گازهای خروجی از موتور شناورها منشأ قابل توجه آلاینده های جو زمین است. در ادامه این آلایندگیها به طور اجمالی بررسی خواهد شد.
آلایندههای معمولی
در موتورهای دیزل به کار رفته در شناورها عموماً نفت کوره (نفت بونکر) با محتوای گوگرد بالا به عنوان سوخت استفاده میشود. گازهای احتراق این نوع سوخت شامل دی اکسید گوگرد، اکسید نیتروژن و ذرات معلق، مونوکسید کربن، دی اکسید کربن و سایر هیدروکربنها بوده که ضمن واکنشهای ثانویه منجر به تشکیل آئروسلها، مواد شیمیایی ثانویه، HCHO و غیره در جو میگردد. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA)، خروجی موتورهای دیزل را به عنوان یک ماده سرطان زا برای انسان طبقه بندی نموده است.
از مجموع انتشار آلودگیهای اتمسفریک، کشتیرانی، 18 تا 30 درصد از انتشار اکسیدهای نیتروژن و 9 درصد از اکسیدهای گوگرد را تشکیل میدهد. گوگرد موجود در هوا باعث ایجاد باران اسیدی میشود که به محصولات و ساختمانها آسیب میرساند. همچنین استنشاق گوگرد، باعث مشکلات تنفسی میشود و حتی خطر حمله قلبی را افزایش میدهد. به گفته ایرنه بلومینگ، سخنگوی ائتلاف محیط زیست اروپایی دریاهای در معرض خطر، یک کشتی در هر تن بار حمل شده حدود 50 برابر بیشتر از یک کامیون گوگرد آلودگی ایجاد میکند. افزایش تجارت بین ایالات متحده و چین به افزایش تعداد کشتیهای دریانوردی در اقیانوس منجر میشود و مشکلات زیست محیطی متعددی را تشدید میکند.
بر خلاف انتشار گوگرد (که به سوخت مورد استفاده بستگی دارد)، انتشار اکسید نیتروژن در درجه اول تابعی از دمای احتراق است. از آنجایی که هوا حاوی بیش از 70 درصد حجمی نیتروژن است، مقداری از آن در طی احتراق با اکسیژن واکنش می دهد. با توجه به اینکه این واکنش ها گرماگیر هستند، مقدار بیشتری از اکسیدهای نیتروژن در دمای احتراق بالاتر تولید میشود. با این حال، سایر آلایندهها، بهویژه هیدروکربنهای نسوخته یا نیمه سوخته (همچنین به عنوان ذرات بسیار ریز یا دوده شناخته میشوند)، در دماهای پایینتر احتراق بیشتر تولید خواهد شد.
یکی از راههای کاهش انتشار اکسید نیتروژن، عبور گازهای دودکش از مبدل کاتالیزوری و/یا تصفیه سیال خروجی گازوئیل است که به موجب آن محلول آبی اوره با گاز واکنش داده و اکسیدهای نیتروژن موجود در گازهای دودکش، دی اکسید کربن و آب تولید میکند.
یکی دیگر از روشهای کاهش آلایندگی استفاده از اسکرابرهای مرطوب است که اساساً آب دریا را در ستون اگزوز اسپری میکنند. با طراحی و مهندسی دقیق اسکرابر مرطوب، این دستگاهها میتوانند اکسیدهای گوگرد، دوده و اکسیدهای نیتروژن را از گازهای اگزوز موتور حذف کرده و محلول آب پس از تماس با گاز تبدیل به باقیماندهای شده که حاوی دوده و ترکیبات اسیدی مختلف است. سپس این مواد را میتوان از طریق یک دستگاه نصب شده بر روی شناور (سیستم حلقه بسته) تصفیه کرده یا آن را از شناور خارج نمود(سیستم حلقه باز). لیکن مواد تخلیه شده به دریا، به ویژه در محیطهای نزدیک ساحل، میتواند برای محیط زیست دریایی مضر باشد.
انتشار گازهای گلخانهای
رشد مستمر جمعیت جهان و افزایش تعداد کشورهای در حال توسعه منجر به وابستگی روزافزون اقتصاد جهان به تجارت بینالمللی شده است. در سال 2007، از صنایع کشتیرانی حدود 1046 میلیون تن دی اکسید کربن منتشر شده که 3/3 درصد از کل انتشار دی اکسید کربن جهانی را در آن سال تشکیل میدهد. همچنین تا سال 2050، افزایش سه برابر انتشار گاز دی اکسید کربن ناشی از حمل و نقل دریایی پیش بینی شده است. لذا کاهش انتشار گازهای گلخانهای (GHG) به سطوح مطلوب در آینده مستلزم بهینه سازی مصرف سوخت در صنایع حمل و نقل دریایی است.
اولین نشست بینالمللی IMO در خصوص کنترل نشر گازهای گلخانهای در شهر اسلو کشور نروژ در ژوئن 2008 برگزار شد. به منظور تدوین مکانیسمهای مؤثر بر کاهش گازهای گلخانهای ناشی از حمل و نقل دریایی، کمیته حفاظت از محیط زیست دریایی IMO (MEPC) تشکیل گردید. سازمان بین المللی دریانوردی (IMO) اولین مقررات بهره وری انرژی دریایی را معرفی کرد که از ژانویه 2013 لازم الاجرا شد. هدف این مقررات کاهش انتشار کربن با کاهش میزان سوخت مصرفی شناورها به طرق مختلف است. این مقررات، تمامی کشتیهای تازه ساخته شده و کشتیهای در حال عملیات بالای 400GT را به داشتن برنامه مدیریت بهرهوری انرژی ملزم میکند.
برخی از روشهای کاهش انتشار گازهای گلخانهای صنعت دریانوردی شامل کاهش سرعت حمل و نقل (که میتواند به طور بالقوه برای کالاهای فاسد شدنی مشکل ساز باشد)، بهینه سازی طراحی کشتی، به کارگیری فناوریهای جدید کارآمد انرژی، بهبود عملکرد کشتی و همچنین تغییرات در استانداردهای سوخت است. در سال 2019، سازمانهای کشتیرانی بینالمللی، از جمله اتاق بینالمللی کشتیرانی، پیشنهاد ایجاد صندوق 5 میلیارد دلاری برای حمایت از تحقیقات و فناوری لازم برای کاهش انتشار گازهای گلخانهای را ارائه کردند.