船舶壓載水處理綜述

王文成， 龔 帆， 鄭 羽， 袁聞騫

1.中海船研科技股份有限公司 環(huán) 境工程事業(yè)部，上海200135；2.上海外高橋造船有限公司，上海200137；3.通用電氣（中國）有限公司，上海200040

0 引 言

在海上行駛的船舶需要加載一定量的壓載物來保證其具有良好的穩(wěn)性和浮性。根據(jù)作業(yè)的要求，船舶經(jīng)常需要在港口水域或近海水域進(jìn)行壓載水的壓入和排出。由于船舶壓載水中含有浮游植物、浮游動(dòng)物、細(xì)菌／病原體等低等生物和一些魚類，沉積物中常含有生物碎片、顆粒狀有機(jī)物、生物孢囊、不溶性硅酸鹽等物質(zhì)。當(dāng)船舶進(jìn)行壓入和排出壓載水時(shí)，壓載水中的生物流入新的適宜生存區(qū)域，開始大量繁殖，掠奪本地生物，破壞當(dāng)?shù)氐暮Ｑ笊鷳B(tài)平衡。

全球每年大約有30～50億m3壓載水排放到近?；騼?nèi)陸湖泊河流，每天有7 000多種生物隨壓載水傳播［1］。壓載水已被確認(rèn)為是世界范圍內(nèi)傳播外來海洋生物的主要因素之一。在20世紀(jì)70年代，國際組織已經(jīng)對(duì)壓載水影響環(huán)境問題高度注意，經(jīng)過國際組織和世界各主要沿海航運(yùn)大國的積極推動(dòng)，船舶壓載水的環(huán)境問題和可能引起的生態(tài)災(zāi)難逐漸得到國際社會(huì)的重視，先后通過了一些決議和國際公約，一些國家還制定了壓載水管理的法規(guī)。壓載水管理法規(guī)對(duì)遠(yuǎn)洋船舶的壓載水排放做出了限制，要求遠(yuǎn)洋船舶加強(qiáng)對(duì)壓載水的管理，世界各國加大對(duì)壓載水處理系統(tǒng)的研究。

1 全球壓載水管理法規(guī)的發(fā)展過程

1.1 國際組織壓載水管理法規(guī)的發(fā)展過程

1973年，政府間海事協(xié)商組織召開了國際環(huán)境污染大會(huì)，通過了18號(hào)決議《排放含有流行病細(xì)菌的壓載水的影響研究》。該決議提出，船舶壓載水中有可能含有流行病病菌，在他國排放很可能導(dǎo)致該流行病在他國蔓延。要求政府間海事協(xié)商組織收集由各國政府所提供的有關(guān)證據(jù)和建議，并開展對(duì)該問題的研究［2］。

1982年《聯(lián)合國海洋公約》第196條規(guī)定，各國應(yīng)采取一切必要的措施，以防止、減少和控制由于在其管轄或控制下使用技術(shù)而造成海洋環(huán)境污染，或由于故意或偶然向海洋環(huán)境某一特定部分引進(jìn)外來的或新的物種而致使海洋環(huán)境發(fā)生有害的變化。

1991年7月海洋環(huán)境保護(hù)委員會(huì)MEPC第31次會(huì)議通過了MFPC50（31）決議，即《關(guān)于防止船舶壓載水及沉積物的排放傳播有害的水生物及病原體國際指南》。該指南提出了船舶壓載水排放的管理措施，旨在向港口國當(dāng)局和主管機(jī)關(guān)提供關(guān)于制定減少船舶壓載水及沉積物傳播有害水生生物和病原體危害的程序?qū)t［3］。

1993年11月國際海事組織I MO召開的第18次大會(huì)通過了A.774（18）決議，即《防止來自船舶壓載水和沉積物的有害生物及病原體引入的指南》。

1997年國際海事組織大會(huì)的A.868（20）決議通過了《控制和管理船舶壓載水以減少有害水生物及病原體傳播的指南》。

2004年2月在國際海事組織關(guān)于船舶壓載水管理的大會(huì)上通過了具有法律約束性的《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》，并規(guī)定將在獲得代表全球商船噸位35%的30個(gè)國家批準(zhǔn)的12個(gè)月之后該公約生效。截至2012年2月，加入公約的國家有33個(gè)，占世界商船總噸位的26.46%；其中國家數(shù)已經(jīng)達(dá)到生效條件（30個(gè)），但噸位比例尚未達(dá)到（35%）條件。目前世界各主要航運(yùn)大國都在積極為公約生效做準(zhǔn)備，有些國家已經(jīng)要求進(jìn)入該國水域的遠(yuǎn)洋船舶對(duì)壓載水進(jìn)行處理，所以預(yù)計(jì)公約不久就會(huì)生效。

