I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c F o r r e a s o n s o f e c o n o m y

, t h i s d o c u m e n t i s p r i n t e d i n a l i m

i t e d n u m b e r

. D e l e g a t e s a r e

k i n d l y a s k e d t o b r i n g t h e i r c o p i e s t o m e e t i n g s a n d n o t t o r e q u e s t a d d i t i o n a l c o p i e s

. I N T E R N A T I O N A L M A R I T I M E O R G A N I Z A T I O N

I M O 

# E

M A R I N E E N V I R O N M E N T P R O T E C T I O N

C O M M I T T E E

5 7 t h s e s s i o n

A g e n d a i t e m 2 M E P C 5 7 / 2 / 3

7 S e p t e m b e r 2 0 0 7

O r i g i n a l : E N G L I S H

H A R M F U L A Q U A T I C O R G A N I S M S I N B A L L A S T W A T E R

A p p l i c a t i o n f o r F i n a l A p p r o v a l o f a b a l l a s t w a t e r m a n a g e m e n t s y s t e m

u s i n g A c t i v e S u b s t a n c e s

S u b m i t t e d b y G e r m a n y

S U M M A R Y

E x e c u t i v e s u m m a r y : T h i s d o c u m e n t c o n t a i n s a n a p p l i c a t i o n f

o r F i n a l A p p r o v a l o f a b a l l a s t

w a t e r m a n a g e m e n t s y s t e m u n d e r t h e P r o c e d u r e f

o r a p p r o v a l o f b a l l a s t

w a t e r m a n a g e m e n t s y s t e m s t h a t m a k e u s e o f A c t i v e S u b s t a n c e s ( G 9 )

a d o p t e d b y r e s o l u t i o n M E P C

. 1 2 6 ( 5 3 )

A c t i o n t o b e t a k e n : P a r a g r a p h 5

R e l a t e d d o c u m e n t s : B WM / C O N F / 3 6 ; M E P C 5 3 / 2 4 / A d d

. 1 ; M E P C 5 5 / 2 3 a n d

B WM

. 2 / C i r c

. 1 0

1 R e g u l a t i o n D

- 3

. 2 o f t h e I n t e r n a t i o n a l C o n v e n t i o n f

o r t h e C o n t r o l a n d M a n a g e m e n t o f

S h i p s í B a l l a s t W a t e r a n d S e d i m e n t s s t i p u l a t e s t h a t b a l l a s t w a t e r m a n a g e m e n t s y s t e m s t h a t m a k e

u s e o f A c t i v e S u b s t a n c e s t o c o m p l y w it h t h e C o n v e n t i o n s h a l l b e a p p r o v e d b y t h e O r g a n i z a t i o n

.

2 G e r m a n y h e r e w it h s u b m it s a n a p p l i c a t i o n f

o r F i n a l A p p r o v a l a c c o r d i n g t o t h e P r o c e d u r e

f o r a p p r o v a l o f b a l l a s t w a t e r m a n a g e m e n t s y s t e m s t h a t m a k e u s e o f A c t i v e S u b s t a n c e s ( G 9 )

. T h i s P r o c e d u r e s t i p u l a t e s t h e r e q u i r e d i n f o r m a t i o n ( M E P C 5 3 / 2 4 / A d d

. 1

, a n n e x 4

,

p a r a g r a p h 4

. 2

. 1 )

, w h i c h a c c o r d i n g t o s e c t i o n 6

, s h o u l d b e e v a l

u a t e d b y t h e O r g a n i z a t i o n

. I n

a c c o r d a n c e w i t h B W M

. 2 / C i r c

. 1 0

, t h i s d o c u m e n t a t t h e a n n e x

, c o n t a i n s t h e n o n

- c o n f i d e n t i a l p a r t

o f t h e m a n u f a c t u r e r í s a p p l i c a t i o n d o s s i e r

. T h e c o m p l e t e d o s s i e r w i l l b e m a d e a v a i l a b l e t o t h e

e x p e r t s o f t h e G E S A M P

- B W W G w it h t h e u n d e r s t a n d i n g o f c o n f

i d e n t i a l t r e a t m e n t

.

3 B a s i c A p p r o v a l o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s u s e d h a s a l r e a d y b e e n g r a n t e d a t M E P C 5 5

( M E P C 5 5 / 2 3

, p a r a g r a p h 2

. 1 6 ) a n d t h e c o m

p e t e n t a u t h o r it y t o o k i n t o a c c o u n t a l l t h e

r e c o m m e n d a t i o n s c o n t a i n e d i n p a r a g r a p h 1 0

. 4 o f a n n e x 7 o f t h e R e p o r

t o f t h e s e c o n d m e e t i n g o f

t h e G E S A M P

- B W W G ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6 )

.

4 T h e r e c e i v i n g c o m p e t e n t a u t h o r i t y i n G e r m a n y h a s v e r i f i e d t h e a p p l i c a t i o n d o s s i e r a n d

b e l i e v e s i t t o s a t i s f y t h e d a t a r e q u i r e m e n t s o f t h e P r o c e d u r e ( G 9 ) a d o p t e d b y r e s o l

u t i o n

M E P C

. 1 2 6 ( 5 3 )

.M E P C 5 7 / 2 / 3

- 2

-

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c A c t i o n r e q u e s t e d o f t h e C o m m i t t e e

5 T h e C o m m it t e e i s i n v it e d t o c o n s i d e r t h e p r o p o s a l f

o r a p p r o v a l a n d d e c i d e a s a p p r o p r i a t e

.

* * *M E P C 5 7 / 2 / 3

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c A N N E X

P R O P O S A L F O R A P P R O V A L O F R W O B A L L A S T W A T E R M A N A G E M E N T S Y S T E M

ñ C l e a n B a l l a s t !

1 I N T R O D U C T I O N

T h e a p p l i c a n t i s p r o p o s i n g a c o m b i n e d s y s t e m u s i n g a m e c h a n i c a l s e p a r a t i o n s t e p ( d i s c f

i l t r a t i o n )

a n d a n e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t s t e p ( E c t o S y s Æ

, r e c e i v i n g B a s i c A p p r o v a l a t M E P C 5 5 ) a s a

c o m p l e t e s o l u t i o n f o r b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t

. T h i s c o m p l e t e b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m w a s

d e s c r i b e d a s T e c h n o l o g y N o

. 1 i n a n n e x 1 o f M E P C 5 5 / 2 / 1 7 a n d o f M E P C 5 6 / 2 / 1 0 a n d w i l l b e

c o m m e r c i a l i z e d u n d e r t h e n a m e o f C l e a n B a l l a s t ! H a v i n g d e f

i n e d a n d d e s c r i b e d t h e A c t i v e

S u b s t a n c e s a n d R e l e v a n t C h e m i c a l s

, w h i c h a r e p r o d u c e d i n

- s i t u b y t h e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m

e n t

u n it

, p r e v i o u s l y u n d e r t h e B a s i c A p p r o v a l p r o c e d u r e

, t h e a p p l i c a n t h e r e b y p r o p o s e s t h e c o m

p l e t e

C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s o l u t i o n t o r e c e i v e F i n a l A p p r o v a l u n d e r t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

b y r e s o l u t i o n M E P C

. 1 2 6 ( 5 3 )

.

T h e a p p l i c a t i o n f o r F i n a l A p p r o v a l c o n s i s t s o f t w o p a r t s : a n a p p l i c a t i o n d o s s i e r a n d a s u m m a r y

d o c u m e n t

. T h e l a t t e r i s a l s o s u b m it t e d b y t h e M e m

b e r d i r e c t l y t o t h e M E P C

. B e s i d e s c o v e r i n g

t h e r e q u i r e m e n t s o f t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

, t h e a p p l i c a t i o n a l s o i n c l u d e s d a t a a n d a r g u m

e n t a t i o n

m e e t i n g t h e r e c o m m e n d a t i o n s a n d r e q u e s t s g i v e n b y t h e G E S A M P

- B W W G i n t h e i

r s e c o n d

r e p o r t r e c o m m e n d i n g B a s i c A p p r o v a l t o b e g i v e n t o t h e d i s i n f e c t i o n u n i t ( E c t o S y s Æ )

.

1

. 1 D e s c r i p t i o n o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m a n d i t s c o m p o n e n t s

T h e C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m c o n s i s t s o f o n e m e c h a n i c a l s e p a r a t i o n s t e p a n d

o n e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t ( d i s i n f e c t i o n ) s t e p

. T h e A c t i v e S u b s t a n c e s a r e e x c l u s i v e l y

p r o d u c e d i n

- s i t u b y t h e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m

e n t c e l l ( E c t o S y s Æ )

. D u r i n g b a l l a s t w a t e r u p t a k e

t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i s o p e r a t e d i n l i n e u s i n g d i s c f

i l t r a t i o n f o l l o w e d b y t h e E c t o S y s Æ

d i s i n f e c t i o n b e f o r e t h e w a t e r e n t e r s t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s

. I n g e n e r a l

, r e

- g r o w t h o f o r g a n i s m s i s

p o s s i b l e i n t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s d u r i n g t h e v o y a g e

, w h i c h i s s i m

u l a t e d d u r i n g t h e l a n d

- b a s e d

t y p e a p p r o v a l p r o c e d u r e b y t h e f i v e d a y s í t a n k s t o r a g e

. F o r p r e v e n t i o n

, t h e f

i l t e r u n it i s b y p a s s e d

a n d

, t h e r e f o r e

, t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n a l o n e i s a p p l i e d a s e c o n d t i m e d u r i n g d e b a l l a s t i n g

b e f o r e d i s c h a r g e

.

A s t h e f i r s t t r e a t m e n t s t e p

, t h e b a l l a s t w a t e r d i s c f i l t e r u n it b a s e s o n t h e d i s c f i l t e r t e c h n o l o g y

,

w h i c h i s a l r e a d y i n u s e f o r f i l t e r i n g s e a w a t e r o n b o a r d s h i p s f o r m a n y y e a r s

. T h e a u t o m a t i c d i s c

f i l t e r u n i t r e m o v e s s u s p e n d e d s o l i d s

, s e d i m e n t s a n d l a r g e r o r g a n i s m s a n d p r e v e n t s t h e s e d i m e n t

a c c u m u l a t i o n i n t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s

. W i t h n o m i n a l f

i l t e r f i n e n e s s o f 5 0 μ m

, t h e d i s c e l e m e n t s

p r o v i d e a d v a n c e d f i l t r a t i o n r e s u l t s b y a d d i n g t h e i n

- d e p t h f i l t r a t i o n e f f e c t t o t h e c o m m o n s u r f a c e

f i l t r a t i o n

.

F o r t h e 5 0 0 m 3 / h C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m f

o u r f i l t e r h o u s i n g s a r e o p e r a t e d i n p a r a l l e l

. T h e

d i f f e r e n t i a l p r e s s u r e o f t h e f i l t e r u n it i s u s e d f o r t h e b a c k w a s h i n g r e l e a s e

. H e r e b y

, o n e f

i l t e r

h o u s i n g a f t e r t h e o t h e r s i s b a c k f l u s h e d a u t o m a t i c a l l y w h i l e t h e o t h e r o n e s h a n d l e t h e f

u l l f l o w

w i t h o u t i n t e r r u p t i o n o f t h e f i l t e r i n g p r o c e s s

. T h e b a c k f l u s h i n g w a t e r

, w h i c h c o n t a i n s t h e r e m o v e d

p a r t i c l e s o f t h e s o u r c e w a t e r

, i s d i s c h a r g e d r i g h t b a c k t o t h e s o u r c e w a

t e r d u r i n g b a l l a s t w a t e r

u p t a k e

.

T h e c l e a n e d f i l t r a t e l e a v i n g t h e d i s c f i l t e r s i s s u b s e q u e n t l y t r e a t e d b y t h e i n l i n e a d v a n c e d

E c t o S y s Æ e l e c t r o l y s i s d i r e c t l y i n t h e b a l l a s t w a t e r p i p e

, w h e r e b y t h e n u m b e r s o f v i a b l e o r g a n i s m s

i s m i n i m i z e d w it h o u t a n y d o s i n g o f c h e m i c a l s b e f

o r e e n t e r i n g t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s

. B yM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c a p p l y i n g a d i r e c t c u r r e n t b e t w e e n t h e a n o d e s a n d c a t h o d e s

, d i f

f e r e n t d i s i n f e c t a n t s e

. g

. , r e a c t i v e

f r e e h y d r o x y l

- a n d o x y g e n r a d i c a l s a n d a l o w a m

o u n t o f H O C l ( w i l l b e c o n v e r t e d t o H O B r i n

w a t e r w i t h h i g h s a l i n it y ) a r e p r o d u c e d b y E c t o S y s Æ e l e c t r o l y s i s d i r e c t l y f

r o m t h e w a t e r d u e t o a n

e f f e c t i v e m a s s t r a n s p o r t ( s e e f u r t h e r t h e s e p a r a t e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l

, M E P C 5 5 / 2 / 4

a n d s p e c i f i c p a t e n t a p p l i c a t i o n H Â k a n s s o n

, B o e t

. a l

. ì E l e c t r o l y

t i c c e l l f o r t r e a t i n g c o n t a m i n a t e d

w a t e r s î

, W O 2 0 0 5 0 5 8 7 6 1 ( A 1 ) )

. T h e s i m

u l t a n e o u s i n l i n e p r o d u c t i o n o f d i f f e r e n t d i s i n f e c t a n t s

g i v e s t h e E c t o S y s Æ a b r o a d e f f e c t i v e n e s s r a n g e

, a n d i s t h e r e a s o n w h y r e l a t i v e l o w d i s i n f

e c t a n t

c o n c e n t r a t i o n s o f 1

- 2 m g / l T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s ( T R O ) a r e s u f

f i c i e n t

. D u e t o o v e r p o t e n t i a l

,

t h e a d v a n c e d E c t o S y s Æ e l e c t r o l y s i s c a n b e o p e r a t e d l i k e w i s e i n r i v e r w a t e r w i t h o u t l o s s o f

d i s i n f e c t i o n e f f i c i e n c y a n d t h e r e f o r e

, i n c o n t r a s t t o c o n v e n t i o n a l c h l o r i n e e l e c t r o l y s i s

, n o a d d it i o n

o f s a l t o r b r i n e s o l u t i o n i s n e c e s s a r y i n w a t e r w it h l o w e r c o n d u c t i v it y

.

A n a d d i t i o n a l f e a t u r e o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i s t h e s o

- c a l l e d a l g a e m

o n it o r

, b y w h i c h t h e

r e m a i n i n g n u m b e r o f v i a b l e p h y t o p l a n k t o n i s m o n it o r e d c o n t i n u o u s l y i n t h e e f f l u e n t o f t h e

s y s t e m a n d t h e e f f i c i e n c y o f t h e d i s i n f e c t i o n c a n b e c o n t r o l l e d i n r e a l

- t i m e

. F o r t h i s l a n d

- b a s e d

t y p e a p p r o v a l t e s t s

, t h e a l g a e m o n it o r w a s n o t c o n t r o l l i n g t h e E c t o S y s Æ d i s i n f

e c t i o n a n d i n s t e a d

t h e E c t o S y s Æ w a s r u n a t m a x i m u m d i s i n f e c t i o n e f f i c i e n c y

. T h i s w o r s t

- c a s e a p p r o a c h w a s c h o s e n

i n o r d e r t o h a v e t h e m a x i m u m d i s i n f e c t a n t s c o n c e n t r a t i o n i n t h e t e s t p r o g r a m m e f

o r t h e

F i n a l A p p r o v a l

, w h i c h w a s r u n i n p a r a l l e l t o t h

e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l

. A s r e q u e s t e d i n

G u i d e l i n e s ( G 8 )

, p a r t 4

, p a r a g r a p h 4

. 4 f o r s h a r i n g i n f o r m a t i o n o n n e w a p p r o a c h e s f o r m o n it o r i n g

v i a b l e o r g a n i s m s

, it i s e n v i s a g e d t o p r o v i d e i n f

o r m a t i o n o n t h e a l g a e m o n i t o r t o t h e G e r m a n

A d m i n i s t r a t i o n f o r f u r t h e r s u b m i s s i o n t o t h e M E P C i f it d e e m s a p p r o p r i a t e

. F u r

t h e r m o r e

, i t w a s

r e c o m m e n d e d b y t h e G E S A M P

- B W W G t h a t s e n s o r s e t c

. s h o u l d m

o n it o r t h e p r o d u c t i o n

o f A c t i v e S u b s t a n c e s i n o r d e r t o m i n i m i z e c o n c e n t r a t i o n s ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

,

p a r a g r a p h 3

. 1

. 2 )

, h e n c e i s t h e a l g a e m

o n it o r p r o v i d i n g a n e f f e c t i v e w a y t o a p p r o a c h t h i s

r e c o m m e n d a t i o n i n d i r e c t l y b y m o n it o r i n g t h e e f f e c t o f t h e d i s i n f e c t i o n o n l i n e o n v i a b l e

p h y t o p l a n k t o n a n d g i v e f e e d

- b a c k d a t a t o t h e E c t o S y s Æ f o r a d j u s t i n g t h e d i s i n f e c t i o n e f f i c i e n c y

.

T h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i s f u l l y a u t o m a t i c a l l y c o n t r o l l e d b y a P L C ( P r o g r a m m a b l e L o g i c

C o n t r o l l e r ) a n d a u t o m a t i c a l l y o p e r a t e d i n c l u d i n g p o w e r c o n t r o l w h e n a l l c o n d it i o n s f

o r e a c h

o p e r a t i o n m o d e a r e a v a i l a b l e

. H e r e b y

, t h e o p e r a t i o n s e q u e n c e i s d i s p l a y e d o n t h e s c r e e n a n d

s t a t u s m e s s a g e s a n d a l a r m s a r e g e n e r a t e d a s w e l l a s t h e r e q u i

r e d d a t a r e c o r d e d a n d s t o r e d

.

1

. 2 D e s c r i p t i o n o f t h e t e s t f a c i l i t y u s e d i n t h e s i m u l t a n e o u s l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l

a n d F i n a l A p p r o v a l t e s t p r o c e d u r e s

T h e t e s t f a c i l it y i s i n s t a l l e d o n a c o m m e r c i a l b a r g e w h i c h h a s a l e n g t h o f 4 5 m

, a w i d t h o f 1 8 m

, a

h e i g h t o f 3

. 3 0 m a n d a d r a u g h t o f 2

. 4 0 m

. I n t o t a l t h e r e a r e 1 2 b a l l a s t t a n k s

. T h

r e e b a l l a s t t a n k s

h a v e a c a p a c it y o f 2 7 0 m 3 e a c h a n d t w o o f t h e m a r e u s e d a s c o n

t r o l a n d t r e a t m e n t t a n k d u r i n g t h e

t y p e a p p r o v a l p r o c e d u r e

. A s a c o m m e r c i a l b a r g e t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s h a v e t h e n o r m a l i n t e r n a l

s t r u c t u r e s i n c l u d i n g a i r p i p e s a n d a r e c o a t e d w i t h s t a n d a r d t a n k c o a t i n g a s i t i s t h e c o m m

o n

p r a c t i c e o n b o a r d

.

T h e p i p i n g m a t e r i a l f o r t h e a c c r e d it i n g p a r t o f t h e p l a n t i s t h e c o m m

o n m a t e r i a l f o r b a l l a s t w a t e r

p i p i n g ( S t 3 7

- 2

, z i n c p l a t e d )

. T h e p i p i n g m a t e r i a l f

o r t h e e x t e r n a l c o m p o n e n t s o n t h e b a r g e i s

p l a s t i c ( P E )

. T h e c o n t r o l a n d t h e t r e a t m e n t l i n e ( e a c h 5 0 0 m 3 / h ) a r e e q u i p p e d w i t h s a m p l i n g p o r t s

w i t h u s u a l u n d i s t u r b e d s t r a i g h t m a i n p i p i n g i n f r o n t a n d a f t e r w a r d s

. I t s d e s i g n g u a r a n t e e s t h a t a

h o m o g e n o u s s a m p l e i s t a k e n r e p r o d u c i b l y f r o m t h e m a i n l i n e

, w h i c h i s e s p e c i a l l y i m

p o r t a n t f o r

l i g h t e r p a r t i c l e s s u c h a s a l g a e

. T h e s a m p l e p o r t s a r e a r r a n g e d a c c o r d i n g t o R e v i s e d G u i d e l i n e s

a n d s p e c i f i c a t i o n f o r p o l l u t i o n p r e v e n t i o n e q u i p m e n t f o r m a c h i n e r y s p a c e b i l g e o f s h i p a d o p t e dM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C b y r e s o l u t i o n M E P C

. 1 0 7 ( 4 9 )

, b y w h i c h a h o m o g e n o u s s a m p l i n g o f l i g h t e r o i l d r o p l e t s i s a s s u r e d

s i n c e s e v e r a l y e a r s

.

F i g

. 1 a n d 2 s h o w t h e p r o c e s s a n d s a m

p l i n g d i a g r a m f o r t h e b a l l a s t i n g a s w e l l a s f o r t h e

d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e

.

F i g

. 1 : C l e a n B a l l a s t ! p r o c e s s a n d s a m p l i n g d i a g r a m f o r b a l l a s t i n g p r o c e d u r e ( s a m p l i n g p o i n t s i n b l a c k c i r c l e s )

F i g

. 2 : C l e a n B a l l a s t ! p r o c e s s a n d s a m p l i n g d i a g r a m f o r d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e a f t e r f i v e d a y s o f t a n k s t o r a g e

( S a m p l i n g p o i n t s i n b l a c k c i r c l e s )

I n a d d i t i o n t o t h e b i o l o g i c a l s a m p l i n g p o i n t s s h o w n i n F i g

. 2 d u r i n g d e b a l l a s t i n g f

o r s o m e

p a r a m e t e r s

, s a m p l e s w h e r e a l s o t a k e n a f t e r t h e t r e a t m e n t t a n k / f e e d p u m p a n d b e f o r e t h e C E c t o S y s Æ T r e a t m e n t

l i n e

E

R e f e r e n c e l i n e F e e d

p u m p s T r e a t m e n t

t a n k

2 7 0 m 3 C o n t r o l

t a n k

2 7 0 m 3

D i s c h a r g e D i s c h a r g e A

B F H a b o u r w a t e r

4 p a r a l l e l f i l t e r s

E c t o S y s Æ T r e a t m e n t

l i n e

D

C o n t r o l l i n e D o s i n g o f t e s t

o r g a n i s m s F e e d

p u m p s

T r e a t m e n t

t a n k

2 7 0 m 3 C o n t r o l

t a n k

2 7 0 m 3M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 4

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c E c t o S y s Æ v i a s a m p l i n g p o r t A ( D B ) ( n o t s h o w n i n F i g

. 2 ) i n o r d e r t o s e e i f a p a r a m e t e r c h a n g e d

d u r i n g t h e f i v e d a y s í t a n k s t o r a g e

.

T h e b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m a n d t h e t e s t i n g a r r a n g e m e n t h a v e b e e n t e c h n i c a l l y e x a m i n e d

a n d c o m m e n t e d b y t h e G e r m a n i s c h e r L l o y d ( G L )

. T h e t e s t f

a c i l it y a n d t e s t i n g p r o c e d u r e w e r e

a c c e p t e d b y t h e G e r m a n A d m i n i s t r a t i o n B S H t o b e i n c o m

p l i a n c e w i t h G u i d e l i n e s ( G 8 )

.

G u i d e l i n e s ( G 8 ) r e q u i r e t e s t s t o b e p e r f o r m e d i n t w o s a l i n i t i e s

. T h e f i r s t t e s t s e t w a s a c c o r d i n g l y

r u n i n b r a c k i s h w a t e r ( 1 1

- 1 5 p s u d e p e n d i n g o n t h e t i d e ) i n t h e K a i s e r h a f

e n / B r e m e r h a v e n

( G e r m a n y ) a n d t h e s e c o n d t e s t s e t i n r i v e r w a t e r ( < 3 p s u ) i n t h e I n d u s t r i e h a f

e n / B r e m e n

( G e r m a n y )

.

1

. 3 P e r f o r m a n c e a c c o r d i n g t o t h e D

- 2 s t a n d a r d

G u i d e l i n e s ( G 8 ) s t a t e t h a t t h e B a l l a s t W a t e r P e r f o r m a n c e S t a n d a r d ( D

- 2 ) s h a l l b e f u l f i l l e d d u r i n g

t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l p r o c e s s

. T h i s p e r f o r m a n c e s t a n d a r d s t a t e s

, e

. g

. , t h a t s h i p s s h a l l

d i s c h a r g e l e s s t h a n 1 0 v i a b l e o r g a n i s m s  5 0 μ m i n m i n i m

u m s i z e p e r m 3 a n d l e s s t h a n 1 0 v i a b l e

o r g a n i s m s  1 0 μ m a n d < 5 0 μ m i n m i n i m

u m s i z e p e r m l

.

T h e w h o l e e f f l u e n t c h a r a c t e r i z a t i o n a n d t o x i c i t y s t u d i e s r e l a t e d t o t h e l a n d

- b a s e d t y

p e a p p r o v a l

t e s t s w e r e p e r f o r m e d a t c o n d it i o n s f u l f i l l i n g a l l p e r f o r m a n c e r e q u i r e m e n t s o f t h e D

- 2 s t a n d a r d

,

a n d a l l o t h e r a d d it i o n a l r e q u i r e m e n t s o f t h e G u i d e l i n e s ( G 8 )

, e

. g

. , t h e i n l e t a n d o u t l e t c r it e r i a

( G 8

, a n n e x

, p a r a g r a p h 2

. 3

. 1 6 )

. T h e t y p e a p p r o v a l d o c u m e n t a t i o n i n f o r m o f a n a l y s i s r e p o r t s w i l l

b e s u b m it t e d t o t h e G E S A M P

- B W W G

.

1

. 4 B i o c i d a l P r o d u c t s D i r e c t i v e

T h e u s e o f ì A c t i v e S u b s t a n c e s î b y t h e d i s i n f

e c t i o n e l e c t r o c h e m i c a l s y s t e m ( E c t o S y s Æ ) r e f

e r s t o

t h e d e s c r i p t i o n s a n d d e f i n it i o n s g i v e n i n P r o c e d u r e ( G 9 ) a n d d o e s n o t f

a l l u n d e r t h e

D i r e c t i v e 9 8 / 8 / E C ( t h e B i o c i d a l P r o d u c t s D i

r e c t i v e

, B P D ) o f t h e E u r o p e a n P a r l i a m e n t a n d o f t h e

C o u n c i l o f 1 6 F e b r u a r y 1 9 9 8 c o n c e r n i n g ì A c t i v e S ub s t a n c e s î t o b e p l a c e d o n t h e m a r k e t

. F u r

t h e r

i n f o r m a t i o n i s g i v e n i n t h e p r e v i o u s a p p l i c a t i o n f

o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

.

2 D E F I N I T I O N S

ì B a l l a s t W a t e r D i s c h a r g e î r e f e r s t o w a t e r

, f r e s h

- b r a c k i s h o r f u l l s a l i n i t y

, h a v i n g b e e n t r e a t e d b y

t h e C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t p r o c e s s a c c o r d i n g t o t h e d e s c r i p t i o n g i v e n i n s e c t i o n 1

. 1

.

ì L a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l ( o r L B T A ) t e s t s e t

- u p î r e f

e r s t o t h e a p p l i c a n t s t e s t f a c i l i t y a n d

e q u i p m e n t u s e d i n t h e t y p e a p p r o v a l p r o c e d u r e a c c o r d i n g t o G u i d e l i n e s ( G 8 ) d e s c r i b e d f

u r t h e r i n

s e c t i o n 1

. 2

.

T h e t e r m s ì A c t i v e S u b s t a n c e s î

, ì R e l e v a n

t C h e m i c a l s î a n d ì P r e p a r a t i o n s î u s e d i n t h i s

a p p l i c a t i o n r e f e r s t o t h e d e f i n it i o n g i v e n i n t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 5

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 3 A P P L I C A T I O N F O R F I N A L A P P R O V A L

3

. 1 G e n e r a l a p p r o a c h o n i n f o r m a t i o n g a t h e r i n g f o r t h e r i s k a s s e s s m e n t

T h e a p p r o a c h o f t h e a p p l i c a n t c a r r y i n g o u t t h e t e s t s h a s b e e n f

o c u s e d o n g e n e r a l l y t a k i n g a

w o r s t

- c a s e a p p r o a c h i n e v e r y t e s t

, a s s e s s m e n t a n d e v a l u a t i o n o f a c h i e v e d d a t a

. R e l i a b l e s a f

e t y

f a c t o r s ( r e c o m m e n d e d b y t h e G E S A M P

- B W W G ) h a v e b e e n a p p l i e d

. B e c a u s e o f t h e

p h y s i c a l / c h e m i c a l v a r i e t y a n d c o m p l e x it y o f n a t u r a l w a t e r s

, i n w h i c h t h e C l e a n B a l l a s t ! i s

i n t e n d e d t o o p e r a t e

, a s w e l l a s d u e t o t h e i n l i n e i n

- s i t u p r o d u c t i o n o f d i f

f e r e n t o x i d a n t s

s i m u l t a n e o u s l y b y t h e E c t o S y s Æ w h o l e

- e f f l u e n t t e s t s h a v e g e n e r a l l y b e e n u s e d ( i

. e

. , , f

o r t o x i c it y

t e s t s

, c h e m i c a l a n a l y s i s

, c o r r o s i o n s t u d y a n d d i s c h a r g e c o m

p u t e r m o d e l l i n g )

.

