Väitös öljyonnettomuuksien riskinarvioinnista ja hallinnasta

Meriturvallisuuden ja -liikenteen tutkimuskeskus Merikotkan tutkijaverkoston jäsen Liangliang Lu väitteli tekniikan tohtoriksi 18.6.2021 Aalto -yliopistolla meritekniikan alalta. Vastaväittäjänä toimi professori Zaili Yang, Liverpool John Moores -yliopistosta Iso-Britanniasta.

Väitöskirjatyössään Lu on kehittänyt menetelmiä öljyonnettomuuksien riskien arviointiin ja hallintaan haastavissa jäisissä olosuhteissa, tapaustutkimusalueenaan pohjoinen Itämeri.

Vuotuisen jääpeitteisen ajan lyhetessä pohjoisilla arktisilla ja subarktisilla merialueilla aukeaa uusia väyliä merenkululle. Kun laivaliikenne näissä haastavissa olosuhteissa lisääntyy, onnettomuuksien todennäköisyys kasvaa. Vähälajiset pohjoiset ekosysteemit ovat erityisen herkkiä erilaisille häiriöille ja öljyonnettomuudella voisi näillä alueilla olla keskimääräistä tuhoisammat seuraukset. Myös öljyntorjunta jäisessä ympäristössä on erittäin haastavaa ja sen onnistuminen epävarmaa.

Lianliang Lun väitöskirja keskittyy erityisesti öljyntorjunnan tehokuuden parantamiseen jääolosuhteissa. Tutkimus lähtee liikkeelle kokonaisvaltaisesta systeemimallista, joka kuvaa tapahtumaketjun laivojen yhteentörmäyksestä tankkerista vuotavan öljyn määrään, öljyn ajelehtimiseen meressä ja lopulta öljyntorjuntaan jäissä.

”Jotta voidaan ehdottaa tehokkaita riskinhallintatoimia, tulee meidän ensin ymmärtää riskin synnyttävää systeemiä”, toteaa Lu

”Systeemimallinnuksen avulla päästään tunnistamaan kriittisimmät öljyntorjunnan tehokkuuteen ja valmiustasoon vaikuttavat tekijät. Tältä pohjalta voidaan edelleen lähteä suunnittelemaan optimaalisia riskinhallintatoimia – eli toimia öljyntorjunnan tehostamiseksi”, hän sanoo.

Väitöskirjassa öljyntorjunta-aluksen operoitavuus jäissä tunnistetaan yhdeksi kriittisimmäksi öljyntorjunnan onnistumiseen vaikuttavaksi tekijäksi. Tältä pohjalta Lu on kehittänyt uudenlaisen operoitavuusindeksin työkaluksi öljyntorjuntaoperaatioiden johtamiseen. Indeksi lasketaan öljyntorjunta-aluskohtaisesti ja sen on tarkoitus auttaa torjuntaoperaation suunnittelussa ja toteuttamisessa onnettomuushetkellä vallitsevissa ympäristö- ja jääolosuhteissa.

Lianliang Lun väitöskirja perustuu osittain hänen Merikotka -tukimusverkoston yhteisessä SIMREC-hankkeessa tekemäänsä työhön.

Viidestä tutkimusartikkelista koostuvan väitöskirjan yhteenveto ”Risk management of ship-source oil spill in ice conditions in the Northern Baltic Sea” on ladattavissa Aalto-yliopiston julkaisuarkistosta.

Tutkimustoiminnan arviointiraportit julkaistu

Meriturvallisuuden ja -liikenteen tutkimuskeskuksen tutkimustoiminta arvioitiin ensimmäisen kerran käyttäen kansainvälisen ja akateemisen tutkimustoiminnan arviointikriteerejä. Arvioinnissa tarkasteltiin akateemisen tutkimuksen tasoa, tutkimuksen poikkitieteellisyyttä, innovaatiokykyä sekä vaikuttavuutta. Tarkastelu rajattiin viiden viimeisen toimintavuoden ajalle. Arvioinnin ovat suorittaneet kansainvälisen merenkulkuorganisaation IMO:n ylläpitämän World Maritime University tutkimuksen vararehtori professori Jens-Uwe Schröder-Hinrichs ja Liikenne- ja viestintäviraston TrafiComin johtava asiantuntija, dosentti FT Anita Mäkinen.

