DUGi

Evaluación de contaminantes orgánicos en los vertidos generados por el transporte marítimo

http://dugi.udg.edu/item/http:@@@@hdl.handle.net@@10256@@28278

ENG- Maritime transport is essential for global trade, but it also generates environmental impacts that are often overlooked. Ships not only emit gases into the atmosphere but also discharge wastewater containing a wide variety of chemical contaminants into the sea. This thesis focuses on two of these wastewater effluents which, despite being released in large volumes, have received little attention to date. The first is scrubber water, produced by exhaust gas cleaning systems installed on ships to comply with international limits on sulfur oxide (SOx) emissions while still allowing the use of cheaper, high-sulfur fuels. Although these systems help improve air quality, the resulting wastewater is discharged into the ocean, and its environmental effects remain poorly understood. The second is grey water, generated by daily onboard activities such as cooking, laundry, and showers. There are currently no specific regulations governing its management, so it is often released directly into the sea. The main aim of this thesis was to better understand the chemical composition of these discharges and the potential risks they pose to the marine environment. Analysis of scrubber water revealed typical polycyclic aromatic hydrocarbons from fossil fuels, including alkylated derivatives that are not yet listed as priority contaminants but were found at concerningly high concentrations. It was also confirmed that factors such as the type of fuel used and how the system is operated influence both the volume and the composition of these discharges. In addition, other fossil fuel-related contaminants -such as biphenyls, dibenzofurans, and dibenzothiophenes (including some alkylated forms)- were detected, providing new insight into the chemicals present in this wastewater. The study of grey water revealed more than 80 different contaminants, including pharmaceuticals, personal care products, stimulants such as caffeine, nicotine, and industrial chemicals. In some cases, their concentration exceeded those typically found in urban wastewater, highlighting ship effluents as a significant but largely unregulated source of marine pollution. To identify the substances with the greatest potential impact on marine ecosystems, criteria such as toxicity, persistence, and potential for bioaccumulation in marine organisms were assessed. This analysis led to the identification of 25 priority pollutants, including widely used pharmaceuticals, flame retardants, and persistent chemicals such as PFOA, which could pose a serious environmental risk if their discharge is not properly managed. Overall, this research provides new insight into the hidden pollution associated with modern shipping and introduces innovative and sustainable methods for its analysis. The findings underscore the urgent need to strengthen international regulations and promote more responsible management of ship discharges, especially given the growing pressures on marine ecosystems

CAT- El transport marítim és essencial per al comerç mundial, però també genera impactes ambientals que solen passar desapercebuts. Cada vaixell que navega no només emet gasos a l’atmosfera, sinó que també aboca al mar aigües residuals carregades de compostos químics. Aquesta tesi se centra en dos d’aquests abocaments que, malgrat ser descarregats en grans volums, fins ara han estat poc estudiats. El primer són les aigües de scrubber, generades pels sistemes de depuració instal·lats a bord per reduir les emissions de sofre i així complir amb la normativa internacional que limita les emissions d’òxids de sofre (SOx) a l’atmosfera, permetent alhora continuar utilitzant combustibles més econòmics però amb un alt contingut en sofre. Tot i que contribueixen a millorar la qualitat de l’aire, aquestes aigües acaben a l’oceà i encara hi ha poc coneixement sobre la seva composició química i el seu impacte ambiental. El segon tipus són les aigües grises, generades a partir de les activitats diàries de la tripulació, com ara la cuina, la bugaderia o les dutxes. Actualment no existeix cap regulació específica que en limiti la seva gestió i, en conseqüència, sovint s’aboquen directament al mar. L’objectiu principal d’aquesta tesi va ser ampliar el coneixement sobre la composició química d’aquests abocaments i els riscos potencials que poden representar per al medi marí. En les aigües de scrubber es van detectar hidrocarburs aromàtics policíclics típics dels combustibles fòssils, inclosos els seus derivats alquilats que encara no figuren en les llistes oficials de contaminants prioritaris però que apareixen en concentracions altes i preocupants. També es va confirmar que factors com el tipus de combustible o les condicions operatives del vaixell influeixen en la quantitat i composició dels abocaments. A més, es van identificar altres contaminants associats als combustibles fòssils -com ara els bifenils, dibenzofurans o dibenzotiofens (incloent alguns dels seus derivats alquilats)- aportant nova informació sobre els compostos presents en aquestes aigües residuals. L’anàlisi de les aigües grises va revelar la presència de més de 80 contaminants diferents, entre ells productes farmacèutics, productes de cura personal, estimulants com la cafeïna, la nicotina i certs productes industrials. En alguns casos, les concentracions van ser fins i tot més elevades que les reportades en aigües residuals urbanes, fet que demostra que els efluents del vaixells són una font de contaminació significativa i poc regulada. Per tal d’identificar els compostos amb més potencial d’impacte en els ecosistemes marins, es van avaluar criteris com la toxicitat, la persistència i el risc d’acumulació en els organismes marins. Aquesta anàlisi va permetre assenyalar 25 compostos prioritaris, entre els quals destaquen fàrmacs d’ús comú, retardants de flama i contaminants persistents com el conegut PFOA, que podrien representar un seriós risc ambiental si no es controla el seu abocament. En conjunt, aquesta recerca ofereix una visió actualitzada sobre la contaminació oculta associada al transport marítim i aporta metodologies innovadores i sostenibles per a la seva anàlisi. Els resultats evidencien la necessitat de reforçar els marcs normatius internacionals i posen de manifest la urgència de millorar la gestió d’aquests abocaments, especialment en un moment de pressió ambiental creixent sobre els ecosistemes marins

Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia de l’Aigua

Universitat de Girona