T h e t e s t s i n c l u d e d i n t h e F i n a l A p p r o v a l p r o c e d u r e a r e d o n e i n p a r a l l e l t o t h e l a n d

- b a s e d t y

p e

a p p r o v a l p r o c e d u r e

, i n a c c o r d a n c e w it h t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

. S t u d i e s h a v e s h o w n t h a t t h e

C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m a l w a y s f u l f i l s p e r f o r m a n c e a n d o t h e r r e q u i r e m e n t s a t i n i t i a l ( d i r e c t l y a f t e r

t h e a d v a n c e d e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t s t e p ) c o n c e n t r a t i o n s o f 2 m g / l T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s

( T R O ) o r b e l o w i n t h e d i s c h a r g e w a t e r

. T h u s

, a n a p p r o x i m a t e v a l u e o f 2 m g / l i n it i a l

T R O c o n c e n t r a t i o n h a s b e e n u s e d a s t h e w o r s t

- c a s e c o n c e n t r a

t i o n t h r o u g h o u t t h e t e s t s f o r

F i n a l A p p r o v a l

. H o w e v e r

, it i s n o t e d t h a t t h e m a i n d i s i n f

e c t i o n / o x i d a t i v e f u n c t i o n o f t h e

e l e c t r o c h e m i c a l a d v a n c e d o x i d a t i o n p r o c e s s ( E A O P ) o f t h e E c t o S y s Æ t e c h n o l o g y o c c u r s w it h i n

t h e r e a c t o r

, u s i n g t h e i n d i r e c t o x i d a t i o n f r o m p r o d u c e d h y d r o x y l r a d i c a l s a n d d i r e c t o x i d a t i o n a t

t h e a n o d e s u r f a c e

. T h e r e f o r e t h e T R O c o n c e n t r a t i o n i n t h e e f f l u e n t s h o u l d b e i n t e r p r e t e d a s a n

i n d i c a t o r o f t h e l e v e l o f d i s i n f e c t i o n

, a n d n o t a s t h e m e a n s t o a c h i e v e s u c h d i s i n f

e c t i o n l e v e l s

.

3

. 2 G e n e r a l c o n s i d e r a t i o n s o n a v a i l a b l e d a t a

D u e t o t h e f a c t t h a t t h e p r o p o s e d e l e c t r o c h e m i c a l d i s i n f

e c t i o n s y s t e m ( E c t o S y s Æ ) i s n o t b a s e d o n

t h e s u p p l y o r a d d it i o n o f a n y c h e m i c a l s t o t h e w a t e r t o b e t r e a

t e d

, i t w a s c o n c l u d e d i n t h e

a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l t h a t t h e g u i d a n c e p r o v i d e d i n t h e P r o c e d u r e ( G 9 ) r e g a r d i n g t h e

t e s t i n g a n d c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s w a s n o t a p p l i c a b l e a t a l l p o i n t s

. F u r t h e r m o r e

, o n e o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s ( i

. e

. , h y d r o x y l r a d i c a l s ) i n q u e s t i o n h a s s u c h a s h o r

t

h a l f

- l i f e t h a t it i s n o t p o s s i b l e t o c h a r a c t e r i z e it f

r o m t h e p o i n t o f v i e w o f p e r s i s t e n c y

, b i o a c c u m u l a t i o n

, e n d o c r i n e d i s r u p t i o n e t c

. w h i c h i s a m a

j o r p a r t o f t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

. T h e m a i n

d i s i n f e c t i n g e f f e c t o f t h e h y d r o x y l r a d i c a l s p r o d u c e d w i l l t a k e p l a c e i n s i d e t h e e l e c t r o c h e m i c a l

s y s t e m i t s e l f ( w it h i n a f e w m i c r o m e t e r s f r o m t h e e l e c t r o d e s )

, a n d w i l l n o t ( b e s i d e s o m

e r e s i d u a l

r e g r o w t h p r e v e n t i n g e f f e c t o r i g i n a t i n g f r o m a c t i v e c h l o r i n e a n d / o r b r o m i n e s p e c i e s ) o c c u r i n

o t h e r p a r t s o f t h e b a l l a s t w a t e r s y s t e m e i t h e r o n t h e s h i p o r a f

t e r d i s c h a r g e o f t h e b a l l a s t w a t e r

b a c k t o t h e h a r b o u r / s e a

.

I t w i l l b e s h o w n b y t h e d a t a g i v e n i n t h i s a p p l i c a t i o n t h a t i n f

r e s h w a t e r

, e

. g

. , r i v e r w a t e r

h a r b o u r s

, h y d r o x y l r a d i c a l s a r e t h e o n l y A c t i v e S u b s t a n c e f

o r m e d i n t h e C l e a n B a l l a s t ! p r o c e s s

. T h e r e a s o n i s t h a t d u e t o t h e l o w s a l i n it y a n d s u b s e q u e n t l y c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n i n s a i d w a t e r s

,

t h e A c t i v e S u b s t a n c e o f f r e e a c t i v e c h l o r i n e c a n n o t b e f o r m e d i n r e l e v a n t c o n c e n t r a t i o n s b y t h e

E c t o S y s Æ e l e c t r o c h e m i c a l a d v a n c e d o x i d a t i o n p r o c e s s

. F u r t h e r m

o r e

, R e l e v a n t C h e m i c a l s s u c h a s

c h l o r i n a t e d / b r o m i n a t e d d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s w i l l l i k e w i s e n o t b e f

o r m e d i n l o w s a l i n it y

w a t e r s

.

T o x i c i t y d a t a o n w h o l e

- e f f l u e n t s f r o m t h e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t s y s t e m a l o n e

, r e p o r t e d i n

t h e a p p l i c a t i o n m a t e r i a l f o r B a s i c A p p r o v a l

, g i v e s t h e c o l l e c t e d p i c t u r e o f t h e t o x i c it y i n e f

f l u e n t

w a t e r s a t a c e r t a i n t i m e a f t e r t r e a t m e n t

. I n b o t h c a s e s o f E c t o S y s Æ a n d t h e c o m

p l e t e C l e a n B a l l a s t !M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 6

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c e f f l u e n t s

, t h e T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t ( T R O ) i s j u d g e d t o b e t h e p r i m a r y c a u s e o f a c u t e t o x i c it y o r

p r e c u r s o r s f o r b y

- p r o d u c e d t o x i c s p e c i e s

. T h i s a s s u m

p t i o n w a s s u p p o r t e d b y t h e

G E S A M P

- B W W G i n t h e e v a l u a t i o n ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a r a g r a p h s 9

. 2

. 2 a n d 1 0

. 3

. 3 ) o f

t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

, c o m p a r i n g t h e t o x i c i t y d a t a w it h t h e o n e s o f

a c t i v e c h l o r i n e

. T h e a s s u m p t i o n t h a t t h e a c u t e a n d c h r o n i c t o x i c i t y o f t h e t r e a t e d w a t e r i s

p r o p o r t i o n a l t o t h e T R O c o n c e n t r a t i o n h a s b e e n f

u r t h e r s t u d i e d a n d c o n f i r m e d d u r i n g t h e

F i n a l A p p r o v a l p r o c e d u r e

. T h i s h a s b e e n i n v e s t i g a t e d u s i n g s i m

u l t a n e o u s o n

- s i t e k i n e t i c e k o t o x

t e c h n i q u e

, o n

- s it e s t a n d a r d t o x i c it y t e s t s o n s a m

p l e s c o l l e c t e d d i r e c t l y a f t e r t r e a t m e n t

, a n d a t t h e

s a m e t i m e m o n it o r i n g t h e d e g r a d a t i o n o f t h e T R O l e v e l ( w h i c h i s v e r y r a p i d i n n a t u r a l w a t e r s )

. F u r t h e r d e s c r i p t i o n a n d r e s u l t s a r e r e p o r t e d u n d e r s e c t i o n 3

. 7

. 1

. T h e s e a c u t e s t u d i e s h a v e b e e n

c o m p l e m e n t e d w it h t e s t s o n s t o r e d s a m p l e s

, c o n f i r m i n g t h a t n o f u r t h e r t o x i c s u b s t a n c e s f o r m

o v e r t i m e i n t h e t r e a t e d w a t e r

.

T h u s

, i t i s c o n s i d e r e d c l a r i f i e d t h a t t h e r e s i d u a l t o x i c it y o f t r e a t e d w a t e r i s a t it s h i g h e s t l e v e l

i n i t i a l l y

, d i r e c t l y a f t e r t r e a t m e n t b y t h e e l e c t r o c h e m i c a l d i s i n f e c t i o n u n i t

, a n d t h a t it i s

p r o p o r t i o n a l l y l i n k e d t o t h e T R O c o n c e n t r a t i o n

. S t u d i e s s h o w t h a t T R O l e v e l s o f t h i s m a g n it u d e

,

p r o d u c e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, i n n a t u r a l s e a a n d b r a c k i s h w a t e r s d e g r a d e r e a d i l y b a c k t o

b a c k

- g r o u n d l e v e l s d u r i n g t h e f i r s t 2 0

ñ 1 5 0 m i n

. a f t e r t r e a t m e n t

, l e a v i n g n o o r v e r y l o w l e v e l s

( c o m p a r a b l e t o d r i n k i n g w a t e r s t a n d a r d s ) o f r e s i d u a l s e c o n d a r y b y

- p r o d u c t s ( s e e s e c t i o n 3

. 5

. 2

. 1 )

. A s m e n t i o n e d a b o v e

, i n f r e s h w a t e r s e

. g

. , r i v e r w a t e r

, i n c r e a s e d T R O l e v e l s i n t h e e f

f l u e n t o f t h e

E c t o S y s Æ w i l l b e v e r y l i m it e d i n it i a l l y a n d o v e r t i m e

, b e c a u s e p r e

- d o m i n a n t l y t h e v e r y

s h o r t

- l i v e d h y d r o x y l r a d i c a l s a r e f o r m e d a n d d e c a y d i r e c t l y i n t h e e l e c t r o l y t i c c e l l d u r i n g t h e

a c t u a l d i s i n f e c t i o n p r o c e s s

.

3

. 3 I d e n t i f i c a t i o n ( G 9

, 4

. 1 )

T h e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t ( E c t o S y s Æ ) u s e d a s t h e d i s i n f e c t i o n s t e p i n t h e C l e a n B a l l a s t !

t r e a t m e n t s o l u t i o n g e n e r a t e s t h e A c t i v e S u b s t a n c e s i n

- s i t u i n t h e b a l l a s t w a t e r s t r e a m w i t h o u t

a d d i n g a n y p r e c u r s o r s

, a c t i v e o r n o n

- a c t i v e

, t o t h e w a t e r

. N o c o m m e r c i a l f

o r m u l a t i o n

, i n c l u d i n g

a d d it i v e s

, i s a d d e d t o t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i n o r d e r t o c o m

p l y w i t h t h e D

- 2 s t a n d a r d

.

T h e h i g h l y o x i d a t i v e A c t i v e S u b s t a n c e p r i m a r i l y p r o d u c e d b y E c t o S y s Æ i n n a t u r a l w a t e r s s u c h a s

s e a w a t e r / b r a c k i s h w a t e r i s t h e h y d r o x y l r a d i c a l

, O H ï

. T h i s s p e c i e s u n d e r n o r m a l c i r c u m s t a n c e s

h a s a h a l f

- l i f e i n t h e o r d e r o f n a n o s e c o n d s

, a n d t h u s n e v e r l e a v e s t h e c e l l ( o r t h e r e a c t i o n z o n e )

w i t h t h e w a t e r f l o w

. T h e h y d r o x y l r a d i c a l v e r y e f f i c i e n t l y i n a c t i v a t e s a n d b r e a k s d o w n

m i c r o

- o r g a n i s m s a n d o t h e r c o n t a m i n a n t s

. N o c h e m i c a l l y a c t i v e l o n g

- l i v e d r e s i d u a l s a r e f

o r m e d a t

r e l e v a n t c o n c e n t r a t i o n s i n t h i s p r o c e s s u s i n g t h i s e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m

e n t m e t h o d a n d s p e c i a l l y

d e v e l o p e d e l e c t r o c h e m i c a l c e l l

. I n d i

r e c t d i s i n f e c t i o n a n d a l s o d i r e c t o x i d a t i o n o f

m i c r o

- o r g a n i s m s o n t h e e l e c t r o d e s w i l l o n l y c o n t r i b u t e t o t h e T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) l e v e l

( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

. T h e A c t i v e S u b s t a n c e s a n d R e l e v a n t C h e m i c a l s t h a t c a n b e p r o d u c e d b y t h e

e l e c t r o c h e m i c a l r e a c t o r a t d e t e c t a b l e c o n c e n t r a t i o n s a r e

, h e n c e

, i d e n t i f

i e d a c c o r d i n g t o t h e

f o l l o w i n g :

 H y d r o x y l r a d i c a l

, O H ï : a v e r y r e a c t i v e o x i d a t i v e s p e c i e s w it h h a l f

- l i f e i n t h e o r d e r o f

n a n o s e c o n d s

, t h u s n e v e r l e a v i n g t h e r e a c t o r

. S e c o n d a r y r a d i c a l s m a y a l s o b e f

o r m e d i n

v e r y s m a l l a m o u n t s a s i n t e r m e d i a t e s i n t h e d e g r a d a t i o n p r o c e s s e s o f o t h e r o x i d a t i v e

s p e c i e s

. T h e h y d r o x y l r a d i c a l w i l l b e r e f

e r r e d t o a s a n ì A c t i v e S u b s t a n c e î o f t h i s

e l e c t r o c h e m i c a l d i s i n f e c t i o n m e t h o d

.

 F r e e A c t i v e C h l o r i n e : d u e t o t h e s e a w a t e r c o n t e n t o f c h l o r i d e i o n s

, s m a l l a m

o u n t s o f

c h l o r i n e g a s ( C l 2 ) w i l l f o r m a s a b y

- p r o d u c t o n t h e a n o d e s u r f a c e a n d w i l l f u r t h e r

, b yM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 7

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C f a v o u r a b l e i n t e r a c t i o n s w it h t h e c a t h o d e d u e t o t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l d e s i g n

, i m m e d i a t e l y d i s s o l v e a n d f o r m n o n

- v o l a t i l e H O C l a n d / o r O C l

- d e p e n d i n g o n t h e p H

. C l 2

g a s ( i n a m o u n t s r e l e v a n t ) c a n n o t e x i s t i n w a t e r s o l

u t i o n s w it h o u t u n d e r g o i n g t h i s

t r a n s f o r m a t i o n

, a n d t h u s n o t e it h e r e v a p o r a t e s f r o m t h e t r e a t e d w a t e r

. T h e i n t e r a c t i o n w it h

t h e c a t h o d e s u r f a c e s a l s o p r e v e n t s t h e f o r m a t i o n o f h a r m f u l c h l o r i n a t e d o r g a n i c s s u c h a s

e

. g

. , t r i h a l o m e t h a n e s ( T H M )

. T h e s m a l l a m

o u n t s o f f r e e a c t i v e c h l o r i n e w i l l c o n t r i b u t e t o

p r e v e n t r e g r o w t h / b i o f o u l i n g i n t h e b a l l a s t t a n k s a n d a f t e r i n t e r a c t i o n s w it h s p e c i e s p r e s e n t

i n n a t u r a l w a t e r s u l t i m a t e l y d e g r a d e b a c k i n t o c h l o r i d e i o n s

. F

r e e a c t i v e c h l o r i n e w i l l b e

r e f e r r e d t o a s ì A c t i v e S u b s t a n c e î d u e t o t h e i r o x i d a t i v e a n d d i s i n f e c t i n g a b i l i t i e s

.

 H y d r o g e n g a s

, H 2 ( g ) : w i l l b e f o r m e d a t t h e c a t h o d e d u e t o c o m m o n w a t e r e l e c t r o l y s i s

ñ

h o w e v e r

, d u e t o t h e c o m p o s it i o n o f t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l

, t h e m a i n c a t h o d e r e a c t i o n s

w i l l b e r e d u c t i o n o f o x y g e n g a s ( O 2 )

, r e d u c t i o n o f T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s ( T R O ) a n d

f o r m e d D i s i n f e c t i o n B y

- P r o d u c t s ( D B P )

. H y d r o g e n g a s w i l l b e r e f

e r r e d t o a s a ì R e l e v a n t

C h e m i c a l î i n t h i s a p p l i c a t i o n d u e t o t h e s a f e t y a s p e c t s o f t h i s g a s

.

ì R e l e v a n t C h e m i c a l s î w i l l a l s o i n c l u d e t h e p o t e n t i a l d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s ( D B P s ) r e s u l t i n g

f r o m a n e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t o f n a t u r a l w a t e r s

. F o c u s w a s l a i d o n p o t e n t i a l D B P s f

o r m e d i n

w a t e r s w i t h h i g h e r s a l i n it y

, b e c a u s e c o n c e r n s h a v e b e e n r a i s e d e s p e c i a l l y o v e r c h l o r i n a t e d

o r g a n i c s

. T h o r o u g h a n a l y s i s o n f u l l

- s c a l e w h o l e

- e f f l u e n t s a s w e l l a s w o r s t

- c a s e a n a l y s i s i n

l a b o r a t o r y s c a l e w a s d o n e

. S e e f u r t h e r s e c t i o n 3

. 5

. 2

. 1

.

3

. 4 T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s

T h r o u g h o u t t h i s d o c u m e n t

, t h e t e r m T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s ( T R O ) w i l l b e u s e d r e f

e r r i n g t o t h e

m e a s u r a b l e q u a n t it y o f o x i d a n t s r e s u l t i n g f r o m t h e e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s

. T h e T R O

c o n c e n t r a t i o n i s a n a l y s e d u s i n g t h e s t a n d a r d m a n u a l D P D

- r e a g e n t t e c h n i q u e f

o r a n a l y s i s o f F r e e

a n d T o t a l A c t i v e C h l o r i n e ( F A C a n d T A C )

, w e l l

- k n o w n t o b e n o n

- s e l e c t i v e t o s p e c i e s i n c l u d e d

i n t h o s e g r o u p s b u t m e a s u r e s a l l o x i d a t i v e s p e c i e s a b o v e a c e r t a i n o x i d a t i o n p o t e n t i a l p r e s e n t i n

t h e w a t e r

. T h e o x i d a n t s f o r m e d i n t h e E c t o S y s Æ e l e c t r o c h e m i c a l c e l l w i l l

, d u e t o t h e d i f

f e r e n t

f e a t u r e s ( s e e s e p a r a t e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l

, M E P C 5 5 / 2 / 4 ) i n c o n t r a s t t o c o n v e n t i o n a l

c h l o r i n e e l e c t r o l y s i s

, w h e r e o n l y f r e e a c t i v e c h l o r i n e i s f o r m e d

, c o n s i s t o f a m i x t u r e o f s u c h

o x i d a n t s

. D u e t o t h e c o m p l e x it y a n d d i v e r s i t y o f n a t u r a l w a t e r s

, a l l t h e s e i n d i v i d u a l s h o r t

- l i v e d

o x i d a n t s a r e n o t p o s s i b l e t o a n a l y s e q u a l it a t i v e l y o r q u a n t it a t i v e l y

. F u r t h e r m

o r e

, t h e d e g r a d a t i o n

b a c k t o t h e b a c k g r o u n d r e a d i n g f o r T R O w i l l b e t o o r a p i d t o c o n d u c t a n a l y s i s r e q u i r e d f

o r s u c h

q u a n t i f i c a t i o n

. F r e e A c t i v e C h l o r i n e i s r e c o g n i z e d a s A c t i v e S u b s t a n c e s i n c e it w i l l b e t h e s e

s p e c i e s i m m e d i a t e l y f o r m i n g f r o m t h e i n it i a l l y f o r m e d C l 2 a t t h e a n o d e d u r i n g e l e c t r o l y s i s o f

c h l o r i d e c o n t a i n i n g w a t e r s

. S e a w a t e r e q u i l i b r i u m

, h o w e v e r

, f

o r i n s t a n c e w i l l f a v o u r a c t i v e

b r o m i n e t o b e p r e d o m i n a n t o v e r t i m e

. B o t h c h l o r i n e a n d b r o m i n e a r e d e t e c t e d t o g e t h e r w it h o t h e r

o x i d a n t a s T R O d u r i n g a n a l y s i s

. T h e r e f

o r e

, a d i f f e r e n t i a t i o n b e t w e e n t h e d i f f e r e n t s p e c i e s

m e a s u r e d a s T R O i s n o t p o s s i b l e

.

T h r o u g h o u t t h e t e s t s p e r f o r m e d a n d i n c l u d e d i n t h i s a p p l i c a t i o n f o r F i n a l A p p r o v a l

, a n

a p p r o x i m a t e i n it i a l T R O c o n c e n t r a t i o n o f 2 m g / l h a s b e e n u s e d a s t h e w o r s t

- c a s e c o n c e n t r a t i o n

. V e r i f i c a t i o n f o r t h i s a p p r o a c h i s d e s c r i b e d u n d e r s e c t i o n 3

. 1

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 8

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 5 D a t a

- s e t f o r A c t i v e S u b s t a n c e s a n d R e l e v a n t C h e m i c a l s ( G 9

, 4

. 2 )

3

. 5

. 1 A c t i v e S u b s t a n c e s

A p r o p o s a l f o r a p p r o v a l s h o u l d i n c l u d e i n f o r m a t i o n o n t h e p r o p e r t i e s o r a c t i o n s o f t h e

P r e p a r a t i o n o r a n y o f it s c o m p o n e n t s

. I n t h e c a s e o f A c t i v e S u b s t a n c e s u s e d b y t h e C l e a n B a l l a s t !

s y s t e m

, t h i s i n f o r m a t i o n i s i n c l u d e d a n d h a v e b e e n s u b m it t e d i n t h e a p p l i c a t i o n f

o r B a s i c

A p p r o v a l

.

3

. 5

. 2 R e l e v a n t C h e m i c a l s

T h e G E S A M P

- B W W G r e c o m m e n d e d m o r e d e t a i l e d i n f o r m a t i o n o n R e l e v a n t C h e m i c a l s b e f o r e

F i n a l A p p r o v a l c a n b e g r a n t e d t o a n y b a l l a s t w a t e r t r e a

t m e n t s y s t e m i n c l u d i n g t h e a d v a n c e d

e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t s y s t e m E c t o S y s Æ ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a r a g r a p h 7

. 2

. 2 )

. R e l e v a n t

C h e m i c a l s a r e r e c o g n i z e d a s p o t e n t i a l d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s a n d h y d r o g e n g a s f o r m e d a t t h e

c a t h o d e

.

3

. 5

. 2

. 1 D i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s

I n g e n e r a l

, h y d r o x y l r a d i c a l s d o n o t s e r v e a s p r e c u r s o r s f

o r h a l o g e n a t e d d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s

( D B P s ) w h e n p a r t i c i p a t i n g i n o x i d a t i o n

/ r e d u c t i o n r e a c t i o n s w i t h n a t u r a l o r g a n i c m a t e r i a l

. H o w e v e r

, i n t h e p r e s e n c e o f b r o m i d e p r e s e n t i n r a w w a t e r

, a n y o x i d i z i n g d i s i n f

e c t i o n m i g h t l e a d

t o t h e f o r m a t i o n o f o t h e r D B P s

, e

. g

. , b r o m a t e s i m i l a r t o O z o n e d e c o m

p o s it i o n m e c h a n i s m s

. B y s t u d i e s i n a r t i f i c i a l b r o m i d e

- c o n t a i n i n g s o l u t i o n

, v o n G u n t e n a n d O l i v e r a s ( 1 9 9 8 ) s h o w e d t h a t

b r o m a t e c a n b e f o r m e d b y a p u r e O H r a d i c a l m e c h a n i s m a n d t h a t h y

p o b r o m o u s

a c i d / h y p o b r o m i t e i s a r e q u i s it e i n t e r m e d i a t e i n b r o m a t e f o r m a t i o n

.

A c t i v e c h l o r i n e c a n a c t a s p r e c u r s o r f

o r D B P s

. T h e f o r m a t i o n o f a c t i v e c h l o r i n e i n

e l e c t r o c h e m i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s e s i s a l w a y s c l o s e l y l i n k e d t o t h e c h l o r i d e c o n c e n t r a

t i o n o f t h e

e l e c t r o l y t e (

= t h e n a t u r a l w a t e r ) a n d

, a s s u m i n g n o o t h e r c o n t r o l l i n g o f t h e r e a c t i o n r a t e

, t h e

h i g h e s t l e v e l s s h o u l d b e e x p e c t e d i n w a t e r s w it h t h e h i g h e s t c h l o r i d e c o n t e n t ( i

. e

. , f

u l l s a l i n it y s e a

w a t e r )

. I n t u r n

, t h e l e v e l o f h a l o g e n a t e d b y

- p r o d u c t s w i l l b e f

o r m e d i n p r o p o r t i o n t o t h e a c t i v e

c h l o r i n e / b r o m i n e i n s p e c i f i c n a t u r a l w a t e r s

.

I t i s k n o w n t h a t t h e c o n v e n t i o n a l c h l o r i n a t i o n o f w a t e r c o n t a i n i n g b r o m i d e a n d n a t u r a l o r g a n i c

m a t t e r ( N O M ) l e a d s t o t h e f o r m a t i o n o f h a l o g e n a t e d o r g a n i c c o m p o u n d s

, s u c h a s b r o m i n a t e d

t r i h a l o m e t h a n e s a n d h a l o a c e t i c a c i d s

. B r o m i n e s u b s t i t u t i o n i n d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s f o r m e d i s

a c o n s e q u e n c e o f t h e r a p i d o x i d a t i o n o f b r o m i d e b y c h l o r i n e t o b r o m i n e

, w h e r e b y i n s e a w a t e r

a t p H 8 h y p o b r o m o u s a c i d ( H O B r ) i s t h e d e c i s i v e s p e c i e s

. T h i s r e a c t i o n i s f

a s t a n d m a y h a v e

r e a c h e d c o m p l e t i o n w it h i n 2

. 5 m i n

. a f t e r c h l o r i n a t i o n o f s e a w a t e r ( W o n g a n d D a v i d s o n 1 9 7 7 )

.

H e r e b y

, t h e r a t i o o f b r o m i d e i o n t o c h l o r i n e c o n c e n t r a t i o n a f

f e c t s t h e T H M f o r m a t i o n a n d

b r o m i n e s u b s t it u t i o n o f c h l o r i n e

. F o r c h l o r i n a t e d d r i n k i n g w a t e r

, N o k e s e t a l

. ( 1 9 9 9 ) s h o w e d t h a t

a b o v e a m o l a r [ B r - ] : [ c h l o r i n e ] r a t i o o f 0

. 4 t h e b r o m i n a t e d T H M w e r e t h e d o m i n a n t f

r a c t i o n o f

t o t a l T H M ( T T H M ) a n d a t v e r y h i g h [ B r - ] : [ c h l o r i n e ] r a t i o s

, b r o m

o f o r m i s v i r t u a l l y t h e o n l y

T H M p r e s e n t

.

T h e c o m p e t it i v e r e a c t i o n b e t w e e n c h l o r i n e a n d a m m

o n i a c a n b e n e g l e c t e d d u e t o t h e l o w

a m m o n i a l e v e l a n d t h e h i g h e r b r o m i n e c o n c e n t r a t i o n i n t h e c h l o r i n a t e d h a r b o u r

/ s e a w a t e r

( A l l o n i e r e t a l

. , 1 9 9 9 )

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 9

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C I n g e n e r a l

, it i s w e l l p r o v e n t h a t N O M i s t h e p r i n c i

p a l p r e c u r s o r o f D B P f o r m a t i o n a n d t h a t t h e

D B P c o n c e n t r a t i o n s a r e t y p i c a l l y g r e a t e s t i n t h e s u m m e r a n d e a r l i e r f

a l l ( U n i t e d S t a t e s

E P A 1 9 9 9 ; A l l o n i e r e t a l

. , 1 9 9 9 )

. M a j o r r e a s o n s a r e t h a t t h e D B P f o r m a t i o n i n c r e a s e s w it h

i n c r e a s i n g t e m p e r a t u r e a n d t h e s e a s o n a l l y v a r i a t i o n o f N O M i n k i n d a n d c o n c e n t r a

t i o n

. I n t h i s

r e g a r d

, t h e c o n d it i o n s o f t h e l a n d

- b a s e d t y

p e a p p r o v a l t e s t i n g o f t h e C l e a n B a l l a s t !

