERCARGO, ο διεθνής κανονισμός για το BWM θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη ότι η ναυτιλία αποτελεί μια βιομηχανία εντάσεως κεφαλαίου και ότι δεν πρέπει να επιφέρει με την εφαρμογή του την στρέβλωση στην αγορά, επηρεάζοντας αρνητικά την ποιότητα και την βιωσιμότητα ορισμένων bulk carriers (Koliomichou, 2017). Έρευνες και πιστοποίηση Όλα τα πλοία άνω των 400 gt υπόκεινται σε έρευνες και πιστοποίηση. Πλοία κάτω των 400 gt θα υπόκεινται σε εθνικά καθεστώτα έρευνας και πιστοποίησης. Το σύστημα έρευνας και πιστοποίησης στο πλαίσιο της σύμβασης BWM είναι παρόμοιο με εκείνο όλων των άλλων συμβάσεων του ΙΜΟ. Μετά την ολοκλήρωση της αρχικής έρευνας, θα εκδοθεί Διεθνές Πιστοποιητικό Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος για πλοίο του οποίου τη σημαία έχει επικυρώσει η Σύμβαση BWM. Για άλλα πλοία, θα εκδοθεί Πιστοποιητικό

26 συμμόρφωσης για τη διαχείριση του υδάτινου έρματος. Τόσο τα πιστοποιητικά όσο και η δήλωση ισχύουν για πέντε έτη, με την επιφύλαξη ετήσιων, ενδιάμεσων και ανανεωτικών ερευνών. Ο ΙΜΟ δημοσίευσε τις προσωρινές κατευθυντήριες γραμμές για τις έρευνες (που περιέχονται στην εγκύκλιο BWM.2 / Circ.7) και αναμένεται ότι θα ενσωματωθούν στις κατευθυντήριες γραμμές για την εναρμόνιση του συστήματος έρευνας και πιστοποίησης (ψήφισμα A.997 (25)) του ΙΜΟ (Lloyd s, 2016). Εξαιρέσεις Μπορεί να χορηγηθεί απαλλαγή σε πλοίο ή πλοία σε ταξίδι ή ταξίδια μεταξύ καθορισμένων λιμένων ή τοποθεσιών, ή σε πλοίο που λειτουργεί αποκλειστικά μεταξύ καθορισμένων λιμένων ή τοποθεσιών. Ένα παράδειγμα πλοίου που θα μπορούσε να τύχει αυτής της απαλλαγής θα είναι ένα πλοίο που θα εμπορεύεται αποκλειστικά μεταξύ ενός ή περισσοτέρων λιμένων(lloyd s, 2016). Οποιαδήποτε απαλλαγή χορηγείται ισχύει για μέγιστο διάστημα πέντε ετών όπως αναφέρθηκε, με την επιφύλαξη ενδιάμεσης επανεξέτασης και υπό την προϋπόθεση ότι το πλοίο δεν αναμιγνύει ύδατα έρματος ή ιζήματα εκτός των μεταξύ λιμένων ή τοποθεσιών που καθορίζονται στην εξαίρεση. Ωστόσο, πρέπει να σημειωθεί ότι οι εξαιρέσεις μπορούν να ανακληθούν ανά πάσα στιγμή από τις αρμόδιες αρχές. Για να κριθεί ένα πλοίο κατάλληλο για εξαίρεση, πρέπει να διενεργηθεί εκτίμηση κινδύνου (Risk assessment) σύμφωνα με το ψήφισμα MEPC.162 (56) - Κατευθυντήριες γραμμές για την εκτίμηση κινδύνου βάσει του κανονισμού A-4 της σύμβασης BWM (Lloyd s, 2016). 2.3 Οι κανονισμοί της ακτοφυλακής των Ηνωμένων Πολιτειών (USCG) Πρόγραμμα συμμόρφωσης Εφαρμογή Όλα τα πλοία που καταπλέουν σε λιμένες των ΗΠΑ και σχεδιάζουν να εκφορτώσουν νερό έρματος πρέπει να εκτελούν ανταλλαγή ή επεξεργασία νερού έρματος εκτός από τη διαχείριση των ιζημάτων τους. Ωστόσο, η ανταλλαγή νερού έρματος θα επιτρέπεται μόνο μέχρι τις ημερομηνίες πριν την έναρξη της εφαρμογής των συστημάτων επεξεργασίας οι οποίες παρουσιάζονται στον πίνακα 2.2(Lloyd s, 2016). Ο Πίνακας 2.2 υποδεικνύει τις ημερομηνίες κατά τις οποίες τα πλοία που εκφορτώνουν έρμα στα ύδατα των ΗΠΑ απαιτείται να εγκαταστήσουν ένα σύστημα επεξεργασίας (Lloyd s, 2016).

27 Column 1 Νεότευκτα πλοία Χωρητικότητα Έρματος Όλη Λιγότερο από 1,500m3 Υπάρχοντα πλοία 1,500-1,500m3 Εξαιρέσεις Μεγαλύτερη από 5,000m3 Ημ/νία κατασκευής 1 Δεκεμβρίου ή και μετά, 2013 Πριν από 1 Δεκεμβρίου, 2013 Πριν από 1 Δεκεμβρίου, 2013 Πριν από 1 Δεκεμβρίου, 2013 Πίνακας 2.2 - Πρόγραμμα συμμόρφωσης USCG Ημ/νία πιστοποίησης Στην παράδοση Στον πρώτο προγραμματισμένο δεξαμενισμό μετά την 1 Ιανουαρίου, 2016 Στον πρώτο προγραμματισμένο δεξαμενισμό μετά την 1 Ιοανουαρίου, 2014 Στον πρώτο προγραμματισμένο δεξαμενισμό μετά την 1 Ιοανουαρίου, 2016 Τα ακόλουθα σκάφη απαλλάσσονται από τις απαιτήσεις διαχείρισης των υδάτων έρματος, τις απαιτήσεις υποβολής εκθέσεων και τις απαιτήσεις τήρησης αρχείων: πετρελαιοφόρα αργού πετρελαίου που ασχολούνται με παράκτιες συναλλαγές και τα σκάφη που λειτουργούν αποκλειστικά εντός μιας ζώνης COPT (Captain of the Port). Ο όρος COTP ερμηνεύεται ως ο καπετάνιος του λιμανιού, όπου είναι ανάλογος με το ρόλο του λιμενάρχη. Τα ακόλουθα σκάφη απαλλάσσονται μόνο από τις απαιτήσεις διαχείρισης των υδάτων έρματος (Lloyd s, 2016): τα ποντοπόρα πλοία που λειτουργούν σε περισσότερες από μία ζώνες COTP, δεν λειτουργούν εκτός της αποκλειστικής οικονομικής ζώνης (ΑΟΖ) και είναι μικρότερα ή ίσα με 1.600 τόνους ολικής χωρητικότητας ή μικρότερα ή ίσα με 3.000 τόνους ( Διεθνής Σύμβαση του 1969 για την καταμέτρηση της χωρητικότητας των πλοίων, 1969). μη ποντοπόρα πλοία τα σκάφη που αναλαμβάνουν και εκφορτώνουν έρμα αποκλειστικά σε μία ζώνη COTP. Παράταση Εάν οι δυνατότητες που παρέχει η USCG δεν είναι πρακτικά υλοποιήσιμες παρά τις προσπάθειες, οι πλοιοκτήτες μπορούν να ζητήσουν παράταση από τη USCG όσον αφορά το χρονοδιάγραμμα υλοποίησης. Η διαθεσιμότητα ενός εναλλακτικού συστήματος διαχείρισης (AMS) δεν απαγορεύει στον πλοιοκτήτη να λάβει παράταση. Οι κανονισμοί

28 της USCG παρέχουν τη διαδικασία για την υποβολή αιτήσεων για αυτές τις παρατάσεις και πότε μπορούν να τεκμηριωθούν (Lloyd s, 2016). 2.4 Κανονισμοί της Ευρωπαϊκής Ένωσης Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, τα "χωροκατακτητικά ξένα είδη είναι ζώα και φυτά που εισάγονται τυχαία ή σκόπιμα σε ένα φυσικό περιβάλλον όπου συνήθως δεν βρίσκονται υπό φυσιολογικές συνθήκες και προκαλλούν σοβαρές αρνητικές συνέπειες στο νέο τους περιβάλλον". Ο κανονισμός 1143/2014 της ΕΕ (Ευρωπαϊκής Ένωσης) για τα χωροκατακτητικά ξενικά είδη (κανονισμός (ΕΕ) αριθ. 1143/2014 του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου για την πρόληψη και τη διαχείριση της εισαγωγής και της εξάπλωσης ξενικών ειδών) τέθηκε σε ισχύ την 1η Ιανουαρίου 2015. Ο κανονισμός «επιδιώκει να αντιμετωπίσει με ολοκληρωμένο τρόπο το πρόβλημα των χωροκατακτητικών ξενικών ειδών, ώστε να προστατεύσει τη φυσική βιοποικιλότητα και τις υπηρεσίες των οικοσυστημάτων, καθώς επίσης να ελαχιστοποιήσει και να μετριάσει τις αρνητικές επιπτώσεις στη ανθρώπινη υγεία και οικονομία που μπορεί να δημιουργήσουν αυτά τα είδη». Ο κανονισμός ορίζει ότι "ένα μεγάλο μέρος χωροκατακτητικών ειδών εισάγεται ακούσια στην Ένωση. Επομένως, είναι ουσιαστικής σημασίας η αποτελεσματικότερη διαχείριση των οδών ακούσιας εισαγωγής. Η δράση στον τομέα αυτό πρέπει να είναι σταδιακή, δεδομένης της σχετικά περιορισμένης εμπειρίας στον τομέα αυτό. Οι ενέργειες θα πρέπει να περιλαμβάνουν εθελοντικά μέτρα, όπως οι δράσεις που προτείνονται από τις κατευθυντήριες γραμμές του Διεθνούς Ναυτιλιακού Οργανισμού για τον έλεγχο και τη διαχείριση της βιολογικής ρύπανσης από τα πλοία, και υποχρεωτικά μέτρα. Η δράση θα πρέπει να στηριχθεί στην πείρα που αποκτήθηκε στην Ένωση και στα κράτη μέλη όσον αφορά τη διαχείριση ορισμένων οδών, συμπεριλαμβανομένων των μέτρων που θεσπίστηκαν με τη Διεθνή σύμβαση για τον έλεγχο και τη διαχείριση των υδάτων έρματος και ιζημάτων των πλοίων που εγκρίθηκε το 2004". (Lloyd s, 2016). 2.5 Ο κανονισμός D 2 αναλυτικότερα Τα συστήματα διαχείρισης επεξεργασίας έρματος (BWMS) σχεδιάζονται πρωτίστως για να συμμορφώνονται με τα πρότυπα των υδάτων έρματος που καθορίζονται από τον κανονισμό D-2 της σύμβασης BWM και, στην περίπτωση των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής, «τα μέτρα για τους ξενικούς οργανισμούς στο νερό έρματος των πλοίων στα ύδατα των Ηνωμένων Πολιτειών» καθορίζονται από την Ακτοφυλακή των Ηνωμένων Πολιτειών (USCG) όπως ορίζεται στον Κώδικα Ομοσπονδιακών Κανονισμών ( Batista et al., 2017). Ο κανονισμός D-2 είναι ένα μέτρο για την απελευθέρωση του υδάτινου έρματος, το οποίο καθορίζει την επιτρεπόμενη συγκέντρωση οργανισμών κατά τον αφερματισμό, και

29 αυτό το πρότυπο ισχύει για πολλές κατηγορίες μεγέθους οργανισμών. Αυτό το πρότυπο αντιπροσωπεύει μια μεγάλη μείωση της συγκέντρωσης των μικροοργανισμών που υπάρχουν στο νερό έρματος, σε σύγκριση με το νερό που δεν έχει υποστεί επεξεργασία. Μια τέτοια μείωση του αριθμού των ξενικών οργανισμών που μπορεί να απελευθερωθούν σε ένα οικοσύστημα αναμένεται να μειώσει τη δημιουργία νέων εισβολών. Αυτός είναι ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν την εισβολή και την εγκατάσταση μη αυτοχθόνων ειδών, και αυτά τα συγκεκριμένα μέτρα για την εκφόρτωση του έρματος έχουν γίνει πλέον αποδεκτά, και πρέπει να επιτευχθούν από οποιονδήποτε κατασκευαστή που ζητά επίσημη έγκριση για το σύστημά του (Batista et al., 2017). Σύμφωνα με αυτόν λοιπόν, πρέπει να υπάρχουν λιγότεροι από δέκα βιώσιμοι οργανισμοί ανά m 3 με ελάχιστη διάσταση ίση ή μεγαλύτερη από 50μm. Παράλληλα, λιγότεροι από δέκα βιώσιμοι οργανισμοί επιτρέπεται να βρίσκονται ανά ml με ελάχιστη διάσταση μικρότερη από 50μm και μεγαλύτερη ή ίση με 10μm(Καραγιάννης,2011). Τα όρια για το έρμα σύμφωνα με το κανονισμό D-2 παρουσιάζονται αναλυτικά στην Εικ.2.1 Εικόνα 2.1 Τα κριτήρια έρματος προς απόρριψη (Lloyds, 2016) 2.6 Προκλήσεις Οι τεχνολογίες BWMS πρέπει να ξεπεράσουν μια πληθώρα ειδικών απαιτήσεων σχεδιασμού και κατασκευής που σχετίζονται με τους κανονισμούς αυτούς, όπου το κύριο εμπόδιο καθορίζεται από τις δοκιμές βιολογικών επιδόσεων, προκειμένου να αξιολογηθεί εάν το BWMS πληροί τα συγκεκριμένα πρότυπα εκφόρτωσης επεξεργασμένου έρματος με βάση τη συγκέντρωση των οργανισμών. Το BWMS καλείται επίσης να επιτύχει επίσημη έγκριση ή πιστοποίηση πριν από την εγκατάσταση και τη χρήση σε κάποιο πλοίο (Batista et al., 2017). Μέσα από αυτές τις δραστηριότητες, η πρόσφατη ανακοίνωση του ΙΜΟ υπογραμμίζει τη σημασία της ανάπτυξης, της δοκιμής και της εφαρμογής των BWMS από τις βιομηχανικές και ναυτιλιακές βιομηχανίες. Ωστόσο, από την άποψη της κατασκευής και της εφαρμογής, η ανάπτυξη, η δοκιμή, η εγκατάσταση και η καθημερινή χρήση των επίσημα εγκεκριμένων BWMS είναι μια περίπλοκη και χρονοβόρα διαδικασία. Στην πραγματικότητα, οι προδιαγραφές απόδοσης είναι κρίσιμα σημεία για

