Ballast Water Control System

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Ballast Water Control System"

Kristen Simonsen
5 år siden
Visninger:

1 Rapport til: Den Danske Maritime Fond Ballast Water Control System Støttet af den Danske Maritime Fond, projektnummer

2 Indhold Indledning... 3 Formål... 3 Aktiviteter... 3 Udviklingen af Prototyper... 4 Tilpasning af bevægelsesanalysen... 4 Programmet... 5 Forsøg med zooplankton adfærd... 6 Validering og test af metoden... 7 Sammenligning af manuelle og automatiske tællinger... 7 Organisme størrelser ved manuel og automatisk måling... 8 Konklusion og videre forløb of 8

3 Indledning Projektet Ballast Water Control System er gennemført af virksomhederne Bioras ApS, DHI group Unit-One og Fishlab i perioden 1/7/ /3/2015 med støtte fra den Danske Maritime Fond. Projektets formål er at udvikle et automatisk system til kvantificering af organismer større end 50 µm i ballastvandprøver, ved hjælp af billedanalytiske teknikker. Sensoren skal kunne detektere organismer som beskrevet i de seneste regulativer om ballastvand fra IMO og US Coast Guard. Metoden skal være hurtig, og enkel at bruge, således at testen kan udføres direkte efter prøvetagning på skibet. Ideen er at udvikle en ny slags sensor som er tilpasset analyser af ballastvandprøver, der er robust og enkel at betjene. Produktet er tiltænkt havnemyndigheder, producenter af rensningsteknologier, klassifikationsselskaber, testorganisationer samt skibsoperatører, der ønsker at udføre egenkontrol. Det er i projektperioden lykkedes partnerne at udvikle hardware og software til en sensor der kan detektere levende dyreplankton organismer i vandprøver. Systemet kan detektere enkelte organismer ved hjælp af en intelligent algoritme, der kan finde bevægelser af selv de mindste partikler (dyr) imod en relativ kompleks baggrund af stationære partikler, bobler, mm. Prototyperne der blev konstrueret og testet i projektperioden har givet et ret klart billede af hvordan det færdig system vil kunne sættes i produktion i den nære fremtid. Mere information om projektet kan findes på: Formål IMO har udarbejdet en ballastvandkonvention for at forhindre spredning af invasive arter mellem forskellige havområder, som forventes at træde i kraft Ifølge konventionen skal ballastvand renses inden det lukkes ud, og der må der højest være 10 levende organismer større end 50 µm/m 3 i ballastvand der udledes til miljøet. I dag udføres kontrol af ballastvand især i forbindelse med godkendelse af nye rensningsteknologier. Ifølge IMO s Guidelines for Ballastwater har havnemyndigheder til enhver tid ret til at kontrollere at skibe håndterer ballastvand i overensstemmelse med reglerne, og prøvetagning bør være en simpel og hurtig proces som foretages ved udledning af ballastvand. Formålet med dette projekt er at udvikle en ny metode (Ballast Water Control System), der automatisk kontrollerer antal levende organismer større end 50 µm i ballastvand. Metoden skal være hurtig, og enkel at bruge, således at testen kan udføres direkte efter prøvetagning på skibet. Markedspotentialet er stort, da der ikke findes en tilsvarende automatisk metode til automatisk kontrol af antal levende organismer, og mere end skibe skal have installeret systemer til rensning af ballastvand over de næste 10 år. Med det store antal nye installationer vil der også være behov for udstyr til hurtig kontrol af ballastvand kvalitet. Aktiviteter 1. Udvikling af tællekammer til kvantificering af zooplankton organismer. Ansvarlig: Per Poulsen, UnitOne. Deltagere: Nick Blackburn, Bioras 2. Tilpasning af analyse software: Ansvarlig: Nick Blackburn, Bioras. 3. Forsøg med zooplankton adfærd: Zooplankton er karakteriseret ved at de er i bevægelse, og forskellige zooplanktongrupper har forskellige adfærdsmønstre. Ansvarlig: Kirsten Engell-Sørensen, Fishlab. Deltager: Frank Fotel, DHI 4. Validering og test af metoden: Automatiske analyser af antal levende zooplankton sammenlignes med manuelle tællinger med kulturer og vandprøver fra ballastvandcentret. Ansvarlig: Frank Fotel, DHI. Deltagere: Kirsten Engell-Sørensen, Fishlab; Pia Haecky, Bioras 3 of 8

Udviklingen af Prototyper Der blev testet flere prototyper under projektets forløb. Kamera og optik blev godt valgt fra starten og er brugt i alle prototyper.