, w h i c h w a s

c a r r i e d o u t i n t h e s u m m e r t i m e

, f a v o u r t h e f o r m a t i o n o f D B P a n d f a c i l it a t e t h e w o r s t

- c a s e

a p p r o a c h

. H o w e v e r

, a n a l y s i s o f b y

- p r o d u c t f

o r m a t i o n c a u s e d b y t h e a d v a n c e d e l e c t r o c h e m i c a l

d i s i n f e c t i o n t r e a t m e n t o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m h a s b e e n m a d e i n t h

r e e n a t u r a l w a t e r s w it h

d i f f e r e n t s a l i n it y ( c h l o r i d e c o n t e n t ) : f u l l s a l i n it y s e a w a t e r ( 3 5 p s u )

, b r a c k i s h w a t e r ( 1 1

- 1 5 p s u )

a n d i n f r e s h w a t e r ( < 3 p s u )

. E x a m p l e s o f d r i n k i n g w a t e r r e g u l a t i o n s a r e m e n t i o n e d h e r e t o s e r v e

a s c o m p a r a t i v e v a l u e s i n t h e c o m p l e t e r i s k a s s e s s m e n t o f b y

- p r o d u c t s f o r m a t i o n i n C l e a n B a l l a s t !

t r e a t m e n t

, k n o w i n g t h e w o r s t

- c a s e c o n c e n t r a t i o n s o f D B P s p r o d u c e d

.

A d s o r b a b l e O r g a n i c h a l o g e n s ( A O X ) i s a m e a s u r e o f t h e n u m

b e r o f C

- C l b o n d s f o r m e d i n a

r e a c t i o n

, e x p r e s s e d a s C l 2 c o n s u m e d t o f

o r m t h e s e b o n d s

. P a r t o f t h e A O X c o n t e n t i s v o l a t i l e ;

t h e m a i n r e p r e s e n t a t i v e i n t h i s c a s e i s c h l o r o f

o r m

. I t i s v e r y i m p o r t a n t t o d i s t i n g u i s h b e t w e e n t h e

v o l a t i l e a n d t h e n o n

- v o l a t i l e p a r t i n o r d e r t o a n a l y s e t h e A O X

. T h e n o n

- v o l a t i l e p a r t i s o f h i g h

i m p o r t a n c e d u e t o t h e p o t e n t i a l s t a b i l it y o f s o m

e o f t h e c o m p o n e n t s ( m a i n l y t h e c h l o r o a c e t i c a n d

c h l o r o a r o m a t i c c o m p o u n d s )

.

T r i h a l o m e t h a n e s ( T H M s ) a r e a g r o u p o f ( m a i n l y ) f

o u r c h e m i c a l s t h a t a r e f o r m e d a l o n g w it h o t h e r

d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s w h e n c h l o r i n e o r o t

h e r d i s i n f e c t a n t s u s e d t o c o n t r o l m i c r o b i a l

c o n t a m i n a n t s i n w a t e r r e a c t w it h n a t u r a l l y o c c u r r i n g o r g a n i c a n d i n o r g a n i c m a t t e r

. T h e t r i h a l o m e t h a n e s a r e : c h l o r o f o r m

, b r o m o d i c h l o r o m e t h a n e

, d i b r o m o c h l o r o m e t h a n e a n d

b r o m o f o r m

. I n g e n e r a l

, t r i h a l o m e t h a n e s a r e s u s p e c t e d t o d a m a g e t h e l i v e r

, k i d n e y s a n d c e n t r a l

n e r v o u s s y s t e m a n d a r e c o n s i d e r e d c a r c i n o g e n i c

, b u t d i f

f e r e n c e s b e t w e e n t h e s i n g l e T H M s p e c i e s

e x i s t

. I n t h e c a s e o f d r i n k i n g w a t e r

, d i f

f e r e n t r e g u l a t i o n s a r e c u r r e n t l y a c t i v e i n t e r n a t i o n a l l y

. I n t h e U n i t e d S t a t e s t h e s t a n d a r d w a s r e d u c e d f

r o m 1 0 0 t o 8 0 Ï g / L i n t h e ë S t a g e 2 d i s i n f

e c t a n t s

a n d d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s r u l e í ( E P A

, 2 0 0 6 )

. T h e E P A s t a n d a r d r e p l a c e d a s t a n d a r d o f a

m a x i m u m a l l o w a b l e a n n u a l a v e r a g e l e v e l o f 1 0 0 p a r t s p e r b i l l i o n

, i n D e c e m

b e r 2 0 0 1

, f o r l a r g e

s u r f a c e w a t e r p u b l i c w a t e r s y s t e m s

. T h e s t a n d a r d b e c a m e e f

f e c t i v e f o r t h e f i r s t t i m e i n

D e c e m b e r 2 0 0 3 f o r s m a l l s u r f a c e w a t e r a n d a l l g r o u n d w a t e r s y s t e m s

.

T h e W H O h a s a s e p a r a t e s t a n d a r d c o n s i d e r i n g t r i h a l o m

e t h a n e s ( W H O

, 2 0 0 5 ) :

B r o m o d i c h l o r o m e t h a n e ( C H B r C l 2 ) : 6 0 Ï g / l

B r o m o f o r m ( C H B r 3 ) : 1 0 0 Ï g / l

C h l o r o f o r m ( C H C l 3 ) : 3 0 0 Ï g / l

T h e p r o d u c t i o n o f b r o m o f o r m h a s b e e n r e p o r t e d f o r s e v e r a l s p e c i e s o f m a r i n e a l g a e

, e

. g

. , m a r i n e

r e d

, g r e e n a n d b r o w n m a c r o a l g a e

. T h i s f o r m a t i o n i s e n h a n c e d i n t h e p r e s e n c e o f s t r e s s o r s s u c h a s

m e c h a n i c a l s t r e s s

, i n c r e a s e l i g h t o r a d d i t i o n o f h y d r o g e n p e r o x i d e ( S u n d s t r ˆ m e t a l

. 1 9 9 6 )

. F u r t h e r m o r e

, b y

- p r o d u c t s o f a l g a e m e t a b o l i s m s a r e k n o w n t o b e t h e m a i n p r e c u r s o r f

o r a n

i n c r e a s e i n T H M f o r m a t i o n b y t h e c o n v e n t i o n a l c h l o r i n a t i o n o f e s t u a r i n e w a t e r

. T h i s w a s p r o v e d

b y c h l o r i n a t i o n o f a l g a e c u l t u r i n g m e d i a a f t e r t h e r e m o v a l o f t h e a l g a e p o p u l a t i o n

( C r a n e e t a l

. 1 9 8 0 )

.

H a l o g e n i c a c e t i c a c i d s ( H A A ) a r e a n i m

p o r t a n t t y p e o f c h l o r i n a t e d d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s

. H A A s a r e s u s p e c t e d t o f a v o u r t h e d e v e l o p m e n t o f c a n c e r

. A c e t i c a c i d s c o n s i s t o f t h

r e e h y d r o g e n

a t o m s t h a t a r e f i x e d t o a C O O H

- g r o u p

. H

- a t o m s o f h a l o g e n i c a c e t i c a c i d s a r e p a r t l y r e p l a c e d b yM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 0

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c h a l o g e n a t o m s

. H A A a r e h y d r o p h i l i c n o n

- v o l a t i l e c o m

p o u n d s

. H A A c a n o c c a s i o n a l l y b e f o u n d i n

t h e w a t e r i n h i g h e r c o n c e n t r a t i o n s t h a n t r i h a l o m e t h a n e s ( T H M )

. T h i s i s d e t e r m i n e d b y t h e

p H v a l u e o f t h e w a t e r

. M o s t l it e r a t u r e i n d i c a t e s t h a t w h e n t h e p H v a l u e i s l o w e r

, m

o r e H A A a r e

f o r m e d a n d w h e n t h e p H v a l u e i s h i g h e r

, m o r e T H M a r e f o r m e d ( D a l v i e t a l

. 2 0 0 0 )

. T h e c o m p o s it i o n o f n a t u r a l l y p r e s e n t o r g a n i c m a t t e r ( N O M ) a l s o d e t e r m i n e s t h e a m

o u n t o f

T H M o r H A A t h a t i s f o r m e d

. F a b b r i c i n o ( 2 0 0 5 ) f o u n d h i g h e r T H M o v e r H A A c o n c e n t r a t i o n s i n

c h l o r i n a t e d c o a s t a l w a t e r

, w h i l e i n c h l o r i n a t e d d e e p o c e a n w a t e r t h e r e l a t i v e c o n t r i b u t i o n o f

H A A s w a s a l m o s t f o u r t i m e s h i g h e r t h a n t h a t o f T H M s

. I n t h e U n it e d S t a

t e s

, t h e E P A h a s

e s t a b l i s h e d a s t a n d a r d o f 8 0 Ï g / L f o r f i v e h a l o g e n i c a c e t i c a c i d s ( M C A A

, D C A A

, T C A A

, M B A A a n d D B A A ; E P A

, 2 0 0 6 )

.

B r o m a t e ( B r O 3 - ) i s a n i n o r g a n i c b y

- p r o d u c t

, w h i c h f

o r m a t i o n i s a s s o c i a t e d w it h O z o n e w h e n

O z o n e u s e d f o r d i s i n f e c t i o n r e a c t s w i t h n a t u r a l l y o c c u r r i n g b r o m i d e f

o u n d i n s o u r c e w a t e r

. N a t u r a l l y

, b r o m a t e c a n b e f o r m e d b y t h e d i s p r o p o r t i o n a t i o n o f h y p o b r o m it e i n t o b r o m a t e a n d

b r o m i d e

, w h i c h i s f a v o u r e d a t p H 7

. 3 a n d o n e p o s s i b l e p a t h w a y f

o r t h e d e c o m p o s it i o n o f

h y p o b r o m i t e ( c o m p a r e a l s o a b o v e ; W o n g a n d D a v i d s o n 1 9 7 7 )

. B r o m a t e i s w e l l k n o w n t o b e

c a r c i n o g e n i c a n d m u s t b e c o n t r o l l e d a t a l l s e a w a t e r t r e a

t m e n t w i t h o x i d a t i v e m e t h o d s

. T h e S t a g e 2 D i s i n f e c t a n t s / D i s i n f e c t i o n B y

- p r o d u c t s R u l e ( E P A

, 2 0 0 6 ) r e g u l a t e s b r o m a t e a t a n

a n n u a l a v e r a g e o f 1 0 μ g / l i n t h e c a s e o f d r i n

k i n g w a t e r

.

3

. 5

. 2

. 1

. 1 T H M a n d A O X

T h e G E S A M P

- B W W G r a i s e d c o n c e r n s r e g a r d i n g u n a c c e p t a b l e l e v e l s o f T H M a n d A O X

p o t e n t i a l l y b e i n g f o r m e d a t r e s i d u a l c h l o r i n e l e v e l s o f > 1 m g / l ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

,

p a r a g r a p h 6

. 2 )

. A s e x p e c t e d a t a [ B r

- ] : [ T R O ] r a t i o o f 1 6 o r h i g h e r

, T H M f

o r m e d i n b r a c k i s h a n d

s e a w a t e r w i l l u l t i m a t e l y t o t h e m o s t e x t e n t c o n s i s t o f b r o m o f o r m ( C H B r 3 )

. E x a m p l e s o f a n a l y s i s

r e s u l t s f r o m t h e t o t a l f o r m a t i o n o f T H M a n d A O X i n t e s t w a t e r s d u r i n g w o r s t

- c a s e o p e r a t i o n o f

t h e C l e a n B a l l a s t ! f u l l

- s c a l e L B T A s y s t e m w it h i n t h e t y p e

- a p p r o v a l p r o c e s s i s s u m m a r i z e d i n

T a b l e 1

, w h i c h g i v e s a l s o t h e m a j o r c h e m i c a l

- p h y s i c a l w a t e r p a r a m e t e r s a s w e l l a s t h e b i o l o g i c a l

e f f i c i e n c y f o r t h e t w o l a r g e r s i z e

- c l a s s e s r e g a r d i n g t h e D

- 2 s t a n d a r d

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 1

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C T a b l e 1 : T H M f o r m a t i o n i n t h e t e s t w a t e r d u r i n g t h e L B T A p r o c e s s ( t e s t c y c l e 3 )

a t w o r s t

- c a s e c o n d i t i o n d u e t o u n u s u a l E c t o S y s Æ r e v e r s e d p o l a r i t y m o d e

b o t h d u r i n g b a l l a s t i n g a n d d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e

B a l l a s t i n g p r o c e d u r e I n i t i a l T R O 1

. 6 m g / l

P a r a m e t e r U n i t I n l e t t r e a t m e n t A

p H

- v a l u e

- 7

. 7 2

P r a c t i c a l s a l i n i t y u n i t s p s u 1 4

. 8 0

O x y g e n ( d i s s o l v e d ) m g / l 9

. 2 0

T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s ( T S S ) m g / l 1 0 0

. 6 7

T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) m g / l C 3 5

. 6 3

D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) m g / l C 1 9

. 4 0

P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n ( P O C ) m g / l C 1 6

. 2 3

A m m o n i u m ( N H

4 ) m g / l < 0

. 4

D e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e I n i t i a l T R O 1

. 6 m g / l

P a r a m e t e r U n i t A

f t e r t r e a t m e n t t a n k A ( D B ) E f f l u e n t t r e a t m e n t C E f f l u e n t c o n t r o l E

p H

- v a l u e

- 7

. 1 7

. 1 7

. 1

P r a c t i c a l s a l i n i t y u n i t s p s u 1 3

. 4 1 3

. 9 1 4

. 5

O x y g e n ( d i s s o l v e d ) m g / l 6

. 0 7

. 5 3

. 8

T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s ( T S S ) m g / l 1 0

. 0 1 2

. 3 1 6

. 7

T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) m g / l C 5

. 1 3

. 5 4

. 0

D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) m g / l C 1

. 6 2

. 9 2

. 6

P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n ( P O C ) m g / l C 3

. 5 0

. 6 1

. 4

A m m o n i u m ( N H

4 ) m g / l 0

. 4 < 0

. 4 0

. 4

T r i c h l o r o m e t h a n e C l

3 C H μ g / l < 0

. 3 < 0

. 3 < 0

. 3

D i c h l o r o b r o m o m e t h a n e C H B r C l

2 μ g / l 0

. 2 0

. 5 < 0

. 1

D i b r o m o c h l o r o m e t h a n e C H C l B r 2 μ g / l 6

. 8 1 3

. 0 < 0

. 1

T r i b r o m o m e t h a n e B r 3 C H μ g / l 1 8 0

. 0 3 3 0

. 0 < 0

. 1

S u m ( T T H M ) μ g / l 1 9 0

. 0 3 4 0

. 0 0

A O X m g / l 0

. 0 8 0

. 1 6 0

. 0 7

S i z e ≥ 1 0 a n d < 5 0 μ m C e l l s / m l 0 0 1 5 2

S i z e ≥ 5 0 μ m C e l l s / m 3 0 0 1 2 7

, 7 8 5

H e r e b y

, it h a s t o b e s t r e s s e d t h a t t h e w o r s t

- c a s e c o n d it i o n s w e r e n o t o n l y a c h i e v e d b y t e s t i n g i n

t h e s u m m e r t i m e a s m e n t i o n e d a b o v e

, w h e r e t h e h i g h e s t D B P f

o r m a t i o n p o t e n t i a l i s k n o w n

, a n d

a t h i g h e r D O C l e v e l s t h a n r e q u e s t e d f o r t h e I M O t e s t w a t e r d u r i n g L B T A b u t a l s o b y o p e r a t i n g

t h e E c t o S y s Æ u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d it i o n s i n r e s p e c t o f D B P f

o r m a t i o n

. I n o r d e r t o p r e v e n t

m i n e r a l h y d r o x i d e d e p o s it s f r o m s e a w a t e r o n t h e c a t h o d e s u r f a c e

, t h e p o l a r i t y o f t h e e l e c t r o d e s i s

r e v e r s e d i n c e r t a i n t i m e i n t e r v a l s

. D u r i n g n o r m a l o p e r a

t i o n ( d e f i n e d b y H Â k a n s s o n

, B o e t

. a l

.

ì E l e c t r o l y t i c c e l l f o r t r e a t i n g c o n t a m i n a t e d w a t e r s î

, P a t e n t a p p l i c a t i o n

n o

. : W O 2 0 0 5 0 5 8 7 6 1 ( A 1 ) )

, t h e l a s t e l e c t r o d e i s w o r k i n g a t c a

t h o d i c p o t e n t i a l r e d u c i n g e f f e c t i v e l y

T H M f o r m e d p r e v i o u s l y i n t h e c e l l

. A t r e v e r s e d p o l a r it y

, t h e l a s t e l e c t r o d e b e f

o r e t h e w a t e r

l e a v e s t h e c e l l i s w o r k i n g a t a n o d i c p o t e n t i a l a t w h i c h t h e a p p l i e d c u r r e n t p a r t l y f

o r m s T R O

. W h e n t h e c e l l e n d s w it h a n a n o d e

, t h e T H M f

o r m e d a s d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t f r o m a n o d i c a l l y

p r o d u c e d T R O c a n n o t b e f u r t h e r r e d u c e d a t a n y c a t h o d i c s u r f a c e

. T h i s r e s u l t i n h i g h e r T H M

c o n c e n t r a t i o n c o m p a r e d t o r u n n i n g t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l w it h n o r m a l p o l a r it y

. D u e t o

r e l a t i v e l y f r e q u e n t p o l a r it y r e v e r s a l

, t h e t r e a t e d w a t e r o r i g i n a t e s f

r o m b o t h n o r m a l a n d r e v e r s e d

o p e r a t i o n m o d e o f t h e E c t o S y s Æ r e s u l t i n g i n a m e a n T H M c o n c e n t r a t i o n d u r i n g c o m m o n

o p e r a t i o n o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. I n c o n t r a s t

, i n t h e t e s t c y c l e

, w h i c h r e s u l

t s a r e s h o w n i n

T a b l e 1

, t h e r e v e r s e d m o d e a l o n e w a s u s e d d u r i n g b o t h t h e b a l l a s t i n g a n d d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e

a n d t h e r e f o r e p r e s e n t s t h e h i g h e s t T H M c o n c e n t r a

t i o n s p o s s i b l y p r o d u c e d a n d a n u nr e a l i s t i c

w o r s t

- c a s e d u e t o n o r m a l l y a p p l i e d r e v e r s a l

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 2

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c T h e s e T H M a n a l y s e s r e p r e s e n t t h e m o s t f a r

- r e a c h i n g r e a c t i o n i n t h e t r e a t e d e f f l u e n t d u r i n g

d e b a l l a s t i n g

, b e c a u s e t h e T R O w a s n o t q u e n c h e d a f

t e r s a m p l e t a k i n g b y a d d i n g s o d i u m s u l p h i t e

o r t h i o s u l p h a t e a l l o w i n g t h e f u r t h e r T H M f o r m a t i o n

. I n r e a l it y

, d u r i n g d i s c h a r g i n g t h e t r e a

t e d

e f f l u e n t

, t o t a l l y d i f f e r e n t s e c o n d a r y r e a c t i o n s m i g h t o c c u r w i t h t h e u n t r e a t e d h a r b o u r w a t e r

,

w h i c h m i g h t n o t r e s u l t i n t h e D B P f o r m a t i o n

.

I t c a n n o t f i n a l l y b e j u d g e d

, i f i n c o m p a r i s o n t o t h e d a t a o f t h e B a s i c A p p r o v a l t h e T H M

f o r m a t i o n w a s i n c r e a s e d d u e t o t h e h i g h e r c o n c e n t r a t i o n o f m e t a b o l it e b y

- p r o d u c t s f

r o m

c u l t i v a t i n g t h e a l g a e

, b e f o r e d o s i n g t o t h e t r e a t m e n t a n d c o n t r o l l i n e t o g u a r a n t e e t h e h i g h i n l e t

c e l l n u m b e r s ( a b o v e t h e n a t u r a l p o p u l a t i o n i n t h e h a r b o u r w a t e r ) r e q u i

r e d b y G u i d e l i n e s ( G 8 )

. L i t e r a t u r e d a t a b y C r a n e ( 1 9 8 0 ) s t r o n g l y i n d i c a t e t h a t m

e t a b o l i c b y

- p r o d u c t s o f a l g a e m a y h a v e a

m a j o r i n f l u e n c e o n t h e p r o d u c t i o n r a t e o f T H M

.

T h e b i o l o g i c a l d a t a f o r t h e t w o s i z e

- c l a s s e s i n T a b l e 1 s h o w c l e a r l y t h a t t h e D

- 2 s t a n d a r d w a s

a l r e a d y a c h i e v e d b y t h e b a l l a s t i n g t r e a t m e n t a f t e r t h e f i v e d a y s í t a n k s t o r a g e

, b e c a u s e t h e

n u m b e r s o f v i a b l e o r g a n i s m f o r b o t h s i z e

- c l a s s e s w e r e z e r o a t t h e s a m p l e p o r t a f t e r t h e s t o r a g e

t a n k b e f o r e t h e w a t e r e n t e r s t h e E c t o S y s  f o r t h e s e c o n d d i s i n f e c t i o n t r e a t m e n t d u r i n g

d e b a l l a s t i n g

. B y u s i n g t o o m u c h d i s i n f e c t i o n

, t h i s s h o w s a g a i n t h e w o r s t

- c a s e a p p r o a c h u s e d i n

t h e s e t e s t s f o r t h e F i n a l A p p r o v a l a n d t h e u s e f u l n e s s o f t h e a b o v e m e n t i o n e d a l g a e m o n it o r f o r

c o n t r o l l i n g t h e d i s i n f e c t i o n e f f i c i e n c y o n l i n e i n r e a l t i m e a s i n t e n d e d l a t e r

. H e r e b y

, i t c a n b e

p r e v e n t e d t h a t t h e d i s i n f e c t i o n i s u s e d t o o m u c h o r t o o l e s s a n d a r e s p o n s e i s p o s s i b l e t o t h e g r e a t

v a r i a t i o n i n t h e w a t e r q u a l it y w o r l d

- w i d e u s e d a s b a l l a s t w a

t e r

.

T H M w a s a l s o a n a l y s e d i n t h e t e s t w a t e r u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c it y s t u d i e s

. T h e n a t u r a l f u l l

s a l i n i t y s e a w a t e r w it h a p p r o x i m a t e l y 6 5 m

g / l b r o m i d e w a s p r e

- f i l t e r e d t o 1 0 μ m b e f o r e

t r e a t m e n t

. F i l t e r i n g d o w n t o 1 0 μ m r e m o v e s m o r e o r g a n i c p a r t i c l e s s o t h a t t h e o x i d a n

t s p r e s e n t i n

t h e w a t e r a f t e r d i s i n f e c t i o n w i l l r e a c t m o r e r e a d i l y w it h t h e d i s s o l v e d o r g a n i c s

, f

a v o u r i n g t h e

f o r m a t i o n o f D B P

. T h e T R O c o n c e n t r a t i o n w a s k e p t a

t a c o n s t a n t l e v e l o f a p p r o x i m a t e 2 m g / l

,

a n d t h u s

, t h e l e v e l s o f b y

- p r o d u c t s f o u n d h e r e c a n b e c o n s i d e r e d a s w o r s t

- c a s e

. T h e r e s u l

t s a r e

s u m m a r i z e d i n T a b l e 2

.

T a b l e 2 : T H M f o r m a t i o n i n f u l l s a l i n i t y t e s t w a t e r u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c i t y s t u d i e s )

P a r a m e t e r U n i t F u l l s a l i n i t y ( 3 5 p s u ) T R O

= 2 m g / l

C o n t r o l T e s t w a t e r

T r i c h l o r o m e t h a n e C l 3 C H μ g / l < 0

. 1 < 0

. 1

D i c h l o r o b r o m o m e t h a n e C H B r C l 2 μ g / l < 0

. 1 < 0

. 1

D i b r o m o c h l o r o m e t h a n e C H C l B r 2 μ g / l < 0

. 1 0

. 6 5

T r i b r o m o m e t h a n e B r 3 C H μ g / l 0

. 5 8 3 3

. 8

S u m ( T T H M ) μ g / l 0

. 5 8 3 4

. 4 5

3

. 5

. 2

. 1

. 2 H A A

T h e f o r m a t i o n o f h a l o a c e t i c a c i d s ( H A A ) w a s a n a l y s e d b o t h d u r i n g t h e L B T A p r o c e s s a n d i n

e f f l u e n t s u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c it y s t u d i e s

. T h e r e s u l t s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e s 3 a n d 4

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 3

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C T a b l e 3 : H A A f o r m a t i o n i n t h e t e s t w a t e r d u r i n g t h e L B T A p r o c e s s ( t e s t c y c l e 3 ; f

o r

c h e m i c a l

, p h y s i c a l a n d b i o l o g i c a l p a r a m e t e r s s e e T a b l e 1 )

D e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e I n i t i a l T R O 1

. 6 m g / l

P a r a m e t e r U n i t A

f t e r t r e a t m e n t t a n k A ( D B ) E f f l u e n t t r e a t m e n t C E f f l u e n t c o n t r o l E

M o n o c h l o r o a c e t i c a c i d ( M C A A ) μ g / l 0

. 1 4 0

. 5 7 < 0

. 1

D i c h l o r o a c e t i c a c i d ( D C A A ) μ g / l 0

. 1 2 0

. 2 6 < 0

. 1

T r i c h l o r o a c e t i c a c i d ( T C A A ) μ g / l < 0

. 0 5 0

. 0 6 0

. 0 8

M o n o b r o m o a c e t i c a c i d ( M B A A ) μ g / l 0

. 3 3 3

. 0 0 < 0

. 1

D i b r o m o a c e t i c a c i d ( D B A A ) μ g / l 2 1

. 0 0 4 3

. 0 0 < 0

. 1

B r o m o c h l o r o a c e t i c a c i d ( B C A A ) μ g / l 0

. 6 6 1

. 6 0 < 0

. 1

T a b l e 4 : H A A f o r m a t i o n i n f u l l s a l i n i t y t e s t w a t e r u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c i t y s t u d i e s

P a r a m e t e r U n i t F u l l s a l i n i t y ( 3 5 p s u ) T R O = 2 m g / l

C o n t r o l T e s t w a t e r

M o n o c h l o r o a c e t i c a c i d ( M C A A ) μ g / l < 1

. 0 < 1

. 0

D i c h l o r o a c e t i c a c i d ( D C A A ) μ g / l < 1

. 0 < 1

. 0

T r i c h l o r o a c e t i c a c i d ( T C A A ) μ g / l < 1

. 0 1

. 5

M o n o b r o m o a c e t i c a c i d ( M B A A ) μ g / l < 1

. 0 4

. 1

D i b r o m o a c e t i c a c i d ( D B A A ) μ g / l < 1

. 0 1 2

. 2

B r o m o c h l o r o a c e t i c a c i d ( B C A A ) μ g / l < 1

. 0 1

. 9

A s d i s c u s s e d p r e v i o u s l y f o r T H M a n d k n o w n f r o m t h e l it e r a t u r e ( e

. g

. , W u a n d C h a d i k

, 1 9 9 8 )

,

s t r o n g e r b r o m i n e s u b s t it u t i o n o c c u r s d u r i n g H A A f

o r m a t i o n

, b e c a u s e b r o m i n e i s m o r e r e a c t i v e i n

s u b s t i t u t i o n r e a c t i o n s a s w e l l a s t h e c o n c e n t r a

t i o n o f c h l o r i n a t e d H A A d e c r e a s e s a s t h e b r o m i d e

c o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e s

.