30 τις απαιτήσεις σχεδιασμού, μηχανικής, κατασκευής και λειτουργίας του BWMS. Επομένως, οποιαδήποτε αβεβαιότητα σχετικά με τα πρότυπα απόδοσης που πρέπει να επιτύχει ένα BWMS θα μπορούσε να περιπλέξει σε μεγάλο βαθμό την αποτελεσματική ανάπτυξη και την εφαρμογή τέτοιων συστημάτων (Batista et al., 2017). Σε αυτό το στάδιο, υπάρχει διεθνούς εμβέλειας συμφωνία πάνω στον κανονισμό D-2 όσον αφορά τα πρότυπα συμμόρφωσης του ΙΜΟ, παρέχοντας στον κλάδο έναν σχετικά σταθερό στόχο σχεδιασμού. Ωστόσο, σε αντίθεση με τα πρότυπα βιολογικών συγκεντρώσεων, όλα τα συστήματα BWMS πρέπει επίσης να πληρούν τα πρότυπα ασφαλείας και περιβαλλοντικών επιπτώσεων (π.χ. ασφάλεια του πλοίου και του πληρώματος και απελευθέρωση χημικών στα γύρω ύδατα). Όμως, παρά τις συμβουλές του ΙΜΟ για τις χώρες που έχουν υπογράψει να μην τιμωρήσουν εκείνους τους "πρωτοπόρους χρήστες" που εγκατέστησαν BWMS πρώτης γενιάς, οι κατασκευαστές πρέπει να λάβουν υπόψη ότι οι προδιαγραφές και οι κανονισμοί επιδόσεων ενδέχεται να γίνουν αυστηρότεροι στο μέλλον. Έτσι, δεδομένης της λειτουργικής ζωής των πλοίων, οι κατασκευαστές και οι ναυτιλιακές εταιρείες πρέπει να υιοθετήσουν μια μακροπρόθεσμη οπτική για την επεξεργασία του έρματος, αλλά και να επιδιώκουν να συμμορφωθούν με τα ισχύοντα πρότυπα απόρριψης έρματος ( Batista et al., 2017). Οι προκλήσεις για το σχεδιασμό ενός BWMS με διαθέσιμη τεχνολογία έχει πολλές πτυχές. Τα BWMS πρέπει να εξυπηρετούνται από διαφορετικούς τύπους πλοίων, αποτελεσματικά για διαφορετικές κατηγορίες οργανισμών (συμπεριλαμβανομένων των ποικίλων και ξεχωριστών σταδίων ζωής τους) και να λειτουργούν αποτελεσματικά και με ασφάλεια κάτω από διάφορες καταστάσεις υδάτινου έρματος (π.χ. επίπεδα αλατότητας, θερμοκρασίες και ρυθμοί ροής). Αν και η μελλοντική καινοτομία και οι τελευταίες τεχνολογίες θεωρούνται συχνά οι πιο ελκυστικές προσεγγίσεις για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων, δεν πρέπει να παραβλεφθούν οι υπάρχουσες τεχνολογίες. Οι τεχνολογίες επεξεργασίας έρματος πρέπει να βασίζονται σε βασικές και γνωστές φυσικές, χημικές και βιολογικές αρχές και πρέπει επίσης να πληρούν τα βασικά χαρακτηριστικά που απαιτούνται για την εμπορική τεχνολογία επί του σκάφους, δηλαδή ένα σύστημα που είναι τεχνικά άρτιο, περιβαλλοντικά αποδεκτό, πρακτικό (εύκολο στην εκπαίδευση, την λειτουργία και τη συντήρηση), λειτουργικά ασφαλές και φυσικά με αποδεκτό τελικό κόστος (Batista et al., 2017). Υπό συνήθεις συνθήκες λειτουργίας, εξακολουθούν να υπάρχουν αβεβαιότητες σχετικά με την αξιοπιστία, τη μακροζωία και την απόδοση των βιοκτόνων ενός εγκεκριμένου BWMS μετά την έναρξη λειτουργίας του. Σε αυτό το πλαίσιο, μια πρόσφατη μελέτη, κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ορισμένα BWMS με έγκριση τύπου, παρά τη σωστή εγκατάσταση σε αξιολογημένα πλοία, δεν λειτουργούν ικανοποιητικά και στη χειρότερη περίπτωση δεν λειτούργησαν καθόλου. Παρόμοια συμπεράσματα προέκυψαν από την τελική έκθεση του 2015 της επιτροπής προστασίας του θαλάσσιου περιβάλλοντος. Έτσι, ανεξάρτητα από τις τεχνικές δυνατότητες ενός BWMS που

31 χρειάζονται για να πληρεί τα πρότυπα απόρριψης έρματος, συμπεριλαμβανομένων και των αρχικών δοκιμών απόδοσης που πληρούν τα πρότυπα D-2, οι πραγματικές συνθήκες στον κόσμο και η ανθρώπινη συμπεριφορά μπορούν να περιορίσουν την πρακτικότητα του συστήματος (π.χ. εκπαίδευση, λειτουργία, και συντήρηση), η οποία σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να υπονομεύσει την αποτελεσματικότητα ενός BWMS ( Batista et al., 2017). Όσον αφορά το μέλλον, τέτοιοι περιορισμοί πρακτικής ικανότητας θα μπορούσαν επίσης να φέρουν αυστηρότερα πρότυπα. Η USCG ενέκρινε το πρώτο BWMS το 2016, αλλά δήλωσε επίσης στην "Πρακτική Αξιολόγηση" της 10ης Μαΐου 2016 ότι γνωρίζει ότι δεν υπάρχει διαθέσιμη τεχνολογία ικανή να ανταποκριθεί στα πρότυπα απόρριψης αυστηρότερα από τα ισχύοντα πρότυπα D-2. Σχετικά με αυτά τα θέματα εφαρμογής στην πράξη, στις 8 Οκτωβρίου 2015, η πολιτεία της Καλιφόρνια ενέκρινε κρατικό νομοσχέδιο που καθυστέρησε την ημερομηνία εφαρμογής για το τελικό (αυστηρότερο) πρότυπο απόδοσης μηδενικών ανιχνεύσιμων ζώντων οργανισμών την 1η Ιανουαρίου 2030, λόγω έλλειψης διαθέσιμης τεχνολογίας που μπορεί καταφέρει αυτήν την απόδοση. Υπάρχει, ωστόσο, διαφωνία σχετικά με την τρέχουσα ικανότητα και τις επιδόσεις των διαθέσιμων τεχνολογιών. Για παράδειγμα, σε αντίθεση με τις κυκλοφορίες του USCG και της πολιτείας της Καλιφόρνια, το συμπέρασμα που προκύπτει είναι ότι μερικά υπάρχοντα BWMS μπορούν να πληρούν όρια έως 100 φορές πιο αυστηρά από αυτά του κανονισμού D-2. Όπως αναφέρεται στην τελική έκθεση του IMO για το 2015, μεταξύ των εγκεκριμένων και εμπορικώς διαθέσιμων BWMS που χρησιμοποιούνται για τη μείωση της συγκέντρωσης των οργανισμών στο έρμα, περιλαμβάνονται συσκευές φιλτραρίσματος σε σχεδόν 80% των μεθόδων επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται από τα εξεταζόμενα πλοία, συσκευές ηλεκτρολυτικής απολύμανσης σε σχεδόν 40%, υπεριώδες (UV) σε 32% και η χρήση υγρού υποχλωριώδους βρίσκεται σε σχεδόν 17% των συστημάτων. Οι ακουστικές συσκευές, οι διαδικασίες θερμότητας, η μηχανική ή χημική αποξυγόνωση και άλλες λιγότερο συχνά χρησιμοποιούμενες εναλλακτικές τεχνολογίες αντιπροσωπεύουν αμελητέο ποσοστό της αγοράς (Batista et al., 2017). Σήμερα, τα περισσότερα εγκεκριμένα BWMS και τα συστήματα σε δοκιμαστική φάση τείνουν να λειτουργούν με τη χρήση ενός συνδυασμού διήθησης που ακολουθείται από χημική επεξεργασία (π.χ. ηλεκτροχλωρίωση, προσθήκη δραστικών ουσιών) ή φυσική επεξεργασία με χρήση υπεριώδους ακτινοβολίας. Το στάδιο φιλτραρίσματος στοχεύει στην συγκράτηση και την απομάκρυνση των οργανισμών και της αιωρούμενης ύλης από το νερό έρματος, το οποίο συνήθως περιορίζεται σε τάξεις μεγέθους άνω των 50 μm σε μέγιστη διάσταση. Αντίθετα, τα στάδια της χημικής και της φυσικής επεξεργασίας έχουν διαφορετικές αρχές δράσης. Ενώ το πρώτο στάδιο προκαλεί διάσπαση κυτταρικών μεμβρανών και άλλων κυτταρικών συστατικών, η τελευταία επάγει βλάβες απευθείας στο δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ και τις πρωτεΐνες του κυττάρου. Οι στόχοι αυτών των προσεγγίσεων είναι είτε να καταστρέψουν εντελώς τους οργανισμούς που υπάρχουν στο

32 έρμα είτε να τις βλάψουν επαρκώς ώστε να μην είναι βιώσιμες (δηλαδή, να μην έχουν τη βιολογική ικανότητα να ζουν, να αναπτύσσονται και να αναπαράγονται) ( Batista et al., 2017). 2.7 Έγκριση Η Σύμβαση BWM Οι τεχνολογίες που αναπτύσσονται για την επεξεργασία υδάτων έρματος υπόκεινται σε έγκριση μέσω συγκεκριμένων διεργασιών και οδηγιών του ΙΜΟ. Αυτά έχουν σχεδιαστεί για να διασφαλίζουν ότι οι τεχνολογίες αυτές πληρούν τα σχετικά πρότυπα του ΙΜΟ, είναι επαρκώς ανθεκτικές, έχουν ελάχιστες δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις και είναι κατάλληλες για χρήση στο συγκεκριμένο περιβάλλον των πλοίων. Τα συστήματα επεξεργασίας έρματος πρέπει να δοκιμάζονται σύμφωνα με τις ακόλουθες κατευθυντήριες γραμμές του ΙΜΟ: Όλα τα συστήματα: - Από τις Κατευθυντήριες γραμμές για την έγκριση συστημάτων διαχείρισης υδάτινου έρματος (καλούμενες "κατευθυντήριες γραμμές G8"). Ψήφισμα του ΙΜΟ MEPC.174 (58) που ανακαλεί το MEPC.125 (53). Επιπλέον, για συστήματα που χρησιμοποιούν δραστικές ουσίες: - Οι οδηγίες για την έγκριση συστημάτων διαχείρισης υδάτινου έρματος που χρησιμοποιούν τις δραστικές ουσίες (στο εξής αποκαλούμενες ως «Κατευθυντήριες γραμμές G9»). Σύμφωνα με την απόφαση του IMO MEPC.169 (57), η οποία ανακαλεί το MEPC.126 (53) (Lloyd s, 2016). Σύμφωνα με τα παραπάνω η έγκριση ενός παραγωγικού μοντέλου προκύπτει από δοκιμές πάνω στη λειτουργία του είτε στην ξηρά πριν ακόμα εγκατασταθεί είτε δοκιμαστικά επί του πλοίου, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι τηρούνται τα πρότυπα του κανονισμού D-2. Κανονισμοί USCG Το USCG απαιτεί το νερό έρματος να υποστεί επεξεργασία με σύστημα επεξεργασίας έρματος εγκεκριμένο από το USCG, σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα του Πίνακα 2.2. Αναγνωρίζοντας ότι δεν υπήρχαν έως το 2016 συστήματα εγκεκριμένα από το USCG, το USCG είχε παράσχει καθοδήγηση σχετικά με τον τρόπο υποβολής αίτησης για επέκταση η οποία θα επέτρεπε στα πλοία να λειτουργούν στα ύδατα των ΗΠΑ χωρίς να

33 επεξεργάζονται το νερό έρματος μέχρι πέντε έτη μετά την ημερομηνία συμμόρφωσης στον πίνακα 2.2(Lloyd s, 2016). Σε αυτό το σημείο αξίζει να σημειωθεί ότι η σουηδική Alfa Laval και η νορβηγικής έδρας OceanSaver έλαβαν πιστοποιητικό έγκρισης για Ballast Water Management System (BWMS) από το United States Coast Guard Marine Safety Center. Τα πιστοποιητικά εκδόθηκαν αφού εξετάστηκαν λεπτομερώς οι αιτήσεις των κατασκευαστών σχετικά με το αν τα συστήματα πληρούν τις απαιτήσεις του κανονισμού 46 CFR 162.060. Ήδη τον Δεκέμβριο το USCG εξέδωσε το πρώτο πιστοποιητικό έγκρισης στην νορβηγική Optimarin για το Optimarin Ballast System (OBS). Το σύστημα PureBallast 3 της Alfa Laval ενσωματώνει υπεριώδεις αντιδραστήρες σε τέσσερα διαφορετικά μεγέθη (170, 300, 600 και 1000 m3/h) ενώ έχει δυνατότητες επεξεργασίας που κυμαίνονται από 85 m3/h έως 3000 m3/h. Η αρχική έγκριση αφορά μόνο τα συστήματα τα οποία χρησιμοποιούν αντιδραστήρες μεγέθους 300 m3/h και 1000 m3/h ενώ η έγκριση των συστημάτων με αντιδραστήρες 170 m3/h και 600 m3/h αναμένεται σύντομα αφού εξαρτάται από την έγκριση σχετικών μελετών από το USCG (Ναυτικά Χρονικά, 2016). To BWTS MKII της OceanSaver βασίζεται στην αρχή του φιλτραρίσματος και της απολύμανσης με τη χρήση ηλεκτροδιάλυσης, όπου παράγεται το οξειδωτικό απολυμαντικό. Το συγκεκριμένο σύστημα έχει δυνατότητες επεξεργασίας από 200 m3/h έως 7200 m3/h (Ναυτικά Χρονικά, 2016). Τόσο η Alfa Laval όσο και η OceanSaver δήλωσαν έτοιμες να ανταποκριθούν στην αυξημένη ζήτηση για τα εν λόγω συστήματα BWM που προκλήθηκε από την επικύρωση του Ballast Water Management Convention (Ναυτικά Χρονικά, 2016). Το σύστημα διαχείρισης έρματος, που αναπτύχθηκε από την εταιρεία SunRui Marine Environment Engineering Co., Ltd, πήρε την έγκριση τύπου από την ακτοφυλακή των ΗΠΑ στις 6 Ιουνίου 2017, κατατάσσοντας τον πρώτο κατασκευαστή στην Ασία και τον τέταρτο σε ολόκληρο τον κόσμο. Το BalClor BWMS εφαρμόζει τεχνολογία ηλεκτρολύσεως πλευρικής ροής με ικανότητα επεξεργασίας που κυμαίνεται από 170-8500m3 / h. Εγκεκριμένα από την USCG, τα πλοία που είναι εφοδιασμένα με BalClor BWMS ικανοποιούν την απαιτήσεις επεξεργασίας νερού έρματος του USCG και είναι ελεύθερα να ταξιδεύουν σε όλο τον κόσμο, συμπεριλαμβανομένων των υδάτων των ΗΠΑ (SunRui Marine Environment Engineering,2017). Η Ecochlor στις 18 Αυγούστου 2017 ήταν η πέμπτη στη σειρά κατασκεύαστρια εταιρεία που το σύστημα της BWTS έλαβε έγκριση τύπου USCG. Το Ecochlor BWTS χρησιμοποιεί μια διαδικασία δύο σταδίων που περιλαμβάνει διήθηση και επεξεργασία με διοξείδιο του χλωρίου (ClO2). Η εταιρεία τονίζει ότι το σύστημα Ecochlor παρέχει στους εφοπλιστές μερικά μοναδικά χαρακτηριστικά. Ένα από αυτά είναι η χαμηλή κατανάλωση

