Literature Review for the Indicative Ballast Water Analysis Methods Ville-Veikko Intovuori Erityisasiantuntija, Meriympäristöyksikkö Merenkulun tutkimusseminaari 12.4.2017 Responsible traffic. Courage and co-operation.
Lainsäädännöllinen tausta Alusten painolastivesien ja sedimenttien valvontaa ja käsittelyä koskeva kansainvälinen yleissopimus, 2004 Kansainvälinen painolastivesiyleissopimus Voimaan 8.9.2017 MEPC.173(58) Guidelines for Ballast Water Sampling (G2) Ohjeistus näytteenoton suorittamiseen. BWM.2/Circ.42/Rev.1 Guidance on ballast water sampling and analysis for trial use in accordance with the BWM Convention and Guidelines (G2) Kuvaa erilaiset analyysimenetelmät, joita voi käyttää indikatiivisessa analyysissä ja yksityiskohtaisessa analyysissä. RESOLUTION MEPC.252(67) Guidelines for port state control under the BWM convention Ohjeistus satamavaltiotarkastuksen tekemiseen. Neliportainen malli: Initial inspection, more detailed inspection, indicative analyse ja detailed analyse. Finnish Transport Safety Agency
Selvityksen tarkoitus Tarkoituksena oli löytää Suomen olosuhteisiin parhaiten soveltuva indikatiivinen analyysimenetelmä Trafin satamavaltiotarkastajien käyttöön. Tärkeimmät arviointikriteerit: Menetelmän luotettavuus. Helppokäyttöisyys. Ajallinen kesto tulosten saamiseksi. Hankinta ja käyttökustannukset. Soveltuvuus vähäsuolaiseen ja sameaan veteen. Finnish Transport Safety Agency
Mitä on indikatiivinen analyysi? Indikatiivisella analyysillä tarkoitetaan suuntaa antavaa näytteenottoa aluksen ulospumpattavasta painolastivedestä. Analyysi on nopea, muutamasta minuutista muutamaan tuntiin kestävä toimenpide. Kaikkia eliöryhmiä ei tarvitse analysoida eikä näytteen tarvitse olla edustava. Tuloksesta nähdään alustavasti täyttääkö alus painolastivesiyleissopimuksen mukaisen suorituskykystandardin (D-2 standardi). Mikäli painolastivesi ei täytä standardia, siirrytään yksityiskohtaiseen analyysiin. Yksityiskohtainen analyysin näytteen tulee olla edustava ja se tehdään laboratoriossa. 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 4
Tutkitut analyysimenetelmät Adenosine triphosphate (ATP) method Fluorescein diacetate (FDA) method Pulse amplitude-modulation (PAM) method Microscopy methods Flow cytometry method Bacterial identification methods Other potential indicative methods Microfluidic lab-on-chip biosensor Fast repetition rate (FRR) fluorometry Serial dilution culture-most probable number (SDC-MPN) method Laser transmission spectroscopy (LTS) Analysis techniques for larger zooplankton 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 5
Tulokset Selvityksen perusteella löytyi kolme parhaiten soveltuvaa menetelmää: 1.Pulse amplitude-modulation (PAM) method 2. Adenosine triphosphate (ATP) method 3. Fast repetition rate (FRR) fluorometry 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 6
1. Pulse amplitude-modulation (PAM) method Selvityksen perusteella havaittu soveltuvimmaksi menetelmäksi. Menetelmää käytetään lähinnä 10-50µm kokokategorian organismeille. Veden sameus voi haitata menetelmää. Kuvaus: Mittaa fotosynteettistä aktiivisuutta ja kasviplanktonin biomassaa. Analysoi eläviä soluja, perustuen elävän levän klorofyllin (lehtivihreä) muuttuvaan fluoriloisteeseen. Analyysin kesto: Muutamia minuutteja Luotettavuus: Erittäin luotettava Vaatiiko kemikaaleja: Ei Vaatiiko osaamista: Erittäin vähän Laitteen hinta: 4.000-15.000$ 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 7
2. Adenosine triphosphate (ATP) method Menetelmä soveltuu kaikkien kokokategorioiden (>50µm, 10-50µm, taudinaiheuttajat) määrittämiseen. Vaatii kuitenkin suodatuksen. Veden sedimenttipitoisuus voi vähentää menetelmän tehokkuutta. Kuvaus: Mittaa luminesenssiä (loistevalo) merivesiuutteesta, jossa luciferase entsyymiä. Analyysin kesto: 15min 1 hour Luotettavuus: Erittäin luotettava Vaatiiko kemikaaleja: Kyllä Vaatiiko osaamista: Jonkin verran Laitteen hinta: < 10.000$ 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 8
3. Fast repetition rate (FRR) fluorometry Muistuttaa läheisesti PAM fluorometry menetelmää. Suurin ero PAM ja FRR välillä on käytettävän välähdyspulssin pituudessa. FRR käyttää yksikertaista pulssia ja pulssin pituus on lyhyempi. Herkempi kuin PAM menetelmä mutta soveltuu paremmin kasviplanktonin mittaamiseen. Kuvaus: Mittaa klorofyllin (lehtivihreä) fluoriloistetta perustuen yksikiertoteknologiaan (single turnover). Analyysin kesto: 2 10 min Luotettavuus: Kohtalaisen luotettava Vaatiiko kemikaaleja: Ei Vaatiiko osaamista: Erittäin vähän Laitteen hinta: Ei tiedossa. 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 9
Laitteiden ominaisuuksia Manufacturer Walz (PAM) Turner Designs (PAM) BBE (PAM) Hach (PAM) Aqua-tools (ATP) SystemSURE (ATP) Weight < 5kg + computer 0.4 kg 5 kg 0.3 kg N/A 0.3 kg Analysis time 5 min 1 min 2-3 min 1 min 15 50 min 1 min Price 15,000 (5 /sample) 4,500 5,000 $ 4,300 13,800 (1 /sample) < 5,000 $ 7700 (13.33 31.83 /sample) 2,000 2,500 Filtration required No No Yes No Yes Yes Computer use External No Internal No External Optional Responsible traffic. Courage and co-operation.
Mitä seuraavaksi? Tarkoitus testata PAM, ATP ja FRR menetelmiä loppukesän/alkusyksyn 2017 aikana suomalaisissa satamissa vierailevilla aluksilla. Satamavaltiotarkastajien perehdytys näytteenottoon. Selvityksen tuloksia tullaan hyödyntämään myös kansainvälisessä yhteistyössä. Esimerkiksi Kansainvälisessä merenkulkujärjestössä (IMO) ja HELCOM yhteistyössä. 13.4.2017 Finnish Transport Safety Agency 11
Kiitos! Finnish Transport Safety Agency Kumpulantie 9, 00520 Helsinki PO Box 320, FI-00101 Helsinki, Finland Telephone +358 29 534 5000 www.trafi.fi Responsible traffic. Courage and co-operation.