Droneovervågning af skibsemissioner kan redde liv, beskytte sundheden

Fragtskibe bringer de ting, folk ønsker og har brug for, til vores havne. Men de medfører også luftforurening. Og når de brænder billigt, slammet brændstof, deres emissioner omfatter farligt høje niveauer af svovl- og nitrogenoxider, som sammen med partikler, danner en giftig blanding, der skader åndedræts- og kredsløbssundheden.

I 2014 statslige regulatorer vedtog California Sulphur Rule, som kræver, at skibe brænder renere brændstof inden for 200 sømil fra kysten. Håndhævelse er fortsat en udfordring. For nu, nogle få California Air Resources Board-officerer tjekker tilfældigt skibenes brændstof ved molen, en tidskrævende og mandskabskrævende indsats, der betyder, at kun to skibe kan inspiceres pr. I mellemtiden bestyrelsen projekterer mere end 6, 600 fragtskibe til kaj om året fra 2021-2032. Og fordi det er billigt, ulovligt brændstof kan spare hundredtusindvis af dollars pr. rejse, der er et stærkt incitament til at overtræde statsloven og lignende føderal lovgivning.

Men, ifølge en ny rapport produceret af UCLA miljøvidenskabsstuderende, teknologi kan komme til undsætning. Rapporten bemærker specifikt, at kraftige sensorer monteret på droner i industriel skala, der kan flyve i et skibs udstødningsfane for at opdage, om brændstoffet, der forbrændes, er inden for lovlige grænser.

Rapporten var en del af UCLA Institute of the Environment and Sustainability seniorpracticum, hvor små hold af studerende, under vejledning af fakultetsrådgivere, arbejde på et årelangt projekt på vegne af kunder for at løse problemer i den virkelige verden.

"Dette er den slags projekt, der eksemplificerer, hvad Practicum gør så godt, " sagde Noah Garrison, direktør for programmet. "Det giver vores studerende chancen for at tage føringen med at løse alvorlige miljøproblemer på lokalt og globalt plan, alt imens man lærer færdigheder fra videnskabsmænd og politiske eksperter på tværs af UCLAs brede vifte af forskningsprogrammer."

Dette team samarbejdede med ADEPT-gruppen, Inc., en miljøfokuseret teknologivirksomhed, at finde ud af, hvordan drone-forstærket håndhævelse af California Sulphur Rule kan påvirke folkesundheden. De modellerede resultater for to scenarier:et, hvor skibe snyder med en 10 %-sats - en sats svarende til den dokumenterede forekomst af overtrædelser i europæiske farvande - og et "rent" scenarie, der forudsatte effektiv håndhævelse og fuld overholdelse. Estimater er, at 20 til 25 procent af skibene er i strid med gældende standarder, ifølge ADEPT.

Forbedret håndhævelse med luftovervågning kunne undgå 55 dødsfald på grund af luftforurening hvert år i havnesamfundene i Wilmington, Carson, West Long Beach og San Pedro, de studerende forskerne projekterede. Ud over at redde liv, der ville også være omkring $600 millioner besparelser i medicinske omkostninger. Ifølge disse første resultater, hvert år ville bedre håndhævelse forhindre ca. 2, 600 tilfælde af astma og 1, 200 tilfælde af astmamorbiditet, eller akutte anfald, der kræver skadestuebesøg eller hospitalsindlæggelse.

"Når skibe brænder brændstof med højere svovl tæt på kysten, de øger partiklerne i luften ud for kysten og i samfund tættest på kommercielle havne - som ofte er ugunstigt stillet, " sagde Ryan Hallman, en nyuddannet UCLA-uddannet og hovedforfatter af forskningen.

En anden vigtig konstatering var, at luftkvalitetsmodelbyggere, der arbejder for luftkvalitetsdistrikter med oceangående skibe, fejlagtigt antog skibsoperatørers fulde overholdelse af Californien-reglen. Den falske antagelse undertæller den faktiske luftforurening, som dårligt stillede samfund i nærheden af ​​havne skal udholde, og forhindrer effektive modforanstaltninger i at blive truffet.

De afslørede også, at skibsoperatørernes økonomiske motivation til at snyde dværgede de nuværende bøder, som regelovertræderne kan blive nødt til at betale i tilfælde af lav sandsynlighed for at blive fanget. I retten, bøder har kun været $7, 500 til $10, 000 om dagen i havn.

Et drone-monteret sensorsystem blev demonstreret i Port of L.A. den 7. maj, Verdens astmadag, for en skare af tilskuere og ledere inklusive Mary Nichols, formand for California Air Resources Board. Dronen med seks propeller, styret af Flying Lion, Inc., fløj ind i udstødningsfanen på T. S. Golden Bear - et træningsskib, der drives af California State University Maritime Academy.

"Det er i bedste fald svært at håndhæve love mod forurening til søs, men det er helt afgørende for at beskytte sundheden for mennesker i kystsamfund, " sagde Nichols, som også er professor-in-residence ved UCLA School of Law. "Når vi finder teknologi, der lover at opdage overtrædelser og holde fartøjsejerne ansvarlige, vi vil gerne teste det."

Adgang til Guldbjørnen skulle godkendes af en række højtstående embedsmænd, fra havnesikring til dem, der har ansvaret for selve skibet. Processen tog måneder, men hele plume-sniffing-processen tog mindre end 10 minutter fra start til landing. Vigtigere, det leverede nøjagtige resultater, der viste, at skibet brændte "rent" brændstof inden for de lovmæssige grænser.

Ud over folkesundhedsforskningen, studerende præsenterede teknologien for en række interessenter, herunder havnen i Long Beach og en række luftkvalitetsbureauer. Ved et møde i San Francisco, Bay Area Air Quality Management District forpligtede $275, 000 til at medfinansiere et demonstrationsprojekt, der ville teste, hvordan man tilpasser teknologierne til Californiens lov, geografisk, behov for sikkerhed og sikkerhed.

Alex Spataru, CEO for Adept Group, Inc., sagde dronehåndhævelse allerede betaler sig selv i havnetunge lande som Norge, Singapore, Danmark og Holland. I Danmark, svovlluftforureningen er faldet med 50 %, siden luftovervågning af oceangående skibe blev implementeret for fem år siden.

Fremtidige UCLA-studerende forskerhold vil se dybere ind i sensorteknologien, partikelforurening og indvirkning på folkesundheden. Hvis alt går godt, lignende metoder kunne udvides for at beskytte kystsamfund langs hele USA's vestkyst.

"Vi kan omkostningseffektivt eliminere overtrædelser med gennemprøvede teknologier, skabe positive folkesundhedsresultater i hele Californien - især i de mest sårbare samfund, " sagde Spataru.