34 ενέργειας, ίσως η χαμηλότερη στη βιομηχανία. Τυπικές απαιτήσεις ισχύος για το σύστημα Ecochlor που επεξεργάζεται συνολική παροχή 8.000 m3 / hr είναι 12 kwh, με τις μέγιστες απαιτήσεις να φτάνουν μόνο μέχρι 35 kwh (Green4Sea, 2017). Τον ίδιο μήνα, τον Αύγουστο του 2017, το σύστημα SEACURE της EVOQUA έλαβε και αυτό την τελική έγκριση τύπου από την USCG. Το σύστημα SeaCURE είναι ένα από τα μικρότερα συστήματα επεξεργασίας νερού έρματος που βασίζονται στην ηλεκτροχλωρίωση και κατάφερε να ολοκληρώσει τις δοκιμές USCG, με μία μονάδα ικανή να επεξεργάζεται μέχρι και 6.000m3 / h από ένα εύκολο στην εγκατάσταση σύστημα με διαστάσεις μόλις 2m x 1.5m (Seanews Turkey,2017). Παρ όλα αυτά, για να αποφευχθεί η επιβολή κυρώσεων σε πλοία που έχουν ήδη τοποθετήσει σύστημα επεξεργασίας που έχει εγκριθεί από άλλη αρχή σημαίας, η USCG εισήγαγε το σύστημα εναλλακτικής διαχείρισης (AMS). Μερικά σημαντικά γεγονότα σχετικά με το AMS δίνονται παρακάτω: AMS είναι συστήματα επεξεργασίας νερού έρματος που έχουν γίνει αποδεκτά για χρήση στα ύδατα των ΗΠΑ από την USCG Το AMS είναι προσωρινή λύση μέχρι να είναι διαθέσιμα τα εγκεκριμένα συστήματα USCG Η έγκριση AMS δεν σημαίνει απαραίτητα ότι το σύστημα θα επιτύχει την έγκριση τύπου USCG Ένα πλοίο με εγκατεστημένο AMS μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτό το σύστημα μόνο για μια περίοδο πέντε ετών μετά την ημερομηνία κατά την οποία το πλοίο θα είχε διαφορετικά πρέπει να συμμορφώνεται με το πρότυπο απόρριψης USCG (Lloyd s, 2016). 2.8 Σχέδια Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος Όλα τα πλοία 400 gt και άνω θα πρέπει να διαθέτουν επί του σκάφους ένα εγκεκριμένο σχέδιο διαχείρισης έρματος για το πλοίο και ένα βιβλίο καταγραφής για το υδάτινο έρμα για να είναι σε συμμόρφωση με τη σύμβαση BWM. Το Σχέδιο Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος απαιτεί(lloyd s, 2016): να βοηθά το πλοίο να συμμορφώνεται με τους διεθνείς κανονισμούς ώστε να ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος μεταφοράς επιβλαβών υδρόβιων οργανισμών και παθογόνων στο νερό έρματος των πλοίων και τα συναφή ιζήματα να προσδιορίσει τον υπεύθυνο διαχείρισης του υδάτινου έρματος του πλοίου να εξετάσει τα στοιχεία ασφάλειας των πλοίων, να παρέχει πληροφορίες στους αξιωματικούς του PSC σχετικά με το σύστημα χειρισμού του έρματος του πλοίου και να επιβεβαιώσει ότι η διαχείριση των υδάτων έρματος μπορεί να προγραμματιστεί αποτελεσματικά

35 περιλαμβάνει εκπαίδευση στις πρακτικές λειτουργίας του BWM να είναι γραμμένο στη γλώσσα εργασίας του πλοίου. Αν αυτή η γλώσσα δεν είναι αγγλική, γαλλική ή ισπανική, πρέπει να συμπεριληφθεί μια μετάφραση σε μία από αυτές τις γλώσσες. 2.9 Δειγματοληψία και ανάλυση Η Σύμβαση BWM Οι οδηγίες του ΙΜΟ σχετικά με τη δειγματοληψία και την ανάλυση του έρματος δίνονται στις κατευθυντήριες γραμμές G2. Σκοπός αυτής της καθοδήγησης είναι να παράσχει γενικές συστάσεις σχετικά με μεθοδολογίες και προσεγγίσεις για τη δειγματοληψία και ανάλυση έτσι ώστε να γίνει δοκιμή συμμόρφωσης με τα πρότυπα που περιγράφονται στους κανονισμούς D-1 και D-2 της σύμβασης BWM(Lloyd s, 2016). Η δειγματοληψία και η ανάλυση για τη δοκιμή συμμόρφωσης είναι ένα πολύπλοκο ζήτημα. Σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές, η δοκιμή συμμόρφωσης μπορεί να πραγματοποιηθεί σε δύο στάδια. Μια ενδεικτική ανάλυση της απόρριψης ύδατος έρματος μπορεί να πραγματοποιηθεί ως ένα πρώτο βήμα για να διαπιστωθεί κατά πόσον ένα πλοίο συμμορφώνεται ενδεχομένως με τη σύμβαση BWM πριν από μια λεπτομερή ανάλυση. Κατά τη δοκιμή συμμόρφωσης, το πρωτόκολλο δειγματοληψίας που χρησιμοποιήθηκε θα πρέπει να καταλήγει σε ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα όλης της ποσότητας του έρματος το οποίο φορτώθηκε, από οποιοδήποτε δεξαμενή ή οποιοδήποτε συνδυασμό δεξαμενών που εκφορτώνουν έρμα(lloyd s, 2016). Κανονισμοί USCG Η USCG αξιολογεί τη συμμόρφωση ως μέρος των τακτικών επιθεωρήσεων των πλοίων της. Αυτή η προσέγγιση συμμόρφωσης ακολουθεί παρόμοιο καθεστώς για όλες τις άλλες επιθεωρήσεις εξοπλισμού. Σε γενικές γραμμές, ένας επιθεωρητής Ακτοφυλακής μπορεί να επιθεωρήσει τα έγγραφα, συμπεριλαμβανομένου του πιστοποιητικού έγκρισης τύπου και της επιστολής αποδοχής του AMS, και να επιβεβαιώσει τις γνώσεις του πληρώματος σχετικά με τη χρήση του εξοπλισμού και την κατάστασή του. Εάν τα αποτελέσματα αυτής της επιθεώρησης δεν είναι ικανοποιητικά, η USCG θα πάρει δείγματα από την εκφόρτωση του έρματος για να ελέγξει ότι το σύστημα λειτουργεί αποτελεσματικά. Πρέπει να σημειωθεί ότι η USCG συνεχίζει να αναπτύσσει ταχύτερες και ακριβείς μεθόδους δειγματοληψίας και ανάλυσης(lloyd s, 2016). Επιπλέον, το USCG και ο Οργανισμός Προστασίας του Περιβάλλοντος (EPA- Environment Protection Agency) υπέγραψαν το Μνημόνιο Συμφωνίας το 2011 σχετικά με το πρόγραμμα γενικών αδειών σκαφών του EPA (VGP- Vessel General Permit ). Το

36 πρόγραμμα VGP τέθηκε σε ισχύ τον Δεκέμβριο του 2013. Το μνημόνιο επιτρέπει στην USCG και την EPA να συνδυάσουν τις προσπάθειες συμμόρφωσης και να ανταλλάξουν πληροφορίες. Το VGP απαιτεί από τους χειριστές πλοίων να ελέγχουν οι ίδιοι συστήματα επεξεργασίας νερού έρματος. Αυτό περιλαμβάνει λειτουργικές δοκιμές και ανάλυση δειγμάτων ύδατος έρματος για επιβεβαίωση της βιολογικής απόδοσης και ότι οι συγκεντρώσεις υπολειμματικών χημικών ουσιών βρίσκονται εντός ορίων(lloyd s, 2016). 2.10 Λιμενική αρχή Η Σύμβαση BWM Από τη στιγμή που τέθηκε σε ισχύ η σύμβαση BWM (8 Σεπτεμβρίου 2017), τα πλοία ενδέχεται να υπόκεινται σε επιθεωρήσεις από τα κράτη λιμένα προκειμένου να διαπιστωθεί αν συμμορφώνονται με τις απαιτήσεις της σύμβασης BWM. Οι επιθεωρήσεις αυτές περιορίζονται σε: επαλήθευση της πιστοποίησης έλεγχος του βιβλίου εγγραφών ύδατος έρματος δειγματοληψία ύδατος έρματος σύμφωνα με τις κατευθυντήριες γραμμές του IMO. Το 2014, ο ΔΝΟ(ΙΜΟ) υιοθέτησε τις κατευθυντήριες γραμμές για τον έλεγχο του κράτους του λιμένα βάσει της σύμβασης BWM (ψήφισμα MEPC.252 (67)). Αυτά παρέχουν βασικές οδηγίες για τη διεξαγωγή επιθεωρήσεων ελέγχου του κράτους λιμένα για την επαλήθευση της συμμόρφωσης με τις απαιτήσεις της σύμβασης BWM. Δεν πρόκειται να περιορίσουν τα δικαιώματα που έχει το κράτος λιμένα όσον αφορά την επαλήθευση της συμμόρφωσης με τη σύμβαση BWM(Lloyd s, 2016). Κανονισμοί USCG Κρίνεται απαραίτητο να κατατεθεί μία έκθεση στον USCG COTP(Captain Of The Port) 24 ώρες πριν φτάσει το πλοίο σε λιμένα των ΗΠΑ. Το πλοίο πρέπει να παρέχει στον COTP πρόσβαση στο σκάφος για τη λήψη δειγμάτων ύδατος έρματος και ιζημάτων, εξέταση εγγράφων και να κάνει άλλες έρευνες για να αξιολογήσει τη συμμόρφωση με τις απαιτήσεις της USCG (Lloyd s,2016). 2.11 Προγραμματισμός για τη Συμμόρφωση 1. Πρέπει να γίνουν κατανοητές οι υποχρεώσεις του πλοιοκτήτη με βάση τη Σύμβαση BWM και άλλων εθνικών και τοπικών κανονισμών. Σύμφωνα με τη Σύμβαση BWM, θα πρέπει να(lloyd s, 2016): εξασφαλίζεται ότι όλες οι εκφορτώσεις έρματος συμμορφώνονται με τον κανονισμό D-1 ή D-2, δηλαδή το έρμα αντικαθίσταται ή υφίσταται

37 επεξεργασία: η υποχρέωση αυτή ισχύει για τις απορρίψεις έρματος τόσο στη θάλασσα όσο και στο λιμένα να διασφαλίζεται ότι οι διαδικασίες του Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος ακολουθούνται πάντα να τηρούνται τα κατάλληλα αρχεία στο Βιβλίο Καταγραφής Έρματος να λειτουργούν και να συντηρούν τα συστήματα επεξεργασίας νερού έρματος σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. 2. Πρέπει να γίνεται έλεγχος στην δεξαμενή έρματος του πλοίου, τις αντλίες και τις σωληνώσεις Είναι απαραίτητος ο έλεγχος των δεξαμενών έρματος και των δικτύων άντλησης και σωληνώσεων επί του πλοίου για να εντοπιστούν τυχόν αλλαγές που απαιτούνται για την επίτευξη της συμμόρφωσης με τη σύμβαση BWM. Είναι αναγκαίο να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στα εξής: Α. Στις δεξαμενές πολλαπλών χρήσεων, για παράδειγμα, εκείνες που χρησιμοποιούνται για το έρμα και για αποθηκευτικούς λόγους (προσωρινά ή για άλλο λόγο) με γκρι χρώμα νερού ή / και μαύρου : δεν πρέπει να γίνεται μίξη σε διαφορετικούς τύπους νερού δεν και θα πρέπει να απορρίπτονται μόνο σύμφωνα με τους ανάλογους κανονισμούς. Β. Εγχυτήρες που χρησιμοποιούνται για τις Stripping δεξαμενές έρματος ( Δεξαμενή στην οποία μπορεί να αντληθεί όλο το υγρό που βρίσκεται στο εσωτερικό της και να μην μείνει κάποιο υπόλειμμα) : είναι συνήθης πρακτική η χρήση τοπικού θαλάσσιου νερού στον εγχυτήρα, και έτσι αποφασίστηκε ότι το νερό έρματος που απορρίπτεται κατά τη λειτουργία των Stripping δεξαμενών μπορεί να μην είναι μια πραγματική αναπαράσταση του περιεχομένου των δεξαμενών έρματος καθώς αναμιγνύεται με το νερό που χρησιμοποιείται για αυτό το σκοπό. Συνεπώς, δεν πρέπει να πραγματοποιείται δειγματοληψία κατά τη λειτουργία των Stripping δεξαμενών (Lloyd s, 2016). 3. Ανάπτυξη Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος Το επόμενο βήμα είναι η ανάπτυξη του Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος σε ένα αρχικό στάδιο. Στη συνέχεια, μπορεί να αναθεωρηθεί καθώς θα γίνεται η προετοιμασία για συμμόρφωση και ενδεχομένως να τροποποιείται από επιπρόσθετες πληροφορίες ανάλογα με το σύστημα επεξεργασίας που επιλέχθηκε για εγκατάσταση, ακόμη τυχόν θέματα ασφάλειας και μετριασμού, απαιτήσεις εκπαίδευσης επιβατών και το όνομα του υπεύθυνου διαχείρισης του υδάτινου έρματος (Lloyd s, 2016). 4. Επιλογή και εγκατάσταση ενός συστήματος επεξεργασίας έρματος Η επιλογή και εγκατάσταση ενός συστήματος επεξεργασίας χρειάζεται προσεκτική εξέταση και προγραμματισμό. Θα χρειαστεί να εξασφαλισθεί ότι οι απαιτούμενοι πόροι