Arvioitsijoiden raportit ovat luettavissa tästä.

KMRC Publications 1 External review Anita Mäkinen

KMRC Publications 2 External review Jens-Uwe Schröder-Hinrichs

 

Annukka Lehikoinen on Merikotka-tutkimuskeskuksen uusi tutkimusjohtaja

Filosofian tohtori Annukka Lehikoinen on valittu Meriturvallisuuden ja -liikenteen tutkimuskeskuksen tutkimusjohtajaksi. Lehikoinen aloittaa Merikotkassa 1. huhtikuuta 2021.

Uusi tutkimusjohtaja on tärkeä osa Merikotka-tutkimuskeskuksen tieteellistä profiloitumista. Tutkimusjohtaja osallistuu aktiivisesti tutkimustyöhön ja koordinoi eri tutkimusyhteisöjen välistä yhteistyötä.

–Olen innoissani ja otettu valinnastani. Merikotka tekee yhteiskunnallisesti merkittävää tutkimusta kestävän merenkulun saralla ja odotan innolla, että pääsen edistämään tätä työtä yhdessä korkeatasoisen monitieteisen tutkijaverkoston kanssa, Annukka Lehikoinen sanoo.

Annukka Lehikoinen on väitellyt Helsingin yliopistosta vuonna 2014. Hänen väitöstutkimuksensa keskittyi öljykuljetuksista koituvien riskien arvioimiseen tekoälytyökalujen avulla. Sittemmin Lehikoinen on syventänyt osaamistaan monitieteisen riski- ja päätösanalyysin saralla, perehtynyt koneoppimiseen sekä tarkastellut kestävää kehitystä systeemianalyysin keinoin. Hän on ollut myös osatoteuttajana Merikotkan viimeaikaisissa tutkimushankkeissa liittyen merenkulun vieraslajiriskeihin, kansainväliseen öljyntorjuntayhteistyöhön sekä pienvenesatamien kestävään kehittämiseen.

Lehikoinen siirtyy Merikotkaan Helsingin yliopiston valtiotieteellisestä tiedekunnasta, jossa hän työskentelee yliopistotutkijana ympäristöpolitiikan tutkimusryhmässä. Viimeisimpänä aluevaltauksenaan Lehikoinen mainitsee pitkän aikavälin strategisen suunnittelun työkalut, joiden tiimoilta hän on viimeisen vuoden aikana tehnyt tiivistä yhteistyötä myös Kotkan kaupungin edustajien kanssa.

– Paras mahdollinen valinta kestävän merikaupungin ja seudun kehityksen kannalta. Olen varautumisen toimintatutkijana erittäin tyytyväinen Annukan valintaan, kertoo Kotkan kaupungin tekninen johtaja KTT Vesa-Jukka Vornanen.

Merikotka on perustettu vuonna 2005 Kotkan kaupungin aloitteesta. Tutkimustyö toteutetaan Helsingin yliopiston, Aalto yliopiston, Turun yliopiston ja Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulun yhteistyönä.

 

Suomalaispoijujen asennus ja käytännön testauksen aloitus

Marraskuun 10. oli merkittävä päivä Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping (GUMRF) -korkeakoululle ja muille rajat ylittävän Future Potential of Inland Waterways (INFUTURE) -yhteishankkeen osallistujille.

Korkeakoulun ja FBU:n (Administratsiva Volgo-Balt) yhteistyön ansiosta ensimmäinen Meritaito Oy:n valmistama poiju asennettiin Nevan vesialueelle lähelle Pähkinälinnaa. Poijun asennus suoritettiin yksittäisenä käytännön kokeena osana projektin toista työkokonaisuutta ”Smooth inland navigation with advanced fairway technology”. Kokeen tavoitteena on varmistaa innovatiivisten poijujen toiminta ympärivuotisessa käytössä Luoteis-Venäjällä.