3

. 5

. 2

. 1

. 3 B r o m a t e

T h e h i g h c h l o r i d e c o n c e n t r a t i o n o f f u l l

- s a l i n it y s e a w a t e r c r e a t e s m a j o r i n t e r f e r e n c e p r o b l e m s

w i t h a n a l y s i n g b r o m a t e a t l e v e l s r e l e v a n t i n t h e c a s e o f C l e a n B a l l a s t ! t r e a t m

e n t

. H o w e v e r

, u s i n g

c u s t o m i z e d I C

- I C P

- M S t e c h n i q u e

, it i s p o s s i b l e t o r e a c h r e p o r

t i n g l i m it s d o w n t o 1 0 μ g / l i n t h e

b r a c k i s h w a t e r o f B r e m e r h a v e n

, w h e r e t h e f i r s t t e s t s e t o f t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l p r o c e s s

t o o k p l a c e

. B r o m a t e w a s a l s o a n a l y s e d i n t h e t e s t w a t e r u s e d i n t h e c h

r o n i c t o x i c it y s t u d i e s

. T h e n a t u r a l f u l l

- s a l i n it y s e a w a t e r u s e d w a s p r e

- f i l t e r e d t o 1 0 μ m b e f o r e E c t o S y s Æ t r e a t m e n t

. T h e r e s u l t s f r o m b o t h c a s e s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e s 5 a n d 6

.

T a b l e 5 : B r o m a t e f o r m a t i o n i n t h e t e s t w a t e r d u r i n g t h e L B T A p r o c e s s ( t e s t c y c l e 3 ; f

o r

c h e m i c a l

, p h y s i c a l a n d b i o l o g i c a l p a r a m e t e r s s e e T a b l e 1 )

D e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e I n i t i a l T R O 1

. 6 m g / l

P a r a m e t e r U n i t A f t e r t r e a t m e n t t a n k A ( D B ) E f f l u e n t t r e a t m e n t C E f f l u e n t c o n t r o l E

B r o m a t e μ g / l 2 7 6 6 < 1M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 4

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c T a b l e 6 : B r o m a t e f o r m a t i o n ( h i g h e s t m e a s u r e d ) i n f u l l s a l i n i t y t e s t w a t e r u s e d i n t h e

c h r o n i c t o x i c i t y s t u d i e s

P a r a m e t e r U n i t F u l l s a l i n i t y w a t e r ( 3 5 p s u ) T R O = 2 m g /

l

C o n t r o l T e s t w a t e r

B r o m a t e μ g / l < 1 1 8

3

. 5

. 2

. 1

. 4 T r a n s f o r m a t i o n p r o c e s s e s a n d t o x i c i t y o f d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s

I n f i e l d s i d e s t u d i e s o n a r t i f i c i a l g r o u n d w a t e r r e c h a r g e a f t e r c h l o r i n a t i o n

, a r a p i d a t t e n u a t i o n o f

H A A w a s f o u n d ( < 1 d a y ) a s w e l l a s a s h o r t h a l f

- l i f e o f < 1

- 9 d a y f o r b r o m o f o r m

, w h i c h i s t h e

m o s t r a p i d l y a t t e n u a t e d T H M

. I n c o n t r a s t c h l o r o f

o r m w a s t h e m o s t p e r s i s t e n t ( m e a n h a l f

- l i f e

o f 6 5 d a y s )

. T h i s v e r i f i e s t h e p r e v i o u s l y f o u n d p e r s i s t e n c e d e c l i n i n g w i t h i n c r e a s e d b r o m i n a t i o n

o f T H M s ( P a v e l i c e t a l

. 2 0 0 5 )

.

A c u t e t o x i c it y d a t a o f f o u r t r i h a l o m e t h a n e s o n r a t s h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d ( C h u e t

. a l

. 1 9 8 0 )

. T h e

L D 5 0 v a l u e s w e r e f o u n d t o b e b e t w e e n 8 4 8 a n d 1 3 8 8 m g / k g

. B r o m o f o r m s e e m e d t o b e t h e l e a s t

t o x i c c o m p o u n d

. T h e d a t a o n c h l o r o f o r m c l e a r l y d e m o n s t r a t e a n o n

- g e n o t o x i c m e c h a n i s m o f

a c t i o n a n d n e w d a t a o n t h e b r o m i n a t e d T H M s p r o v i d e e v i d e n c e t h a t t h e s e t o o a r e o f l o w

g e n o t o x i c p o t e n c y

, o r a r e n o n

- g e n o t o x i c i n v i v o ( F a w e l l

, 2 0 0 0 )

. N o k e s e t a l

. ( 1 9 9 9 ) s h o w s t h a t

t h e t o t a l c a n c e r r i s k s d u e t o T H M s i n c h l o r i n a t e d d r i n k i n g w a t e r i n c r e a s e s v e r y r a p i d l y a s t h e

m o l a r [ B r - ] : [ c h l o r i n e ] r a t i o i n c r e a s e s t o a p p r o x i m a t e l y 0

. 1 5

, a f

t e r w h i c h t h e r i s k s l o w l y

d e c r e a s e s t o t h e v a l u e a s s o c i a t e d w it h b r o m

o f o r m a l o n e a t h i g h [ B r - ] : [ c h l o r i n e ] r a t i o s o f o n e

a n d h i g h e r

. F o r c o m p a r i s o n i n b r a c k i s h w a t e r o f 1 4 p s u t r e a t e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m t h e

m o l a r [ B r - ] : [ T R O ] r a t i o o f 1 6 i s v e r y h i g h ( m o l a r T R O a s s u m e d t h e o r e t i c a l l y t o b e p u r e l y

c h l o r i n e )

. B a t t e r m a n e t

. a l

. ( 2 0 0 2 ) s t u d i e d p a r t i t i o n c o e f

f i c i e n t s f o r t h e t r i h a l o m e t h a n e s i n b o d y

f l u i d s

, a n d r e p o r t e d t h a t i n h u m a n s

, T H M s a r e b o t h s t o r e d a n d m

e t a b o l i z e d w i t h r e l a t i v e l y r a p i d

c l e a r a n c e r a t e s

.

T h e g o o d b i o d e g r a d a b i l it y o f D C A A

, w h i c h h a s t h e t h i

r d h i g h e s t e f f l u e n t c o n c e n t r a t i o n o f

H A A s

, i s k n o w n i n t h e l i t e r a t u r e f r o m s t u d i e s i n w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t s ( R o d r i g u e z e t a l

. , i n

p r e s s )

. S i m i l a r f a s t b i o d e g r a d a t i o n c a n b e a s s u m e d f o r M C A A

, b e c a u s e l o w e r h a l o g e n

s u b s t i t u t e d a r e n o r m a l l y b e t t e r b i o d e g r a d a b l e

. D e g r a d a t i o n p r o d u c t s o f H A A a r e c a r b o n d i o x i d e

a n d h a l i d e i o n s

. H a n s o n e t

. a l

. ( 2 0 0 4

, I & I I ) h a v e m a d e t o x i c i t y s t u d i e s o n H A A s a n d a l s o a n

e c o l o g i c a l r i s k a s s e s s m e n t s i n a q u a t i c e n v i

r o n m e n t s

. E x p o s u r e o f t h r e e a q u a t i c p l a n t s p e c i e s

( M y r i o p h y l l u m

, L

. g i b b a ) t o t h e d i f f e r e n t H A A s f o u n d l o w t o x i c i t y i n t h e m g / l r a n g e ( i

. e

. , E C 1 0 )

a n d i n t h e g / l r a n g e f o r h i g h e r e f f e c t l e v e l s ( i

. e

. , E C 5 0 )

. M C A A w a s g e n e r a l l y t h e m

o s t t o x i c

. H A A s w e r e n o t c o n s i d e r e d t o e x h i b it h i g h d e g r e e o f t o x i c it y t o M

y r i o p h y l l u m o r L

. g i b b a u n d e r

l a b o r a t o r y c o n d it i o n s

.

A c r i t i c a l l i t e r a t u r e r e v i e w h a s b e e n u n d e r t a k e n o f t h e e f

f e c t s t h a t b r o m a t e ( B r O 3 - ) h a s o n a q u a t i c

o r g a n i s m s ( H u t c h i n s o n e t a l

. 1 9 9 7 )

. C h

r o n i c ( m u l t i g e n e r a t i o n ) s t u d i e s u s i n g f o u r m a r i n e

p h y t o p l a n k t o n s p e c i e s i n d i c a t e a s t i m u l a t i o n o f c e l l d i v i s i o n a t c o n c e n t r a

t i o n s u p

t o 1 3

. 6 m g / l B r O 3 -

, s u c h t h a t t h e E C 5 0 i s > 1 3

. 6 m

g / l B r O 3 - ( e x p o s u r e p e r i o d u n s p e c i f i e d )

. F o r f r e s h w a t e r i n v e r t e b r a t e s

, t h e a v a i l a b l e d a t a a r e l i m it e d t o a c u t e s t u d i e s u s i n g t w o s p e c i e s : t h e

w a t e r f l e a

, D a p h n i a m a g n a

, w it h a 4 8 h L C 5 0 o f 1 7 9 m

g / l B r O 3 -

. F o r s a l t w a t e r c r u s t a c e a n s

, t h e

l o w e s t r e p o r t e d a c u t e v a l u e i s a 2 4 h L C 5 0 o f 1 7 6 m g / l B r O 3 - f o r m y s i d s h r i m p

. R e p o r t e d 9 6 h L C 5 0 v a l u e s f o r j u v e n i l e s a l t w a t e r f i s h r a n g e f r o m 4 2 7 t o 5 1 2 m g / l B r O 3 -

.

. F o r f i s hM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 5

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C e a r l y l i f e s t a g e s

, n e w l y h a t c h e d l a r v a e a r e m o r e s e n s i t i v e t h a n e m

b r y o h a t c h i n g

, w it h a

l a r v a l 9 6 h L C 5 0 o f 3 1 m g / l B r O 3 - b e i n g o b s e r v e d

. I n c o n c l u s i o n

, a n u m b e r o f s t u d i e s p r o v i d e

e v i d e n c e f o r t h e a c u t e t o x i c it y o f b r o m a t e t o i n v e r t e b r a t e s a n d f

i s h i n t h e l o w e s t r e g i o n

o f 3 0 m g / l B r O 3 -

.

A p p l y i n g t h e f a c t o r o f 1 0 u s e d t o e x t r a p o l a t e f r o m a c u t e t o p o t e n t i a l c h r o n i c t o x i c it y

, t h e

a v a i l a b l e d a t a s u g g e s t t h a t t o p r o t e c t a q u a

t i c o r g a n i s m s f r o m l o n g

- t e r m a d v e r s e e f f e c t s

,

c o n c e n t r a t i o n s s h o u l d n o t e x c e e d a p p r o x i m a t e l y 3

. 0 m

g / l B r O 3 - ( H u t c h i n s o n e t a l

. 1 9 9 7 )

.

3

. 5

. 2

. 1

. 5 S u m m a r y a n d c o n c l u s i o n s

ñ D i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s

A n a l y s i s o f t r e a t e d b a l l a s t w a t e r e f f l u e n t s s h o w s t h a t t h e d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s o f c o n c e r n c a n

o n l y b e f o r m e d i n w a t e r w it h h i g h e r s a l i n i t y ( n o t r i v e r w a t e r ) a n d i n t h i s c a s e w i l l b e i n t h e r a n g e

o f d r i n k i n g w a t e r s t a n d a r d s

. T h e o r e t i c a l s t u d i e s o f t r a n s f

o r m a t i o n p r o c e s s e s o f t h e s e D B P s s h o w

t h a t d e t e c t a b l e a m o u n t s o f p o t e n t i a l l y d a n g e r o u s s u b s t a n c e s c a n n o t f

o r m u n d e r r e a l i s t i c

c o n d i t i o n s

. T h u s

, t h e c o n c l u s i o n i s d r a w n t h a t d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s a n d s e c o n d a r y

t r a n s f o r m a t i o n s p e c i e s w i l l n o t i m p o s e t h r e a t s t o c r e w

, s h i p o r e n v i r o n m e n t a s a r e s u l

t o f t h e u s e

o f t h e C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s o l u t i o n

.

3

. 5

. 2

. 2 H y d r o g e n f o r m a t i o n i n t h e C l e a n B a l l a s t ! u n d e r w o r s t

- c a s e o p e r a t i o n

H y d r o g e n g a s c a n p o t e n t i a l l y f o r m d u r i n g t h e e l e c t r o l y t i c d i s i n f e c t i o n p r o c e s s ( r e a c t i o n

m e c h a n i s m s c o m p a r e d a n d e x t e n s i v e l y d e s c r i b e d i n t h e s e p a r a t e a p p l i c a t i o n f

o r B a s i c A p p r o v a l

, M E P C 5 5 / 2 / 4 )

. T h e r e d u c t i o n o f o x y g e n d i s s o l v e d i n t h e w a t e r

, a s w e l l a s r e d u c t i o n o f v a r i o u s

o x i d a t i v e s p e c i e s a n d d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s a r e c o m p e t it i v e r e a c t i o n t o f o r m a t i o n o f h y d r o g e n

g a s

. D u e t o t h e o x y g e n a n d h y d r o g e n o v e r p o t e n t i a l o f t h e e l e c t r o d e s u s e d i n t h e E c t o S y s 

e l e c t r o l y s i s

, t h e h y d r o g e n g a s p r o d u c t i o n i s s i g n i f

i c a n t l y l o w e r c o m p a r e d t o c o n v e n t i o n a l

c h l o r i n e e l e c t r o l y s i s

. T h e r e f o r e

, i n t h e c a s e o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m n o h a r m f

u l

c o n c e n t r a t i o n s w i l l b u i l d u p i n t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s o r s u r r o u n d i n g s y s t e m s

. T h e

G E S A M P

- B W W G p r o p o s e d f u r t h e r i n v e s t i g a t i o n s o n p o t e n t i a l h y d r o g e n g a s f

o r m a t i o n i n

f u l l

- s c a l e b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m s ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a r a g r a p h s 1 0

. 2

. 2

a n d 1 0

. 2

. 3 ) a n d t h a t a s a f e t y f a c t o r o f a t l e a s t 2 s h o u l d b e a p p l i e d

. B o t h t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n s

a n d m e a s u r e m e n t s a t c r i t i c a l p o i n t s i n t h e s u r r o u n d i n g s y s t e m c o n f

i r m n o p o s s i b l e b u i l d

- u p o f

e x p l o s i v e l e v e l s o f h y d r o g e n g a s i n a n y p a r t o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m o r s u r r o u n d i n g s y s t e m s

,

a p p l y i n g s a f e t y f a c t o r s u p t o 1 6

. F o r o b v i o u s r e a s o n s

, t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s a r e o p e n t o

v e n t d u r i n g b a l l a s t i n g a n d d e b a l l a s t i n g

, m a k i n g it i m

p o s s i b l e t o b u i l d u p e x p l o s i v e

c o n c e n t r a t i o n s ( 4 % ) o f h y d r o g e n g a s i n t h e b a l l a s t w a t e r t a n k s

. A d d it i o n a l l y t o t h e l o w a m

o u n t o f

h y d r o g e n t h e o r e t i c a l l y f o r m e d

, a r e l i a b l e d e g a s s i n g i s i n c l u d e d a f

t e r t h e E c t o S y s Æ i n t h e

C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m d u r i n g t h e l a n d

- b a s e d t y

p e a p p r o v a l a n d f o r o n

- b o a r d i n s t a l l a t i o n s

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 6

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 5

. 2

. 2

. 1 T h e o r e t i c a l m a x i m u m p r o d u c t i o n o f h y d r o g e n

T h e m a x i m u m t o t a l a m o u n t o f a n e l e c t r o c h e m i c a l l y f o r m e d s u b s t a n c e o n e a c h e l e c t r o d e o f a n

e l e c t r o l y t i c c e l l i s d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o t h e q u a n t it y o f e l e c t r i c i t y p a s s e d t h

r o u g h t h e c e l l

. T h i s

r e l a t i o n s h i p i s s i m p l i f i e d i n t o t h e s o

- c a l l e d F a r a d a y ' s f i r s t l a w

, w h i c h c a n b e g e n e r a l l y a p p l i e d :

W h e r e

,

m i s t h e m a s s o f t h e s u b s t a n c e p r o d u c e d a

t t h e e l e c t r o d e ( i n g r a m s )

, Q i s t h e t o t a l e l e c t r i c c h a r g e t h a t p a s s e d t h

r o u g h t h e s o l u t i o n ( i n c o u l o m b s )

,

n i s t h e v a l e n c e n u m b e r o f t h e s u b s t a n c e a s a n i o n i n s o l u t i o n ( e l e c t r o n s p e r i o n )

, M i s t h e m o l a r m a s s o f t h e s u b s t a n c e ( i n g r a m s p e r m

o l e )

.

T o f o r m o n e m o l e c u l e o f H 2 f r o m w a t e r i s n e e d e d 2 e -

, t h u s n = 2

. M o l e c u l a r m a s s o f h y d r o g e n

g a s i s a p p r o x

. 2 g / m o l

. R u n n i n g t h e s y s t e m f o r 1 h a t m a x i m u m c u r r e n t ( 8 0 0 A )

, 1 0 0 % c u r r e n t

e x c h a n g e f o r c a t h o d i c h y d r o g e n p r o d u c t i o n ( i

. e

. , t h e u nr e a l i s t i c c a s e w e r e u n w a n t e d h y d r o g e n

f o r m a t i o n i s t h e o n l y r e a c t i o n o c c u r r i n g a t t h e c a t h o d e s )

, w i l l t h u s t h e o r e t i c a l l y r e s u l

t i n

a b o u t 3 0 k g o f h y d r o g e n c a r r i e d b y i n t o t a l 5 0 0 m 3 b a l l a s t w a

t e r

, c o r r e s p o n d i n g t o 0

. 0 0 6 w / 0 o f t h e

e f f l u e n t w a t e r

.

3

. 5

. 2

. 2

. 2 M e a s u r e m e n t s o f h y d r o g e n a t c r i t i c a l p o i n t s i n a f

u l l

- s c a l e ( 5 0 0 m 3 / h ) s y s t e m

D u r i n g t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l p r o c e s s

, h y d r o g e n h a v e b e e n m

o n i t o r e d b o t h c o n t i n u o u s l y

a n d m e a s u r e d m a n u a l l y u s i n g a p o r t a b l e i n s t r u m e n t

. T h e o n l i n e m e a s u r e m e n t s w e r e d o n e a s

f o l l o w s :

A f t e r t h e w a t e r o u t l e t o f t h e E c t o S y s Æ c e l l

, a n e x t e n d e d p i p e a s g a s t r a p i s i n s t a l l e d t h a t

t r a p s r e l i a b l y t h e h y d r o g e n

. A n a i r r e l e a s e v a l v e i s w o r k i n g c o n t i n u o u s l y a t t h e t o p

, a

t

w h i c h e x h a u s t g a s l i n e a h y d r o g e n s e n s o r t y p e D r ‰ g e r P E X 3 0 0 0 w a s i n s t a l l e d

. T h i s d e a e r a t i o n p i p e s e r v e s a s t h e c r i t i c a l s p o t w h e r e t h e m o s t h y d r o g e n w o u l d p o t e n t i a l l y

a c c u m u l a t e a n d b e r e m o v e d p u r p o s e f u l l y o u t s i d e t o t h e a m b i e n t a i r

.

T h e l o w e r e x p l o s i o n l i m it f o r h y d r o g e n g a s a t n o r m a l p r e s s u r e a n d t e m

p e r a t u r e i s 4

. 0 V o l

. - % H 2 ,

c o r r e s p o n d i n g t o 3

. 3 6 m g H 2 p e r d m 3 a i r

, w h i c h i s X % o n t h e m e a s u r i n g r a n g e o f t h e D r ‰ g e r

P E X 3 0 0 0

. T h e h y d r o g e n m e a s u r i n g c a l i b r a t e d r a n g e w a s 5

ñ 1 0 0 % o f l o w e r e x p l o s i o n l i m i t

, i

. e

. , 0

. 2

- 4 w / 0 t o t a l H 2 c o n t e n t i n t h e g a s

.

A s e c o n d

, m a n u a l m e a s u r e m e n t s o f t h e h y d r o g e n c o n c e n t r a t i o n w e r e d o n e a s f

o l l o w s :

A s a c o m p a r i s o n t o t h e o n l i n e h y d r o g e n g a s m

o n it o r i n g

, w a t e r s a m p l e s f r o m t h e

e l e c t r o l y s i s o u t l e t h a v e b e e n e x a m i n e d b y m e a n s o f g a s t u b e t e s t s D r ‰ g e r t y

p e C H 3 0 9 0 1

. T h i s g a s p i p e t e s t b o a s t s a m e a s u r i n g r a n g e o f 0

. 5

ñ 3

. 0 V o l

. % H 2 ( c o r r e s p o n d i n g

t o 1 2

. 5

ñ 7 5 % o f t h e l o w e r e x p l o s i o n l i m i t o f 4 % )

. M e a s u r i n g o v e r o u t l e t t r a p p e d f

l o w

s i m u l a t e s w o r s t

- c a s e s c e n a r i o i n a b a l l a s t w a t e r t a n k a s a c r i t i c a l s p o t

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 7

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C D u r i n g t h e m e a s u r e m e n t s

, t h e e l e c t r o c h e m i c a l c e l l w a s o p e r a t e d w it h c o n s t a n t w o r s t

- c a s e h i g h

c u r r e n t f o r m a x i m u m h y d r o g e n p r o d u c t i o n

, a t t h e s a m e t i m e v a r y i n g t h e b a l l a s t w a t e r f

l o w

- r a t e

t h r o u g h t h e s y s t e m e x p e c t i n g p o t e n t i a l l y h i g h e r H 2 a c c u m

u l a t i o n a t l o w e r f l o w r a t e s ( t h a t w o u l d

o n l y o c c u r d u r i n g i n c o r r e c t o p e r a t i o n o r o t h e r m a l f u n c t i o n s )

.

T h e r e a d i n g o f t h e o n l i n e i n s t r u m e n t w a s d o n e a t t h e s a m e t i m e a s t h e s a m

p l i n g f o r t h e t u b e t e s t

. T a b l e 7 s h o w s a n o v e r v i e w o f o p e r a t i n g p a r a m e t e r s a n d r e s u l

t s

.

T a b l e 7 : H y d r o g e n f o r m a t i o n a t p o t e n t i a l l y c r i t i c a l s p o t s d u r i n g w o r s t

- c a s e o p e r a t i o n o f

t h e C l e a n B a l l a s t ! * D r ‰ g e r O n l i n e P E X 3 0 0 0

, * * D r ‰ g e r

- t u b e

- t e s t

F l o w r a t e C u r r e n t / c e l l

- p a i r M e a s u r e m e n t s

D e a e r a t i o n

p i p e * O u t l e t w a t e r

f l o w * *

[ m 3 / h ] [ A ] [ V o l

. - % H 2 ] [ V o l

. - % H 2 ]

4 0 0 4 0 0 < 0

. 2 0 0

. 1 5

3 0 0 4 0 0 < 0

. 2 0 0

. 1 5

2 0 0 4 0 0 0

. 2 4 0

. 2 5

A n o t h e r c r i t i c a l s p o t w h e r e h y d r o g e n m a y t h e o r e t i c a l l y p o s s i b l y a c c u m

u l a t e i s t h e v e n t i n g p i p e

o n t o p o f t h e b a l l a s t w a t e r t a n k

. F o r m

e a s u r i n g t h e h y d r o g e n c o n t e n t o f t h e e x h a u s t a i

r a t

t h i s p o i n t

, a h a n d

- h e l d h y d r o g e n i n s t r u m

e n t ( D r ‰ g e r P A C I I I ; r a n g e 0

- 2 0 0 0 p p m w h i c h

e q u a l s 0

- 0

. 2 V o l

. % ) w a s u s e d

. T h e r e s u l

t s v a r i e d b e t w e e n 1 8 5 p p m u p t o 1 9 5 0 p p m a t t h e

b a l l a s t i n g o p e r a t i o n s d u r i n g t h e L B T A p r o c e s s

. T h u s

, a t t h i s s p o t n o t e v e n 0

. 2 V o l

. % w a s

r e a c h e d u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d it i o n s

.

I n t h e n o r m a l o p e r a t i o n o f t h e C l e a n B a l l a s t !

, n o d e g a s s i n g o c c u r s d u e t o t h e p r e s s u r i z e d s y s t e m

a n d t h e l o w a m o u n t o f h y d r o g e n p r o d u c e d

, w h i c h h a s t o b e a s s u m e d a s c o m

p l e t e l y d i s s o l v e d i n

w a t e r

. M e a s u r e m e n t s o f t h e g a s v o l u m e p r o d u c e d b y t h e E c t o S y s  i n t h e f u l l

- s c a l e C l e a n B a l l a s t !

w e r e c a r r i e d o u t b y s e l e c t i v e l y t r a p p i n g t h e g a s v o l

u m e a f t e r t h e E c t o S y s  w it h r e l e a s e a g a i n s t

a t m o s p h e r e

. E v e n u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d i t i o n s i n l o w s a l i n it y w a t e r ( < 0

. 2 p s u )

, w h e r e t h e h i g h

e l e c t r o d e p o t e n t i a l s l e a d t o m o r e e l e c t r o c h e m i c a l d i s c h a r g e t h r o u g h c o m m o n w a t e r e l e c t r o l y s i s

a n d

, h e n c e

, t h e f o r m a t i o n o f h y d r o g e n i s f a v o u r e d a t a w a t e r f l o w r a t e o f 5 0 0 m 3 / h

, t h e p r o d u c e d

g a s v o l u m e w a s v e r y l o w

ñ i n t h e p o s it i o n a f t e r d e c i m a l p o i n t o f t h e l it e r p e r h o u r r a n g e

ñ a n d

c o n s i s t s o f m i x e d g a s e s e

. g

. , o x y g e n a n d h y d r o g e n

.

3

. 5

. 2

. 2

. 3 C o n c l u s i o n s o n h y d r o g e n f o r m a t i o n i n t h e C l e a n B a l l a s t !

N o c o n c e n t r a t i o n s o f h y d r o g e n g a s e v e n c l o s e t o l e v e l s r e l e v a n t t o s a f

e t y i s s u e s a r e d e t e c t e d i n

t h e g a s e o u s p h a s e d i r e c t l y a b o v e t h e t r e a t e d w a t e r a

t w o r s t

- c a s e r u n n i n g c o n d i t i o n s o f t h e

C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m

. T h e h i g h e s t m e a s u r e d v a l u e i n c l u d i n g a l l c r it i c a l

s p o t s w a s 0

. 2 5 %

, w h i c h c o r r e s p o n d s t o 6 % o f t h e l o w e r e x p l o s i o n l i m it

. T h i s v a l

u e w a s

a c h i e v e d u n d e r e x t r e m e l y f o r c e d c o n d it i o n s ( i

. e

. , e x t r e m e i n c o r r e c t u s e o f t h e s y s t e m ) a n d

r e s u l t e d t o a s a f e t y f a c t o r o f 1 6

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 8

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c T h e o n l i n e m e a s u r i n g a n d t h e t u b e t e s t u s e d f

o r c o m p a r i s o n p u r p o s e s s h o w i d e n t i c a l r e s u l t s

. A s

a n a d d i t i o n a l s a f e t y m e a s u r e m e n t

, t h e p o w e r c o n t r o l o f t h e E c t o S y s Æ s h u t s a u t o m a t i c a l l y d o w n i n

c a s e t o o h i g h h y d r o g e n g a s c o n c e n t r a t i o n s w o u l d b e d e t e c t e d b y t h e o n l i n e m

o n i t o r i n t h e

d e a e r a t i o n p i p e a f t e r t h e E c t o S y s Æ

. D u e t o t h e l o w g a s v o l u m e a n d t h e l o w v o l u m e t r i c h y d r o g e n

g a s c o n c e n t r a t i o n p r o d u c e d a n d

, c o n s e q u e n t l y

, t h e h i g h s a f

e t y f a c t o r

, n o f u r t h e r s a f e t y

p r e c a u t i o n s a r e n e c e s s a r y b e s i d e s t h e g a s t r a p a f

t e r t h e E c t o S y s Æ w it h d e a e r a t i o n p i p e g o i n g

s e l e c t i v e l y t o t h e a t m o s p h e r e / o u t b o a r d

.

T a k i n g a l l f a c t s i n t o a c c o u n t

, h y d r o g e n f o r m a t i o n i n t h e C l e a n B a l l a s t ! c a n n o t p o s e a n y t h

r e a t t o

c r e w

, s h i p o r e n v i r o n m e n t

.

3

. 6 W h o l e

- e f f l u e n t c h a r a c t e r i z a t i o n

A c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e w h o l e e f

f l u e n t i n c l u d i n g s l u d g e w a s c a r r i e d o u t a c c o r d i n g t o

M e t h o d o l o g y f o r i n f o r m a t i o n g a t h e r i n g a n d t h e c o n d u c t o f w o r k o f G E S A M P

- B W W G

( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 4 ) h e r e i n a f t e r r e f e r r e d t o a s ë t h e M e t h o d o l o g y í

. T r a n s f

o r m a t i o n

p r o c e s s e s o f r e l e v a n t D B P w e r e i n v e s t i g a t e d t h e o r e t i c a l l y i n o r d e r t o e x c l

u d e t h e m f r o m t h e r i s k

a s s e s s m e n t ( s e e s e c t i o n 3

. 5

. 2

. 1

. 4 )

.