38 είναι διαθέσιμοι όταν χρειαστεί, ότι τα σχέδια υποβάλλονται έγκαιρα στην τάξη για έγκριση και ότι το σύστημα και κάθε βοηθητικός εξοπλισμός παραδίδονται στο πλοίο σύμφωνα με το χρονοδιάγραμμα(lloyd s, 2016). 5. Ανάπτυξη της κατάρτισης για το πλήρωμα των πλοίων και εξασφάλιση επαρκούς κατάρτισης στις επιχειρήσεις BWM. Θα πρέπει να αναπτυχθεί κατάλληλο πρόγραμμα κατάρτισης του προσωπικού και να συμπεριληφθεί στο Σχέδιο Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος. Το πλήρωμα θα πρέπει να εκπαιδεύεται στις υποχρεώσεις του στο πλαίσιο της σύμβασης BWM, τις επιχειρήσεις έρματος επί του πλοίου, τη λειτουργία και τη συντήρηση του συστήματος επεξεργασίας του έρματος, καθώς και τυχόν κινδύνους της ασφάλειας που συνδέονται με τις επιχειρήσεις ερματισμού ή το σύστημα επεξεργασίας(lloyd s, 2016). 6. Εκπόνηση ενός τελικού σχεδίου διαχείρισης Πρέπει να δημιουργηθεί μια τελική έκδοση του Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος, να ληφθούν οι απαιτούμενες εσωτερικές εγκρίσεις και να υποβληθεί το σχέδιο για έγκριση στο νηογνώμονα ή τη σημαία, ανάλογα με την περίπτωση. Πρέπει να υποβληθεί εγκαίρως για να αποφευχθούν τυχόν καθυστερήσεις(lloyd s, 2016). 7. Έρευνα και πιστοποίηση Όταν ολοκληρωθούν όλες οι προετοιμασίες συμμόρφωσης, είναι η σωστή στιγμή για να κανονιστεί η αρχική επιθεώρηση του πλοίου για την έκδοση Διεθνούς Πιστοποιητικού Διαχείρισης Έρματος ή Πιστοποιητικού Συμμόρφωσης(Lloyd s, 2016). 8. Κρίνεται απαραίτητο να γίνουν πλήρως κατανοητές οι υποχρεώσεις του πλοιοκτήτη σύμφωνα με τους κανονισμούς των USCG: Εάν το πλοία προσεγγίζουν λιμένες των ΗΠΑ και σχεδιάζουν να εκφορτώσουν έρμα, πρέπει να πραγματοποιηθεί ανταλλαγή νερού ή επεξεργασία του έρματος εκτός από τη διαχείριση των ιζημάτων. Ωστόσο, η ανταλλαγή νερού θα επιτρέπεται μόνο μέχρι τις οριοθετήσεις εφαρμογής για τα συστήματα θεραπείας. Μια άλλη μέθοδος που δέχεται η USCG για τη διαχείριση των υδάτων έρματος είναι η χρήση πόσιμου νερού (από το δημοτικό σύστημα της Βόρειας Αμερικής). Ωστόσο, οι δεξαμενές έρματος πρέπει να καθαρίζονται από οποιαδήποτε ιζήματα πριν από αυτή την εφαρμογή. Η USCG απαιτεί επίσης: Σχέδιο Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος, καθαρές δεξαμενές έρματος χωρίς ιζήματα, και μια έκθεση που θα υποβληθεί στις αρχές των ΗΠΑ 24 ώρες πριν φτάσουν σε λιμάνι των ΗΠΑ(Lloyd s, 2016).

39 2.12 Επίτευξη συμμόρφωσης κατά την λειτουργία του συστήματος 1. Διαχείριση του νερού έρματος και των ιζημάτων σύμφωνα με το Σχέδιο Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος: Πρέπει να είναι εξακριβωμένο ότι η διαχείριση όλων των απορρίψεων έρματος και ιζημάτων γίνονται σύμφωνα με τις απαιτήσεις της Σύμβασης BWM και σύμφωνα με τις διαδικασίες του εγκεκριμένου Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος. Ακόμη, πρέπει τα αρχεία των επιχειρήσεων ερματισμού και της διαχείρισης των ιζημάτων να καταγράφονται σωστά στο βιβλίο καταγραφής έρματος. 2. Πρέπει το Σχέδιο Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος και το Βιβλίο Καταγραφής Υδάτινου Έρματος να κρατούνται ενημερωμένα: Απαραίτητο είναι να διεξάγονται περιοδικοί έλεγχοι του Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος και να γίνεται ενημέρωση όπως είναι απαραίτητο. Όπου απαιτείται πρέπει να οριστεί έγκριση τροποποιήσεων. 3. Κρίνεται απαραίτητο οι απαιτούμενες έρευνες να διεξάγονται εντός των επιτρεπόμενων ημερομηνιών (deadlines), δηλαδή να διοργανώνονται εγκαίρως οι απαιτούμενες ετήσιες, ενδιάμεσες και ανανεωτικές αξιολογήσεις και να εξασφαλίζεται ότι πραγματοποιούνται εντός των επιτρεπόμενων ημερομηνιών. 4. Να χρησιμοποιείται και να συντηρείται ο εξοπλισμός σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή: Το σύστημα επεξεργασίας νερού έρματος θα πρέπει να λειτουργεί και να συντηρείται κατάλληλα σύμφωνα με τις οδηγίες του κατασκευαστή. Οι διαδικασίες του εγκεκριμένου Σχεδίου Διαχείρισης Υδάτινου Έρματος θα αντικατοπτρίζουν αυτήν την απαίτηση. 5. Παρακολούθηση της απόδοσης του συστήματος επεξεργασίας: Οι επιδόσεις του συστήματος θα πρέπει να παρακολουθούνται χρησιμοποιώντας τον εγκατεστημένο εξοπλισμό παρακολούθησης, μετρητές ή αισθητήρες. Οι παράμετροι που παρακολουθείται το σύστημα θα διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του συστήματος που εγκαθίσταται. Περιλαμβάνουν: συχνότητα ροής / συχνότητα εκροής, το ποσοστό δοσολογίας της δραστικής ουσίας, ρυθμό δοσομέτρησης ουδετεροποιητή, κατανάλωση ενέργειας, TRO (ολικό υπολειμματικό οξειδωτικό), και PΗ (οξύτητα / αλκαλικότητα). Έχοντας το σύστημα συντηρημένο και υπό παρακολούθηση από τον κατασκευαστή σε τακτική βάση και έχοντας πραγματοποιήσει περιοδικούς ελέγχους βιολογικής αποτελεσματικότητας, θα συμβάλει επίσης στο να διασφαλιστεί ότι το σύστημα θα συνεχίσει να λειτουργεί όπως έχει σχεδιαστεί και πιστοποιηθεί(lloyd s, 2016).

40 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο : ΜΕΘΟΔΟΙ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΕΡΜΑΤΟΣ 3.1 Παράγοντες για την καταλληλότητα μεθόδου επεξεργασίας έρματος Όταν μια ναυτιλιακή εταιρεία μπαίνει στη διαδικασία επιλογής της μεθόδου επεξεργασίας έρματος που θα χρησιμοποιήσει ένα από τα πλοία της, είναι απαραίτητο να σιγουρευτεί ότι θα πληροί ορισμένες προϋποθέσεις. Ειδικότερα, πρωταρχικής σημασίας είναι η ασφάλεια του πλοίου και του πληρώματος καθώς και το αντίκτυπο της μεθόδου που χρησιμοποιείται στο περιβάλλον (να επιλύει περισσότερα περιβαλλοντικά προβλήματα από αυτά που μπορεί να προκαλεί). Ακόμα, αμέσως επόμενο σημαντικό κριτήριο για τη καταλληλότητα μίας μεθόδου επεξεργασίας είναι το κόστος που θα απαιτεί και φυσικά η βιολογική της αποδοτικότητα (να θέτει τους μικροοργανισμούς ανίκανους να εγκατασταθούν σε άλλα οικοσυστήματα είτε απομακρύνοντας τους από το έρμα είτε εξολοθρεύοντάς τους) (Κοτρίκλα, 2017). 3.2 Βασικές μέθοδοι Σε ανταπόκριση με το παράρτημα D-2(βλ. Κεφ.2), τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκε ένας αριθμός τεχνολογιών [π.χ. το 2015 αναφέρονται 50 περίπου εμπορικά συστήματα που έχουν ελεγχθεί]. Πολλές από τις τεχνολογίες αυτές έχουν ήδη εφαρμοστεί με επιτυχία στην επεξεργασία του πόσιμου νερού (για παράδειγμα η διήθηση, η χλωρίωση ή η οζόνωση) ή των αστικών λυμάτων και προσαρμόστηκαν στις ιδιαίτερες ανάγκες των πλοίων (μικρός χώρος, βέλτιστη σχέση κόστους - απόδοσης και ανάγκη για υψηλή απόδοση λόγω του προτύπου D-2). Άλλες πάλι δεν είχαν προηγούμενο στην ξηρά και αναπτύχθηκαν για εφαρμογή αποκλειστικά επί του πλοίου (για παράδειγμα η αποξυγόνωση με χρήση αδρανούς αερίου από την εξάτμιση του πλοίου) (Κοτρίκλα, 2015). Ένα κλασσικό σύστημα επεξεργασίας έρματος πάνω στο πλοίο χρησιμοποιεί δύο ή περισσότερες μεθόδους μαζί για να εξασφαλίσει το γεγονός ότι το θαλάσσιο έρμα πληροί τις προϋποθέσεις του IMO. Αξίζει να αναφερθεί ότι πολλά συστήματα επεξεργασίας έρματος ίσως δεν καταφέρουν να φτάσουν σε τέτοιο στάδιο ώστε να προωθηθούν στην αγορά, παρ όλα αυτά έχει δημιουργηθεί μία δυναμική αγορά γύρω από τα BWMS η οποία αντιμετωπίζει νέα δεδομένα και κανονισμούς που αλλάζουν πολύ τακτικά (Matej, 2015). Γενικά, οι τεχνολογίες που εφαρμόζονται για την επεξεργασία του έρματος χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, τον φυσικό διαχωρισμό υγρών/στερεών στοιχείων και την απολύμανση/αποστείρωση. Στο φυσικό διαχωρισμό είναι σημαντικό να απομακρύνονται όσο το δυνατόν περισσότερα στερεά στοιχεία από το έρμα έτσι το εκάστοτε σύστημα να μπορεί να λειτουργεί πιο αποδοτικά (π.χ. στο σύστημα UV μπορεί

41 να μη γίνεται σωστή επεξεργασία του έρματος όσο υπάρχουν στερεά αντικείμενα μέσα στο νερό, αυτό γιατί το υπεριώδες φως δεν μπορεί να φτάσει παντού όπως και στις σκιές που δημιουργούνται στο νερό από κάποια αντικείμενα)(matej, 2015). Αυτό γίνεται συνήθως είτε με επιφανειακή διήθηση με μεμβράνες είτε με κυκλωνικό διαχωρισμό (Κοτρίκλα, 2015). Ύστερα στη διαδικασία αποστείρωσης (με χρήση φυσικών μέσων)/απολύμανσης (με χρήση χημικών) στόχος είναι να απομακρυνθούν ή να εξολοθρευτούν οι οργανισμοί που βρίσκονται στο έρμα. Πιο συγκεκριμένα, οι τεχνολογίες που μπορεί να χρησιμοποιούνται για την επεξεργασία του έρματος είναι: Μηχανική όπως: Με χρήση Φίλτρων Τεχνολογία Υδροκυκλώνα Φυσική, όπως: Θέρμανση Ακτίνες UV Υπέρηχοι/ Σπηλαίωση Αποξυγόνωση με Inert Gas Χημική, όπως: Με χρήση οξειδωτικών βιοκτόνων (π.χ. το χλώριο, το διοξείδιο του χλωρίου, Υπεροξικό οξύ (CH3CO-OOH) και υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2), το όζον) που δρουν καταστρέφοντας κυτταρικές δομές, όπως οι κυτταρικές μεμβράνες και μη οξειδωτικών βιοκτόνων, που αλληλεπιδρούν με αναπαραγωγικές, νευρικές ή μεταβολικές λειτουργίες των οργανισμών (π.χ. Μεναδιόνη/Βιταμίνη Κ). Αναλυτικά οι μέθοδοι επεξεργασίας έρματος είναι οι εξής: 3.2.1. Μηχανική επεξεργασία 1. Διήθηση Η μέθοδος της διήθησης παρουσιάζεται να είναι η πιο φιλική για το περιβάλλον αλλά οι ποσότητες έρματος που χρειάζεται να φιλτραριστούν είναι τεράστιες. Τα φιλτραρισμένα στερεά και απόβλητα από τον καθαρισμό των φίλτρων (backwashing filters) απορρίπτονται είτε στην περιοχή από την οποία λαμβάνεται το έρμα είτε επεξεργάζεται περαιτέρω στα πλοία πριν από την εκφόρτωση (Marine Insight, 2017). Προτέρημα αυτής της μεθόδου είναι ότι οι οργανισμοί που κατακρατώνται μπορούν να επιστρέψουν στο φυσικό τους οικοσύστημα όταν η απόρριψη τους γίνει κατά τον ερματισμό. Αν το έρμα φιλτραριστεί κατά την εξαγωγή του, η σωστή διάθεση των

42 οργανισμών απαιτείται για να ελαχιστοποιηθεί η ατυχηματική είσοδος διάφορων ετεροχθόνων οργανισμών (Marine Ecology Progress Series, 2001). Οι καινούριες τεχνολογίες διήθησης επιτρέπουν τον διαχωρισμό οργανισμών πάνω από ένα ορισμένο μέγεθος (π.χ. συνήθως χρησιμοποιούνται αυτόματα, αυτοκαθαριζόμενα φίλτρα με μέγεθος πόρων περίπου 40 μm) (Κοτρίκλα, 2015). Έτσι η μέθοδος αυτή είναι αποτελεσματική στη διήθηση μεγαλύτερων οργανισμών. Τα μειονεκτήματα της μεθόδου του φιλτραρίσματος είναι το υψηλό κόστος των μηχανισμών που πρέπει να εγκατασταθούν, η πτώση πίεσης, η μείωση της ροής εισόδου έρματος στις δεξαμενές εξαιτίας του μπλοκαρίσματος των φίλτρων και η αδυναμία των φίλτρων να συγκρατήσουν πολύ μικρούς οργανισμούς, όπως οι ιοί ή βακτήρια και σε τοξικά άλγη (Κοτρίκλα, 2015). Τα φίλτρα παρουσιάζουν μικρό αντίκτυπο όσον αφορά τις επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία και η φύση αυτών δεν είναι μόνιμη (Καραχάλιος, 2017). Συνήθως δεν χρησιμοποιείται ως η κύρια τεχνολογία για την επεξεργασία του έρματος και λειτουργούν συμπληρωματικά με άλλες μεθόδους επεξεργασίας είτε με χρήση φυσικής είτε χημικής επεξεργασίας. 1 (α). Τύποι φίλτρων που χρησιμοποιούνται: Διήθηση με χρήση άμμου Αυτού του τύπου φίλτρο είναι μια κλασσική, παλιά μέθοδος που χρησιμοποιείται για την επεξεργασία πόσιμου νερού και λυμάτων, για την μείωση του αριθμού των οργανισμών και της θολερότητας πριν τις εργασίες απολύμανσης. Ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί με μηχανική συγκράτηση οργανισμών μεγαλύτερων από τους πόρους του φίλτρου και παγίδευση κάποιων μικρότερων οργανισμών σε χώρους των πόρων του φίλτρου. Η ταχύτητα, όμως, του νερού που περνάει από τα φίλτρα άμμου είναι εξαιρετικά υψηλή (5 30 m 3 /hour) και η αποδοτικότητά τους δεν είναι ικανοποιητική. Έτσι δεν αποτρέπεται η εισαγωγή μικροοργανισμοών με διάσταση έως και 60 μm στο δίκτυο έρματος του πλοίου (Hyde Marine, 2017). Δικτυωτά από ατσάλι Ο συγκεκριμένος τύπος φίλτρου κρατά οργανισμούς 10 20 μm χωρίς να χρειάζεται προσθήκη κάποιου χημικού. Ειδικές μεμβράνες Με τη χρήση ειδικών μεμβρανών μπορούν να συγκρατηθούν ακόμα και βακτήρια που απορροφώνται από τις μεμβράνες. Οι πόροι τους είναι περίπου 0,2μm. Παρ όλα αυτά, χρειάζεται να έχει γίνει ήδη μια πρώτη διήθηση για να απομακρυνθούν τα στερεά σώματα και απόβλητα από το νερό και το κόστος είναι αρκετά υψηλό (Μελέτη, 2008).