Jäätestaus toteutetaan Volga-Itämeren vesitiellä. Asennetussa poijussa on innovatiivinen rakenne, joka pitää sen pystysuorassa vesivirroista huolimatta. Lisäksi poijussa on kaksoisankkurikiinnitys. Tämän ansiosta poiju pysyy pystysuorassa joen virtauksesta ja jäätilanteesta huolimatta, sillä vaikka toinen kiinnitys rikkoutuisi, pitää toinen kiinnitys poijun paikallaan. Poijussa on myös säädeltävä valaisin, jonka näkyvyys on säädettävissä kahdesta viiteen mailiin. Yli 25 000 samanlaista poijua on käytössä Suomessa ympäri vuoden, eikä niitä poisteta vesistä talveksi. Tämä säästää merkittävästi navigointilaitteiden käytöstä vastaavien yritysten resursseja.

Poijun valmisteluun ja asennukseen osallistuivat Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping -korkeakoulun sisävesiliikenteen osaston johtaja Vladimir Karetnikov, GUMFR:n vesiliikenteen hallinnan dosentti Anatoli Burkov ja Meritaito Oy:n Venäjän edustaja Jevgeni Nabatov. Asennuksen suoritti Nevan ja Laatokan vesialueiden navigointiosasto ja FBU:n asennusryhmä pääinsinööri Sergei Rudykhin johdolla.

Poiju valmisteltiin ja asennettiin väylälle operatiiviseen sijaintiinsa asianmukaisesti ja ohjeiden osoittamalla tavalla.
Seuraavalla viikolla Laatokan alueelle asennetaan toinen poiju. Koe jatkuu, kunnes navigointikausi alkaa ensi vuonna.

Teksti
Vladimir Karetnikov
Admiral Makarov State University of Maritime and Inland Shipping
St. Petersburg, Russia

Vedenalaiset vapaamatkustajat: alusten pohjien puhdistus ratkaisuna vieraslajien torjuntaan

Itämerellä liikennöi vuosittain lähes 8 000 laivaa, ja lisäksi Itämerellä on käytössä noin 3,5 miljoonaa huvivenettä. Nämä alukset muodostavat eräänlaisen liikkuvan saariston vesieliöille, jotka voivat joko kiinnittyä alusten pohjiin (ns. biofouling) tai päätyä painolastivesisäiliöihin meriveden mukana. Osa näistä ”vapaamatkustajista” on vieraslajeja, jotka eivät ilman ihmisen tarjoamaa apua päätyisi luontaisen esiintymisalueensa ulkopuolelle. Uudessa ympäristössä vieraslajin vaikutukset voivat kuitenkin olla arvaamattomia. Vieraslajien katsotaan olevan toiseksi suurin uhka biologiselle monimuotoisuudelle elinympäristöjen tuhoutumisen jälkeen ja yksi maailman suurimmista ympäristöongelmista. Merten vieraslajien leviäminen uusille alueille on usein peruuttamaton tapahtuma, koska vesieliöiden kitkeminen uudesta ympäristöstä on käytännössä mahdotonta. Siksi ainoa tapa pysäyttää uuden vieraslajin pysyvän kannan muodostuminen on estää niiden leviäminen uusille alueille.

Painolastivesien mukana kulkeutuvien vieraslajien uhka onkin tunnistettu. Kansainvälinen painolastivesiyleissopimus velvoittaa laivoja käsittelemään painolastivetensä siten, ettei veden mukana kulkeudu eläviä organismeja. Pohjiin kiinnittyvien eliöiden sääntely perustuu kuitenkin pääosin vapaaehtoisiin toimiin, eli Kansainvälisen merenkulkujärjestön IMO:n ohjeiden noudattamiseen. Sekä laivan- että veneenomistajat huolehtivat pohjien puhtaudesta polttoaineen säästämiseksi ja aluksen ohjattavuuden parantamiseksi, mutta vieraslajien leviämisen estämistä ei usein osata ottaa huomioon. Alusten vedenalaisissa rakenteissa voi olla piilopaikkoja vieraslajeille, joita ei välttämättä osata huomioida pohjaa puhdistettaessa.

Tällä hetkellä vallitseva menetelmä biofoulingin torjumiseksi on käyttää myrkyllisiä kiinnittymisenestoaineita alusten pohjissa. Torjuntakeinot eivät kuitenkaan saisi aiheuttaa haittaa ympäristölle. Ratkaisuille, jotka minimoivat sekä myrkyllisten aineiden käytön että vieraslajien leviämisen, on huutava tarve. Saatavilla on jo useita vaihtoehtoja, mukaan lukien innovatiiviset myrkyttömät suoja-aineet ja erilaiset rungon puhdistusmenetelmät. Niiden laajamittainen käyttöönotto voisi johtaa merkittäviin rahallisiin säästöihin vähentämällä alusten polttoaineenkulutusta ja siten meriliikenteen ilmastopäästöjä, ja samalla vähentää vieraslajien leviämisen riskiä.