T e s t c o n d i t i o n s :

B r a c k i s h w a t e r w it h s a l i n it y r a n g e 1 1

- 1 5 p s u ( B r e m e r h a v e n )

3

. 6

. 1 C h a r a c t e r i z a t i o n o f d i s c h a r g e d s l u d g e

C h a r a c t e r i z a t i o n o f d i s c h a r g e d s l u d g e w a s i n a c c o r d a n c e w i t h s e c t i o n 3

. 5 o f t h e M e t h o d o l o g y f

o r

t r e a t e d b a l l a s t w a t e r

. T h e f o l l o w i n g p a r a m e t e r s w e r e a n a l y s e d i n t h e i n f

l u e n t o f t h e t r e a t m e n t a n d

c o n t r o l l i n e a s w e l l a s i n t h e d i s c h a r g e s l u d g e l i n e d u r i n g b a c k f

l u s h i n g o f t h e f i l t e r s a t b a l l a s t i n g

p r o c e d u r e

, a l l l i s t e d i n T a b l e 8

.

T a b l e 8 : C h a r a c t e r i z a t i o n o f d i s c h a r g e d s l u d g e d u r i n g L B T A t e s t c y c l e 3

, b a l l a s t i n g

s e q u e n c e c o m p a r e d t o t h e i n f l u e n t o f t r e a t m e n t a n d c o n t r o l l i n e

P a r a m e t e r U n i t I n l e t t r e a t m e n t A I n l e t C o n t r o l D S l u d g e S

p H

- v a l u e

- 7

. 7 2 7

. 8 0 7

. 4 9

P r a c t i c a l s a l i n i t y u n i t s p s u 1 4

. 8 0 1 4

. 8 0 1 4

. 8 0

D i s s o l v e d O x y g e n ( o n

- s i t e ) m g / l 4

. 9 0 5

. 2 0 4

. 9 0

R e d o x p o t e n t i a l m V 3 4 4 3 7 5 3 0 5

T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s ( T S S ) m g / l 1 0 1 9 4 9 1

T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) m g / l C 3 5

. 6 3 3 2

. 3 3 5 7

. 3 5

D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) m g / l C 1 9

. 4 0 1 8

. 3 3 1 1

. 1 0

P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n ( P O C ) m g / l C 1 6

. 2 3 1 4

. 0 0 4 6

. 2 5

I g n i t i o n l o s s % 7 8

. 0 0 7 6

. 6 7 9 0

. 6 0

S e t t l i n g S o l i d s m l / l < 0

. 2 < 0

. 2 < 0

. 2

D e n s i t y g / m l 1

. 0 0 9 1

. 0 0 9 1

. 0 0 9

T u r b i d i t y N F U 3 7

. 4 3 3 6

. 7 0 4 4

. 4 0

B a l l a s t i n g P r o c e d u r eM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 1 9

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C T h e f i l t e r s a r e b a c k f l u s h e d d u r i n g b a l l a s t i n g b y u s i n g t h e c l e a n e d e f

f l u e n t

. B e s i d e s s l i g h t l y

h i g h e r T o t a l a n d P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n c o n c e n t r a t i o n s

, t h e r e i s n o s i g n i f

i c a n t d i f f e r e n c e

b e t w e e n t h e i n l e t w a t e r ( p u m p e d h a r b o u r w a t e r ) a n d t h e s l u d g e d i s c h a r g e d r i g h t b a c k t o t h e

r e c e i v i n g s o u r c e / h a r b o u r w a t e r

.

3

. 6

. 2 C h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e w h o l e

- e f

f l u e n t w a t e r

C h e m i c a l w a t e r p a r a m e t e r s w e r e a n a l y s e d a n d / o r o n

- l i n e m

o n i t o r e d d u r i n g b o t h L B T A b a l l a s t i n g

p h a s e a n d d e b a l l a s t i n g p h a s e

, a c c o r d i n g t o t h e M e t h o d o l o g y

. T a b l e 9 s h o w s a n e x a m

p l e o f

r e s u l t s f r o m o n e L B T A t e s t c y c l e

. D i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s w e r e a l s o a n a l y s e d

, s e e f

u r t h e r

s e c t i o n s 3

. 5

. 2

. 1 a n d 3

. 6

. 2

. 1

.

T a b l e 9 : C h a r a c t e r i z a t i o n o f w h o l e

- e f f l u e n t d i s c h a r g e d w a t e r d u r i n g L B T A t e s t c y c l e 5

, d e b a l l a s t i n g s e q u e n c e c o m p a r e d t o b a l l a s t i n g i n l e t f

o r t r e a t m e n t a n d c o n t r o l

B a l l a s t i n g p r o c e d u r e

P a r a m e t e r U n i t I n l e t t r e a t m e n t A I n l e t c o n t r o l D

p H

- v a l u e

- 7

. 0 8 7

. 1 5

P r a c t i c a l s a l i n i t y u n i t s p s u 1 4

. 3 0 1 4

. 3 0

O x y g e n ( d i s s o l v e d ) m g / l 3

. 6 0 5

. 3 3

R e d o x p o t e n t i a l m V 4 3 5 4 5 3

T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s ( T S S ) m g / l 1 0 1 1 0 2

T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) m g / l C 3 1

. 3 0 3 5

. 3 3

D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) m g / l C 1 8

. 9 0 1 7

. 4 3

P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n ( P O C ) m g / l C 1 2

. 4 0 1 7

. 9 0

I g n i t i o n l o s s % 7 1

. 9 0 7 6

. 6 0

S e t t l i n g S o l i d s m l / l < 0

. 2 < 0

. 2

D e n s i t y g / m l 1

. 0 0 8 1

. 0 0 8

T u r b i d i t y N F U 3 2

. 2 3 2 8

. 7 0

D e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e

P a r a m e t e r U n i t E f f l u e n t t r e a t m e n t C E f f l u e n t c o n t r o l E

T R O m g / l 1

. 6

p H

- v a l u e

- 7

. 1 1 6

. 8 2

P r a c t i c a l s a l i n i t y u n i t s p s u 1 4

. 2 0 1 4

. 2 0

O x y g e n ( d i s s o l v e d ) m g / l 8

. 0 0 4

. 2 7

R e d o x p o t e n t i a l m V 2 3 4 3 4 5

T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s ( T S S ) m g / l 1 2 1 4

T o t a l O r g a n i c C a r b o n ( T O C ) m g / l C 3

. 6 7 4

. 7 3

D i s s o l v e d O r g a n i c C a r b o n ( D O C ) m g / l C 1

. 9 3 2

. 4 3

P a r t i c u l a r O r g a n i c C a r b o n ( P O C ) m g / l C 1

. 7 3 2

. 3 0

I g n i t i o n l o s s % 2 8

. 2 7 5 3

. 8 3

S e t t l i n g S o l i d s m l / l < 0

. 2 < 0

. 2

D e n s i t y g / m l 1

. 0 0 8 1

. 0 0 8

T u r b i d i t y N F U 3

. 2 5 7

. 5 2

A s e x p e c t e d

, t h e t u r b i d it y

, T S S a n d P O C c o n c e n t r a t i o n s a r e l o w e r i n t h e e f

f l u e n t o f t h e t r e a t m e n t

a f t e r t h e d e b a l l a s t i n g c o m p a r e d t o t h e c o n t r o l l i n e

. F u r t h e r m o r e

, t h e o x i d i z i n g t r e a t m e n t i n c r e a s e s

t h e d i s s o l v e d o x y g e n c o n c e n t r a t i o n o f t h e d i s c h a r g e d w a t e r c o m

p a r e d t o t h e c o n t r o l l i n e

. A l l o t h e r p a r a m e t e r s a r e n o t s i g n i f i c a n t l y c h a n g e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! t r e a t m e n t

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 0

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 6

. 2

. 1 A n a l y s i s o f d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s ( D B P )

A n a l y s i s o f t h e p r o d u c t i o n ( i n n a t u r a l w a t e r s ) o f T H M ( e s p e c i a l l y b r o m

o f o r m )

, A O X a n d H A A

a s w e l l a s b r o m a t e u n d e r d i f f e r e n t o p e r a t i n g c o n d i t i o n s o f t h e L B T A s y s t e m a n d d i f

f e r e n t

s a l i n i t i e s w a s d o n e

. S e e f u r t h e r s e c t i o n 3

. 5

. 2

. 1

.

3

. 7 T o x i c i t y s t u d i e s o f w h o l e

- e f f l u e n t w a t e r

3

. 7

. 1 A c u t e t o x i c i t y

T h e G E S A M P

- B W W G r a i s e d c o n c e r n s o v e r p o s s i b l e c u m

u l a t i v e t o x i c e f f e c t s o f A c t i v e

S u b s t a n c e s a n d R e l e v a n t C h e m i c a l s

, a n d t h i s c a n o n l y b e s t u d i e d t a k i n g a w h o l e

- e f

f l u e n t

c o n s e r v a t i v e a p p r o a c h

. A l l b r a c k i s h w a t e r t e s t s o n w h o l e

- e f

f l u e n t a c u t e t o x i c i t y w e r e c a r r i e d o u t

u s i n g s a m p l e s t a k e n d u r i n g l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l p r o c e d u r e a c c o r d i n g t o P r o c e d u r e ( G 9 )

. A l l t h e s e s a m p l e s w e r e t a k e n f r o m t h e e f f l u e n t d i r e c t l y a f t e r t h e d i s i n f e c t i o n u n it d u r i n g t h e

d e b a l l a s t i n g o p e r a t i o n o f t h e L B T A p r o c e s s ( w a t e r t r e a t e d a t a f l o w r a t e o f 5 0 0 m 3 / h

, s t o r e d f o r

f i v e d a y s

, t r e a t e d a g a i n a n d s a m p l e w a t e r i m m e d i a t e l y t a k e n f r o m t r e a t m e n t o u t l e t a n d s e n t t o

l a b

, o r c o l l e c t e d f o r t h e o n

- s it e m e a s u r e m e n t s )

. D u e t o t h e s h o r t h a l f

- l i f e a n d r a p i d d e c a y o f

A c t i v e S u b s t a n c e s

, t h e g e n e r a l a p p r o a c h u s e d w a s t o d e t e r m i n e t h e i n it i a l t o x i c i t y o f t h e w a t e r

,

a l o n g w i t h d e t e r m i n i n g t h e d e c r e a s e o f t o x i c it y o v e r t i m e a s w e l l a s p a r a l l e l m e a s u r e m e n t o f t h e

T R O

. S t u d i e s o f t h e d e g r a d a t i o n o f t o x i c it y d u r i n g t h e i n it i a l p e r i o d a f

t e r t r e a t m e n t w e r e

r e c o m m e n d e d b y t h e G E S A M P

- B W W G i n t h e i r e v a l u a t i o n o f t h e s u b m i s s i o n f

o r B a s i c A p p r o v a l

t o t h e d i s i n f e c t i o n u n i t ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a r a g r a p h 1 0

. 4

. 2

. 2 )

. A l l t e s t s w e r e m a d e t a k i n g

a c o n s e r v a t i v e ì w o r s t

- c a s e î a p p r o a c h

, i

. e

. , t h e d i s i n f e c t i o n u n it i n c l u d e d i n t h e C l e a n B a l l a s t !

L B T A s e t

- u p w a s o p t i m a l l y a d j u s t e d f o r m a x i m i z e d

, h i g h p r o d u c t i o n o f T R O

, w h i c h i s j u d g e d t o

b e t h e p r i m a r y c a u s e o f a c u t e t o x i c it y o r p r e c u r s o r s f

o r b y

- p r o d u c e d t o x i c s p e c i e s

. T h i s a s s u m p t i o n w a s s u p p o r t e d b y t h e G E S A M P

- B W W G i n t h e e v a l u a t i o n ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

,

a n n e x 7

, p a r a g r a p h s 9

. 2

. 2 a n d 1 0

. 3

. 3 ) o f t h e a p p l i c a t i o n f

o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

.

T h e i n t e n t i o n w a s t o u s e a s s e n s it i v e o r g a n i s m s a s p o s s i b l e i n t h e t e s t s

. T h e A c t i v e S u b s t a n c e o f

f r e e a c t i v e c h l o r i n e i s f o r m e d i n t h e d i s i n f e c t i o n p r o c e s s o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, u s i n g

c h l o r i d e i o n s ( M E P C 5 5 / 2 / 4

, p a r a g r a p h 4

. 3

. 2 ) a s p r e c u r s o r

. F

r e e a c t i v e c h l o r i n e i s t h e r e a c t a n t

m o s t l y r e s p o n s i b l e f o r t h e m e a s u r e d T R O v a l u e

, b e i n g s e t t o e q u i l i b r i u m b y t h e a c t u a l n a t u r a l s e a

w a t e r p a r a m e t e r s

. F r e s h w a t e r c o n t a i n s v e r y l o w c o n c e n t r a t i o n s o f c h l o r i d e ; t h e r e f

o r e

, T R O i s

f o r m e d i n m u c h l o w e r q u a n t it i e s a n d a l s o m u c h h i g h e r d e g r a d a t i o n r a t e s

. G u i d e l i n e s ( G 8 ) r e q u i

r e

l a n d

- b a s e d f u l l

- s c a l e t e s t s i n a t l e a s t t w o d i f f e r e n t s a l i n it i e s

, a n d t h e r e f o r e a c u t e t o x i c it y t e s t s o n

t h r e e t r o p i c l e v e l s w e r e a l s o p e r f o r m e d i n f r e s h w a t e r a l o n g w i t h t h e a c u t e t e s t s i n b r a c k i s h w a t e r

a n d t h e c h r o n i c s t u d i e s i n f u l l s a l i n it y w a t e r

. N o r e s i d u a l t o x i c it y w a s e x p e c t e d i n s u c h w a t e r s

. D u e t o t h e p r e d o m i n a n t p r o d u c t i o n o f s h o r

t

- l i v e d O H

- r a d i c a l s a s o x i d a n t s

, t h e T R O

c o n c e n t r a t i o n i n t h e f r e s h w a t e r c o u l d n o t r e a c h 2 m g / l a n d t h e w o r s t

- c a s e a p p r o a c h c o u l d n o t b e

f u l f i l l e d

. T h e r e s u l t s f r o m t h e a c u t e t o x i c i t y t e s t s c a n r e a d i l y b e s u b m i t t e d t o t h e

G E S A M P

- B W W G i f r e q u e s t e d

. W o r s t

- c a s e s t u d i e s o f a c u t e t o x i c it y o f e f

f l u e n t f r o m t h e

d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e i n f u l l s a l i n it y ( 3 5 p s u ) s e a w a t e r h a v e b e e n p e r f

o r m e d a n d r e p o r t e d

p r e v i o u s l y i n t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 1

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 3

. 7

. 1

. 1 B r a c k i s h w a t e r s t u d i e s

T e s t c o n d i t i o n s :

B r a c k i s h w a t e r w it h s a l i n it y r a n g e 1 1

- 1 5 p s u ( B r e m e r h a v e n )

W o r s t

- c a s e d i s i n f e c t i o n ( I n it i a l T R O l e v e l s < = 2 m g / l )

P e r f o r m a n c e S t a n d a r d D

- 2 f u l f i l l e d

.

3

. 7

. 1

. 1

. 1 D e g r a d a t i o n o f T R O

T h e d e g r a d a t i o n o f T R O w a s m e a s u r e d u s i n g t h e s t a n d a r d D P D m

e t h o d ( D r

. L a n g e ) f o r f r e e

- a n d

t o t a l a c t i v e c h l o r i n e m e a s u r e m e n t

. I t i s w e l l k n o w n t h a t t h i s t e c h n i q u e ( b a s e d o n D P D r e a g e n t s )

r e s p o n d s t o a l l o x i d a t i v e s p e c i e s i n t e r p r e t e d a s T R O

. R e s u l

t s c o n f i r m t h e p r e v i o u s r e s u l t s a n d

s t a t e m e n t s ( M E P C 5 5 / 2 / 4

, p a r a g r a p h 5

. 2

. 7

. 2 ) t h a t t h e T R O d e g r a d e s r a p i d l y d u r i n g t h e

f i r s t 2 0 m i n u t e s

. F i g u r e 3 s h o w s m e a s u r e d T R O d e c a y o v e r t h e i n i t i a l t i m e p e r i o d a f

t e r t r e a t m e n t

i n u n d i s t u r b e d s t o r e d s a m p l e s t a k e n f r o m t h e e f f l u e n t ( s a m p l e p o r t C ) d u r i n g t h e f i v e f i r s t L B T A

d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e s i n b r a c k i s h w a t e r

. F o r e a c h t i m e i n t e r v a l

, a s u b

- s a m

p l e w a s t a k e n f r o m

t h e s t o r e d e f f l u e n t s a m p l e a n d c o n s e q u e n t l y a n a l y s e d f o r T R O

.

T R O d e g r a d a t i o n i n C l e a n B a l l a s t ! d e b a l l a s t i n g e f f l u e n t

0

. 0 0

. 2 0

. 4 0

. 6 0

. 8 1

. 0 1

. 2 1

. 4 1

. 6 1

. 8

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0

T i m e [ m i n ]TRO[mg/l] L B T

A c y c l e 1

L B T A c y c l e 2

L B T A c y c l e 3

L B T A c y c l e 4

L B T A c y c l e 5

F i g

. 3 : T R O d e c a y i n s t o r e d e f f l u e n t f r o m t h e L B T A t y p e a p p r o v a l s e t

- u p ( w i t h o u t d i s c h a r g e t o t h e r e c e i v i n g w a t e r )

B a c k g r o u n d D P D r e s p o n s e o f t h e n a t u r a l h a r b o u r w a t e r i s a b o u t 0

. 2 m

g / l

, w h i c h i n a l l c a s e s w a s

r e a c h e d a f t e r a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 m i n

. I n t e r p r e t i n g t h e s e r e s u l

t s

, i t h a s t o b e s t r e s s e d t h a t t h e

e f f l u e n t s a m p l e s w e r e s t o r e d s h i e l d e d f r o m t h e s u n l i g h t a n d

, t h e r e f o r e

, a g a i n a w o r s t

- c a s e

a p p r o a c h w a s a p p l i e d

. S t u d y i n g t h e s u n l i g h t

- i n d u c e d p h o t o c h e m i c a l d e c a y o f d i f

f e r e n t o x i d a n t s

i n n a t u r a l w a t e r f o r i m p l i c a t i o n i n b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t

, C o o p e r e t a l

. ( 2 0 0 7 ) g a v e r e a c t i o n

h a l f

- l i v e s o f a p p r o x i m a t e l y 1 1 m i n

. f o r H O C l / O C l

- a n d 2 0 m i n

. f o r H O B r / O B r - a t p H 8

. D e p e n d i n g o n t h e p o i n t o f d i s c h a r g e o f t h e s h i p a n d m i x i n g / t u r b u l e n c e o f t h e r e c e i v i n g w a t e r t h e

p h o t o

- i n d u c e d d e c a y o f c h l o r i n e a n d b r o m i n e h a s t o b e c o n s i d e r e d i n t h e t r e a t e d a n d d i s c h a r g e d

w a t e r a n d m i g h t c a u s e a f a s t e r T R O d e c a y a s s h o w n i n t h e u n d i s t u r b e d s a m

p l e s i n F i g

. 3 a n d

t h e r e f o r e l o w e r s e c o n d a r y b y

- p r o d u c t s f o r m a t i o n

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 2

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 7

. 1

. 1

. 2 K i n e t i c E k o t o x

T e t r a s e l m i s s u e c i c a i s u s e d a s a t e s t o r g a n i s m t h

r o u g h o u t t h e L B T A p r o c e s s a c c o r d i n g t o

G u i d e l i n e s ( G 8 ) a n d h a s a l s o b e e n u s e d o v e r a l o n g p e r i o d o f t i m e i n t e s t i n g t h e p e r f

o r m a n c e o f

t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. T h e e x p e r i e n c e o f t h i s o r g a n i s m i s c o n s i d e r e d q u i t e w i d e

. T h e r e f

o r e

,

t h e r e i s a n a d v a n t a g e o f u s i n g t h e s a m e o r g a n i s m i n o r d e r t o s t u d y t h e d e c a y o f t o x i c s u b s t a n c e s

a n d l i n k d e c r e a s e i n t o x i c it y t o d e c a y o f T R O

. T h e t o x i c it y d e c r e a s e o v e r t i m e f

r o m t h e i n it i a l

t o x i c i t y o f t h e t r e a t e d w a t e r d o w n t o n o n

- t o x i c l e v e l s w a s s t u d i e d b y e x p o s i n g a c o n s t a n t

, k n o w n

c e l l d e n s i t y o f v i a b l e T e t r a s e l m i s t o e a c h s a m p l e t a k e n f r o m t h e s t o r e d e f f l u e n t o f t h e

C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m f r o m d e b a l l a s t i n g a f t e r d i f f e r e n t s t o r a g e t i m e s o f t h e e f f l u e n t

. T h e s t u d i e s

w e r e p e r f o r m e d o n

- s it e a t t h e L B T A p l a n t f o r i m m e d i a t e a c c e s s o f t r e a t e d w a t e r

. T h e v i a b i l it y

w a s d e t e r m i n e d b y m e a s u r i n g t h e f l u o r e s c e n c e s i g n a l o f t h e d o s e d v i a b l e T e t r a s e l m i s c e l l s i n t h e

t r e a t m e n t e f f l u e n t f r o m d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e c o m p a r e d t o c o n t r o l

. I n t h i s c a s e

, a s c o n t r o l

, t h e

u n d i s t u r b e d h a r b o u r w a t e r a t t h e p o i n t o f l a t e r d i s c h a r g e ( 1 m f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t

, 3 0 c m

b e l o w t h e s u r f a c e ) w a s u s e d

. F i g

. 4 s h o w s a n e x a m p l e o f t h e r e s u l t s o f t h e K i n e t i c E k o t o x

s t u d i e s

, w h i c h c o r r e s p o n d s w e l l w it h b o t h t h e T R O d e c a y p a t t e r n a n d t h e M i c r o t o x Æ a n a l y s i s

( s e e s e c t i o n s 3

. 7

. 1

. 1

. 1 a n d 3

. 7

. 1

. 1

. 3 )

.

0

. 0 0

. 2 0

. 4 0

. 6 0

. 8 1

. 0 1

. 2

0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0

T i m e a f t e r d i s i n f e c t i o n [ m i n u t e s ]viabilitytreated/control

L B T A c y c l e 2

L B T A c y c l e 4

L B T A c y c l e 5

F i g

. 4 : K i n e t i c t o x i c i t y r e s p o n s e o f T e t r a s e l m i s f r o m s t o r e d e f f l u e n t f r o m d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e i n L B T A

c y c l e 2 ( 1

. 6 m g / l i n i t i a l T R O

, 4 ( 1

. 5 m g / l i n i t i a l T R O ) a n d 5 ( 1

. 2 m g / l i n i t i a l T R O ) r e l a t e d t o t h e

u n d i s t u r b e d r e c e i v i n g w a t e r a s c o n t r o l

T h e G E S A M P

- B W W G r a i s e d c o n c e r n s o v e r p o s s i b l e a c u t e t o x i c i t y o f r e c e i v i n g w a t e r s c l o s e t o

t h e d i s c h a r g e p o i n t

, w h e n l a r g e a m o u n t s o f b a l l a s t w a t e r i s b e i n g d i s c h a r g e d ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

,

a n n e x 7

, p a r a g r a p h 9

. 3

. 4 )

. A n a l y s i s o f t h e T e t r a s e l m i s r e s p o n s e t o r e s i d u a l t o x i c i t y h a s b e e n

p e r f o r m e d i m m e d i a t e l y o n w a t e r s a m p l e s t a k e n 1 m f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t

, 3 0 c m b e l o w t h e

s u r f a c e d u r i n g d e b a l l a s t i n g 5 0 0 m 3 / h f r o m t h e L B T A s y s t e m

. T h e u n d i s t u r b e d h a r b o u r w a t e r a t

t h e d i s c h a r g e p o i n t w a s u s e d a s c o n t r o l h e r e

. C o m

p l e m e n t i n g h a r b o u r w a t e r s a m p l e s t a k e n f r o m

r e p r e s e n t a t i v e d i s t a n c e s a w a y f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t ( c o r n e r s o f t h e b a r g e w h e r e t h e t e s t sM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 3

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C L B T A t e s t s w e r e d o n e ) a l s o a n a l y s e d w it h t h e s a m e m

e t h o d

, i n p a r a l l e l w it h T R O a n a l y s i s

. T h e r e s u l t s a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 0

.

T a b l e 1 0 : T o x i c i t y r e s p o n s e o f T e t r a s e l m i s a n d T R O v a l u e o f s a m p l e s t a k e n a t d i f

f e r e n t

l o c a t i o n s a n d t i m e s d u r i n g a n d a f t e r t h e L B T A d e b a l l a s t i n g p r o c e s s a n d d i s c h a r g e

( t r e a t e d ) a n d c o n t r o l (

= u n d i s t u r b e d h a r b o u r w a t e r a t p o i n t o f d i s c h a r g e b e f

o r e

t r e a t m e n t )

. * D P = D i s c h a r g e P o i n t

S a m p l i n g l o c a t i o n & t i m e V i a b i l i t y T R O [ m g / l ]

C o n t r o l T r e a t e d C o r n e r s C o n t r o l T r e a t e d C o r n e r s

S t a r t 0

. 6 4 9 0

. 1 5 5

* D P 1 0 m i n d e b a l l a s t 0

. 5 8 4 0

. 5 8 1 0

. 1 5 0

* D P 2 0 m i n d e b a l l a s t 0

. 6 2 2 0

. 6 9 9 0

. 1 9 4

* D P 5 m i n a f t e r e n d o f d e b a l l a s t 0

, 6 4 0 0

. 6 6 8 0

. 1 5 4

* D P 1 0 m i n a f t e r e n d o f d e b a l l a s t 0

. 5 9 8 0

. 6 3 7 0

. 1 3 0

R i g h t c o r n e r

, b e f o r e d i s c h a r g e 0

. 6 2 5 0

. 1 3 3

L e f t c o r n e r

, b e f o r e d i s c h a r g e 0

. 6 2 1 0

. 1 4 2

R i g h t c o r n e r

, 3 0 m i n d i s c h a r g e 0

. 6 2 2 0

. 1 3 7

L e f t c o r n e r

, 3 0 m i n d i s c h a r g e 0

. 6 4 2 0

. 1 4 8

T h e d e b a l l a s t e d e f f l u e n t h a d a n i n it i a l m e a n T R O c o n c e n t r a

t i o n o f 1

. 7 m g / l i n t h i s t e s t

. T h e c o n c e n t r a t i o n 1 m f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t d u r i n g d e b a l l a s t i n g

, 3 0 c m b e l o w s u r f

a c e

,

s h o w e d a n i n it i a l 5

- 1 0 % i n c r e a s e c o m p a r e d t o n a t u r a l h a r b o u r w a t e r

. A s c a n b e s e e n i n t h e s e

d a t a

, n o s i g n i f i c a n t i n c r e a s e i n t o x i c i t y w e r e f o u n d a m o n g s t t h e s a m p l e s t h a t w e r e t a k e n

. T h i s c o n f i r m s t h a t C l e a n B a l l a s t ! e f f l u e n t s w i l l n o t c a u s e a c u t e t o x i c i t y i n r e c i p i e n t w a t e r s e v e n

u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d it i o n s

.

3

. 7

. 1

. 1

. 3 L u m i n i s c e n s e b a c t e r i a t e s t ( M i c r o t o x Æ )

T h e a c u t e t o x i c it y o f t h e w h o l e

- e f f l u e n t w a s m e a s u r e d u s i n g M i c r o t o x Æ m e t h o d

, b o t h i m m e d i a t e

o n

- s i t e m e a s u r e m e n t s a n d o n s a m p l e s t r a n s p o r t e d t o a n e a r b y l a b f o r r e f e r e n c e

. M i c r o t o x Æ i s a

s t a n d a r d i z e d t o x i c i t y t e s t s y s t e m w h i c h i s r a p i d

, s e n s it i v e

, r e p r o d u c i b l e a n d e c o l o g i c a l l y r e l e v a n t

. I t i s r e c o g n i z e d a n d u s e d t h r o u g h o u t t h e w o r l d a s a s t a n d a r d t e s t f o r a q u a t i c t o x i c it y t e s t i n g a n d

k n o w n t o b e v e r y s e n s it i v e a g a i n s t m o s t t o x i c a g e n t s

.