43 2. Υδροκυκλώνας Ο διαχωρισμός με τεχνολογία υδροκυκλώνα (ή αλλιώς φυγοκέντριση), βασίζεται στις διαφορές πυκνότητας και διαχωρίζει τους οργανισμούς και ιζήματα από το νερό του έρματος (Τσατσάνης, 2016). Το έρμα εκτοξεύεται εφαπτομενικά στο άνω μέρος κωνικής κατασκευής και εκτελεί σπειροειδή κίνηση προς τα κάτω (Σχήμα 1). Τα αιωρούμενα σωμάτια, λόγω της μεγαλύτερης πυκνότητας/μάζας τους, εκτοξεύονται στα τοιχώματα του κώνου κ αι συλλέγονται στο κάτω μέρος του, ενώ το έρμα υπερχειλίζει (Εικόνα (Κοτρίκλα, 2015). Η μέθοδος αυτή παγιδεύει σωματίδια της τάξης μεγέθους των 50 με 100μm (Τσατσάνης, 2016). Βέβαια, με τη χρήση αυτού του συστήματος αρκετοί μικροοργανισμοί ξεφεύγουν και εισέρχονται στο έρμα με αποτέλεσμα αυτή η μέθοδος από μόνη της να μην είναι αρκετή. Οι υδροκυκλώνες είναι λιγότερο αποτελεσματικοί από τα φίλτρα, όσον αφορά την αποτελεσματικότητα της απομάκρυνσής τους. Πιο συγκεκριμένα η πρόκληση που αντιμετωπίζουν τα συστήματα αυτά είναι ότι αρκετοί μικροσκοπικοί υδρόβιοι οργανισμοί έχουν πυκνότητα παραπλήσια με αυτή του θαλασσινού νερού, με αποτέλεσμα να είναι δύσκολη η απομάκρυνση τους με τη χρήση συστημάτων διαχωρισμού μέσω υδροκυκλώνων. Τέτοιες τεχνολογίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με άλλες τεχνολογίες απολύμανσης ή αποστείρωσης, καθώς είναι πολύ αποτελεσματικοί στην απομάκρυνση των μεγαλύτερων οργανισμών (Καραχάλιος, 2017). Εικόνα 3.1 Φυγοκεντρικός Διαχωριστής Σωματιδίων (Indiamart, 2017) 3. Κροκίδωση (Coagulation) Το θαλασσινό νερό περιέχει αιωρούμενο υλικό σε κολλοειδείς διαστάσεις (< 1 μm). Με την προσθήκη κροκιδωτικού (άλατα τρισθενούς σιδήρου ή αργιλίου ή ένα πολυμερές) οι απωστικές δυνάμεις μεταξύ των κολλοειδών σωματιδίων εξουδετερώνονται, με αποτέλεσμα να προσεγγίζουν μεταξύ τους και να

44 συσσωματώνονται, αυξάνοντας έτσι το μέγεθός τους. Πλεονέκτημα αποτελεί η αύξηση του μεγέθους του κολλοειδούς υλικού που βελτιώνει την απόδοση της διήθησης ή του υδροκυκλώνα. Όμως μπορεί να χρειάζεται πρόσθετη δεξαμενή αποθήκευσης του νερού, με ικανό χρόνο παραμονής, ώστε να ολοκληρωθεί η διαδικασία της κροκίδωσης (Κορτρίκλα, 2015). Παρ όλα αυτά η κροκίδωση δεν χρησιμοποιείται σε κανένα σύστημα επεξεργασίας έρματος έως σήμερα (Lloyd s, 2017). 3.2.2 Φυσική επεξεργασία 1.Θερμική επεξεργασία Με τη μέθοδο της θερμικής επεξεργασίας επιτυγχάνεται η εξουδετέρωση των ξενικών οργανισμών στις δεξαμενές έρματος θερμαίνοντας το νερό σε πολύ υψηλή θερμοκρασία πριν αυτό επιστρέψει πίσω στη θάλασσα. Οι επιλογές που υπάρχουν για τη θέρμανση του νερού έρματος είναι προς το παρόν δύο: (1) η χρήση της αποβαλλόμενης θερμότητας που δημιουργείται από τις μηχανές του πλοίου και (2) η χρήση της θερμότητας που παράγεται από βοηθητικούς λέβητες που θα πρέπει να εγκατασταθούν επί του πλοίου (Prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Μία εξαιρετικά καλή επιλογή είναι να χρησιμοποιηθεί η θερμότητα που παράγεται στη κύρια μηχανή του πλοίου καθώς είναι ανεπιθύμητη για τα μηχανήματα (Τσατσάνης, 2016). Η θερμοκρασία του έρματος που εισέρχεται στη δεξαμενή έρματος (Ballast Tank) είναι περίπου στους 25 ο C αλλά φυσικά δεν είναι αρκετά υψηλή ώστε να εξουδετερώσει τους μικροοργανισμούς. Επομένως, χρησιμοποιείται ένα ποσοστό της τάξης του 20% της ροής από το σύστημα ψύξης της κύριας μηχανής σε θερμοκρασία 80 ο C. Πλεονέκτημα της μεθόδου αποτελεί το γεγονός ότι δεν προκύπτουν διάφορα χημικά υποπροϊόντα. Η θερμική επεξεργασία έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα της θέρμανσης του ιζήματος που περιέχεται στο νερό έρματος και τη θανάτωση NIS (Non indigenous species) που βρίσκονται στο ίζημα(prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Στην πρώτη περίπτωση που είναι η δυνατότητα χρήσης της θερμότητας από τις μηχανές του πλοίου είναι βέβαια ότι παρουσιάζεται ως η πιο οικονομικά αποτελεσματική λύση, διότι γίνεται εκμετάλλευση θερμότητας που υπό άλλες συνθήκες θεωρούνταν ανεπιθύμητη και περιττή. Στο παρακάτω σχήμα 3.1 απεικονίζεται ο τρόπος με τον οποίο ένας εναλλάκτης θερμότητας μπορεί να χρησιμοποιηθεί έτσι ώστε να συγκεντρώσει την αποβαλλόμενη θερμότητα των μηχανών και να θερμάνει το νερό έρματος σε

45 θερμοκρασίες ικανές να εξουδετερώσουν τους ξενικούς οργανισμούς που περιέχονται σε αυτό. Εναλλάκτης θερμότητας Μηχανές Δεξαμενή έρματος Το έρμα εισέρχεται στο πλοίο σε χαμηλή θερμοκρασία Το έρμα θερμαίνεται μέσω του συστήματος του εναλλάκτη θερμότητας από τις μηχανές του πλοίου Το έρμα που έχει υποστεί θέρμανση μπαίνει ύστερα σε δεξαμενές έρματος Σχήμα 3.1 Θερμική επεξεργασία - Βήματα Παρ όλα αυτά στην περίπτωση που πρέπει να επεξεργαστεί μεγάλη ποσότητα νερού έρματος σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες ή μπορεί να απαιτείται πρόσθετη θερμική ισχύς για να σκοτωθεί αποτελεσματικά ένα ευρύτερο φάσμα NIS(Non Indigenous Species) στο νερό έρματος ένα απλό σύστημα με εναλλάκτη θερμότητας δεν είναι αρκετό. Τότε μπορούν, λοιπόν, να εγκατασταθούν επιπλέον εγκαταστάσεις θερμότητας για να αναπτυχθεί υψηλή θερμοκρασία ικανή να σκοτώσει όλους τους μικροοργανισμούς, δηλαδή βοηθητικοί λέβητες έτσι ώστε να πραγματοποιηθεί η θέρμανση του νερού σε υψηλότερες θερμοκρασίες από αυτές που μπορεί να αποδώσει ένας απλός εναλλάκτης θερμότητας που εκμεταλλεύεται τη θερμότητα που αποβάλλουν οι μηχανές του πλοίου(prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Σημαντικό: Το ταξίδι του πλοίου πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο ώστε να επιτρέπει στο νερό να φτάσει στις καθορισμένες θερμοκρασίες για το απαιτούμενο χρονικό διάστημα. Σύμφωνα με πειράματα που έγιναν με τη χρήση θερμικής επεξεργασίας του έρματος προέκυψε ότι η παραμονή ύδατος έρματος για τέσσερις ημέρες στους 35 C, σκοτώνει το 80% των μικροοργανισμών, μια ημέρα και μισή στους 40 C, σκοτώνει το 90%. Αυτά τα ποσοστά είναι απαράδεκτα για την επεξεργασία έρματος στη ναυτιλιακή βιομηχανία σύμφωνα με τον Διεθνή Ναυτιλιακό Οργανισμό (IMO) όπου έχει θεσπίσει κανόνες σχετικά με τη διαχείριση και επεξεργασία του έρματος και των ιζημάτων (π.χ. Πρότυπο D2). Η αποτελεσματικότητα στη θανάτωση των μικροοργανισμών είναι κατά προσέγγιση 95% αν κρατηθεί για τέσσερις ώρες στη θερμοκρασία των 45 C(Annals of DAAAM for 2012). Μία ιδέα για την βελτίωση αυτού του συστήματος επεξεργασίας έρματος είναι να υπάρχει μία δεξαμενή έρματος που θα είναι κατάλληλη (δηλ. προορισμένη για αυτό το σκοπό) για να πραγματοποιείται η θέρμανση του νερού. Με αυτό τον τρόπο, μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας, το καθαρό νερό έρματος (δηλ. αυτό που έχει υποστεί

46 επεξεργασία) θα μπορεί να μεταφέρεται σε μία άλλη δεξαμενή. Έτσι θα υπάρχει η δυνατότητα να εισαχθεί στο πλοίο κι άλλη ποσότητα έρματος που θα περνούσε και αυτή με τη σειρά της την θερμική επεξεργασία. Εξαιτίας αυτής της χρονικής καθυστέρησης, η μέθοδος επεξεργασίας του έρματος με θέρμανση είναι κατάλληλη για εκείνους τους τύπους πλοίων που έχουν μικρές ποσότητες νερού έρματος προς επεξεργασία, για παράδειγμα πλοία εμπορευματοκιβωτίων (Container Ships) και πλοία γενικού φορτίου (General Cargo Ships). Αντιθέτως, στα πλοία μεγάλης χωρητικότητας, όπως τα πετρελαιοφόρα που εκφορτώνουν όλο το φορτίο μονομιάς, ταυτόχρονα πρέπει να εκτελούν διαδικασία ερματισμού γεμίζοντας τις δεξαμενές έρματος με θαλασσινό νερό (Annals of DAAAM for 2012). Οι ερευνητές υποπτεύονται, αλλά δεν έχουν τεκμηριώσει πλήρως, ότι η θέρμανση του έρματος μπορεί να αυξήσει τη διάβρωση του συστήματος και να προωθήσει την ανάπτυξη των φυκών που ευδοκιμούν στη θερμότητα. Το νερό θέρμανσης σε δεξαμενές έρματος παλαιών πλοίων μπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήματα ασφάλειας λόγω των άγνωστων επιδράσεων της διάβρωσης. Ακόμη, στην περίπτωση που γίνεται χρήση βοηθητικού λέβητα για τη θέρμανση του νερού η κατανάλωση καυσίμου για συστήματα υψηλής ροής εκτιμάται σε πάνω από 475 γαλόνια ανά ώρα για την αύξηση της θερμοκρασίας του νερού από 4 o C σε 66 o C (Prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Οι εκτιμήσεις κόστους εγκατάστασης του λέβητα (boiler) εξαρτώνται από το εκάστοτε σκάφος. Τα πλοία (με μηχανές ντίζελ) μπορεί να έχουν έτσι και αλλιώς εγκατεστημένο λέβητα που παράγει ατμό για άλλες λειτουργίες, πχ θέρμανση καυσίμου ώστε να ρέει, θέρμανση μηχανής, θέρμανση θαλασσινού νερού που με την εξάτμισή του παράγει γλυκό (πόσιμο) νερό. O λέβητας αυτός μπορεί να λειτουργεί είτε με δικό του καύσιμο, είτε να εκμεταλλεύεται την θερμότητα από τις προωστήριες μηχανές του πλοίου (Prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζεται η αξιολόγηση της μεθόδου θέρμανσης του νερού έρματος. Σύμφωνα με αυτόν τα προτερήματά της είναι ότι είναι πολύ φιλική μέθοδος επεξεργασίας ως προς το περιβάλλον και πρακτική καθώς εκμεταλλεύεται την θερμότητα των μηχανημάτων του πλοίου, η οποία υπό άλλες συνθήκες είναι ανεπιθύμητη.

