The shipping industry is a significant contributor to air pollution, emitting gaseous and particulate matter (PM) that have serious impacts on both the climate and human health. While the International Maritime Organization (IMO) regulates NOx and SO2 emissions, PM emissions remain unregulated. Compliance requires the use of marine fuels with limited fuel sulfur content (FSC) or utilization of abatement measures. However, the effects of these measures on the climate and human health are still unclear. This PhD thesis investigates the physical and chemical properties of PM emissions derived from the combustion of different marine fuel types, their toxicological potential, and the efficiency of abatement measures in removing PM. The results show that PM emissions have significant effects on human lung alveolar-like cells, and that the toxicological responses are not necessarily dependent on the FSC. Abatement measures such as wet sulfur scrubbers and wet-electrostatic precipitators led to significant reductions in both gaseous and particulate emissions, highlighting further opportunities to reduce the air pollutants from shipping operations
Die Schifffahrtsindustrie trägt in erheblichem Maße zur Luftverschmutzung bei, indem sie Gase und Particulate matter (PM) ausstößt, die schwerwiegenden Auswirkungen auf sowohl das Klima als auch die menschliche Gesundheit haben. Während die International Maritime Organisation die NOx- and SO2-Emissionen reguliert hat, bleiben die PM-Emissionen ungeregelt. Die Einhaltung der Vorschriften erfordert die Verwendung von Schiffskraftstoffen mit begrenztem Schwefelgehalt oder den Einsatz von Abgasreinigungssystemen. Die Auswirkungen dieser Maßnahmen auf das Klima und die menschliche Gesundheit sind jedoch unklar. In dieser PhD Studie werden die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Partikelemissionen aus der Verbrennung verschiedener Schiffskraftstoffe, ihr toxikologisches Potential und die Wirksamkeit von Abgasreinigungsmaßnahmen untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass PM-Emissionen signifikante Auswirkungen auf menschlichen Lungenzellen haben und dass die toxikologischen Reaktionen nicht unbedingt vom Schwefelgehalt abhängen. Abgasreinigungssysteme wie Nass-Schwefelwäscher und elektrostatischer Nass-Abscheider führten zu einer erheblichen Verringerung sowohl der gasförmigen als auch der partikelförmigen Emissionen, was weitere Möglichkeiten zur Verringerung der Luftschadstoffe aus dem Schiffbetrieb aufzeigt.