Myös vaihtoehtoisten menetelmien tulee olla ympäristöystävällisiä. Vedessä tapahtuva pohjan puhdistus voi irrottaa pohjamaalin haitta-aineita kuten kuparia ympäröivään veteen, tai pohjaan kiinnittyneitä vieraslajeja, jotka voivat jatkaa elämäänsä uudessa ympäristössä. Mikäli aluksen pohja puhdistetaan vedessä, tulisikin irtoava materiaali suodattaa ja ottaa talteen sekä hävittää asianmukaisesti maissa. Jotta itse maalipinta ei kuluisi tarpeettomasti eikä siitä irtoaisi kappaleita, esimerkiksi mikromuovia, ympäröivään veteen, olisi erittäin tärkeää välttää naarmuttavia puhdistustekniikoita. Mikäli pohja on käsitelty myrkkyjä sisältävällä maalilla, ei puhdistusta tulisi lainkaan suorittaa vedessä.

Myrkyttömän pohjamaalin käyttäminen yhdistettynä pohjan säännölliseen ja ennakoivaan puhdistukseen on suositeltavaa, koska kertynyt eliöstö on helppo poistaa, kun se on vielä helposti irtoavaa. Sopiva puhdistusväli riippuu laivan tai veneen tyypistä ja käytöstä. Puhdistuksen kustannukset säästyvät kuitenkin nopeasti pienentyneiden polttoainekustannusten muodossa. Lisäksi sekä vene että traileri tulisi puhdistaa aina kun vene siirretään alueelta toiselle maitse.

Biofoulingin hallinnasta puuttuu kuitenkin johdonmukainen sääntelykehys. EU:n vieraslajeja koskeva asetus ja meristrategiadirektiivi antavat suuntaviivat Itämeren alueen jäsenvaltioille, mutta niiden tulkinta koskien vedessä tapahtuvan alusten puhdistuksen sääntelyä vaihtelee suuresti maittain, mikä on vaikeaa kansainväliselle meriliikenteelle. Millään Itämeren maalla ei ole voimassa vedessä tapahtuvaa puhdistusta koskevia erityisiä kansallisen tason määräyksiä. Asianomaisten viranomaisten tulisikin toimia koordinoidusti sääntelyn yhdenmukaistamiseksi kansallisella ja myöhemmin alueellisella ja jopa kansainvälisellä tasolla, jotta voidaan varmistaa puhdistuksen yhdenmukaiset lupaehdot, luvitusta koskevan päätöksenteon läpinäkyvyys ja puhdistuksen ympäristöystävällinen toteutus.

Puhdistuksen sääntelyssä tulisi ottaa huomioon niin vieraslajien kulkeutuminen, myrkylliset aineet, kasvihuonekaasupäästöt, tarvittava jätehuolto sekä eri vaihtoehtojen kokonaiskustannukset. Monista näistä on edelleen puutteellisesti tietoa saatavilla perusteellista riskinarviointia varten, joten tarvitaan myös lisää aihepiirin tutkimusta. COMPLETE-projekti (Completing management options in the Baltic Sea Region to reduce risk of invasive species introduction by shipping) on tuottanut ja koonnut huomattavan määrän tietoa biofoulingista Itämeren alueella. Keväällä 2021 käynnistyvä COMPLETE PLUS -jatkoprojekti aikoo erityisesti keskittyä kehittämään mallia vedessä tapahtuvan puhdistuksen sääntelylle ja vaadituille lupamuodollisuuksille Itämeren alueella.

Miina Karjalainen, Projektitutkija, FT
Meriturvallisuuden ja -liikenteen tutkimuskeskus Merikotka

Eveliina Klemola, Vanhempi asiantuntija, FT
Wega Group Oy

Alkuperäinen teksti julkaistu Centrum Balticum/Pullopostia sarjassa 12.11.2020