47 Αξιολόγηση συστήματος για την εξουδετέρωση ξενικών οργανισμών Ασφάλεια Φιλικότητα προς το περιβάλλον Αποτελεσματικότητα Κόστος (με χρήση θέρμανσης από τις μηχανές του πλοίου εννοείς καυσαέρια μηχανής?) Κόστος(με χρήση συστήματος με αυτόνομο λέβητα) Πρακτικότητα(με χρήση θερμότητας από τις μηχανές του πλοίου) Πρακτικότητα(με χρήση συστήματος λέβητα) Βαθμός αξιολόγησης για τη μέθοδο θερμικής επεξργασίας ** Περιγραφή Αξιολόγησης ** Ελαφρά,Διαχειρίσιμη αύξηση του κινδύνου Η τεχνολογία εξουδετερώνει τους ξενικούς οργανισμούς χωρίς αρνητικό αντίκτυπο στο περιβάλλον Είναι αποτελεσματική, αλλά ίσως όχι για όλους τους μικροοργανισμούς που παρουσιάζεται άμεσο ενδιαφέρον ** Η τεχνολογία μπορεί να εγκατασταθεί σε ένα προσιτό κόστος * Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμα σε πειραματικό στάδιο και το κόστος δεν έχει γίνει ξεκάθαρο *** *** ** Μικρή ή καθόλου επίδραση στις τρέχουσες λειτουργίες, απλή τεχνολογία Ελαφρά επίδραση στις τρέχουσες λειτουργίες- Η τεχνολογία απαιτεί κάποια εκπαίδευση Πίνακας 3.1. Αξιολόγηση συστήματος θέρμανσης έρματος για την εξουδετέρωση ξενικών οργανισμών o Η αξιολόγηση βασίζεται σε σύστημα 3 αστέρων, τα τρία αστέρια είναι η υψηλότερη βαθμολογία, ένα αστέρι είναι η χαμηλότερη βαθμολογία(prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005) 2. Ακτίνες UV Το υπεριώδες φως χρησιμοποιείται σε νοσοκομεία για να σκοτώνει τους μικροοργανισμούς και να προφυλάσσει από την εξάπλωση των ασθενειών. Έχει επίσης μελετηθεί η χρήση του στο πόσιμο νερό ως αντικαταστάτης του χλωρίου. Η μέθοδος αυτή είναι πολύ αποτελεσματική στους μικροοργανισμούς (Κοτρίκλα, 2015). Έχει παρατηρηθεί ότι αυτή η τεχνολογία επεξεργασίας έρματος έχει αποσπάσει αρκετή προσοχή και φαίνεται να προτιμάται περισσότερο σε συνδυασμό με φιλτράρισμα του έρματος πριν την επεξεργασία με υπεριώδεις ακτίνες. Πλεονεκτήματα που παρουσιάζει η τεχνολογία υπεριώδους ακτινοβολίας είναι τα εξής: Εξολόθρευση των μικροοργανισμών σε ικανοποιητικό ποσοστό Εύκολο σύστημα στη συντήρηση Ασφαλές για το πλήρωμα και κατανοητό στη χρήση με ελάχιστη ανθρώπινη παρακολούθηση Έχει δοκιμαστεί και αποδειχθεί αξιόπιστο πολλές φορές είτε έχει εφαρμοστεί στη στεριά είτε επί του πλοίου Είναι μία καθαρά φυσική μέθοδος επεξεργασίας του νερού Δεν δημιουργούνται καρκινογόνα παραπροϊόντα

48 Δεν επηρεάζεται από το βαθμό της αλατότητας ή του ph Δεν δημιουργεί διάβρωση στο πλοίο Το σύστημα UV δεν προϋποθέτει την μεταφορά, αποθήκευση και διαχείριση επιβλαβών χημικών Δεν υπάρχει κίνδυνος υπερβολικής δοσολογίας (χημικού) H UV τεχνολογία δεν αλλάζει τις φυσικές παραμέτρους του νερού όπως τη τιμή του ph, τη θερμοκρασία, την αλατότητα, τη γεύση, την οσμή ή το χρώμα Η επεξεργασία του έρματος με UV δεν επηρεάζεται από διακυμάνσεις αλατότητας που μπορεί να υπάρχουν στο νερό από διαφορετικά λιμάνια (Optimarin Presentation, 2017) Το κύριο λειτουργικό κόστος για το BWTS που βασίζεται σε υπεριώδη ακτινοβολία σχετίζεται με την κατανάλωση ενέργειας. Οι πλοιοκτήτες μπορούν να μειώσουν τις τιμές αυτές μειώνοντας την ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας, υπό την προϋπόθεση ότι το νερό έρματος του πλοίου που εκφορτώνεται εξακολουθεί να συμμορφώνεται με τον κανονισμό D-2 (Διεθνής Ναυτιλιακός Οργανισμός, 2008α). Είναι επομένως ενδιαφέρον να προσδιοριστεί η χαμηλότερη θανατηφόρος δόση υπεριώδους ακτινοβολίας και να εκτιμηθεί ο χρόνος που απαιτείται για την εξουδετέρωση των οργανισμών όταν αποθηκεύεται σε δεξαμενές έρματος μετά την ακτινοβόληση. Η ακτινοβόληση με UV πραγματοποιείται είτε με λαμπτήρες υπεριώδους χαμηλής πίεσης (LP Low Pressure) είτε μεσαίας πίεσης (Ranveig Ottoey Olsen et al., 2015). Οι κατασκευαστές φροντίζουν η λάμπα της υπεριώδους ακτινοβολίας να έχει μεγάλη διάρκεια ζωής (το λιγότερο 4,000 hrs) (Panasia, 2015). Από την άλλη πλευρά έρευνα έχει δείξει ότι η υπεριώδης ακτινοβολία μπορεί να αφήνει τα κύτταρα σε διαφορετικές συνθήκες (ζωντανά, νεκρά ή κατεστραμμένα), όπου η βιωσιμότητα των κατεστραμμένων κυττάρων κατά την εκκένωση είναι αβέβαιη. Τα κατεστραμμένα κύτταρα μπορεί να είναι μη καλλιεργήσιμα, αν και μπορούν να έχουν μεταβολική δραστηριότητα και ενδέχεται να αποτελέσουν κίνδυνο για την υγεία. Περαιτέρω, οι κυτταρικοί μηχανισμοί αναδόμησης του DNA μπορούν να επαναφέρουν την γενετική πληροφορία προκαλώντας την ανάπτυξη και αναπαραγωγή του κυττάρου μετά την εκκένωση. Επιπλέον, η ορολογία που περιγράφει τους οργανισμούς κατά την απόρριψη μπορεί να προκαλεί σύγχυση ή να είναι ασαφής. Η σύμβαση του ΙΜΟ όπου αναφέρεται στους «βιώσιμους» οργανισμούς και οι κατευθυντήριες γραμμές για την έγκριση συστημάτων διαχείρισης έρματος (G8) ορίζουν «βιώσιμους οργανισμούς» ως «τους οργανισμούς και οποιαδήποτε στάδια ζωής αυτών που είναι έμβια». Η USCG χρησιμοποιεί επίσης τον όρο "έμβια"(ranveig Ottoey Olsen et al., 2015). Εν συνεχεία, παρουσιάζονται οι ακόλουθοι παράγοντες που μπορούν και αυτοί να αποτρέψουν κάποιους από το να εγκαταστήσουν σύστημα επεξεργασίας έρματος με τη μέθοδο υπεριώδους ακτινοβολίας, αυτοί είναι:

49 Χρειάζεται αυξημένη παροχή ενέργειας Αυξημένο κόστος συντήρησης και εγκατάστασης Δεν ανταποκρίνεται θετικά σε θολό νερό καθώς η ακτινοβολία UV απορροφάται ή σκεδάζεται από τα αιωρούμενα σωματίδια του νερού Εάν η ισχύ της ακτινοβολίας είναι χαμηλή το νερό περνάει από UV επεξεργασία δύο φορές. Καταλαμβάνει μεγάλο χώρο στο πλοίο Οι κατασκευαστές μελετώντας προσεκτικά τις ανωτέρω παραμέτρους κατάφεραν να διαμορφώσουν συστήματα τα οποία παρακάμπτουν αυτές τις δυσκολίες (π.χ. Panasia με το σύστημα GloEn-Patrol ). Στην πρώιμη αγορά, το σύστημα UV ήταν γνωστό ότι δεν ήταν κατάλληλο για μεγάλης χωρητικότητας πλοία λόγω της υψηλής κατανάλωσης ενέργειας και αποτυπώματος. Το αποτύπωμα (footprint), σε m 2, είναι η επιφάνεια που καταλαμβάνει μια διάταξη επεξεργασίας έρματος πάνω στο πλοίο. Πλέον τα συστήματα έχουν βελτιωθεί στην αγορά και πλοία είτε μικρής είτε μεγάλης χωρητικότητας εγκαθιστούν την μέθοδο filtration + UV(π.χ. Optimarin, Panasia, Alfa Laval). Μια άλλη βελτίωση της λυχνίας UV BWTS(Ballast Water Treatment System) είναι η προσθήκη μικρών συγκεντρώσεων H2O2, οδηγώντας σε βελτίωση της επεξεργασίας με υπεριώδη ακτινοβολία. Ωστόσο, το λειτουργικό κόστος ανά 1000 m 3 επεξεργασμένου νερού εκτιμήθηκε για τα τυπικά φορτηγά πλοία ως 14 για επεξεργασία UV και 16 για επεξεργασία UV / H2O2. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται ένα σύστημα επεξεργασίας έρματος με τη μέθοδο της υπεριώδους ακτινοβολίας. Σε πρώτο στάδιο το έρμα που εισέρχεται στο πλοίο (που περιέχει ξενικούς μικροοργανισμούς) θα περάσει στο δίκτυο που οδηγεί προς το κέντρο επεξεργασίας του έρματος από τους λαμπτήρες υπεριώδους ακτινοβολίας. Στη περίπτωση που το σύστημα λειτουργεί κανονικά η βαλβίδα στο σημείο (α) θα είναι κλειστή ενώ στο σημείο (β) θα είναι ανοιχτή ώστε να περάσει το έρμα από τις UV ακτινοβολία. Αφού το νερό υποστεί επεξεργασία φεύγει και συνεχίζει περνώντας από το σημείο (γ) όπου εκεί είναι ανοικτή η βαλβίδα και οδηγείται πλέον καθαρό στη δεξαμενή έρματος. Στη περίπτωση βλάβης του συστήματος η βαλβίδα στο σημείο (α) θα είναι ανοικτή και θα κλείσει η βαλβίδα στο σημείο (β) και (γ). Δηλαδή, το ανεπεξέργαστο νερό φεύγει από το σημείο (α) μέσω του By-pass προς τη δεξαμενή έρματος χωρίς να υποστεί επεξεργασία. Στο σημείο (δ) βρίσκεται το control panel του συστήματος UV.

50 (δ) (α) (γ) β Σχήμα 3. 2 Παρουσίαση UV συστήματος επεξεργασίας έρματος (Marine Insight, 2017) Ομαλή Λειτουργία (α) (β) (γ) Ανοικτό (Valve) x x Κλειστό (Valve) x Βλάβη (α) (β) (γ) Ανοικτό (Valve) x Κλειστό (Valve) x x Ενδεικτικό κόστος ενός συστήματος επεξεργασίας έρματος με UV κυμαίνεται από 309,995 έως 476,800, καθώς και ενδεικτικό κόστος συντήρησης για ένα σύστημα με λαμπτήρες διάρκειας ζωής 5000 ωρών ανέρχεται στο ποσό των 7,000 ανά έτος. Επιπλέον, πρέπει να ληφθεί υπόψη και το λειτουργικό κόστος του μηχανήματος το οποίο μπορεί να φτάσει τα 20,000 ανά έτος. 3.Υπέρηχοι - Σπηλαίωση Στη μέθοδο της σπηλαίωσης χρησιμοποιούνται υπέρηχοι, δηλαδή μηχανικά κύματα που δημιουργούν περιοχές χαμηλότερης ή υψηλότερης πίεσης καθώς διαδίδονται στο έρμα (Kοτρίκλα, 2015). Οι υπέρηχοι υψηλής πίεσης χρησιμοποιούνται για την καταστροφή μικροοργανισμών δημιουργώντας ταλάντωση στο υγρό που εκτίθεται στους υπερήχους (Μελέτη, 2008). Η χαμηλή πίεση μπορεί να είναι τέτοια ώστε το νερό να εξατμίζεται τοπικά, δημιουργώντας φυσαλίδες υδρατμών. Αν οι φυσαλίδες αυτές σχηματιστούν μέσα στο σώμα μικροοργανισμών, επέρχεται καταστροφή των κυτταρικών μεμβρανών τους και θάνατος(kοτρίκλα, 2015). Πιο συγκεκριμένα, όταν οι φυσαλίδες φθάσουν έναν όγκο στον οποίο δεν μπορούν πλέον να απορροφήσουν ενέργεια, καταρρέουν βίαια κατά τη διάρκεια ενός κύκλου υψηλής πίεσης (φάση συμπίεσης). Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπηλαίωση. Κατά τη διάρκεια της έκρηξης επιτυγχάνονται

51 πολύ υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 5.000 K ή 4726.85 C) και πιέσεις (περίπου 2.000atm) (Hielscher Ultrasound Technology, 2017). Όσον αφορά την αποδοχή του από περιβαλλοντικής πλευράς, δεν υπάρχουν γνωστές ή αναμενόμενες περιβαλλοντικές ανησυχίες που σχετίζονται με την τεχνολογία σπηλαίωσης με υπερήχους. Πλεονεκτήματα της μεθόδου της σπηλαίωσης αποτελούν : Δεν χρησιμοποιούνται χημικά Είναι φιλική μέθοδος προς το περιβάλλον Είναι αποτελεσματική και έγκυρη Ασφαλής και εύκολη στη χρήση Ισχυρή και αξιόπιστη Δυνατότητα κλιμάκωσης σε κάθε μέγεθος Μελέτες συνδυασμένων τεχνολογιών επεξεργασίας έδειξαν ότι ο υπέρηχος λειτουργεί πολύ αποτελεσματικά σε συνδυασμό με άλλες μεθόδους επεξεργασίας έρματος, όπως το όζον, η χλωρίωση, το υπεριώδες φως, η θερμοκρασία ή οι αυξημένες πιέσεις. Λόγω της εύκολης εγκατάστασης και των απαιτήσεων χαμηλού χώρου, ο υπερηχητικός εξοπλισμός είναι ιδανικός για την αναβάθμιση και τη βελτίωση των ήδη υπαρχόντων συστημάτων επεξεργασίας του έρματος (Hielscher Ultrasound Technology, 2017). Συνολικά το 14% των συστημάτων που υπάρχουν στην αγορά λειτουργούν με τη μέθοδο σπηλαίωσης και υπερήχων(lloyd s, 2017). Όμως, πρέπει να ληφθεί σοβαρά υπόψη η καταπόνηση των τοιχωμάτων του πλοίου που δημιουργείται κατά τους υπέρηχους και την σπηλαίωση. Επομένως δεν πρέπει να αγνοηθούν οι πιθανοί κίνδυνοι για την υγεία και την ασφάλεια, καθώς και η πιθανή επίδραση της επαναλαμβανόμενης έκθεσης του κύτους του πλοίου στα κύματα υψηλής συχνότητας (Aleksandar Vorkapić et al, 2016). 4.Αποξυγόνωση Όπως υποδηλώνει το όνομα, η μέθοδος επεξεργασίας έρματος με αποξυγόνωση περιλαμβάνει την απομάκρυνση του οξυγόνου από τις δεξαμενές ύδατος έρματος για την πρόκληση ασφυξίας των οργανισμών. Αυτό γίνεται συνήθως με την έγχυση αζώτου ή οποιουδήποτε άλλου αδρανούς αερίου στο χώρο πάνω από την στάθμη του νερού στις δεξαμενές έρματος. Είναι Σημαντικό να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα: Χρειάζεται γενικά περίπου 2-4 ημέρες για το αδρανές αέριο να οδηγήσει σε ασφυξία τους οργανισμούς. Αυτή η μέθοδος συνήθως δεν είναι κατάλληλη για πλοία που έχουν