T h e p r o c e d u r e e m p l o y s t h e b i o l u m i n e s c e n t m a r i n e b a c t e r i u m ( V i b r i o f i s c h e r i ) a s t h e t e s t

o r g a n i s m ( p r o t o c o l I S O 1 1 3 4 8

- 2

- L 3 4 : 1 9 9 8

- 1 2 )

. T h e b a c t e r i a a r e e x p o s e d t o a r a n g e o f

c o n c e n t r a t i o n s o f t h e w a t e r b e i n g t e s t e d

. T h e r e d u c t i o n i n i n t e n s i t y o f l i g h t e m it t e d f

r o m t h e

b a c t e r i a i s m e a s u r e d a l o n g w it h s t a n d a r d s o l

u t i o n s a n d c o n t r o l s a m p l e s

. T h e c h a n g e i n l i g h t

o u t p u t a n d c o n c e n t r a t i o n o f t h e t o x i c a n t p r o d u c e a d o s e / r e s p o n s e r e l a t i o n s h i p

. T h e r e s u l

t s a r e

n o r m a l i z e d a n d t h e E C 5 0 ( c o n c e n t r a t i o n p r o d u c i n g a 5 0 % r e d u c t i o n i n l i g h t ) c a n b e c a l c u l a t e d

.

T h e o n

- s i t e m e a s u r e m e n t s w e r e i n c l u d e d b e c a u s e o f t h e r a p i d d e c a y o f t h e T R O j u d g e d

r e s p o n s i b l e f o r t o x i c it y

, a n d t h e r e s u l t s c o r r e l a t e w e l l w it h t h e p a r a l l e l T R O d e g r a d a t i o n a n d

K i n e t i c E k o t o x t e s t s

. A n e x a m p l e o f t h e r e s u l t ( w e l l r e p r o d u c e d ) i s s h o w n i n T a b l e 1 1

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 4

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c T a b l e 1 1 : M i c r o t o x Æ E C 5 0 v a l u e s o f C l e a n B a l l a s t ! t r e a t e d e f

f l u e n t

a n d c o n t r o l l i n e e f f l u e n t

T i m e a f t e r s a m p l i n g ( m i n ) T r e a t e d E f f l u e n t C o n t r o l

1 0 E C 5 0 > 5 0 0 m l /

l E C 5 0 < 8 3

. 3 m l / l

4 5 E C 5 0

= n o t r e a c h e d

- - - - - - - - - - - - - - - - - -

9 0 E C 5 0

= n o t r e a c h e d

- - - - - - - - - - - - - - - - - - -

I t w a s f o u n d t h a t t h e r e w a s a n u n e x p e c t e d h i g h t o x i c it y i n t h e u n t r e a t e d c o n t r o l w a t e r

, w h i c h

c o n s i s t s o f h a r b o u r w a t e r s t o r e d 1 2 0 h a c c o r d i n g t o G u i d e l i n e s ( G 8 )

. T h i s t o x i c i t y w a s a s s u m e d

t o h a v e b e e n c a u s e d b y a n a e r o b i c d e c o m

p o s it i o n p r o d u c t s ( e

. g

. , H 2 S ) f o r m e d d u r i n g s t o r a g e i n

t h e c o n t r o l b a l l a s t w a t e r t a n k o f t h e L B T A

. A n a l y s i s o n H 2 S i n t h e c o n t r o l w a t e r c o n f

i r m e d t h i s

b y s h o w i n g v a l u e s o f > 2 m g / l H 2 S p r e s e n t i n t h e c o n t r o l t a n k

. T h e a c t i o n o f s u l p h a t e

- r e d u c i n g

b a c t e r i a f o r m i n g H 2 S i s w e l l k n o w n

, w h i c h l e a d s t o m i c r o b i a l

- i n t r o d u c e d c o r r o s i o n i n c u r r e n t

b a l l a s t w a t e r t a n k s ( H i l l 2 0 0 3 )

.

T o i n v e s t i g a t e t h e t h e o r e t i c a l p o s s i b i l i t y o f t o x i c s u b s t a n c e s f

o r m i n g o v e r t i m e i n w a t e r t r e a t e d

w i t h t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, r e p r o d u c e d M i c r o t o x Æ a n a l y s i s a t t h e l a b o r a t o r y w a s a l s o d o n e o n

w a t e r s a m p l e s t a k e n a t t h e L B T A d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e

. N o t o x i c it y w a s f

o u n d i n t h e t r e a t e d

s a m p l e s i n a n y c a s e

.

3

. 7

. 1

. 1

. 4 M a r i n e a l g a e

P r o t o c o l : I S O / D I S 1 0 2 5 3 : 2 0 0 5

- 0 2

S p e c i e s : P h a e o d

a c t y l u m t r i c o r n u t u m

T h e m a r i n e a l g a e a c u t e t e s t s w e r e d o n e t o t h e E C 5 0 e n d p o i n t

. T h e ì G A î

- v a l u e i s a n a b b r e v i a t i o n

f o r t h e G e r m a n ì G i f t g i g k e it g e g e n  ̧ b e r A l g e n î

. I t m e a n s

, i

. e

. , t h e h i g h e s t t e s t b a t c h w h e r e n o

i n h i b i t i o n o r o n l y v e r y l o w e f f e c t s ( < 2 0 % ) a p p e a r

. T a b l e 1 2 s h o w s t h e r e s u l

t f r o m t e s t s o n w a t e r

s a m p l e s t a k e n a t t h e d e b a l l a s t i n g p h a s e o f L B T A c y c l e 2 :

T a b l e 1 2 : R e s u l t s o f M a r i n e A l g a e a c u t e t e s t o n w a t e r t a k e n a t L B T A d e b a l l a s t i n g

G A E C 5 0 ( m l / l )

T r e a t m e n t 4 3 8 0

C o n t r o l 3 2 9 0

3

. 7

. 1

. 2 F r e s h w a t e r s t u d i e s

T e s t c o n d i t i o n s :

F r e s h w a t e r c o n d it i o n s s a l i n it y < 3 p s uM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 5

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C T h e f o l l o w i n g a c u t e t o x i c it y s t u d i e s w e r e p e r f

o r m e d o n w h o l e

- e f f l u e n t s f r o m t h e C l e a n B a l l a s t !

d u r i n g t h e L B T A p r o c e d u r e :

I n v e r t e b r a t e t e s t : T e s t p r o t o c o l : D I N 3 8 4 1 2

- 3 0

T e s t s p e c i e s : D a p h n i a m a g n a

A l g a e t e s t : T e s t p r o t o c o l : D I N 3 8 4 1 2

- 3 3

T it l e : G e r m a n s t a n d a r d m e t h o d s f o r t h e e x a m i n a t i o n o f w a t e r

,

w a s t e w a t e r a n d s l u d g e ; b i o

- a s s a y s ( g r o u p L ) ; d e t e r m i n i n g t h e

t o l e r a n c e o f g r e e n a l g a e t o t h e t o x i c it y o f w a s t e w a t e r

( S c e n e d e s m u s c h l o r o p h y l l f l u o r e s c e n c e t e s t ) b y w a y o f d i l u t i o n

s e r i e s ( L 3 3 )

V e r t e b r a t e t e s t : T e s t p r o t o c o l : D I N 3 8 4 1 5

- 6

T e s t s p e c i e s : D a n i o r e r i o

T h e r e s u l t s f r o m t h e a c u t e t o x i c it y t e s t s i n f r e s h w a t e r c a n r e a d i l y b e s u b m i t t e d t o t h e

G E S A M P

- B W W G i f r e q u e s t e d

. .

3

. 7

. 1

. 3 C o n c l u s i o n s

T h e r e s u l t s f r o m a c u t e t o x i c it y s t u d i e s o f w h o l e

- e f f l u e n t s f r o m t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l

p r o c e s s a c c o r d i n g t o G u i d e l i n e s ( G 8 ) s h o w n o s i g n i f

i c a n t r e s i d u a l a c u t e t o x i c e f f e c t s c a u s e d b y

t r e a t m e n t w it h t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. T h e t o x i c i t y o f t h e w a t e r w a s c o n f

i r m e d t o b e l i n k e d t o

t h e T R O c o n c e n t r a t i o n i n t h e w a t e r a t a s p e c i f

i c t i m e

, a n d n o t o x i c i t y c o u l d b e d e t e c t e d i n w a t e r s

a f t e r s t o r a g e o f t h e e f f l u e n t w it h o u t a n y d i l u t i o n

. T h e i n it i a l t o x i c it y w i l l t h u s r a p i d l y d e c r e a s e

d u r i n g t h e f i r s t 2 0

- 3 0 m i n

. a f t e r t r e a t m e n t

, d i r e c t l y p r o p o r t i o n a l t o t h e d e c a y i n T R O

c o n c e n t r a t i o n

. T h e m a r i n e b a c t e r i a V i b r i o f i s h e r i

, w h i c h a r e k n o w n t o b e v e r y s e n s it i v e t o w a r d s

t o x i c a g e n t s

, s h o w e d t h e s a m e r e s p o n s e a s t h e t e s t o r g a n i s m T

e t r a s e l m i s s t r o n g l y c o r r e l a t i n g w it h

t h e d e c a y o f T R O

.

T h e G E S A M P

- B W W G r a i s e d c o n c e r n s o v e r p o s s i b l e a c u t e t o x i c i t y o f r e c e i v i n g w a t e r s c l o s e t o

t h e d i s c h a r g e p o i n t

, w h e n l a r g e a m o u n t s o f b a l l a s t w a t e r i s b e i n g d i s c h a r g e d ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

,

a n n e x 7

, p a r a g r a p h 9

. 3

. 4 )

. A n a l y s i s o f t h e T R O c o n c e n t r a t i o n s a n d t o x i c i t y r e s p o n s e o n

T e t r a s e l m i s o f s a m p l e s t a k e n 1 m f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t

, 3 0 c m b e l o w t h e s u r f

a c e d u r i n g

d e b a l l a s t i n g 5 0 0 m 3 / h f r o m t h e L B T A s y s t e m s h o w e d n o s i g n i f i c a n t c h a n g e s t o n a t u r a l h a r b o u r

w a t e r

.

T h e a c u t e t e s t s p r e v i o u s l y m a d e f o r ì B a s i c A p p r o v a l î o f t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e

s h o w e d a N O E C o f 3 % o n a l l t r o p h i c l e v e l s a t T R O v a l u e s t w i c e a s h i g h a s u s e d b y t h e

C l e a n B a l l a s t !

, a n d w i t h o u t a n y f i l t r a t i o n

. A c c o r d i n g l y

, m u c h h i g h e r c o r r e s p o n d i n g E C 5 0 / L C 5 0

v a l u e s w e r e n o t e d f r o m t h e s e t e s t s u s i n g w a t e r t r e a t e d b y t h e c o m

p l e t e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. T h u s

, i t c a n b e c o n c l u d e d t h a t t h e a s s u m

p t i o n s r e g a r d i n g t o x i c i t y ( i

. e

. , h i g h e r t o x i c it y i n w a t e r s

t r e a t e d b y t h e d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e ) i n t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l w e r e c o r r e c t

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 6

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 7

. 2 C h r o n i c t o x i c i t y

T h e g e n e r a l a p p r o a c h t o s t u d y t h e c h r o n i c t o x i c i t y o f n a t u r a l s e a w a t e r t r e a

t e d w it h t h e

C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t s y s t e m w a s t o d e t e r m i n e t h e c h r o n i c t o x i c i t y a t d i f f e r e n t

w o r s t

- c a s e c o n s t a n t T R O / D B P c o n c e n t r a t i o n s

, w h i c h d u e t o t h e r a p i d d e c a y o f t h e s e s u b s t a n c e s

w a s n o t p o s s i b l e t o a c h i e v e d u r i n g n a t u r a l c o n d i t i o n s o r d i

r e c t l y a t t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l

i n s t a l l a t i o n

. D e c i s i v e f o r t h e t o x i c it y i s n o t t h e s c a l i n g f a c t o r o f t h e t r e a t m e n t s y s t e m

, b u t t h e

s a m e T R O l e v e l a c h i e v e d b y e a c h t r e a t m

e n t s y s t e m

. T h e r e f o r e

, a s e p a r a t e s e t

- u p f o r t h e c h r o n i c

t o x i c i t y s t u d i e s w a s d e v e l o p e d a n d b u i l d d i r e c t l y a t t h e l a b p e r f

o r m i n g t h e s t u d i e s

. T h e s e t

- u p

c o n s i s t e d o f t h e C l e a n B a l l a s t ! d i s i n f e c t i o n u n it ( 1 0 m 3 / h ) c o n t i n u o u s l y p r o v i d i n g t h e c h r o n i c t e s t s

w i t h w o r s t

- c a s e e f f l u e n t w a t e r

, w h i c h i n t u r n w a s d i l u t e d i n s e r i e s a c c o r d i n g t o t h e r e s p e c t i v e t e s t

p r o t o c o l

. T e s t s w e r e p e r f o r m e d a t t h r e e t r o p h i c l e v e l s i n a c c o r d a n c e w it h t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

. T h e s e l e c t e d t e s t s p e c i e s ( e x c e p t t h e f i s h ) w e r e p r e v i o u s l y u s e d f o r a c u t e t e s t s d u r i n g t h e ì B a s i c

A p p r o v a l î p r o c e d u r e

, a n d t h i s p r o v i d e s a l i n k b e t w e e n t h e a

p p r o a c h t o a c u t e a n d c h r o n i c t e s t s

, a s

w e l l a s t h e s t u d i e s r e l a t e d t o t h e ì B a s i c A p p r o v a l î a n d t h e ì F i n a l A p p r o v a l î

.

3

. 7

. 2

. 1 T e s t c o n d i t i o n s a n d p r o d u c t i o n o f t h e w h o l e

- e f

f l u e n t

F i l t e r e d n a t u r a l s e a w a t e r ( 3 2

- 3 5 p s u

, f i l t e r e d < 1 0 μ m ) i s t r e a t e d w i t h t h e C l e a n B a l l a s t !

d i s i n f e c t i o n u n i t

, a n d l e d t o a n o v e r f l o w t a n k f r o m w h i c h t h e s a m p l e s t r e a m s a r e t a k e n

. T h e T R O

l e v e l i n t h e d o s i n g t a n k i s k e p t c o n s t a n t a

t w o r s t

- c a s e l e v e l o f 2 m g / l

, v e r i f i e d b y t h e D P D

m e t h o d

. T h e s a m p l i n g w a t e r i s d i v i d e d i n t o s u b

- s t r e a m s a n d l e d c o n t i n u o u s l y ( + d i l u t e d

a c c o r d i n g l y ) t o t h e t e s t f a c i l it i e s a c c o r d i n g t o t h e O E C D p r o c e d u r e s ( d o s i n g o r f

l o w

- t h r o u g h ) i n

o r d e r t o m a i n t a i n t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e T R O / D B P s e x p o s e d t o t h e o r g a n i s m s t h

r o u g h o u t t h e

t e s t p e r i o d

.

3

. 7

. 2

. 2 M a r i n e a l g a e

P r o t o c o l : I S O 1 0 2 5 3 : 1 9 9 5 ( E )

, W a t e r Q u a l it y

ñ M a r i n e

a l g a l g r o w t h i n h i b it i o n t e s t w it h S k e l e t o n e m a

c o s t a t u m a n d P h a e o d a c t y l u m t r i c o r n u t u m

S p e c i e s : S k e l e t o n e m a c o s t a t u m

D u r a t i o n o f t e s t : 9 6 h o u r s

R e s u l t s :

9 6 h o u r E b C 5 0 3

. 9 % v /

v

9 6 h o u r E

r C 5 0 6

. 3 % v /

v

N O E C b i o m a s s N o t d e t e r m i n a b l e

N O E C

g r o w t h 3

. 2 % v /

vM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 7

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 3

. 7

. 2

. 3 I n v e r t e b r a t e t e s t

P r o t o c o l : A c c o r d i n g t o O E C D 2 1 1 ( m a r i n e e q u i v a l e n t )

ì S u r v i v a l & r e p r o d u c t i o n t e s t o n I n v e r t e b r a t e

( T h i s b e b a t t a g l i a i ) î

S p e c i e s

. T h i s b e b a t t a g l i a i

D u r a t i o n o f t e s t : 2 1 d a y s

R e s u l t s :

N O E C

s u r v i v a l 1 % v /

v

N O E C

r e p r o d u c t i o n 3

. 2 % v /

v

L O E C

s u r v i v a l 3

. 2 % v /

v

L O E C

r e p r o d u c t i o n 1 0 % v /

v

3

. 7

. 2

. 4 V e r t e b r a t e ( f i s h ) t e s t

P r o t o c o l : A c c o r d i n g t o O E C D 2 1 0 ( a d o p t e d 1 7 J u l y 1 9 9 2 )

ì D e t e r m i n a t i o n o f t h e e f f e c t o f a c h e m i c a l o n t h e

e m b r y o l a r v a l d e v e l o p m e n t o f t h e S h e e p s h e a d

M i n n o w ( C u p r i n o do n v a r i e g a t e s ) î

S p e c i e s C u p r i n o do n v a r i e g a t e s ( S h e e p s h e a d M i n n o w )

D u r a t i o n o f t e s t 3 2 d a y s

R e s u l t s : H a t c h S u r v i v a l L e n g t h D r y w e i g h t

N O E C ( m g / l ) 3

. 2 1

. 0 1 0 1 0

L O E C ( m g / l ) 1 0 3

. 2

- - - -

T h e r e f o r e

, f o r a l l t h e b i o l o g i c a l p a r a m e t e r s i n c l u d e d i n t h e e v a l u a t i o n ( h a t c h

, s u r v i v a l

, l e n g t h

, a n d d r y w e i g h t ) t h e o v e r a l l r e s u l t s a r e :

N o O b s e r v e d E f f e c t C o n c e n t r a t i o n ( N O E C ) 1

. 0 m g / l

L o w e s t O b s e r v e d E f f e c t C o n c e n t r a t i o n ( L O E C ) 3

. 2 m g / lM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 8

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 7

. 2

. 5 C h e m i c a l a n a l y s i s o n t h e e f f l u e n t u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c i t y s t u d i e s

W a t e r u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c it y s t u d i e s w a s c h e m i c a l l y a n a l y s e d f

o r r o u t i n e p a r a m e t e r s

, b o t h

t r e a t e d w a t e r s

, c o n t r o l w a t e r s a n d d i l u t i o n w a t e r s

. E x a m p l e s o f p a r a m e t e r s i n t h e t r e a t e d e f f l u e n t s

a r e s u m m a r i z e d i n T a b l e 1 3

.

T a b l e 1 3 : R o u t i n e w a t e r p a r a m e t e r s i n w a t e r u s e d i n t h e c h r o n i c t o x i c i t y s t u d i e s

p H

* S a l i n i t y

*

( â ) A m m o n i u m n i t r o g e n

a s N

( Ï g / l )

N u m b e r o f s a m p l e s 2 5 2 5 1

M i n i m u m 7

. 9 8 3 4

. 5

M a x i m u m 8

. 1 7 3 5

. 2

M e a n N A 3 4

. 7 < 1 0

. 0 0

N A

= N o t a p p l i c a b l e

3

. 7

. 2

. 6 C o n c l u s i o n s

T h e c h r o n i c t o x i c it y o f t h e w a t e r w i l l b e n e g l i g i b l e a t T R O / D B P l e v e l s r e l e v a n t t o t h e

e n v i r o n m e n t a p p l y i n g C l e a n B a l l a s t ! t o b a l l a s t w a t e r t r e a

t m e n t w o r l d w i d e

. C o m b i n e d w it h

d i l u t i o n / d i s c h a r g e m o d e l l i n g

, a c u t e t o x i c it y s t u d i e s

, a n a l y s i s o f t h e t o x i c i t y d e g r a d a t i o n

, t h e s e

c h r o n i c s t u d i e s a r e a s s e s s e d t o g i v e t h e f u l l p i c t u r e f o r e n v i r o n m e n t a l R i s k A s s e s s m e n t o f t h e

s y s t e m

.

3

. 8 S i m u l a t i n g e m i s s i o n s c e n a r i o s f

o r b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e

M o d e l l i n g o f b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e s i n g e n e r i c o p e n a n d c l o s e d h a r b o u r s a s w e l l a s c a s e s t u d i e s

o f b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e i n B r e m e r h a v e n

, b a s e d o n t h e w o r s t

- c a s e a c u t e N O E C v a l

u e s o f t h e

d i s i n f e c t i o n u n it e f f l u e n t

, h a v e a l r e a d y b e e n c a r r i e d o u t a n d r e p o r

t e d i n t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c

A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

. T h i s w a s c o m p l e m e n t e d w i t h n e w s i m u l a t i o n s a t t h e a c t u a l s it e o f t h e

l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l i n s t a l l a t i o n ( B r e m e r h a v e n )

, u s i n g d a t a r e l e v a n t f

o r t h e c o m p l e t e

C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m e

. g

. , t w o t i m e s l o w e r T R O a s u s e f o r t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n a l o n e i n t h e

B a s i c A p p r o v a l

. T h e m o d e l p r e d i c t i o n s w e r e a l s o c o n t r o l l e d b y m a n u a l l y t a k i n g s a m

p l e s a t

d i f f e r e n t d i s t a n c e f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t

, a n d m e a s u r e d f

o r T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t ( T R O )

. U s i n g t h e p r e d i c t e d a n d m e a s u r e d T R O v a l u e s

, i t w a s t h e n p o s s i b l e t o c o r r e l a t e d i s c h a r g e

s c e n a r i o s t o b o t h t o x i c it y s t u d i e s a n d t h e c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e t r e a

t e d w a t e r

.

P h y s i c a l p r o c e s s e s ( i

. e

. , m i x i n g )

, w i l l b e d i f

f e r e n t f o r e v e r y p o r t a n d v a r i a b l e w it h i n a p o r t

, d e p e n d i n g p r i m a r i l y o n f a c t o r s s u c h a s f r e s h w a t e r i np u t d y n a m i c s

, t i d e s

, a n d w i n d s

. M i x i n g w i l l

h a v e t w o c o m p o n e n t s

, v e r t i c a l a n d l a t e r a l

, t o d i s p e r s e t h e o x i d a n t a w a y f

r o m t h e s h i p í s p o i n t o f

d i s c h a r g e

. T o a s s e s s t h e p o t e n t i a l e f f e c t o f m i x i n g

, t h e o v e r a l l d e c a y h a l f

- l i f e o f t h e o x i d a n t h a s

t o b e c o n s i d e r e d

. M o d e l l i n g o f t h e b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e d i l u t i o n i n g e n e r i c h a r b o u r s d o w n t o

t h e a c u t e N O E C ( u s i n g a s a f e t y f a c t o r o f 1 0 ) r e s u l t i n g f r o m t h e F i n a l A p p r o v a l t o x i c i t y t e s t s

, a n d

a l s o d o w n t o t h e c h r o n i c N O E C ( i n c l

. s a f e t y f a c t o r ) w a s p e r f o r m e d a s a m o r e d i r e c t s u p p l e m e n t

t o t h e t o x i c it y s t u d i e s

. A s p e c i f i c g e n e r i c h a r b o u r s c e n a r i o w a s d e v e l o p e d u s i n g a v a i l a b l e d a t a

f r o m t h e h a r b o u r o f R o t t e r d a m

. R o t t e r d a m w a s c h o s e n b e c a u s e s i m i l a r e v a l u a t i o n s h a v e b e e n

d o n e u s i n g t h i s p o r t b e f o r e a n d c a n b e u s e d a s r e f e r e n c e / c o m p a r i s o n t o t h e a p p r o a c h o f t h eM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 2 9

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C a p p l i c a n t

. T h i s s p e c i f i c l a t t e r s t u d y w a s u s e d t o d e t e r m i n e a r e a l i s t i c P E C / P N E C r a t i o

, p r o v i d e d

a l l s h i p s i n a r e p r e s e n t a t i v e c o m m e r c i a l h a r b o u r w e r e e q u i p p e d w it h t h e p r o p o s e d C l e a n B a l l a s t !

s y s t e m a n d u n d e r w o r s t

- c a s e t r e a t m e n t a n d d i s c h a r g e c o n d i t i o n s

. T h i s m i g h t a l s o b e o f u s e i n

l a t e r j o i n t

- e f f o r t s o f d e v e l o p i n g a n E S D f o r B W T ( s e e s e c t i o n 3

. 8

. 4 )

.

3

. 8

. 1 E x t e n d e d g e n e r i c h a r b o u r m o d e l s

T h e g e n e r i c o p e n / c l o s e d h a r b o u r s i m u l a t i o n s p r e v i o u s l y u s e d f o r t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c

A p p r o v a l w a s c o m p l e m e n t e d w i t h r u n s d o w n t o b o t h r e l e v a n t a c u t e a n d c h

r o n i c N O E C v a l u e s

, i n c l u d i n g a s a f e t y f a c t o r o f 1 0

. R e

- r u n s o f t h e e x i s t i n g m o d e l s w e r e d o n e f o r t h e f o l l o w i n g :

 D i l u t i o n d o w n t o a c u t e N O E C o f 0

. 3 % v

/ v ( v a l u e f r o m B a s i c A p p r o v a l p r o j e c t

, d i s i n f e c t i o n u n it o n l y

, i n c l

. s a f e t y f a c t o r )

 D i l u t i o n d o w n t o c h r o n i c N O E C o f 0

. 1 % v / v ( v a l u e f r o m F i n a l A p p r o v a l s t u d i e s

, d i s i n f e c t i o n u n it o n l y

, i n c l

. s a f e t y f a c t o r )

T h e d e f i n it i o n s f o r g e n e r i c h a r b o u r s a n d d e f a u l t v e s s e l s w e r e t h e s a m e a s t h o s e u s e d f

o r t h e

a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l t o t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n u n i t :

C l o s e d

- 8 0 0 m  1 9 0 m

, d e p t h 1 2 m

. , 1 s h i p a t 4 0 0 m

, 1 0 m w it h d i s c h a r g e o n t o s u r f

a c e

T i d a l

- 7 0 0 0 m  3 0 0 m

, d e p t h 1 2 m

, 1 s h i p a t 3 5 0 0 m

, 1 0 m w i t h d i s c h a r g e o n t o s u r f

a c e

W i t h t h e d i s c h a r g e s c e n a r i o s d e f i n e d b y t h e n u m b e r o f s h i p s

, t h e i r p o s it i o n s a n d c e r t a i n l o a d s

, t h e

m o d e l w a s u s e d t o p r e d i c t t h e t i m e t a k e n f o r c o n c e n t r a t i o n s t o f a l l b e l o w 0

. 3 % a n d 0

. 1 %

,

r e s p e c t i v e l y

, o f t h e n e a t e f f l u e n t c o n c e n t r a t i o n

. W i t h t h e f i r s t

- o r d e r d e g r a d a t i o n r a t e s e t t o f it r e a l

d a t a m e a s u r e d i n B r e m e r h a v e n d u r i n g t h e L B T A t e s t c y c l e s

, t h e r e s u l

t s c o u l d b e s u m m a r i z e d i n

T a b l e s 1 4 a n d 1 5

.

T a b l e 1 4 : G e n e r i c h a r b o u r m o d e l i n g r e s u l t s f

o r a c l o s e d h a r b o u r

D i s c h a r g e

r a t e

( m 3 / h ) D i s c h a r g e

d u r a t i o n

( h ) T i m e f o r

c o n c e n t r a t i o n t o

r e a c h 0

. 3 %

( h ) T i m e f o r

c o n c e n t r a t i o n t o

r e a c h 0

. 1 %

( h )

1 0 0 0 5 4 5

1 0 0 0 1 0 4 5

5 0 0 0 5 6 7

5 0 0 0 1 0 6 7

T a b l e 1 5 : G e n e r i c h a r b o u r m o d e l i n g r e s u l t s f

o r a t i d a l h a r b o u r

D i s c h a r g e

r a t e

( m 3 / h ) D i s c h a r g e

d u r a t i o n

( h ) T i m e f o r

c o n c e n t r a t i o n t o

r e a c h 0

. 3 % )

( h ) T i m e f o r

c o n c e n t r a t i o n t o

r e a c h 0

. 1 %

( h )

1 0 0 0 5 2 2

1 0 0 0 1 0 2 3

5 0 0 0 5 3 4

5 0 0 0 1 0 3 5M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 0

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c 3

. 8

. 2 C a s e s t u d y o f t h e e f f l u e n t d i s c h a r g e f r o m t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l s e t

- u p i n

B r e m e r h a v e n

.