《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》生效以前，國際上仍然主要以A.868（20）決議通過的《控制和管理船舶壓載水以減少有害水生物及病原體傳播的指南》為管理壓載水的法律文件。

1.2 各國對(duì)壓載水管理的相關(guān)法規(guī)

由于國際上各利益相關(guān)方對(duì)壓載水管理法規(guī)的看法存在嚴(yán)重分歧，壓載水國際性公約目前還未生效。世界上主要的遠(yuǎn)洋航運(yùn)國家和深受該問題影響的國家，根據(jù)本國壓載水管理的需求，分別制定了相關(guān)的國內(nèi)法。

1.2.1 美國

美國國內(nèi)對(duì)于是否制定更嚴(yán)格的壓載水管理法規(guī)一直存在爭(zhēng)論，經(jīng)過多年的論證和征詢意見，2012－03－23美國海岸警衛(wèi)隊(duì)UCSG通過了《排放到美國水域的壓載水中生物標(biāo)準(zhǔn)》。該標(biāo)準(zhǔn)與壓載水公約的D—2標(biāo)準(zhǔn)完全相同，于2012－06－21正式生效。

美國政府同時(shí)規(guī)定壓載水的排放受美國清潔法案的約束，必須在美國環(huán)?？偸餎PA的Vessel Dischar ge Progra m（VGP）的排放流程要求下進(jìn)行。

1.2.2 加拿大

加拿大是最早認(rèn)識(shí)到壓載水會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)造成破壞的國家，也是壓載水國際公約的積極推動(dòng)方，較早地制定了壓載水管理的國內(nèi)法，并于2001－06－08修訂了《加拿大壓載水管理指南》。新指南適用進(jìn)入加拿大專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)的所有船舶，要求所有載有壓載水的船舶都應(yīng)準(zhǔn)備一份壓載水管理計(jì)劃，以實(shí)施安全有效的壓載水管理。

同時(shí)，為了配合《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約》的實(shí)施，制訂了《壓載水控制和管理規(guī)章》，對(duì)國內(nèi)法律進(jìn)行了調(diào)整。

1.2.3 澳大利亞

澳大利亞聯(lián)邦政府沒有制定專門的壓載水法規(guī)，主要通過《1908年檢疫法》相關(guān)規(guī)定對(duì)壓載水進(jìn)行管理。該法沒有治理船舶壓載水的相關(guān)法條，但將船舶壓載水歸類為貨物，并規(guī)定不得將需要檢疫的貨物從船上或設(shè)備上轉(zhuǎn)移，即未獲得檢疫批準(zhǔn)前，不能將船舶上的壓載水排出。

1.2.4 挪威

挪威環(huán)境部于2009－07－07頒布了《阻止船舶壓載水和沉積物中外來生物傳播的規(guī)定》，對(duì)排放到挪威水域的壓載水提出了具體要求。

1.2.5 中國

目前為止，中國政府相關(guān)管理部門還沒有頒布?jí)狠d水的相關(guān)法規(guī)，中國船級(jí)社（China Classification Society，CCS）為了響應(yīng)國際海事組織（International Mariti me Or ganization，I MO）的相關(guān)規(guī)定，便于國內(nèi)相關(guān)部門和企業(yè)對(duì)壓載水管理的了解，先后編制和發(fā)布了《船舶壓載水處理系統(tǒng)應(yīng)用對(duì)策》、《船舶壓載水管理計(jì)劃編制指南》和《船舶壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可指南》等。

表1 各種壓載水處理方法比較

2 船舶壓載水處理技術(shù)

截至2010年年底，世界上有17個(gè)國家從事壓載水系統(tǒng)的研究，共有50多套在研或銷售的壓載水管理系統(tǒng)，部分系統(tǒng)取得了I MO的最終批準(zhǔn)或各國船級(jí)社的認(rèn)可［4］。這些系統(tǒng)普遍使用兩類基本過程處理壓載水：物理分離過程實(shí)現(xiàn)水生生物、大尺寸微生物的分離；生物滅活過程通過物理法和化學(xué)法實(shí)現(xiàn)小尺寸微生物的滅活和去除。