52 σύντομα ταξίδια. Η εφαρμογή της αποξυγόνωσης εκτελείται κυρίως είτε κατά το ταξίδι είτε κατά την πρόσληψη του έρματος, όπου και πάλι χρειάζεται ορισμένες μέρες έως ότου να ολοκληρωθεί. Αρκετά BWTS χρησιμοποίησαν τη μέθοδο αποξυγόνωσης του νερού, ως μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την επεξεργασία των υδάτων έρματος των πλοίων. Ωστόσο, ο χρόνος πλήρους αποξυγόνωσης μπορεί να μην είναι εφαρμόσιμος για μια καθολική εφαρμογή αυτής της επεξεργασίας, η οποία θα πρέπει κατά προτίμηση να χρησιμοποιείται για πλοία που κάνουν μακρύτερα ταξίδια σε ψυχρά περιβάλλοντα. τη μέθοδο αποξυγόνωσης του νερού, ως μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την επεξεργασία των υδάτων έρματος των πλοίων. Ωστόσο, ο χρόνος πλήρους αποξυγόνωσης μπορεί να μην είναι εφαρμόσιμος για μια καθολική εφαρμογή αυτής της επεξεργασίας, η οποία θα πρέπει κατά προτίμηση να χρησιμοποιείται για πλοία που κάνουν μακρύτερα ταξίδια σε ψυχρά περιβάλλοντα. Με βάση το Διάγραμμα 3.2 το 35% των συστημάτων εκτελεί την επεξεργασία κατά το ταξίδι και κατά την πρόσληψη. Η επεξεργασία κατά την πρόσληψη του έρματος είναι πιθανό να μην δίνει τον απαραίτητο χρόνο για την απενεργοποίηση/θανάτωση των οργανισμών, ενώ το ταξίδι θα πρέπει να διαρκεί πάνω από 4 μέρες για να είναι η μέθοδος αποτελεσματική (Lloyd s, 2017). Σχήμα 3.3 Πότε πραγματοποιείται η επεξεργασία έρματος με αποξυγόνωση (Lloyd s, 2017) Επιπλέον, τέτοιο είδος συστημάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πλοία με απολύτως σφραγισμένες δεξαμενές έρματος. Εάν σε ένα πλοίο είναι ήδη εγκατεστημένο ένα σύστημα αδρανούς αερίου, τότε ένα σύστημα αποξυγόνωσης δεν θα απαιτήσει περισσότερο χώρο (Marine Insight Equipment Watch, 2017). Η αποξυγόνωση είναι ευνοϊκή για το περιβάλλον και έχει τη δυνατότητα εξοικονόμησης χρημάτων μέσω της πρόληψης της σκουριάς επί του πλοίου, ειδικά όταν χρησιμοποιείται αέριο άζωτο, καθώς υπάρχει το πρόσθετο πλεονέκτημα του εμπλουτισμού της περιεκτικότητας σε άζωτο του νερού έρματος και της μείωσης της διάβρωσης που προκαλείται παρουσία του οξυγόνου. Οι μελέτες αποξυγόνωσης δείχνουν

53 καλή επιτυχία στη θανάτωση μιας ποικιλίας ξενικών οργανισμών(prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Παρ όλα αυτά ορισμένα είδη, όπως αυτά που βρίσκονται υπό μορφή κύστης ή τα αναερόβια βακτηρίδια (τα οποία δεν χρειάζονται οξυγόνο για να επιβιώσουν), είναι πιθανόν να είναι σε θέση να επιβιώσουν στις συνθήκες που βρίσκονται σε μια δεξαμενή έρματος που έχει υποστεί αγωγή με άζωτο (Prince William Sound Regional Citizens' Advisory Council, 2005). Στο παρακάτω σχήμα 3.3 απεικονίζεται ένα τυπικό σύστημα επεξεργασίας έρματος με τη μέθοδο της οξυγόνωσης. Όταν γίνεται ερματισμός, εισέρχεται αδρανές αέριο στο νερό έρματος με τη χρήση ενός σωλήνα Venturi (Venturi tube είναι μια συσκευή για τη μέτρηση της ροής ενός ρευστού που αποτελείται από ένα σωλήνα με ένα κοντό, στενό κεντρικό τμήμα και διευρυμένα κωνικά άκρα έτσι ώστε ένα ρευστό που ρέει διαμέσου του κεντρικού τμήματος με μεγαλύτερη ταχύτητα από ότι μέσω ενός ακραίου τμήματος δημιουργεί διαφορά πίεσης και έτσι γίνεται η μέτρηση της ροής του ρευστού (Βλ. Εικ 3.3), τα επίπεδα συγκέντρωσης οξυγόνου του νερού μειώνονται, και το νερό αποστειρώνεται. Ακόμη και κατά τη διάρκεια του ταξιδίου, οι δεξαμενές έρματος εμπλουτίζονται με αδρανές αέριο έτσι ώστε να αποφευχθεί η ανάπτυξη του εκάστοτε οργανισμού. Έτσι το έρμα που έχει υποστεί αποξυγόνωση κατά τον αφερματισμό επιστρέφει στη θάλασσα πάλι περνώντας από ένα σωλήνα Venturi ο οποίος εμπλουτίζει και πάλι το νερό με ατμοσφαιρικό αέρα. Σχήμα 3.4 Σύστημα επεξεργασίας έρματος με έγχυση αδρανούς αερίου(class NK, 2010)

54 Εικόνα 3.2 Παρουσίαση σωλήνας Ventury(Reader- Harris, 2011) 3.2.3 Χημική επεξεργασία Τα χημικά βιοκτόνα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να εξουδετερώσουν τους επιβλαβείς οργανισμούς στο έρμα των πλοίων. Η επιλογή του τύπου του χημικού βιοκτόνου πρέπει να γίνεται πολύ προσεκτικά, για να μη δημιουργούνται κίνδυνοι για τον άνθρωπο και το περιβάλλον. Τα χημικά αυτά παρέχονται σε στερεή μορφή ή ως συμπυκνωμένα υγρά, ώστε να μπορούν εύκολα να αποθηκευτούν στο πλοίο (Κοτρίκλα, 2015). 1.Χλωρίωση Μεταξύ των μεθόδων χημικής απολύμανσης, η χλωρίωση ήταν η πλέον προτιμώμενη. Το χλώριο μπορεί να παραχθεί από υποχλωριώδες νάτριο, ηλεκτρόλυση κλπ. Και οι δοσολογίες είναι περίπου 2 mg/l. Η απολύμανση με χλώριο είναι μια αποτελεσματική μέθοδος που χρησιμοποιείται σε συστήματα πόσιμου νερού(κοτρίκλα, 2015). Η αποτελεσματικότητα απομάκρυνσης βακτηρίων έχει ποσοστό 85,2% για την Escherichia Coli και 99,85% για τα αναερόβια βακτηρίδια που έχουν καταγραφεί από δοκιμές υδάτινου έρματος που χρησιμοποιούν υποχλωριώδες νάτριο. Η αποτελεσματικότητα του χλωρίου εξαρτάται από τη θερμοκρασία, το χρόνο αντίδρασης και το υπολειπόμενο χλώριο καθώς και το ph (Κοτρίκλα, 2015). Τα παραπροϊόντα της χημικής απολύμανσης με χρήση ενεργών ουσιών αποτελούν σημαντικό πρόβλημα, που λαμβάνεται υπόψη κατά τη διαδικασία έγκρισης τύπου των συστημάτων επεξεργασίας έρματος. Οι κατασκευαστές των συστημάτων ισχυρίζονται ότι οι παραγόμενες συγκεντρώσεις των παραπροϊόντων της χλωρίωσης δεν θα δημιουργούν πρόβλημα στο θαλάσσιο περιβάλλον (Κοτρίκλα, 2015).

55 Σε κάθε περίπτωση, δεν επιτρέπεται να δημιουργείται νέα μορφή ρύπανσης στην προσπάθεια αντιμετώπισης των αρνητικών περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τις διαδικασίες ερματισμού - αφερματισμού στα πλοία (Κοτρίκλα, 2015). Άλλες οξειδωτικές χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για απολύμανση είναι το χλωριούχο οξείδιο, το όζον, το βρώμιο και το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Οι δοκιμές χλωριούχου διοξειδίου κατέγραψαν 98% αφαίρεση των ξενικών οργανισμών(transactions ON MARITIME SCIENCE,2016). 2.Ηλεκτροχλωρίωση Η ηλεκτροχλωρίωση είναι μια αποτελεσματική, ασφαλής και απλή μέθοδος για την επεξεργασία του έρματος. Αξίζει να σημειωθεί ότι μετά την UV επεξεργασία είναι η πιο δημοφιλής μέθοδος επεξεργασίας έρματος και καταλαμβάνει το 22% την αγοράς συστημάτων BWT(Lloyd s, 2017). Στην μέθοδο αυτή, το χλώριο του χλωριούχου νατρίου (αλατιού) του θαλασσινού νερού μετατρέπεται σε υποχλωριώδες νάτριο προκειμένου να αποφευχθεί η ανάπτυξη υδρόβιων οργανισμών. Το ελεύθερο χλώριο και τα παράγωγά του θανατώνουν σχεδόν όλους τους υδρόβιους οργανισμούς έτσι ώστε οι τελικές συγκεντρώσεις τους να ικανοποιούν τη ρύθμιση IMO D-2. Κατά τον αφερματισμό, το υπόλοιπο υποχλωριώδες διάλυμα εξουδετερώνεται με την προσθήκη χημικής ουσίας εξουδετέρωσης που απομακρύνει όλα τα υπόλοιπα οξειδωτικά που μπορεί να είναι επιβλαβή(transactions ON MARITIME SCIENCE,2016). Πλεονέκτημα της μεθόδου αποτελούν τα εξής: Δεν υπάρχει περιορισμός ροής του νερού έρματος. Μπορεί να παρέχει απομένουσα απολυμαντική ουσία στις δεξαμενές έρματος για προστασία από την επανα-ενεργοποίηση των οργανισμών. Καθώς το υποχλωριώδες νάτριο παράγεται από το ίδιο το θαλασσινό νερό μέσω της ηλεκτρόλυσης, δεν υπάρχει ανάγκη χειρισμού και αποθήκευσης επί του πλοίου επιβλαβών βιοκτόνων, ενώ η αποκλειστική χρήση επί του πλοίου διασφαλίζει ότι η παραγωγή περιορίζεται μόνο στην ικανοποίηση της ζήτησης που μειώνει την απαίτηση κατανάλωσης ενέργειας (Evoqua Water Technologies LLC, 2017). Τα συστήματα επεξεργασίας ηλεκτροχλωρίωσης με νερό έρματος ανακατευθύνουν μικρό ρεύμα νερού σε ηλεκτρολυτικά κύτταρα όπου παράγεται υποχλωριώδες νάτριο και εγχέεται στο έρμα πριν εισέλθει στις δεξαμενές. Η απολύμανση της δεξαμενής μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά με επαρκή έλεγχο του υποχλωριώδους νατρίου. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της ηλεκτροχλωρίωσης έναντι στην τεχνολογία UV είναι ότι μόνο μία επεξεργασία είναι επαρκής για την επίτευξη του ικανοποιητικά χαμηλού αριθμού οργανισμών στη δεξαμενή ((TRANSACTIONS ON MARITIME SCIENCE, 2016).

56 Το φυσικό θαλασσινό νερό έχει, με κάποιες παρεκλίσεις, ένα pη τυπικά γύρω στο 8, και κατά συνέπεια ένα χαμηλό [Η + ](υδρογονοκατιόν) που είναι διαθέσιμο για να αντιδράσει. Με βάση τόσο την αντίδραση διάσπασης του HOCl (Υποχλωριώδες οξύ) όσο και της αρχής του Le Chatelier, ο σχηματισμός του HOCl θα μειωθεί εξαιτίας της μετατόπισης της ισορροπίας προς τον σχηματισμό του υποχλωριώδους ιόντος (ClO ). Δεδομένου ότι το ClO είναι ένας απολυμαντικός παράγοντας αρκετές φορές λιγότερο δραστικός από το HOCl, αναμένεται ότι η αποτελεσματικότητα ηλεκτροχλωρίωσης του φυσικού θαλάσσιου ύδατος θα είναι πάντοτε μειωμένη λόγω του σχετικά χαμηλού Η + (Batista, William R et al., 2017). Στην πραγματικότητα, το πρόβλημα του ph που σχετίζεται με την αποτελεσματικότητα της ηλεκτροχλωρίωσης στο θαλασσινό νερό εγείρει επιπρόσθετα τεχνικά προβλήματα και πρόσθετη διαδικασία, όπως η ενανθράκωση, δηλαδή την άμεση έγχυση διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στο νερό έρματος που χρησιμοποιείται για τη διατήρηση του χαμηλού ph του νερού έρματος, δηλαδή υψηλότερου H +. Ωστόσο, πρόσθετος και απαραίτητος εξοπλισμός πρέπει να έχει εγκατασταθεί σωστά και η διαδικασία να ελέγχεται και να παρακολουθείται. Τελικά, το κόστος και η αποτελεσματικότητα της απολύμανσης μέσω ηλεκτροχλωρίωσης πρέπει να λαμβάνεται οπωσδήποτε υπόψη όταν γίνεται προσπάθεια να κατανοηθεί η αποτελεσματικότητα της διαδικασίας (Batista, William R et al., 2017). Οι προαναφερόμενοι παράγοντες δεν είναι οι μόνοι που επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της διαδικασίας ηλεκτρολυτικής απολύμανσης. Η θερμοκρασία του νερού του έρματος είναι επίσης ένας σημαντικός και συχνά αγνοημένος παράγοντας που σχετίζεται άμεσα με το γεγονός ότι οι χαμηλότερες θερμοκρασίες μειώνουν τη γραμμομοριακή συγκέντρωση του υποχλωριώδους οξέος (HOCl) ευνοώντας την ύπαρξη ειδών ClO. Επιπροσθέτως, η παρουσία άλλων φυσικά εμφανιζόμενων ειδών ανιόντων στο θαλασσινό νερό ανταγωνίζεται στην περιοχή των ανιόντων και μειώνει την αποτελεσματικότητα αυτής της διεργασίας. Για παράδειγμα, ανιόντα βρωμιδίου, σε συνδυασμό με διαλυμένο οργανικό υλικό, μπορούν να παράγουν εξαιρετικά επιβλαβή υποπροϊόντα (π.χ. διαφορετικές βρωμιούχες ενώσεις και τρι-αλογονομεθάνια), οι οποίες μπορούν να συμβάλλουν σε αυξημένα επίπεδα επικίνδυνων υποπροϊόντων απολύμανσης κατά τη διάρκεια του αφερματισμού (Batista, William R et al., 2017). Άλλη μια περίπλοκη πτυχή των διαδικασιών ηλεκτροχλωρίωσης είναι η πιθανότητα επιταχυνόμενων ρυθμών διάβρωσης του ανθρακούχου χάλυβα λόγω της διαβρωτικής δράσης οξειδωτικών παραγόντων όπως Cl2, HOCl και ClO - που παράγονται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας του έρματος. Πράγματι, ο IMO πρότεινε κατάλληλους ελέγχους διάβρωσης από τους αιτούντες BWMS ως προληπτικό μέτρο, καθώς οι αυξημένοι ρυθμοί διάβρωσης έχουν τη δυνατότητα να εντείνουν τις δομικές βλάβες στις δεξαμενές έρματος και το δίκτυο αγωγών, διακυβεύοντας έτσι τη δομική ακεραιότητα του πλοίου. Η συνέπεια αυτών των πρόσθετων ελέγχων είναι η περαιτέρω αύξηση του