I n o r d e r t o v e r i f y t h e p r e d i c t i o n s o f t h e c o m p u t e r m o d e l s

, t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l t e s t w a s

c h o s e n a s a s u it a b l e c a s e

- s t u d y p r o j e c t

. T h e L B T A s e t

- u p w a s l o c a t e d a t a b a r g e i n B r e m e r h a v e n

,

w e r e v a r i o u s t e s t s l i n k e d t o t h e t y p e a p p r o v a l p r o c e d u r e s w e r e p e r f o r m e d s i m u l t a n e o u s l y d u r i n g

t h e d e b a l l a s t i n g p r o c e d u r e a c c o r d i n g t o G u i d e l i n e s ( G 8 )

. T h e m

o d e l s i m u l a t e d t h e d i s c h a r g e a n d

d i l u t i o n o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s i n t h e b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e c o m i n g o u t a

t t h i s p a r t i c u l a r

d i s c h a r g e p o i n t i n t o t h i s p a r t i c u l a r r e c e i v i n g e n v i r o n m e n t

, t a k i n g i n t o a c c o u n t r e l e v a n t

w o r s t

- c a s e i n it i a l T R O c o n c e n t r a t i o n s

, t o t a l d i s c h a r g e v o l u m e

, d i s c h a r g e r a t e a n d r e l e v a n t

d e g r a d a t i o n r a t e s ( w h i c h w e r e m e a s u r e d o n

- s it e )

. T h e o u t p u t r e s p o n s e p r e d i c t e d t h e

c o n c e n t r a t i o n s a t d i f f e r e n t d i s t a n c e s a n d d e p t h f r o m t h e d i s c h a r g e p o i n t a t a c e r t a i n t i m e

. T h e n

s a m p l e s v e r i f y i n g t h e m o d e l w e r e t a k e n a t r e p r e s e n t a t i v e l o c a t i o n s a n d a n a l y s e d

. T h e r e s u l

t s

c l e a r l y s h o w e d t h a t t h e d a t a f r o m r e a l m e a s u r e m e n t s a r e b e l o w d a t a p r e d i c t e d b y t h e m

o d e l

. T h i s

s u p p o r t s t h e a s s u m p t i o n t h a t t h e m o d e l i n g a p p r o a c h r e t u r n s a c o n s e r v a t i v e a b s o l

u t e w o r s t

- c a s e

p i c t u r e o f r e a l s c e n a r i o s

. T h i s p a r t i c u l a r m

o d e l i n g e x e r c i s e c o n f i r m s t h a t d i s c h a r g e s o f T R O f r o m

t h e C l e a n B a l l a s t s y s t e m w o u l d m a k e a n e g l i g i b l e c o n t r i b u t i o n t o h a r b o u r c o n c e n t r a t i o n s (  7 % )

s h o r t l y a f t e r d i s c h a r g e

. 7

. 5 h o u r s a f t e r t h e d i s c h a r g e c e a s e s

, T R O c o n c e n t r a t i o n s o c c u r r i n g i n t h e

h a r b o u r h a s b e e n d i l u t e d / d e g r a d e d t o 

~ 1 n g / l

.

3

. 8

. 3 C a s e s t u d y o f c o m m e r c i a l h a r b o u r i n c l u d i n g P E C / P N E C c a l c u l a t i o n

R o t t e r d a m h a s b e e n s u g g e s t e d a s a r e p r e s e n t a t i v e o f a h e a v i l y t r a f

f i c k e d p o r t w h e r e e s t i m a t i o n s

,

r i s k a s s e s s m e n t s e t c

. c a n b e m a d e

, m a i n l y b e c a u s e it h a s b e e n u s e d i n s u c h s t u d i e s b e f

o r e

( e

. g

. , E S D f o r p r o t e c t i v e c o a t i n g s o n s h i p h u l l s ) a n d r e l e v a n t p a r a m

e t e r s i s r e l a t i v e l y w e l l

-

k n o w n

.

T h e c a s e

- s t u d y o f R o t t e r d a m w a s d e v e l o p e d f

r o m a c l o s e d g e n e r i c h a r b o u r s c e n a r i o

, w it h

r e l e v a n t d a t a f o r R o t t e r d a m ( f r o m M A M

- P E C ) u s e d a n d a s s u m i n g a l l s h i p s t r a f

f i c k i n g i t w o u l d

b e e q u i p p e d w it h t h e C l e a n B a l l a s t !

. A w o r s t

- c a s e ( b u t n o n

- r e a l i s t i c ) a p p r o a c h w a s t a k e n

, e

. g

. , a l l

s h i p s d i s c h a r g i n g m a x i m u m v o l u m e s o f b a l l a s t w a t e r a t m a x i m u m p u m p c a p a c i t y f l o w r a t e a n d

w o r s t

- c a s e i n it i a l T R O c o n c e n t r a t i o n s i n t h e d i s c h a r g e d b a l l a s t w a t e r

. B a l a n c i n g t h i s

, a r e l e v a n t

e x c h a n g e p e r i o d o f t h e h a r b o u r w a t e r v o l

u m e

, a r e l e v a n t d e g r a d a t i o n o f t h e T R O

( f i r s t o r d e r d e g r a d a t i o n e q u a t i o n

, b a s e d o n r e a l d a t a m

e a s u r e d d u r i n g T R O d e g r a d a t i o n i n n a t u r a l

h a r b o u r w a t e r ) a n d n o r m a l ( F i c k i a n ) d i l u t i o n w e r e i n t r o d u c e d i n t h e m

o d e l

. T h e n t h e m e d i u m

o v e r a l l s t e a d y

- s t a t e P E C c o u l d b e c a l c u l a t e d

, u s i n g a s a f

e t y f a c t o r o f 1 0

, a n d c o m p a r e d t o

a c u t e / c h r o n i c t o x i c it y d a t a

. A s a r e l a t i v e P N E C

T R O

- s a l t w a t e r v a l u e

, t h e c o r r e s p o n d i n g v a l u e f

o r T R C

i n s e a w a t e r w a s u s e d : 0

. 3 μ g / l ( I n c l u d i n g a s a f

e t y f a c t o r o f 1 0

, d e r i v e d i n t h e a p p l i c a t i o n f o r

B a s i c A p p r o v a l M E P C 5 5 / 2 / 4

, p a r a g r a p h 5

. 2

. 1 0

. 2 )

.

A s t e a d y

- s t a t e P E C o f t h e T R O i n R o t t e r d a m u n d e r u nr e a l i s t i c w o r s t

- c a s e c o n d i t i o n s w a s

p r e d i c t e d b y t h e m o d e l t o b e 0

. 1 2 μ g / l

. A p p l y i n g t h e r e c o m m e n d e d s a f e t y f a c t o r

, t h e n t h e

P E C / P N E C r a t i o c o u l d b e c a l c u l a t e d t o 0

. 4

.

I n c o n s i d e r a t i o n o f t h i s e v a l u a t i o n u s i n g r e l e v a n t s a f

e t y f a c t o r s a n d u nr e a l i s t i c a l l y c o n s e r v a t i v e

w o r s t

- c a s e a p p r o a c h e s o n a l l l e v e l s

, it i s a s s e s s e d t h a t u s i n g t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m w o r l d

- w i d e

w o u l d n o t p o s e a n y t h r e a t t o t h e e n v i r o n m e n t e v e n l o c a l l y i n h e a v i l y t r a f

f i c k e d p o r t s

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 1

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 3

. 8

. 4 E m i s s i o n S c e n a r i o D o c u m e n t ( E S D )

T h e G E S A M P

- B W W G h a s r e q u e s t e d i n d i c a t i o n s o n t h e b a s i s o f t h e e x p o s u r e a n d r i s k

a s s e s s m e n t

, p r e f e r a b l y i n t h e f o r m o f a s u it a b l e E m i s s i o n S c e n a r i o D o c u m

e n t ( E S D ) w h i c h

s h o u l d b e a d o p t e d b y M E P C ( M E P C 5 4 / 2 1

, p a r a g r a p h 2

. 1 2 ; M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, p a r a g r a p h 5

. 8

. 8 )

. T h e G E S A M P

- B W W G w e l c o m e d t h e s u b m i s s i o n b y t h e U n it e d K i n g d o m t o B L G ( B L G 1 1 / 4 / 1 1 )

t h a t m a d e s u g g e s t i o n s f o r a p o s s i b l e o u t l i n e o f a s p e c i f i c E S D t a i l o r e d t o a s p e c i f i c t r e a t m e n t t h a t

c o u l d b e u s e d i n t h e p r o c e s s o f F i n a l A p p r o v a l ( M E P C 5 6 / 2

/ 2

, p a r a g r a p h 5

. 3

. 7 )

. T h e G E S A M P B W W G a l s o e n c o u r a g e d t h e M E P C ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a

r a g r a p h 1 0

. 4

. 4 ) t o

c o n s i d e r t h e d e v e l o p m e n t a n d a g r e e m e n t o f r e p r e s e n t a t i v e a n d r e a l i s t i c e m i s s i o n s c e n a r i o s t o b e

a p p l i e d b y t h e a p p l i c a n t

. T h e a p p l i c a n t w e l c o m e s t h e s e r e c o m m e n d a t i o n s

, a n d a l s o r e c o g n i z e s

t h a t t h e p o t e n t i a l l y u s e f u l m o d e l s m e n t i o n e d b y t h e G E S A M P

- B W W G ( M E P C 5 6 / 2 / 2

,

p a r a g r a p h 5

. 3

. 1 ) a r e a v a i l a b l e

. H o w e v e r

, i n o r d e r t o r e c e i v e t h e m

o s t r e l e v a n t d a t a

, it i s t h e

o p i n i o n o f t h e a p p l i c a n t t h a t a m o d e l s p e c i f i c a l l y t a i l o r e d f o r s i m u l a t i n g b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e

i n t o n a t u r a l w a t e r s a n d e n v i r o n m e n t s w o u l d b e t h e p r e f

e r a b l e a l t e r n a t i v e

. T h e s e k i n d s o f m o d e l s

s h o u l d a l s o b e d e v e l o p e d f o r s p e c i f i c c a s e

- s t u d y i n g o f e x i s t i n g p o r t s

. T h e a p p r o a c h a n d

w o r s t

- c a s e o u t c o m e o f s u c h a c a s e s t u d y ( u s i n g e x i s t i n g d a t a o n t h e p o r

t o f R o t t e r d a m ) r e l a t e d t o

t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i s p r e s e n t e d u n d e r s e c t i o n 3

. 8

. 3

, a n d t h e f

u l l r e p o r t i n c l u d e d i n t h e

a p p l i c a t i o n d o s s i e r f o r F i n a l A p p r o v a l s u b m i t t e d t o t h e I M O

.

3

. 9 H u m a n E x p o s u r e S c e n a r i o

I n c o n s i d e r i n g t h e n e e d f o r a H u m a n E x p o s u r e S c e n a r i o ( H E S )

, t h e G E S A M P

- B W W G a g r e e d

t h a t i n o r d e r t o i d e n t i f y t h e r i s k s a s s o c i a t e d w i t h h u m a n e x p o s u r e a n d s a f

e t y o f t h e s h i p

, it w a s

p a r t i c u l a r l y i m p o r t a n t t o ( M E P C 5 6 / 2 / 2

, p a r a g r a p h 5

. 2

. 1 ) :

. 1 p r o v i d e a f u l l d e s c r i p t i o n o f t h e p r o c e s s e s a n d i n d i v i d u a l o p e r a

t i o n s i n w h i c h

h u m a n e x p o s u r e m a y o c c u r ;

. 2 a s c e r t a i n d u r a t i o n a n d f r e q u e n c y o f s u c h t a s k s ;

. 3 i d e n t i f y s it u a t i o n s i n w h i c h a r e d u c t i o n o f a m e n it i e s a n d i n t e r f e r e n c e s w it h o t h e r

u s e s o f t h e s e a m i g h t b e c a u s e d b y t h e d i s c h a r g e o f t r e a t e d b a l l a s t w a t e r i n t o t h e s e a ;

. 4 i d e n t i f y P e r s o n a l P r o t e c t i v e E q u i p m e n t ( P P E ) a n d c o n t r o l m e a s u r e s t o b e u s e d i n

o r d e r t o r e d u c e a n d m it i g a t e e x p o s u r e ; a n d

. 5 a s c e r t a i n t h e p o t e n t i a l o f t h e s y s t e m t o c a u s e d a m a g e t o t h e s h i p o r i t s e q u i

p m e n t

.

T h e A c t i v e S u b s t a n c e s p r o d u c e d a n d u s e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m a r e p r o d u c e d d i

r e c t l y i n

t h e w a t e r w it h o u t a n y e x t e r n a l a d d i n g o f c h e m i c a l s

. T h e r e f

o r e

, n o h a n d l i n g o f t h e A c t i v e

S u b s t a n c e s

, R e l e v a n t C h e m i c a l s o r P r e p a r a

t i o n s w i l l b e p e r f o r m e d b y h u m a n s d u r i n g a n y

p r o c e s s e s o r i n d i v i d u a l o p e r a t i o n s o n b o a r d

. T h e G E S A M P

- B W W G a l s o r e c o g n i z e d t h a t t h e

o n l y p o s s i b l e e x p o s u r e s c e n a r i o w o u l d b e l e a k i n g p i

p e s

, b u t a s s e s s e d t h e l e v e l s o f t h e A c t i v e

S u b s t a n c e o f f r e e a c t i v e c h l o r i n e t o b e h a r m l e s s l y l o w e v e n i n t h i s c a s e ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

,

p a r a g r a p h 1 0

. 2

. 4 )

. A s a c o m p a r i s o n

, t h e f r e e a c t i v e c h l o r i n e c o n c e n t r a t i o n u s e d f o r d i s i n f e c t i o n

o f d r i n k i n g w a t e r i s ≤ 5 m g / l t h r o u g h o u t t h e d i s t r i b u t i o n s y s t e m o n b o a r d ( U S P H E P A )

. T h e r e f o r e a l s o

, t h e u s e o f P P E s p e c i f i c a l l y i n o r d e r t o p r o t e c t a g a i n s t A c t i v e S u b s t a n c e s u s e d i n

b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t o p e r a t i o n s w i l l n o t b e r e q u i r e d

. F u r t h e r m

o r e

, t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m i s

a u t o m a t i c a l l y s h u t

- d o w n i n c a s e o f a l e a k a g e a n d t h e b y

- p a s s a r o u n d t h e s y s t e m i s o p e n e d

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 2

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c T h e A c t i v e S u b s t a n c e s w i l l b e p r e s e n t i n t h e b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e a n d b y t h i s p o t e n t i a l l y

i n t e r f e r e w it h o t h e r u s e s o f t h e s e a

. H o w e v e r

, t h e l o w i n i t i a l c o n c e n t r a t i o n s o f t h e A c t i v e

S u b s t a n c e s a l o n g w i t h t h e r a p i d d e c a y w i l l p r e v e n t a l l h a z a r d s t o a n d d i s t u r b a n c e s f

o r a m e n it i e s

o r o t h e r u s e s o f t h e s e a

. T h e d i s c h a r g e a n d d i l u t i o n o f t h e b a l l a s t w a t e r c o n t a i n i n g w o r s t

- c a s e

c o n c e n t r a t i o n s o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s h a v e b e e n s t u d i e d b y m

o d e l i n g g e n e r i c o p e n / c l o s e d

h a r b o u r s a s w e l l a s c a s e s t u d i e s ( s e e s e c t i o n 3

. 8 )

.

T h e A c t i v e S u b s t a n c e s w i l l b e p r e s e n t i n t h e t r e a t e d b a l l a s t w a t e r e n t e r i n g t h e r e m a i n i n g b a l l a s t

w a t e r s y s t e m a n d f i n a l l y t h e b a l l a s t t a n k s a t t h e w o r s t

- c a s e c o n c e n t r a t i o n o f 2 m g / l o r b e l o w t h i s

c o n c e n t r a t i o n

. S t u d i e s h a v e s h o w n t h a t d i f f e r e n t o x i d a t i v e s p e c i e s w i l l h a v e a n i m p a c t o n t h e

c o r r o s i v e p r o p e r t i e s o f t h e b a l l a s t w a t e r ( B M T F l e e t T e c h n o l o g y L t d

. )

. T h e A c t i v e S u b s t a n c e s

u s e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m w i l l b e p r e s e n

t i n s u c h l o w c o n c e n t r a t i o n s a n d h a v e s u c h s h o r t

h a l f

- l i f e i n n a t u r a l w a t e r s s o t h a t t h e n a t u r a l c o r r o s i o n c o u r s e w i l l n o t b e e n h a n c e d i n a n y w a y

. H o w e v e r

, a n e x t e n s i v e s t u d y v e r i f y i n g t h i s u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d i t i o n s w i t h r e g a

r d s t o b a l l a s t

w a t e r t a n k s

, m a t e r i a l s

, c o a t i n g s e t c

. i s a l s o c u r r e n t l y o n

- g o i n g a n d w i l l b e r e p o r t e d

( s e e s e c t i o n 3

. 1 0 )

.

3

. 1 0 C o r r o s i o n

T h e G E S A M P

- B W W G w e l c o m e d t h e f a c t t h a t a n e v a l u a t i o n o f t h e c o r r o s i v e p r o p e r

t i e s o f w a t e r

t r e a t e d w i t h C l e a n B a l l a s t ! s h o u l d b e d o n e ( M E P C 5 5 / 2 / 1 6

, a n n e x 7

, p a r a g r a p h 1 0

. 1

. 1 )

. C o r

r o s i o n

s t u d i e s a r e a l s o r e q u i r e d f o r e v a l u a t i o n f o r t y p e a p p r o v a l c e r t i f i c a t e t o b e i s s u e d

, a n d t h e s y s t e m

t o b e u s e d o n

- b o a r d s h i p s

. G u i d e l i n e s f o r s u c h a c o r r o s i o n e v a l u a t i o n o f t h e C l e a n B a l l a s t !

e f f l u e n t h a v e b e e n d e v e l o p e d i n c o

- o p e r a t i o n w i t h t h e c l a s s i f i c a t i o n s o c i e t y G e r m a n i s c h e r L l o y d

( G L ) a n d a w e l l

- r e c o g n i z e d c o r r o s i o n i n s t i t u t e o f n o r t h e r n E u r o p e

. G L c o n c l u d e s a n u m

b e r o f

I S O / A S T M s t a n d a r d c o r r o s i o n t e s t m e t h o d s u s e f u l f o r s u c h a n e v a l u a t i o n

. H o w e v e r

, t h e s e

s t a n d a r d s f o c u s o n t h e e v a l u a t i o n o f s t e e l s

, p a i n t s a n d v a r n i s h e s ( u s i n g a I S O s t a n d a r d i z e d t e s t

w a t e r ) i n s t e a d o f e v a l u a t i o n o f m e d i a c o r r o s i v e n e s s

. C e r t a i n a l

t e r a t i o n s f r o m t h e s t a n d a r d s

, a s

w e l l a s c h o i c e o f s t a n d a r d s t e e l s a n d c o a t i n g s u s e d f

o r t e s t p a n e l s

, w e r e n e c e s s a r y i n o r d e r t o

f o l l o w t h e G L r e c o m m e n d a t i o n s a n d p r o d u c e u s e f

u l d a t a

. T h i s w a s a c c e p t e d b y t h e G L a s l o n g

a s e v e r y c h a n g e a n d c h o i c e w a s w e l l d o c u m

e n t e d a n d m o t i v a t e d

. F o r t h e t e s t p a n e l s

, a n

a s s o r t m e n t w a s m a d e a m o n g t h e c o a t e d / u n c o a t e d t y p e s a c k n o w l e d g e d b y t h e G L

, w h o a l s o

s u g g e s t s a r a n g e o f c o a t i n g t h i c k n e s s e s ( 2 5 0

ñ 5 0 0 μ m

)

. C o r r o s i o n s t u d i e s a r e v e r y t i m e

c o n s u m i n g

, s i m p l y b e c a u s e it t a k e s a c e r t a i n a m o u n t o f t i m e t o s e e a n y t h i n g o n t h e t e s t p a n e l s

. T h i s f a c t i m p l i e d a n a c c e l e r a t e d t e s t a p p r o a c h

. T h e r e f

o r e

, t h e t e s t p a n e l s f i r s t u n d e r g o a n

a c c e l e r a t e d a g e i n g p e r i o d i n w h o l e

- e f f l u e n t s f r o m t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, a n d t h e n b e

e v a l u a t e d u n d e r t h e s t a n d a r d i z e d t e s t p r o t o c o l g u i d e l i n e s

.

3

. 1 0

. 1 T e s t m a t e r i a l

B o t h p a n e l s o f c o a t e d s t e e l a n d b a r e s t e e l a r e t e s t e d

. T h e c o r r o s i v it y i s c a l c u l a t e d b y w e i g h i n g

t h e u n c o a t e d s t e e l p a n e l s b e f o r e a n d a f t e r t h e a g e i n g

. T h e c o a t e d s t e e l t e s t p a n e l s s c r i b e s a r e d o n e

i n t h e c o a t i n g b e f o r e a g e i n g

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 3

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 3

. 1 0

. 2 A g e i n g

F o u r p a r a l l e l t e s t s a r e b e i n g p e r f o r m e d w it h b o t h c o a t e d a n d b a r e s t e e l

. W a t e r p a r a m e t e r s s u c h a s

e

. g

. , p H

, t e m p e r a t u r e

, c o n d u c t i v it y e t c

. a r e m e a s u r e d b e f

o r e a n d a f t e r t r e a t m e n t

, a s w e l l a s o t h e r

r e l e v a n t p a r a m e t e r s s u g g e s t e d b y t h e G L t h a t c a n b e m e a s u r e d m a n u a l l y

. A n a l y s e s o f H 2 a r e

b e i n g p e r f o r m e d d u r i n g t h e t e s t

. T h e t e s t w a t e r i s n a t u r a l s e a w a t e r ( 3 2

- 3 5 p s u ) w h i c h i s a s s u m e d

a s w o r s t

- c a s e i n r e s p e c t o f c o r r o s i v e p r o p e r

t i e s a s w e l l a s p o t e n t i a l f o r m a t i o n o f c o r r o s i o n

e n h a n c i n g o x i d a t i v e s p e c i e s

. A g e i n g t i m e i n f

u l l s a l i n it y s e a w a t e r i s a s s a y e d c o r r e s p o n d s t o t h e

e x p e c t e d e x p o s u r e d u r a t i o n o f a b a l l a s t t a n k t o t h e d i s i n f e c t a n t d u r i n g it s l i f e t i m e

, i n c l u d i n g

r e l e v a n t s a f e t y f a c t o r

.

3

. 1 0

. 3 E v a l u a t i o n

A f t e r t h e a g e i n g t e s t i n s e a w a t e r

, t h e p a n e l s a r e e v a l u a t e d a c c o r d i n g t o t h e f

o l l o w i n g s t a n d a r d s

t o s e e i f t h e r e a r e a n y d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e t e s t p a n e l s t h a t h a v e b e e n e x p o s e d t o C l e a n B a l l a s t !

e f f l u e n t c o n t i n u o u s l y o r i n t e r m it t e n t a n d t h e o n e s t h a t h a v e b e e n e x p o s e d t o ì p u r e î s e a w a t e r

c o n t i n u o u s l y o r i n t e r m it t e n t :

I S O 9 2 2 7 ( h a s r e p l a c e d I S O 7 2 5 3 ) s a l t s p r a y 1 4 4 0 h

I S O 6 2 7 0

- 2 ( c o n d e n s e 1 4 4 0 h )

I S O 2 8 1 2

- 2 ( i m m e r s i o n 3 0 0 0 h )

I S O 1 5 7 1 1 ( c a t h o d i c A S T M G 8

- 9 6 m e t h o d

, A 3 0 0 0 h )

T h e f i n a l t e s t r e p o r t o f t h e w e l l

- r e c o g n i z e d c o r r o s i o n i n s t i t u t e w i l l b e e v a l u a t e d b y t h e

c l a s s i f i c a t i o n s o c i e t y G e r m a n i s c h e r L l o y d

.

4 R I S K A S S E S S M E N T

4

. 1 C r e w

H a n d l i n g o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s a n d P r e p a r a t i o n s ( G 9

, p a r a g r a p h 7

. 1 ) i s n o t a n i s s u e f

o r t h e

s y s t e m p r o p o s e d b y t h e a p p l i c a n t

, w h e r e t h e A c t i v e S u b s t a n c e s a r e f

o r m e d i n

- s i t u

. P e r s o n a l P r o t e c t i v e E q u i p m e n t ( P P E ) s p e c i f

i c a l l y u s e d i n o r d e r t o a v o i d c o n t a c t w i t h t h e A c t i v e

S u b s t a n c e s i s t h e r e f o r e n o t n e c e s s a r y

. T h e t h e o r e t i c a l e l e c t r o c h e m i c a l f

o r m a t i o n o f t h e R e l e v a n t

C h e m i c a l o f h y d r o g e n h a s b e e n p r o v e n b y p r a c t i c a l t e s t s a n d m e a s u r e m e n t s a s w e l l a s

c a l c u l a t i o n s t o i n d u c e n o p o t e n t i a l d a n g e r ( e x p l o s i o n s e t c

. ) f o r t h e c r e w

. A d d it i o n a l l y

, i n c a s e o f

a p i p e l e a k a g e t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m w i l l a u t o m a t i c a l l y s h u t

- d o w n a n d t h e b y

- p a s s a r o u n d t h e

s y s t e m w i l l b e o p e n e d

.

4

. 2 S h i p

S t u d i e s h a v e s h o w n t h a t d i f f e r e n t o x i d a t i v e s p e c i e s w i l l h a v e a n i m

p a c t o n t h e c o r r o s i v e

p r o p e r t i e s o f t h e b a l l a s t w a t e r ( B M T F l e e t T e c h n o l o g y L t d

. )

, p o t e n t i a l l y h a r m f

u l t o t h e b a l l a s t

w a t e r t a n k s o n s h i p s

. T h e A c t i v e S u b s t a n c e s u s e d b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m w i l l b e p r e s e n t i n

s u c h l o w c o n c e n t r a t i o n s a n d h a v e s u c h s h o r t h a l f

- l i f e i n n a t u r a l w a t e r s s o t h a t t h e n a t u r a l

c o r r o s i o n c o u r s e w i l l n o t b e e n h a n c e d i n a n y w a y

. H o w e v e r

, a n e x t e n s i v e s t u d y v e r i f

y i n g t h i s

u n d e r w o r s t

- c a s e c o n d i t i o n s w it h r e g a r d s t o b a l l a s t w a t e r t a n k s

, m a t e r i a l s

, c o a t i n g s e t c

. i s a l s o

c u r r e n t l y b e i n g s e t u p a n d w i l l b e r e p o r

t e d ( s e e f u r t h e r s e c t i o n 3

. 1 0 )

. T o d a y i n t h e s e a c h e s t

p r e v i o u s l y t o t h e b a l l a s t w a t e r s y s t e m c h l o r i n e c o n c e n t r a t i o n s c o r r e s p o n d i n g t o t h e l e v e l s

r e l e v a n t i n t h e c a s e o f C l e a n B a l l a s t ! b a l l a s t w a t e r t r e a t m

e n t a r e a l r e a d y i n u s e

. C o r r o s i o n r a t e s i nM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 4

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c g e n e r a l i n c r e a s e w it h s a l i n it y

, h o w e v e r a q u e o u s c o r r o s i o n d e p e n d s e n t i

r e l y o n a v a i l a b i l it y

o f o x y g e n ( B M T F l e e t T e c h n o l o g y L t d

. )

. W h e n u s e d a s a b i o c i d e a t r o o m t e m

p e r a t u r e

a n d p H 8

. 5

, F r a n k l i n e t

. a l

. ( 1 9 9 1 ) f o u n d t h a t h y p o c h l o r i t e a t t w o p a r t s p e r m i l l i o n ( p p m o r m g / l )

h a d l i t t l e e f f e c t o n t h e c o r r o s i o n r a t e o f u np r o t e c t e d c a r b o n s t e e l b e c a u s e t h e b i o f

i l m w a s n o t

d i s t u r b e d

, b u t a t t h e m u c h h i g h e r c o n c e n t r a t i o n o f 1 6 p p m a m a r k e d i n c r e a s e i n c o r r o s i o n w a s

n o t e d

. B e s i d e s t h e p r e v i o u s c o r r o s i o n s t u d y

, t h e c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e w h o l e

- e f

f l u e n t

w a t e r p r e s e n t e d i n s e c t i o n 3

. 6

. 2 i n d i c a t e t h a t t h e t r e a t m

e n t b y t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m d o e s n o t

c h a n g e w a t e r p a r a m e t e r s t h a t a r e k n o w n t o p o t e n t i a l l y h a v e a m a

j o r i n f l u e n c e o n t h e c o r r o s i o n

r a t e

, e

. g

. , p H

, r e d o x p o t e n t i a l a n d d i s s o l v e d o x y g e n c o n c e n t r a t i o n

.