1.物理分離過程即采用過濾、旋分、凝絮等物理手段將壓載水中＞50μm和部分10～50μm的微生物分離出來。

2.生物滅活過程從原理上分為物理法和化學(xué)法。物理法指運(yùn)用紫外、脫氧、氣體注入、超聲波氣穴等方法殺死微生物（滅活）；化學(xué)法則是通過電解海水產(chǎn)生氯化消毒劑、發(fā)生器產(chǎn)生臭氧或自由基等強(qiáng)氧化劑的方法，添加氧化劑或殺生劑等進(jìn)行滅活。各種處理方法的機(jī)理和優(yōu)缺點(diǎn)見表1［5］。

3 壓載水處理技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

通過對(duì)全球主要壓載水處理系統(tǒng)制造商和處理技術(shù)的統(tǒng)計(jì)分析，目前壓載水處理系統(tǒng)的制造商主要集中在歐美和亞洲的日本、韓國、中國。壓載水處理技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已趨于成熟，各種類型處理設(shè)備可以滿足I MO的D—2標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且也完全實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，可以滿足各類新建和改造船舶的安裝要求。

壓載水處理裝置經(jīng)過多年的研發(fā)，形成了多種類型的處理技術(shù)。通過對(duì)全球主要壓載水處理系統(tǒng)的技術(shù)分析，壓載水處理技術(shù)逐漸形成兩大技術(shù)類型：主要采用“物理分離＋紫外滅活”的二階段處理工藝和“物理分離＋氯化滅活”的二階段處理工藝。

第一種組合技術(shù)采用不投加殺生劑的辦法通過化學(xué)手段將壓載水中微生物滅活，處理裝置容易實(shí)現(xiàn)小型化和集約化，后期維護(hù)管理比較方便，但是紫外消毒的持久性需要進(jìn)一步關(guān)注；

第二種組合技術(shù)采用投加殺生劑的辦法直接實(shí)現(xiàn)生物滅活。殺生劑的儲(chǔ)存裝置和發(fā)生裝置占地面積較大，使用過程中經(jīng)常需要對(duì)藥劑進(jìn)行更換，后期的維護(hù)管理比較麻煩，存在安全隱患，另外殺生劑還會(huì)加快對(duì)船艙鋼板的腐蝕。

這兩種主流處理技術(shù)各有特點(diǎn)，不同類型的船舶需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處理技術(shù)。

4 結(jié) 語

船舶壓載水的環(huán)境生態(tài)問題從被發(fā)現(xiàn)到逐步被國際社會(huì)重視，直至最終國際社會(huì)達(dá)成共識(shí)并制定國際公約，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過程。目前關(guān)于壓載水管理的國際法規(guī)已經(jīng)初步規(guī)范，各國對(duì)壓載水的管理已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際操作階段。在法規(guī)的強(qiáng)力要求下，壓載水處理技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展日新月異，各種功能與型式的壓載水處理設(shè)備不斷推向市場(chǎng)應(yīng)用，目前新建遠(yuǎn)洋船舶已經(jīng)開始主動(dòng)安裝壓載水處理系統(tǒng)。

壓載水處理系統(tǒng)在應(yīng)用過程中還需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，逐步形成高度集成化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的通用性產(chǎn)品和裝備。

［1］ 陳立僑，李云凱，侯俊利，等.船舶壓載水導(dǎo)致的生物入侵及其防治對(duì)策［J］.華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（21）：40－48.

［2］ 宮宇韜.船舶潔凈壓載水外來生物調(diào)查及滅活工程設(shè)計(jì)［D］.大連：大連理工大學(xué).2008.

［3］ 白佳玉.船舶壓載水法律規(guī)制研究［D］.青島：中國海洋大學(xué)，2011.

［4］ 張碩慧.壓載水管理系統(tǒng)的商業(yè)化進(jìn)程［J］.國際海事公約研究與動(dòng)態(tài)，2010（5）：45－51.

［5］ 謝承利，翁平，李小軍，等.船舶壓載水處理技術(shù)應(yīng)用綜述［J］.船海工程，2010，39（6）：86－90.