Vrachtschepen brengen de dingen die mensen willen en nodig hebben naar onze havens. Maar ze brengen ook luchtvervuiling met zich mee. En als ze goedkoop branden, modderige brandstof, hun uitstoot omvat gevaarlijk hoge niveaus van zwavel en stikstofoxiden, die samen met fijnstof, vormen een giftige mix die de gezondheid van de luchtwegen en de bloedsomloop schaadt.

In 2014, staatstoezichthouders hebben de California Sulphur Rule aangenomen, waarbij schepen schonere brandstof moeten verbranden binnen 200 zeemijl uit de kust. Handhaving blijft een uitdaging. Voor nu, een paar officieren van de California Air Resources Board controleren willekeurig de brandstof van schepen op de pier, een tijdrovende en mankrachtintensieve inspanning waardoor er slechts twee schepen per dag kunnen worden geïnspecteerd. In de tussentijd, het bestuur projecteert meer dan 6, 600 vrachtschepen die van 2021-2032 per jaar aanmeren. En omdat goedkoop, illegale brandstof kan honderdduizenden dollars per reis besparen, er is een krachtige stimulans om de staatswet en soortgelijke federale wetgeving te schenden.

Maar, volgens een nieuw rapport van UCLA-studenten milieuwetenschappen, technologie kan te hulp schieten. Het rapport merkt specifiek op dat krachtige sensoren gemonteerd op industriële drones die in de uitlaatpluim van een schip kunnen vliegen om te detecteren of de brandstof die wordt verbrand binnen de wettelijke limieten valt.

Het rapport maakte deel uit van het senior practicum van het UCLA Institute of the Environment and Sustainability, waarin kleine teams van studenten, onder begeleiding van facultaire adviseurs, namens klanten aan een project van een jaar werken om echte problemen op te lossen.

"Dit is het soort project dat illustreert wat het Practicum zo goed doet, " zei Noah Garrison, directeur van het programma. "Het geeft onze studenten de kans om het voortouw te nemen bij het oplossen van ernstige milieuproblemen op lokaal en mondiaal niveau, en dat allemaal terwijl ze vaardigheden leren van wetenschappers en beleidsexperts in het brede scala aan onderzoeksprogramma's van UCLA."

Dit team werkte samen met de ADEPT Group, Inc., een op het milieu gericht technologiebedrijf, om erachter te komen hoe de door drones versterkte handhaving van de California Sulphur Rule de volksgezondheid kan beïnvloeden. Ze modelleerden de uitkomsten voor twee scenario's:een waarin schepen vals spelen met een percentage van 10% - een percentage dat vergelijkbaar is met de gedocumenteerde incidentie van overtredingen in Europese wateren - en een 'schoon' scenario dat uitging van effectieve handhaving en volledige naleving. Schattingen zijn dat 20 tot 25 procent van de schepen de huidige normen overtreedt, volgens ADEPT.

Verbeterde handhaving met monitoring vanuit de lucht zou elk jaar 55 doden als gevolg van luchtvervuiling kunnen voorkomen in de havengemeenschappen van Wilmington, Carson, West Long Beach en San Pedro, projecteerden de student-onderzoekers. Naast het redden van levens, er zou ook ongeveer $ 600 miljoen worden bespaard op medische kosten. Volgens deze eerste bevindingen elk jaar zou een betere handhaving voorkomen dat ongeveer 2, 600 gevallen van astma en 1, 200 gevallen van astma-morbiditeit, of acute aanvallen die een bezoek aan de spoedeisende hulp of ziekenhuisopname vereisen.

"Als schepen de hoogzwavelige brandstof dicht bij de kust verbranden, ze verhogen de fijnstof in de lucht voor de kust en in gemeenschappen die het dichtst bij commerciële havens liggen - die vaak benadeeld zijn, " zei Ryan Hallman, een recente UCLA-afgestudeerde en hoofdauteur van het onderzoek.

Een andere belangrijke bevinding was dat luchtkwaliteitsmodelleurs die werken voor luchtkwaliteitsdistricten met zeeschepen er ten onrechte van uitgaan dat scheepsexploitanten de California Rule volledig naleven. De verkeerde veronderstelling onderschat de werkelijke luchtvervuiling die achtergestelde gemeenschappen in de buurt van havens moeten doorstaan ​​en voorkomt dat effectieve tegenmaatregelen worden genomen.

Ze ontdekten ook dat de financiële motivatie van de scheepsexploitanten om vals te spelen de huidige boetes die de overtreders van de regels mogelijk moeten betalen in de kleine kans dat ze worden gepakt, in de schaduw stelt. In de rechtbank, boetes waren slechts $ 7, 500 tot $ 10, 000 per dag in de haven.

Een op een drone gemonteerd sensorsysteem werd op 7 mei gedemonstreerd in de haven van L.A. Wereld Astma Dag, voor een menigte toeschouwers en leiders, waaronder Mary Nichols, voorzitter van de California Air Resources Board. De drone met zes propellers, bestuurd door Flying Lion, Inc., vloog in de uitlaatpluim van de T.S. Golden Bear - een opleidingsschip dat wordt geëxploiteerd door de California State University Maritime Academy.

"Het handhaven van anti-vervuilingswetten op zee is op zijn best moeilijk, maar het is absoluut essentieel om de gezondheid van mensen in kustgemeenschappen te beschermen, " zei Nichols, die ook professor-in-residence is aan de UCLA School of Law. "Telkens wanneer we technologie vinden die veelbelovend is om schendingen op te sporen en de scheepseigenaren verantwoordelijk te houden, we willen het uittesten."

Toegang tot de Gouden Beer moest worden goedgekeurd door een aantal hoge ambtenaren, van havenbeveiliging tot degenen die verantwoordelijk zijn voor het schip zelf. Het proces duurde maanden, maar het hele pluimsnuiven duurde minder dan 10 minuten van start tot landing. Belangrijker, het leverde nauwkeurige resultaten op die aantoonden dat het schip "schone" brandstof binnen de wettelijke limieten verbrandde.

Naast het volksgezondheidsonderzoek studenten presenteerden de technologie aan verschillende belanghebbenden, waaronder de haven van Long Beach en een reeks luchtkwaliteitsagentschappen. Op een bijeenkomst in San Francisco, het Bay Area Air Quality Management District heeft $ 275 toegezegd, 000 om een ​​demonstratieproject mede te financieren dat zou testen hoe de technologieën kunnen worden aangepast aan de wettelijke, geografisch, beveiligings- en veiligheidsbehoeften.

Alex Spataru, CEO van de Adept-groep, Inc., zei dat drone-handhaving zichzelf al terugbetaalt in havenzware landen zoals Noorwegen, Singapore, Denemarken en Nederland. In Denemarken, de luchtvervuiling door zwavel is met 50% gedaald sinds vijf jaar geleden luchtmonitoring van zeeschepen werd uitgevoerd.

Toekomstige UCLA-studentenonderzoeksteams zullen dieper ingaan op de sensortechnologie, fijnstofverontreiniging en gevolgen voor de volksgezondheid. Als alles goed gaat, soortgelijke methoden zouden kunnen worden uitgebreid om kustgemeenschappen langs de hele westkust van de Verenigde Staten te beschermen.

"We kunnen schendingen op een kosteneffectieve manier elimineren met bewezen technologieën, het creëren van positieve volksgezondheidsresultaten in heel Californië, met name in de meest kwetsbare gemeenschappen, ' zei Spataru.