Wie Ballastwassersysteme funktionieren

Ein Ballastwassersystem ist für den sicheren Betrieb eines Schiffes unabdingbar. Der Betrieb dieser Systeme birgt jedoch erhebliche Gefahren für die Umwelt und die lokale Wirtschaft.

Was ist ein Ballastwassersystem??

Ein Ballastwassersystem ermöglicht es einem Schiff, Wasser in sehr große Tanks und aus diesen heraus zu pumpen, um eine Änderung der Frachtlast, geringe Zugbedingungen oder des Wetters auszugleichen.

• Das Fassungsvermögen von Ballastwassertanks kann auf einem großen Schiff Millionen von Gallonen betragen. Dies ermöglicht es Schiffen, eine leichte oder schwere Last zu tragen, während in allen Situationen ideale Auftriebs- und Handhabungsbedingungen aufrechterhalten werden.
• Ein Schiff könnte alle Ballastwassertanks entladen, um einen flachen Bereich zu passieren, oder Tanks nur vorwärts, um den Bug bei rauer See zu heben.
• Zu den physischen Komponenten des Systems gehören: Rohwassereinlässe, große und kleine Siebe, Pumpen, Verteilerrohre, Ballastwassertanks, Aufbereitungssystem, Abflusssystem sowie alle Ventile, Sensoren und Steuerungen zum Betrieb der Geräte.

Invasive Arten im Ballastwasser

Invasive Arten sind eine erhebliche Bedrohung für die Ökosysteme und die Wirtschaft der betroffenen Gebiete. Forscher gehen davon aus, dass etwa ein Drittel aller nachgewiesenen invasiven Pflanzen und Tiere in den Ballastwassertanks von Schiffen wandern können.

• Zebramuscheln wurden 1988 in den Lake Saint Clair eingeführt, als ein Schiff Ballastwasser in das Great Lakes System entleerte. Die Großen Seen halten fast zwanzig Prozent des frischen Oberflächenwassers der Erde in einem Wasserscheidensystem. Die nicht einheimischen Muscheln eliminierten einheimische Sorten, die einst von der Industrie verwendet wurden, und verursachten Schäden in Höhe von schätzungsweise 7 Milliarden US-Dollar durch Inkrustieren oder Verstopfen von Unterwassergeräten, die für Industrie- und Freizeitaktivitäten unerlässlich sind.
• Sea Lamprey und Spiny Water Fleas sind Organismen, die sich von Wirtsfischen ernähren oder mit jungen Fischen um Nahrung konkurrieren. Viele Arten von Fischen, die von diesen invasiven Arten betroffen sind, haben einen signifikanten kommerziellen oder sportlichen Wert. Diese und andere Tiere können in Süß- oder Salzwasser leben und sich von salzhaltigen Häfen und Häfen in Binnenwasserstraßen ausbreiten.
• Pflanzen können auch lange Strecken im Ballastwasser zurücklegen. Eurasische Schafgarbe ist eine Oberflächenpflanze, die Geräte verstopfen und die Erholung behindern kann, wenn sie dicke Matten bildet. Eurasische Schafgarbe wurde in den 1940er Jahren in die Vereinigten Staaten eingeführt. Da die Pflanze aus nur einem kleinen Fragment große Kolonien bilden kann, wurde sie wahrscheinlich in das Ballastwasser eines Schiffes eingebracht.

Ballastwasserprobleme lösen

Seit Jahren experimentieren Amateure und professionelle Forscher mit einer Vielzahl von Waffen, um invasive Arten im Ballastwasser eines Schiffes zu bekämpfen. Die größte Schwierigkeit ergibt sich aus der Tatsache, dass große Wassermengen in einem angemessen kurzen Zeitraum aufbereitet werden müssen. Viele landgestützte Systeme zur Aufbereitung öffentlicher Versorgung benötigen viele Stunden oder Tage, um Wasser durch ihre Aufbereitungssysteme zu leiten.

Ein Schiff muss dagegen in der Lage sein, Ballastwasser so schnell abzulassen, wie Ladung geladen wird. In Notsituationen müssen Ballasttanks so schnell wie möglich entleert werden. Ein schneller Durchgang durch die meisten Ballastwasseraufbereitungssysteme reicht nicht aus, um alle möglicherweise vorhandenen Organismen abzutöten.

Ballastwasseraufbereitungslösungen und -mängel

• Keine Entlade- oder Ballastaustauschregeln: Internationales, nationales und lokales Recht regeln die Einleitung von Ballastwasser. In einigen Bereichen müssen Ballasttanks abgedichtet werden, in anderen Bereichen muss der Ballast ausgetauscht werden. Durch den Ballastaustausch können Tanks mit lokalen Gewässern gefüllt werden. Versiegelte Ballasttanks müssen möglicherweise in einer Notsituation geleert werden, und der Austausch wird durch die Tatsache behindert, dass Fremdwasser in unmittelbarer Nähe des sensiblen Bereichs abgelassen werden muss, damit die Schiffe sicher arbeiten können.
• Mechanische Filter: Filter, die fein genug sind, um die kleinen unreifen Jungen und Eier invasiver Arten schnell zu entfernen, verstopfen und eine ständige Wartung erfordern.
• Thermale Behandlung: Die Idee ist, Ballastwasser zu erhitzen, um unerwünschte Organismen abzutöten. Leider ist das Erhitzen eines solch großen Wasservolumens aus Zeit- und Energiegründen nicht praktikabel.
• Andere Energiebehandlungen: Ultraviolett-, Schall- und andere Strahlung sind alle ausprobiert worden, haben jedoch ähnliche Probleme wie eine Wärmebehandlung; Grenzen für Zeit und Energie.
• Chemische Behandlungen: Eine der frühesten und gefährlichsten Methoden zur Bekämpfung invasiver Arten im Ballastwasser. Chlorbleiche und andere giftige Chemikalien töten vorhandene Organismen ab, aber die Freisetzung dieser Chemikalien auf der Skala, die für die Behandlung jedes Schiffes erforderlich ist, würde für alle Wasserlebewesen in der Nähe der Einleitungsstellen toxische Werte erreichen.

Die Zukunft der Ballastwasseraufbereitung

Forscher verfolgen dieses schwierige und finanziell lukrative Ziel an Institutionen auf der ganzen Welt. Im Jahr 2011 gab ein Team den erfolgreichen Test eines zweiphasigen Ballastbehandlungssystems im kleinen Maßstab bekannt, das unerwünschte Organismen beseitigt und Natriumbicarbonat als Nebenprodukt produziert.

Das System wird in den Großen Seen in voller Größe getestet. Es wird erwartet, dass der Test für ein skalierbares System eine gute Leistung erbringt. Es ist nicht klar, wie die Aufsichtsbehörden auf der ganzen Welt auf die mögliche Einleitung industrieller Mengen von Natriumbicarbonat in ihre Gewässer reagieren werden. Natriumbicarbonat ist eine weit verbreitete und sichere Chemikalie in geringen Mengen. Es müssen jedoch Studien durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass diese Methode für die Langzeitanwendung sicher ist.