4 Udviklingen af Prototyper Der blev testet flere prototyper under projektets forløb. Kamera og optik blev godt valgt fra starten og er brugt i alle prototyper. Tømning og påfyldning kan styres af ventiler evt. i forbindelse med påført lufttryk. Tilpasning af bevægelsesanalysen BallastWISE er et billedanalyse værktøj der kan følge bevægelige organismer. I projektperioden blev algoritmen forbedret, og der blev lavet en række tilpasninger til ballastvand analyse funktionen. På billedet nedenunder ses et eksempel på et spor efter en organisme (blå streg) i en prøve med en stor mængde partikulært materiale. 4 of 8

antal levende organismer >50 µm Fejldiagnosticering Databasen vil give mulighed for at

5 Programmet Brugerinterfasen viser et live videobillede af vandprøven. Man kan følge med i processen: Fyldning af målekammer Tømning af reservoir Tælling af antal levende organismer >50 µm Fejldiagnosticering Databasen vil give mulighed for at se tilbage på tidligere resultater Live video billeder vises løbende mens der analyseres i dette vindue 5 of 8

Forsøg med zooplankton adfærd Der blev lavet

harpacticoide copepoder, hjuldyr, calanoide

I tabellen nedenunder er eksempler på organismer

Sporene er genereret med BallastWISE systemet.

6 Forsøg med zooplankton adfærd Der blev lavet forsøg med følgende organismer: Daphnier, harpacticoide copepoder, hjuldyr, calanoide copepoder, Artemia, Ciliater, Naturlige prøver. I tabellen nedenunder er eksempler på organismer og deres bevægelser vist. Sporene er genereret med BallastWISE systemet. De blå streger er spor fra enkelte organismer. Oragnisme Billede Spor Tigriopus Brachionus Artemia 6 of 8

metoden Sammenligning af manuelle og automatiske tællinger Der var

Brachionus og Daphnia, som vist i figurerne nedenunder.

7 Measured conc. (cells ml -1 ) Daphnia magna Acartia nauplia Validering og test af metoden Sammenligning af manuelle og automatiske tællinger Der var god overensstemmelse mellem manuelle og automatiske tællinger for Brachionus og Daphnia, som vist i figurerne nedenunder. 6 Rotifers manual counts versus automatic counts 5 4 y = 1,0624x - 0,0465 R² = 0, Manual counts (cells ml -1 ) 7 of 8

8 Auto count (cells) Daphnia manual count versus auto count y = 0,8627x + 1,9878 R² = 0, Manual count (cells) Organisme størrelser ved manuel og automatisk måling En sammenligning af manuelle og automatisk målte størrelser på organismer i forsøgsperioden er vist i grafen nedenunder. Størrelserne for de enkelte organisme-grupper varierede, især for de største organismer var der betydelige variationer. Konklusion og videre forløb Vi har fået fastlagt de vigtigste parametre i forbindelse med dette system til detektering og måling af bevægelse organismer fra 50 µm og opefter i et observationskammer. Specificeringen af kammeret blev en større teknisk udfordring end forventet. Til gengæld viste det sig at være teknisk muligt at mindske forstyrrelser til et minimum med valg af form og de rigtige materialer. Dette gør det mere præcist at detektere enkelte organismer ved hjælp af en intelligent algoritme, der kan finde bevægelser af selv de mindste partikler (dyr) imod en relativ kompleks baggrund af stationære partikler, bobler, mm. De prototyper der blev konstrueret og testet har givet et ret klart billede af hvordan det færdige system vil kunne sættes i produktion i den nære fremtid. 8 of 8

Relaterede dokumenter

BallastWISE. Rapport til den Danske Maritime Fond. Projekt , MicroWISE, måleapparat til ballastvand. Projektperiode: 1/4/ /3/2018

BallastWISE. Rapport til den Danske Maritime Fond. Projekt , MicroWISE, måleapparat til ballastvand. Projektperiode: 1/4/ /3/2018 BallastWISE Rapport til den Danske Maritime Fond Projekt 2017-031, MicroWISE, måleapparat til ballastvand Projektperiode: 1/4/2017 31/3/2018 Microwise ApS Hejreskovvej 18B 3490 Kvistgård 1 BallastWISE