4

. 3 E n v i r o n m e n t

P r e v i o u s t o t h e s t u d i e s i n c l u d e d i n t h e F i n a l A p p r o v a l p r o c e s s

, t h e w h o l e

- e f

f l u e n t t e s t s a n d

a n a l y s i s o n a c u t e t o x i c it y f o r t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n u n it

, s u b m it t e d i n t h e a p p l i c a t i o n f

o r

B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 4 / 2 / 4 )

, a r e b a s e d o n b o t h n o m i n a l t r e a t m

e n t c o n d it i o n s a s w e l l a s

w o r s t

- c a s e d i s i n f e c t i o n s c e n a r i o s a n d r e g a r d e d a s h a v i n g a n o v e r a l l h i g h e r i m

p a c t o n t h e w a t e r

d u e t o t h e l a c k o f p r o p e r p r e

- f i l t e r i n g e t c

. T h i s w a s a l s o c o n f i r m e d b y t h e f o l l o w i n g t e s t s w it h t h e

c o m p l e t e f u l l

- s c a l e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, w h e r e t h e a c u t e t o x i c i t y t e s t s s h o w e d l e s s t o x i c e f

f e c t

,

c o m p a r e d t o t h e d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e

. D u r i n g t h e t e s t s

, t h e A c t i v e S u b s t a n c e r e s p o n s i b l e f

o r t h e

t o x i c i t y w a s a l s o u s e d i n a m a x i m u m w o r s t

- c a s e q u a n t it y r a t h e r t h a n n o m i n a l i n b a l l a s t w a t e r

t r e a t m e n t ( s e e s e c t i o n 3

. 7 )

. C h r o n i c t o x i c i t y d a t a o n w o r s t

- c a s e e f f l u e n t s f r o m t h e d i s i n f e c t i o n

u n it a l o n e w it h o u t d e g r a d a t i o n o f t h e s u b s t a n c e s j u d g e d a s r e s p o n s i b l e f

o r t h e p o t e n t i a l t o x i c

e f f e c t ( T R O

, D B P s ) s h o w s n o e f f e c t a t c o n c e n t r a t i o n s r e l e v a n t t o t h e r e c e i v i n g e n v i

r o n m e n t a f t e r

d i s c h a r g e ( s e e s e c t i o n 3

. 7

. 2 )

. R e a l i s t i c a l l y

, c o m

p u t e r

- s i m u l a t e d e m i s s i o n s c e n a r i o s

, b o t h g e n e r i c

c a s e s a n d c a s e s t u d i e s

, t o g e t h e r w it h a c t u a l f

i e l d m e a s u r e m e n t s c o n f i r m t h a t o r g a n i s m s i n

r e c e i v i n g e n v i r o n m e n t s w i l l n o t s u f f e r a n y t o x i c o l o g i c a l s t r e s s d u e t o t h e u s e o f C l e a n B a l l a s t !

s y s t e m ( s e e s e c t i o n 3

. 8 )

.

4

. 4 C o n c l u s i o n

A n a l y s i s r e s u l t s

ñ c o m b i n e d w it h t o x i c i t y d a t a

, d e g r a d a t i o n d a t a

/ p r e d i c t i o n s a n d r i s k a s s e s s m e n t

ñ s h o w t h a t

, e v e n i f h i g h s a f e t y f a c t o r s a r e a p p l i e d

, t h e a p p l i c a n t a s s e s s e d t h a t n o h a r m w i l l b e

d o n e t o t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t

, s h i p o r c r e w u s i n g t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. H o w e v e r

, s i n c e c e r t a i n t o x i c it y

, s p e c i f i e d i n t h i s d o c u m e n t

, w a s f o u n d i n t h e e f f l u e n t w a t e r ; i t

m i g h t b e c o n s i d e r e d n e c e s s a r y t o a s s e s s t h i s l o c a l i m m e d i a t e m a r i n e e n v i

r o n m e n t a l i m p a c t

a g a i n s t t h e p o t e n t i a l l y c a t a s t r o p h i c e n v i r o n m e n t a l i m

p a c t o f i n t r o d u c i n g a l i e n s p e c i e s i n t o n e w

b i o t o p e s

. T h e W H O t y p e o f r i s k / b e n e f it a n a l y s i s c a n b e u s e d b a s e d o n t h e C o n v e n t i o n o n

B i o l o g i c a l D i v e r s it y ( C B D )

, A r t i c l e 1 4

. T h e G E S A M P

- B W W G i s i n v i t e d t o g i v e t h e i

r v i e w o f

t h i s c o n c l u s i o n

, a n d a l s o t o c o n t i n u e a s s e s s m e n t o f t h e o v e r a l l u s e d w o r s t

- c a s e a p p r o a c h

, t h e

r e l e v a n c y a n d q u a l it y o f p e r f o r m e d t e s t s i n t h i s d o c u m e n t

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 5

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C 5 A S S E S S M E N T R E P O R T ( G 9

, 4

. 3 )

5

. 1 Q u a l i t y o f t e s t r e p o r t s

5

. 1

. 1 W h o l e

- e f f l u e n t t o x i c i t y s t u d i e s

T h e w h o l e

- e f f l u e n t t e s t s a n d a n a l y s i s o n a c u t e t o x i c it y f

o r t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e

,

s u b m it t e d i n t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

, h a v e b e e n p e r f

o r m e d b y

c e r t i f i e d l a b o r a t o r i e s a c c r e d it e d t o G L P a n d e x p e r i e n c e d p e r s o n n e l

. T h e c h

r o n i c w h o l e

- e f f l u e n t

t o x i c i t y t e s t s

, i n c l u d e d i n t h i s a p p l i c a t i o n f

o r F i n a l A p p r o v a l

, h a v e a l s o b e e n p e r f o r m e d b y t h e

s a m e c e r t i f i e d l a b o r a t o r y w it h t h e c o r r e c t e x p e r t i s e

. T h e w h o l e

- e f f l u e n t a c u t e t o x i c i t y s t u d i e s o n

w a t e r s a m p l e d f r o m t h e l a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l p r o c e s s h a v e b e e n p e r f o r m e d b y a c c r e d it e d

l a b o r a t o r y a n d a d d it i o n a l l y s u p p l e m e n t e d w it h c u s t o m

- m a d e k i n e t i c t o x i c it y s t u d i e s a n d r e l e v a n t

m e a s u r e m e n t s t o b e a b l e t o a n a l y s e t h e i m m e d i a t e t o x i c i t y a f

t e r t r e a t m e n t a s w e l l a s m o n i t o r t h e

i n i t i a l t i m e p e r i o d t h e r e a f t e r

, w h e r e t h e t o x i c it y r a p i d l y f a d e s o u t

. T h e s e c u s t o m

- m a d e t e s t s h a v e

b e e n d e v e l o p e d f r o m s t a n d a r d t o x i c it y p r o c e d u r e s

, u s i n g w e l l

- k n o w n t e s t s p e c i e s a n d h a v e b e e n

c o n d u c t e d b y r e l e v a n t e x p e r t i s e i n t o x i c o l o g y

.

5

. 1

. 2 W h o l e

- e f f l u e n t c h a r a c t e r i z a t i o n

A c h e m i c a l c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e w h o l e e f

f l u e n t i n c l u d i n g s l u d g e w a s c a r r i e d o u t a c c o r d i n g t o

t h e M e t h o d o l o g y

. T h e e x t e r n a l a n a l y s e s w e r e m a d e a t c e r t i f

i e d l a b o r a t o r i e s

, a n d t h e o n

- s it e

m e a s u r e m e n t s w e r e d o n e b y e x p e r i e n c e d p e r s o n n e l u s i n g m e t h o d s a n d m a t e r i a l i n c l u d i n g q u a l it y

m a n a g e m e n t a c k n o w l e d g e d b y t h e n a t i o n a l a d m i n i s t r a

t i o n o f G e r m a n y

.

5

. 1

. 3 A n a l y s i s o f d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s ( D B P s )

T h e s a m p l i n g a n d s e n d i n g s a m p l e s f o r D B P a n a l y s i s w e r e d o n e i n a c c o r d a n c e w it h g e n e r a l l y

a c c e p t e d m e t h o d o l o g i e s a n d a c c o r d i n g t o i n s t r u c t i o n s g i v e n b y a c c r e d i t e d l a b o r a t o r i e s d o i n g t h e

a n a l y s i s

. T h e a n a l y s i s o f d i s i n f e c t i o n b y

- p r o d u c t s ( D B P s ) h a s b e e n d o n e a

t a c c r e d i t e d l a b o r a t o r i e s

i n a c c o r d a n c e w it h s t a n d a r d t e s t p r o t o c o l s ( e

. g

. , D I N e t c

. )

. T h e e x c e p t i

o n i s t h e b r o m a t e a n a l y s i s

,

w h e r e a s p e c i a l l y d e v e l o p e d l a b o r a t o r y m e t h o d ( b a s e d o n I C

- I C P

- M S t e c h n i q u e ) w a s u s e d

, i n

o r d e r t o d e t e c t e x t r e m e l y l o w q u a n t it i e s o f t h e s u b s t a n c e i n q u e s t i o n w it h o u t i n t e r f

e r e n c e b y h i g h

a n i o n ( c h l o r i d e ) c o n c e n t r a t i o n

.

5

. 1

. 4 S i m u l a t i n g e m i s s i o n s c e n a r i o s f o r b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e

T h e c o m p u t e r m o d e l s o f b a l l a s t w a t e r d i s c h a r g e s c e n a r i o s w e r e p e r f

o r m e d b y e x p e r i e n c e d

e x p e r t i s e a t l a b o r a t o r y a c c r e d i t e d t o G L P

, h a v i n g d e v e l o p e d c u s t o m i z e d c o m

p u t e r m o d e l s b e f o r e

f o r o t h e r e m i s s i o n s c e n a r i o s o f c h e m i c a l s i n t o r e c e i v i n g w a t e r s

.

5

. 2 A s s e s s m e n t o f t h e r i s k c h a r a c t e r i z a t i o n

T h e w h o l e

- e f f l u e n t t e s t s a n d a n a l y s i s o n t o x i c it y f o r t h e E c t o S y s Æ d i s i n f e c t i o n u n it

, s u b m i t t e d i n

t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l ( M E P C 5 4 / 2 / 4 )

, a r e b a s e d o n b o t h n o m i n a l t r e a t m e n t

c o n d i t i o n s a s w e l l a s w o r s t

- c a s e d i s i n f e c t i o n s c e n a r i o s a n d r e g a r d e d a s h a v i n g a n o v e r a l l h i g h e r

i m p a c t o n t h e w a t e r d u e t o t h e l a c k o f p r o p e r p r e

- f

i l t e r i n g e t c

. T h i s w a s a l s o c o n f i r m e d b y t h e

f o l l o w i n g t e s t s w it h t h e c o m p l e t e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

, w h e r e t h e a c u t e t o x i c it y t e s t s s h o w e d

l e s s t o x i c e f f e c t

, c o m p a r e d t o t h e d i s i n f e c t i o n u n it a l o n e

. D u r i n g t h e t e s t s

, t h e A c t i v e S u b s t a n c eM E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 6

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c r e s p o n s i b l e f o r t h e t o x i c i t y w a s a l s o u s e d i n a m a x i m u m w o r s t

- c a s e q u a n t i t y r a t h e r t h a n n o m i n a l

f o r b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t

.

A n a l y s i s r e s u l t s

ñ c o m b i n e d w it h t o x i c i t y d a t a

, d e g r a d a t i o n d a t a

/ p r e d i c t i o n s a n d r i s k a s s e s s m e n t

ñ s h o w t h a t

, e v e n i f h i g h s a f e t y f a c t o r s a r e a p p l i e d

, t h e a p p l i c a n t a s s e s s e d t h a t n o h a r m w i l l b e

d o n e t o t h e s u r r o u n d i n g e n v i r o n m e n t

, s h i p o r c r e w u s i n g t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. T h u s

, t h e

a p p l i c a n t a s s e s s e d t h e r i s k c h a r a c t e r i z a t i o n t o b e c o m

p l e t e

. T h e G E S A M P

- B W W G i s i n v it e d t o

g i v e t h e i r o p i n i o n o f t h i s

, a n d t o t a k e a c t i o n a s a p p r o p r i a t e

.

5

. 3 C o n s i d e r a t i o n o f u n c e r t a i n t y a s s o c i a t e d w i t h t h e a s s e s s m e n t ( G 9

, 6

. 4

. 3 )

T h e q u a n t i t a t i v e a n d q u a l it a t i v e f o r m a t i o n o f t h e A c t i v e S u b s t a n c e s a n d R e l e v a n t C h e m i c a l s h a s

b e e n t h o r o u g h l y i n v e s t i g a t e d a c c o r d i n g t o t h e P r o c e d u r e ( G 9 )

. T h e w h o l e

- e f

f l u e n t a c u t e

- a n d

c h r o n i c t o x i c i t y h a s b e e n t h o r o u g h l y i n v e s t i g a t e d t a k i n g a c o n s e r v a t i v e w o r s t

- c a s e a p p r o a c h t o

s h i p b o a r d u s e o f t h e C l e a n B a l l a s t ! s y s t e m

. T h e t e s t s h a v e b e e n p e r f

o r m e d i n f u l l

- s c a l e

( 5 0 0 m 3 / h ) i n n a t u r a l w a t e r s c o v e r i n g t h e w h o l e s a l i n it y r a n g e

. T h e e f

f l u e n t d i s c h a r g e a n d

d i l u t i o n i n t o d i f f e r e n t g e n e r i c

- a n d s p e c i f i c c a s e

- s t u d y b a s e d r e c e i v i n g e n v i r o n m e n t s h a v e b e e n

m o d e l l e d a n d v e r i f i e d a s a b o v e w o r s t

ñ c a s e i n r e a l u s e

.

T h e a p p l i c a n t a s s e s s e d t h a t t h e s e m e a s u r e s a t p r e s e n t d a y c o v e r s t h e u n c e r t a i n t i e s r a i s e d b y t h e

G E S A M P

- B W W G d u r i n g t h e i r e v a l u a t i o n o f t h e a p p l i c a t i o n f o r B a s i c A p p r o v a l

. T h u s a l s o

, t h e

u n c e r t a i n t i e s o f t h e a s s e s s m e n t i n c l u d e d i n t h e M E P C 5 5 / 2 / 4 ( m a i n l y l i n k e d t o p o s s i b l e

u p

- s c a l i n g p r o b l e m s

, w h i l e t h e d a t a g i v e n i n t h e d o c u m

e n t w e r e b a s e d o n s m a l l

- s c a l e p i l o t

s y s t e m s ) h a v e b e e n f u l l y i n v e s t i g a t e d a n d a r e c o n s i d e r e d t o b e c l e a r e d

. P o s s i b l e u n c e r t a i n t i e s

w i t h t h i s a s s e s s m e n t m i g h t b e l i n k e d t o f u t u r e c h a n g e s / d i s t u r b a n c e s o f e x t e r n a l p a r a m e t e r s

, s u c h

a s m a j o r c h a n g e s o f n a t u r a l w a t e r q u a l i t y e

. g

. , b y g l o b a l c l i m a t e c h a n g e

, f

u t u r e u n f o r e s e e n

h a r b o u r t y p e s

, s y n e r g i s t i c e f f e c t s w i t h o t h e r b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t t e c h n i q u e s u s i n g A c t i v e

S u b s t a n c e s u n k n o w n a t p r e s e n t d a y

, e t c

. T h e G E S A M P

- B W W G i s i n v i t e d t o g i v e t h e i r v i e w o f

t h i s

, a n d t o c o n t i n u e a s s e s s m e n t o f t h e n o m i n a l a n d w o r s t

- c a s e a p p r o a c h a n d t h e r e l e v a n c y a n d

q u a l i t y o f p e r f o r m e d t e s t s i n t h i s d o c u m e n t

.

6 R E F E R E N C E S

ì B a s i c A p p r o v a l o f A c t i v e S u b s t a n c e s u s e d b y E c t o S y s ô e l e c t r o c h e m i c a l s y s t e m î

( M E P C 5 5 / 2 / 4 )

, S u b m it t e d b y S w e d e n

.

A l l o n i e r A

. - S

. , K h a l a n s k i M

. , C a m e l V

. a n d B e r m o n d A

. ( 1 9 9 9 ) : C h a r a c t e r i z a t i o n o f c h l o r i n a t i o n

b y

- p r o d u c t s i n c o o l i n g e f f l u e n t s o f c o a s t a l n u c l e a r p o w e r s t a t i o n s

. M a r i n e P o l l u t i o n B u l l e t i n

, V o l

. 3 8

, N o

. 1 2

, p p

. 1 2 3 2

ñ 1 2 4 1

.

B a t t e r m a n S

. e t

. a l

. ì P a r t i t i o n c o e f f i c i e n t s f o r t h e t r i h a l o m e t h a n e s a m o n g b l o o d

, u r i

n e

, w a t e r

,

m i l k a n d a i r î T h e S c i e n c e o f t h e T o t a l E n v i

r o n m e n t 2 8 4

, p

. 2 3 7

- 2 4 7 ( 2 0 0 2 )

.

B M T F l e e t T e c h n o l o g y L t d

. ì D e t e r i o r a t i o n o f s t r

u c t u r a l i n t e g r i t y d u e t o c h e m i c a l t r e a t m e n t o f

b a l l a s t w a t e r î

, 3 1 1 L e g g e t D r i v e

, K a n a t a

, O N K 2 K 1 Z 8

.

C h u I

. , S e c o u r s V

. , M a r i n o I

. a n d V i l l e n e u v e D

. C

. ì T h e A c u t e T o x i c i

t y o f F o u r T r i h a l o m e t h a n e s

i n M a l e a n d F e m a l e R a t s î T o x i c o l

. A p p l

. P h a r m a c o l

. 5 2

, 3 5 1

- 3 5 3

. ( 1 9 8 0 )

.

C o o p e r W

. J

. , J o n e s A

. C

. , W h i t e h e a d R

. F

. a n d Z i k a R

. G

. ( 2 0 0 7 ) : ì S u n l i g h t

- i n d u c e d

p h o t o c h e m i c a l d e c a y o f o x i d a n t s i n n a t u r a l w a t e r s : I m

p l e m e n t a t i o n i n b a l l a s t w a t e r t r e a t m e n t î

. E n v i r o n

. S c i

. T e c h n o l

. 4 1

, 3 7 2 8

ñ 3 7 3 3

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 7

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. D O C C r a ne A

. M

. , E r i c k s o n S

. J

. a n d H a w k i n C

. E

. ( 1 9 8 0 ) : C o n t r i b u t i o n o f m a r i n e a l g a e t o t r i h a l o m e t h a n e

p r o d u c t i o n i n c h l o r i n a t e d e s t u a r i n e w a t e r

. E s t u a r i ne a n d C o a s t a l M a r i n e S c i e nc e 1 1

, 2 3 9

- 2 4 9

.

D a l v i A

. G

. , A l

- R a s h e e d R

. a n d J a v e e d M

. A

. ( 2 0 0 0 ) : H a l o a c e t i c a c i d s ( H A A s ) f

o r m a t i o n i n

d e s a l i n a t i o n p r o c e s s e s f r o m d i s i n f e c t a n t s

. D e s a l i n a t i o n 1 2 9

, 2 6 1

ñ 2 7 1

.

E P A ( 2 0 0 6 ) : E n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A a g e n c y ì N a t i o n a l P r i m a r y D r i n

k i n g W a t e r R e g u l a t i o n s :

S t a g e 2 D i s i n f e c t a n t s a n d d i s i n f e c t i o n B y

- p r o d u c t s R u l e ; F i n a l r u l e î F e d e r a l R e g i s t e r

, V o l

. 7 1

, N o

. 2 ( 2 0 0 6 )

.

F a b b r i c i n o M

. a n d K o r s h i n G

. V

. ( 2 0 0 5 ) : F o r m a t i o n o f d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s a n d a p p l i c a b i l it y

o f d i f f e r e n t i a l a b s o r b a n c e s p e c t r o s c o p y t o m o n it o r h a l o g e n a t i o n i n c h l o r i n a t e d c o a s t a l a n d d e e p

o c e a n s e a w a t e r

. D e s a l i n a t i o n 1 7 6

, 5 7

- 6 9

.

F a w e l l J

. ì R i s k A s s e s s m e n t C a s e S t u d y

- C h l o r o f o r m a n d R e l a t e d S u b s t a n c e s î F o o d a n d

C h e m i c a l T o x i c o l o g y 3 8

. p

. 9 1

- 9 5 ( 2 0 0 0 )

.

F r a n k l i n M

. J

. , N i v e n s D

. E

. , V a s s A

. A

, M i t t e l m a n M

. W

. , J a c k R

. F

. , D o w l i n g N

. J

. E

. a n d

W h i t e D

. C

. ì E f f e c t o f c h l o r i n e a n d c h l o r i n e / b r o m i d e b i o c i d e t r e a

t m e n t s o n t h e n u m b e r a n d

a c t i v i t y o f b i o f i l m b a c t e r i a a n d o n c a r b o n s t e e l c o r r o s i o n

, î C o r r o s i o n v o l

. 4 7

, p

. 1 2 8

- 1 3 4 ( 1 9 9 1 )

.

H Â k a n s s o n

, B o e t

. a l

. ì E l e c t r o l y t i c c e l l f o r t r e a t i n g c o n t a m i n a t e d w a t e r s î

, P a t e n t a p p l i c a t i o n n o

. :

W O 2 0 0 5 0 5 8 7 6 1 ( A 1 )

.

H a n s o n e t

. a l

. ( 2 0 0 4 ) ì H a l o a c e t i c a c i d s i n t h e a q u a t i c e n v i r o n m e n

t

. P a r t I : m a c r o p h y t e t o x i c i t y î

E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n 1 3 0

, p

. 3 7 1

- 3 8 3

.

H a n s o n e t

. a l

. ( 2 0 0 4 ) ì H a l o a c e t i c a c i d s i n t h e a q u a t i c e n v i

r o n m e n t

. P a r t I I : e c o l o g i c a l r i s k

a s s e s s m e n t î E n v i r o n m e n t a l P o l l u t i o n 1 3 0

, p

. 3 8 5

- 4 0 1

.

H i l l G

. C

. ( 2 0 0 3 ) : 4

. M i c r o b i a l p r o b l e m s i n b i l g e a n d b a l l a s t

. I n : H i l l E

. C

. ( E d

. ) : M i c r o b e s i n t h e

m a r i n e i n d u s t r y

. I M a r E S T P u b l i c a t i o n s

.

H u t c h i n s o n

, T h o m a s H

. e t

. a l

. ì A R e v i e w o f t h e E f

f e c t s o f B r o m a t e o n A q u a t i c O r g a n i s m s a n d

T o x i c i t y o f B r o m a t e t o O y s t e r ( C r a s s o s t r e a g i g a s ) E m

b r y o s î E c o t o x i c o l o g y a n d E n v i r o n m e n t a l

S a f e t y 3 8

, 2 3 8

ñ 2 4 3 ( 1 9 9 7 )

.

N o k e s C

. J

. , F e n t o n E

. a n d R a n d a l l C

. J

. ( 1 9 9 9 ) : M o d e l l i n g t h e f

o r m a t i o n o f b r o m i n a t e d

t r i h a l o m e t h a n e s i n c h l o r i n a t e d d r i n k i n g w a t e r s

. W a t e r R e s e a r c h

, V o l

. 3 3

, N o

. 1 7

, 3 5 5 7

- 3 5 6 8

.

P a v e l i c P

. , N i c h o l s o n B

. C

. , D i l l o n P

. J

. A n d B a r r y K

. E

. ( 2 0 0 5 ) : F a t e o f d i s i n f

e c t i o n b y

- p r o d u c t s

i n g r o u n d w a t e r d u r i n g a q u i f e r s t o r a g e a n d r e c o v e r y w i t h r e c l a i m e d w a t e r

. J o u r n a l o f

C o n t a m i n a n t H y d r o l o g y 7 7

, 1 1 9

ñ 1 4 1

.

R o d r i g u e z M

. J

. , S e r o d e s J

. A d R o y D

. ( 2 0 0 7 ) : F o r m a t i o n a n d f

a t e o f h a l o a c e t i c a c i d s ( H A A s )

w i t h i n t h e w a t e r t r e a t m e n t p l a n t

. W a t e r R e s e a r c h

, i n p r e s s

, d o i : 1 0

. 1 0 1 6 /

j

. w a t r e s

. 2 0 0 7

. 0 5

. 0 4 8 S

.

S u n d s t r ˆ m J

. , C o l l È n J

. , A b r a h a m s s o n K

. a n d P e d e r s È n M

. ( 1 9 9 6 ) : H a l o c a rb o n p r o d

u c t i o n a n d i n

v i v o b r o m i n a t i n g a c t i v it y o f E U C H E U M A D E N T I C U L A T U M

. P h y t o c h e m i s t r y V o l

. 4 2

, N o

. 6

,

p p

. 1 5 2 7

ñ 1 5 3 0

.

U S E P A ( 1 9 9 9 ) : A l t e r n a t i v e D i s i n f e c t a n t s a n d O x i d a n t s G u i d a n c e M a n u a l

. E P A 8 1 5

- R

- 9 9

- 0 1 4

, A p r i l 1 9 9 9

.

V o n G u n t e n U

. a n d O l i v e r a s Y

. ( 1 9 9 8 ) : A d v a n c e d o x i d a t i o n o f b r o m i d e

- c o n t a i n i n g w a t e r s :

B r o m a t e f o r m a t i o n m e c h a n i s m s

. E n v i r o n

. S c i

. T e c h n o l

. , 3 2 ( 1 )

, 6 3

- 7 0

.

W H O 2 0 0 5 : ì T r i h a l o m e t h a n e s i n D r i n k i n g

- W a t e r î B a c k g r o u n d d o c u m e n

t f o r d e v e l o p m e n t o f

ì W H O G u i d e l i n e s f o r D r i n k i n g

- W a t e r Q u a l i t y î

, W H O / S D E / W S H ( 2 0 0 5 )

.M E P C 5 7 / 2 / 3

A N N E X

P a g e 3 8

I : \ M E P C \ 5 7 \ 2

- 3

. d o c W o n g G

. T

. F

. , D a v i d s o n J

. A

. ( 1 9 7 7 ) ì T h e f

a t e o f c h l o r i n e i n s e a

- w a t e r î W a t e r R e s e a r c h

V o l

. 1 1

, p p

. 9 7 1

- 9 7 8

.

W u W

. W

. a n d C h a d i k P

. A

. ( 1 9 9 8 ) : E f f e c t o f b r o m i n e i o n o n h a l o a c e t i c a c i d f o r m a t i o n d u r i n g

c h l o r i n a t i o n o f B r i s c a y n e a q u i f e r w a t e r

. J o u r n a l o f E n v i r o n m e n t a l E n g i n e e r i n g

, O c t o b e r 1 9 9 8

, 9 3 2

ñ 9 3 8

.

7 A B B R E V I A T I O N S

A O X : A b s o r b a b l e O r g a n i c h a l o g e n s

B P D : B i o c i d a l P r o d u c t s D i r e c t i v e

B W T : B a l l a s t W a t e r T r e a t m e n t

C B D : C o n v e n t i o n o n B i o l o g i c a l D i v e r s i t y

C P O : C h l o r i n e P r o d u c e d O x i d a n t s

D B : D e b a l l a s t i n g

D B P : D i s i n f e c t i o n B y

- p r o d u c t s

D P : D i s c h a r g e P o i n t

D O C : D i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o n

F A C : F r e e A c t i v e C h l o r i n e

G L P : G o o d L a b o r a t o r y P r a c t i c e

H A A : H a l o a c e t i c a c i d s

L B T A : L a n d

- b a s e d t y p e a p p r o v a l

N O E C : N o O b s e r v a b l e E f f e c t C o n c e n t r a t i o n

N O M : N a t u r a l l y p r e s e n t O r g a n i c M a t t e r

P E C : P r e d i c t e d E n v i r o n m e n t a l C o n c e n t r a t i o n

P N E C : P r e d i c t e d N o E f f e c t C o n c e n t r a t i o n

P O C : P a r t i c u l a r o r g a n i c c a r b o n

R O S : R e a c t i v e O x i d a t i v e S p e c i e s

T A C : T o t a l A c t i v e C h l o r i n e

T G D : E u r o p e a n C o m m i s s i o n T e c h n i c a l G u i d a n c e D o c u m

e n t o n R i s k A s s e s s m e n t

( E U

- T G D

, E C 2 0 0 3 )

( T ) T H M : ( T o t a l ) T r i h a l o m e t h a n e s

T O C : T o t a l O r g a n i c C a r b o n

T R C : T o t a l R e s i d u a l C h l o r i n e

T R O : T o t a l R e s i d u a l O x i d a n t s

T S S : T o t a l S u s p e n d e d S o l i d s

____ ___ ____ _