57 κόστους της συντήρησης και της προληπτικής προστασίας από τη διάβρωση, δηλαδή η βαφή και η θανάτωση των ανιόντων (Batista, William R et al., 2017). Μειονεκτήματα, επίσης, αποτελούν η πολυπλοκότητα και η επιθετικότητα του υποχλωριώδους νατρίου. Όταν απαιτείται η διακοπή της λειτουργίας ή κατά τη διάρκεια του αφερματισμού, τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούν εξουδετέρωση επειδή το υποχλωριώδες νάτριο είναι μια ανεπιθύμητη ουσία για το θαλάσσιο περιβάλλον. Ένα άλλο μειονέκτημα είναι η αλατότητα του θαλασσινού νερού που απαιτείται για την παραγωγή υποχλωριώδους και μερικές φορές απαιτείται επιπλέον δεξαμενή για να διατηρηθεί η επαρκής αλατότητα του θαλασσινού νερού. Δηλαδή, η μέθοδος αυτή παρουσιάζει δυσκολίες στην εφαρμογή της σε γλυκό ή υφάλμυρο νερό και σε αυτή τη περίπτωση απαιτείται υψηλή κατανάλωση ενέργειας (TRANSACTIONS ON MARITIME SCIENCE, 2016). 3.Οζόνωση Σχήμα 3.5 Σύστημα Ηλεκτροχλωρίωσης (Drydock, 2018) Το όζον είναι ένα άχρωμο οξειδωτικό βιοκτόνο με έντονη οσμή και σχηματίζεται φυσικά στην ατμόσφαιρα της γης. Έχει πολύ ασταθείς ιδιότητες και όταν εγχέεται στο νερό αποσυντίθεται γρήγορα. Έχει βρεθεί ότι το όζον είναι ένα από τα ισχυρότερα και ταχύτερα οξειδωτικά που οξειδώνει μικροοργανισμούς και σωμάτια που υπάρχουν στο νερό όπως μούχλα, ζύμες, οργανικά υλικά, ιούς κλπ (Marine Insight Equipment Watch, 2017). Όσον αφορά τη γεννήτρια όζοντος αυτή είναι μια μηχανή που παράγει αέριο όζοντος χρησιμοποιώντας οξυγόνο από την ατμόσφαιρα. Η αρχή της γεννήτριας έχει ως εξής: Χρησιμοποιείται ενέργεια από ένα ηλεκτρικό πεδίο εκκένωσης μαζί με τον αέρα του περιβάλλοντος που ρέει μέσα από τα κύτταρα του όζοντος που είναι υπεύθυνα για τη μετατροπή και την αύξηση της ποσότητας αερίου του όζοντος. Στη συνέχεια, το όζον εγχέεται στο νερό έρματος με μια μονάδα έγχυσης. Το όζον διαλύεται, στο νερό, αντιδρά με τις οργανικές ουσίες και σκοτώνει οργανισμούς

58 που υπάρχουν στο νερό και έτσι καθιστά ασφαλέστερο το έρμα για να απελευθερωθεί σε οποιοδήποτε ωκεάνιο νερό (Marine Insight Equipment Watch, 2017). Μπορεί να απαιτείται η εγκατάσταση γεννητριών όζοντος για τις μεγάλες ποσότητες έρματος, πράγμα ακριβό και απαιτητικό σε χώρο (Κοτρίκλα, 2015). Η βασική διάταξη του συστήματος (σχήμα 3.5) περιλαμβάνει μια γεννήτρια όζοντος, μια μονάδα έγχυσης, ένα φίλτρο γραμμής και ένα εξουδετεροτή. Το φίλτρο γραμμής τοποθετείται πριν από τη γεννήτρια όζοντος και τη μονάδα έγχυσης το οποίο διαχωρίζει από το έρμα είτε οργανισμούς είτε αντικείμενα μεγαλύτερου όγκου ενώ ο εξουδετερωτής τοποθετείται στη γραμμή αφερματισμού του συστήματος έρματος. Ο εξουδετερωτής έρχεται σε λειτουργία κατά τη διάρκεια αφερματισμού από το πλοίο. Η εξουδετέρωση γίνεται επειδή το όζον είναι ένα τοξικό αέριο και μπορεί να βλάψει τον άνθρωπο και το περιβάλλον αν έχει παραμείνει στο έρμα κατά και μετά τον αφερματισμό. Το σύστημα γεννήτριας όζοντος είναι πιο αποτελεσματικό για την απομάκρυνση μεγαλύτερων οργανισμών όταν συνδυάζεται με άλλες μεθόδους επεξεργασίας, όπως η ηλεκτρόλυση ή οι μέθοδοι UV(Deacutis et al., 2002). Οι προκλήσεις στη χρήση του όζοντος περιλαμβάνουν το γεγονός ότι αντιδρά με ιόντα βρωμίου στο θαλασσινό νερό και παράγει βρωμοφόρμιο, μπορεί να προκαλέσει προβλήματα διάβρωσης στις δεξαμενές και δεν είναι αποτελεσματικό ενάντια στις κύστεις από δινομαστιγωτά (Deacutis et al., 2002). Σχήμα 3.6 : Απεικόνιση σε απλοποιημένη μορφή ενός συστήματος Οζόνωσης (Marine Insight,2017) Ακόμη, αυτή η μέθοδος επεξεργασίας μπορεί να χρειαστεί διαδικασία εξουδετέρωσης του όζοντος κατά την απελευθέρωση του νερού έρματος πίσω στη θάλασσα. 3.3 Ταξινόμηση των Συστημάτων επεξεργασίας έρματος Στο εμπόριο Συστημάτων Επεξεργασίας έρματος υπάρχουν πενήντα επτά κατασκευαστές, οι οποίοι έχουν δημιουργήσει συστήματα που βασίζονται στον

59 συνδυασμό δύο ή περισσότερων μεθόδων επεξεργασίας και αυτό συμβαίνει για την διασφάλιση της αποτελεσματικότητας ενός συστήματος του οποίου το κόστος είναι αρκετά υψηλό. Στα παρακάτω διαγράμματα δίνεται μία πιο σαφής εικόνα του αριθμού των συστημάτων που υπάρχουν στο εμπόριο, έως σήμερα, βάση της αναφοράς των Lloyd s για το 2017 (Lloyd s, 2017). Σχήμα 3.7 Ταξινόμηση συστημάτων επεξεργασίας έρματος ως προς την έγκριση τύπου (Type Approval) o Όλα τα συστήματα: 57 o Type Approved: 6 o AMS Approved: 47 Type Approval (Έγκριση τύπου):η διαδικασία με την οποία ένα κράτος πιστοποιεί ότι ένας τύπος οχήματος, συστήματος, κατασκευαστικού στοιχείου ή χωριστής τεχνικής μονάδας τηρεί τις σχετικές διοικητικές διατάξεις και τεχνικές απαιτήσεις. AMS Approval (Έγκριση Εναλλακτικού συστήματος διαχείρισης έρματος): AMS είναι μια προσωρινή ονομασία που δίνεται σε ένα σύστημα επεξεργασίας νερού έρματος που έχει εγκριθεί από μια ξένη διοίκηση. To AΜS είναι σύστημα έγκρισης από τους αμερικανούς και μόνο (American Coast Guard).Τα σκάφη που λειτουργούν στα ύδατα των Η.Π.Α. μπορούν να χρησιμοποιούν σύστημα BWMT που ορίζει το AMS για τη διαχείριση των απορρίψεών τους από έρμα έρματος αντί της ανταλλαγής νερού έρματος - για περίοδο πέντε ετών από την ημερομηνία συμμόρφωσης του πλοίου - ενώ το σύστημα BWT υποβάλλεται σε δοκιμή τύπου USCG. Η πιστοποίηση AMS δεν εγγυάται ούτε υπονοεί ότι είναι πιθανή η έγκριση τύπου USCG, καθώς τα δύο προγράμματα είναι ανεξάρτητα το ένα από το άλλο (Trojan Marinex, 2014). Σε περίπτωση, λοιπόν, που κάποιος εγκαταστήσει ένα σύστημα AMS αυτή τη στιγμή και ο προμηθευτής δεν λάβει τελικά την έγκριση τύπου USCG για το σύστημα αυτό ως συνέπεια, ίσως χρειαστεί να το

60 αφαιρέσει από το πλοίο. Είναι επίσης γραμμένο στον αμερικανικό νόμο ότι μετά την ύπαρξη συστήματος εγκεκριμένου τύπου δεν επιτρέπεται πλέον να εγκατασταθεί το σύστημα AMS (Kiukas, 2017). Approved : 47 Non approved : 3 In progress : 1 Nil : 5 ΑMS Approval Approved Not Approved In progress Nil 5% 2% 9% 84% Σχήμα 3.8 Ταξινόμηση συστημάτων BWTS ως προς την έγκριση AMS(Alternative Management System) Το ποσοστό των ΑΜS Approved συστημάτων είναι σαφώς μεγαλύτερο συγκριτικά με το ποσοστό των Type Approved συστημάτων. Αυτό προφανώς συμβαίνει γιατί τα πλοία που είχαν ήδη εγκαταστήσει κάποιο σύστημα επεξεργασίας έρματος δεν γινόταν να αποκλεισθούν από την U.S. Coast Guard. Παρ όλα αυτά αυτό είναι προσωρινό καθώς ένα πλοίο με εγκατεστημένο ένα AMS μπορεί να το χρησιμοποιήσει στα αμερικανικά νερά για πέντε χρόνια μετά την ημερομηνία κατά την οποία σε άλλη περίπτωση θα έπρεπε να συμμορφωνόταν με το πρότυπο της USCG(Κοτρίκλα,2015). Έως τώρα έχουν πάρει AMS έγκριση το 85% των συστημάτων(lloyd s, 2017). Για να πληρεί ένα σύστημα όλες τις προϋποθέσεις της USCG και να πάρει έγκριση τύπου από τη USCG έχει αποδειχθεί ιδιαίτερα δύσκολη υπόθεση καθώς μόνο το 5% των συστημάτων που έχουν βγει στο εμπόριο κρίθηκαν κατάλληλα και πήραν έγκριση τύπου (Lloyd s, 2017).

61 Σχήμα 3.9 Ταξινόμηση συστημάτων BWTS ως προς την έγκριση G8 Οι Κατευθυντήριες Γραμμές G8 για την έγκριση των συστημάτων διαχείρισης έρματος απευθύνονται πρωτίστως στις Διοικήσεις ή στους εξουσιοδοτημένους οργανισμούς τους, προκειμένου να εκτιμηθεί εάν τα συστήματα διαχείρισης υδάτων έρματος ανταποκρίνονται στο πρότυπο όπως ορίζεται στον κανονισμό D-2 της «Διεθνούς Σύμβασης Ελέγχου και Διαχείρισης του υδάτινου έρματος των πλοίων και ιζημάτων ", που στο είναι γνωστό ως "σύμβαση"(bwmc) (IMO,2017). Οι κατευθυντήριες γραμμές περιλαμβάνουν γενικές απαιτήσεις σχετικά με το σχεδιασμό και την κατασκευή, τις τεχνικές διαδικασίες για την αξιολόγηση και τη διαδικασία έκδοσης του πιστοποιητικού έγκρισης τύπου του συστήματος διαχείρισης υδάτινου έρματος(imo,2017). Στο Σχήμα 3.8 παρουσιάζεται το ποσοστό των συστημάτων που έχουν λάβει τη γενική έγκριση G8. Το 93% των συστημάτων έχουν λάβει την έγκριση τως κατευθυντήριων γραμμών G8 ενώ μόλις το 7% δεν κρίθηκε κατάλληλο και δεν πληρούσε τα κριτήρια του κανονισμού. Τα Συστήματα επεξεργασίας έρματος (BWTS) στην αγορά: Παρά το γεγονός του συνεχώς μεταβαλλόμενου κανονιστικού πλαισίου γύρω από το BWMT η αγορά συστημάτων επεξεργασίας έρματος αντικρίζει μεγάλη ανάπτυξη όπως φαίνεται και στο παρακάτω διάγραμμα(lloyd s, 2017).

62 Σχήμα 3.10 Ταξινόμηση Συστημάτων που υπάρχουν στην αγορά. Ταξινόμηση των συστημάτων με βάση τη μέθοδο που χρησιμοποιούν: Χρήση Μηχανικού διαχωρισμού: Μηχανικός Διαχωρισμός 4% 14% Χρήση φίλτρων 3% Χρήση υδροκυκλώνα 79% Καμία χρήση Μηχ. Διαχωρισμού Άγνωστο Σχήμα 3.11 Ταξινόμηση Συστημάτων ως προς τη χρήση Μηχανικού Διαχωρισμού

63 Όπως απεικονίζεται στο παραπάνω διάγραμμα το 82% των συστημάτων χρησιμοποιεί σαν πρώτο στάδιο επεξεργασίας μηχανικό διαχωρισμό είτε με τη χρήση φίλτρου είτε σε ένα μικρό ποσοστό με τη χρήση υδροκυκλώνα. Μόνο το 4% δεν χρησιμοποιεί κάποιο είδος μηχανικού διαχωρισμού (Lloyd s, 2017). Χρήση μεθόδων απολύμανσης και αποστείρωσης: Μέθοδοι απολύμανσης και αποστείρωσης 6% 4% 6% 6% 7% 43% Υπεριώδης Ακτίνες Ηλεκτρόλυση Χρήση υπερήχων 6% 22% Αποξυγόνωση Χημική- Βιολογική έγχυση Σχήμα 3.12 Ταξινόμηση Μεθόδων επεξεργασίας έρματος στην αγορά Η πιο δημοφιλής μέθοδος επεξεργασίας έρματος είναι αυτή με υπεριώδης ακτίνες(uv) όπως απεικονίζεται ανωτέρω με ποσοστό 43%. Ακολουθεί η Ηλεκτρόλυση / Ηλεκτροχλωρίωση με ποσοστό 22%(Lloyd s, 2017). Αυτές οι δύο μέθοδοι έχουν κριθεί ως οι πιο κατάλληλες για την άμεση εξουδετέρωση των ξενικών οργανισμών στο έρμα. Αξίζει να σημειωθεί ότι η έγκριση Τύπου από την USCG έχει δοθεί σε τρεις κατασκευαστές οι δύο εκ των οποίων χρησιμοποιούν Ηλεκτρόλυση / Ηλεκτροχλωρίωση και το ένα υπεριώδης ακτίνες(uv). 3.4 Συμπεράσματα Μέχρι πριν δύο χρόνια η Ακτοφυλακή της Αμερικής δεν είχε κρίνει κανένα σύστημα κατάλληλο ώστε να λάβει την τελική έγκριση Τύπου (Type Approval). Ωστόσο, στις 2 Δεκεμβρίου το 2016 έδωσε την πρώτη έγκριση τύπου στο σύστημα της Optimarin το οποίο λειτουργεί χρησιμοποιώντας υπεριώδη ακτινοβολία. Η έγκριση τύπου του συστήματος Optimarin αποτελεί σημαντικό ορόσημο που σηματοδοτεί ένα βήμα προόδου για την κάλυψη των αναγκών της ναυτιλιακής βιομηχανίας στην αντιμετώπιση της απειλής που προκαλούν τα χωροκατακτητικά είδη