船舶壓載水領域標準現(xiàn)狀及發(fā)展分析

劉麗紅，盛偉群，王慧芳

（1. 上海船舶設備研究所，上海 200031；2. 中國船級社上海規(guī)范研究所，上海 200135）

0 引言

為了便于當事國加入并實施《壓載水公約》，IMO先后通過了16個技術導則（表1）。在《壓載水公約》及相關導則的指導和管理下，各國紛紛開展對船舶壓載水處理和分析技術的研究。標準作為《壓載水公約》實施和壓載水技術發(fā)展的重要基礎支撐，也受到國際標準化組織（International Organization for Standardization，簡稱：ISO）和各國的高度重視，壓載水領域標準的研究被加快提上日程。

表1 IMO壓載水相關導則

1 壓載水公約基本要求

根據(jù)《壓載水公約》，國際航行船舶的壓載水管理方式可采用壓載水置換和壓載水處理2種方法。壓載水置換須滿足壓載水置換標準（D-1標準），壓載水處理須需滿足壓載水性能標準（D-2標準）。

1.1 D-1標準

壓載水置換須在規(guī)定水域（表2）內進行，采取的置換方法須經過IMO的評估和接受，且須滿足對應的置換標準。目前經IMO評估和接受的置換方法有順序法、溢流法和稀釋法3種（表3）。

表2 IMO壓載水置換水域要求

表3 壓載水置換方法及標準

1.2 D-2標準

船舶實施壓載水處理排放的壓載水需滿足壓載水性能指標要求（表4）。為滿足壓載水性能指標要求，船舶必須安裝經主管機關型式認可的壓載水管理系統(tǒng)，對壓載水進行處理。壓載水管理系統(tǒng)的型式認可應按照G8導則（MEPC.174 (58)/ MEPC.279(70)）或《壓載水管理系統(tǒng)認可規(guī)則》（BWMS規(guī)則，MEPC.300 (72)）進行。

表4 IMO壓載水性能指標

1.3 D-2標準實施時間

壓載水置換是壓載水管理的一種過渡性措施，《壓載水公約》的最終目的是全面實施壓載水處理以實現(xiàn)排放壓載水的生物濃度全部滿足 D-2標準?！秹狠d水公約》對D-2標準的強制實施時間進行了明確規(guī)定（表5）。在D-2標準強制實施之前，船舶壓載水排放應至少滿足D-1標準。在D-2標準強制實施后，船舶仍可自行選擇是否采用壓載水置換，但壓載水置換法無法替代D-2標準，除非經充分驗證置換后的壓載水滿足D-2標準。

表5 D-2標準實施時間表

2 船舶壓載水處理技術和產業(yè)現(xiàn)狀

壓載水處理技術經過多年的發(fā)展已趨于成熟。目前，全球各國用于壓載水處理的技術多達近 20種。根據(jù)理化特性的不同，主要分為機械法、物理法和化學法3大類。機械法主要采用高流速、旋流分離、過濾、稀釋、浮選沉淀等技術將海洋生物和壓載水進行分離；物理法主要采用加熱、紫外線、超聲波和脫氧等技術對壓載水中的微生物進行處理；化學法主要采用氯化、電解氯化、臭氧、二氧化氯、過氧化氫等化學試劑對水生物進行滅活。

隨著《壓載水公約》的生效，壓載水處理系統(tǒng)（ballast water management system，簡稱：BWMS）產業(yè)發(fā)展迅猛。目前，全球已有80多型BWMS獲得 IMO型式認可，30多型獲得美國海岸警衛(wèi)隊（United States Coast Guard，簡稱：USCG）型式認可，這些BWMS的制造商主要集中在歐洲、中國、韓國、日本和美國。全球已具備供貨業(yè)績的45家制造商中，20家在歐洲，10家在中國，7家在韓國，4家在日本，4家在美國。供貨業(yè)績排名前十的制造商：4家在歐洲，分別為 Erma First、Optimarin、Alfa Laval和 Ocean Saver；2家在韓國，分別為TechCross和Panasia；2家在中國，分別為海德威和雙瑞；1家在日本，為JFE Engineering。此10家制造商合計占有市場份額已達約90%。2019年，全球BWMS市場規(guī)模為406億元，據(jù)預測，未來5年中，BWMS的收入將以8.8%的復合年增長率增長，到2026年，全球市場規(guī)模將增長到738億元。

3 船舶壓載水領域標準現(xiàn)狀

相比于技術和產業(yè)，壓載水領域標準的發(fā)展較為緩慢。但隨著《壓載水公約》的實施以及船舶壓載水處理技術的發(fā)展，ISO以及我國均越發(fā)重視壓載水領域標準的研究與制定，將壓載水作為船舶行業(yè)標準化工作的重點領域予以推進。

相對與初中，小學數(shù)學課堂。教師講得慢、細，練得多。直觀性強；而初中教師講得精，練得少，抽象性也比較強。小學生是以機械記憶、直觀形象思維為主。因此，進入初中后，我們必須結合學生的特點，從學生的認知規(guī)律出發(fā)，快速地改進教法，搞好教學方法上的過渡。

3.1 國際標準現(xiàn)狀

壓載水領域國際標準主要分布于國際標準化組織/船舶與海洋技術委員會（ISO/TC 8）及其管系和機械分技術委員會（ISO/TC 8/SC 2）下。截至2020年12月31日，壓載水領域已發(fā)布國際標準2項，在研6項（表6）。

表6 壓載水領域已發(fā)布和在研國際標準清單

已發(fā)布的 2項國際標準分別為 ISO 11711-1:2019《船舶與海洋技術-水生有害生物-第 1部分：壓載水排放取樣口》和ISO 23055:2020《國際壓載水轉移連接法蘭的設計要求》。ISO 11711-1:2019規(guī)定了壓載水排放取樣口的設計和安裝要求，包括取樣口的位置、端口的形式、樣品收集端口下游管線返回端口的規(guī)格等；ISO 23055:2020規(guī)定了在船舶與岸上接收設施之間或船舶之間轉移壓載水的國際法蘭的材料要求和尺寸。

在研的6項國際標準主要涉及壓載水處理系統(tǒng)、壓載水取樣以及水生有害生物等領域。

3.2 國內標準現(xiàn)狀

按照《船舶工業(yè)標準體系（2012年版）》的專業(yè)領域劃分，壓載水領域標準主要分布于DB船用機械設備/DBE船舶環(huán)保設備下，由全國船用機械標準化技術委員會海上環(huán)境保護分技術委員會（SAC/TC 137/SC 9）歸口管理。

截至2020年10月31日，我國現(xiàn)行有效的壓載水領域標準僅2項，分別為CB/T 4290—2013《船舶壓載水紫外線消毒裝置》和CB/T 4399—2014《船舶壓載水電解法處理系統(tǒng)設計與安裝》。CB/T 4290—2013規(guī)定了紫外線法船舶壓載水處理裝置的外觀質量、材料應用、設計與結構、性能指標、環(huán)境適應性、試驗及檢驗等要求；CB/T 4399—2014規(guī)定了電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)的設計指標、環(huán)境條件、防爆設備選型、處理系統(tǒng)組成以及安裝等要求。

這2項標準基于MEPC.174 (58)決議通過的G8導則制定，而 G8導則已經 MEPC.279 (70)/MEPC.300 (72)決議進行了修訂且形成了強制性的BWMS規(guī)則。新規(guī)則對采用活性物質BWMS的殘余物質（Total Residual Oxidants，簡稱：TRO）的要求從原來的0.2 mg/L變?yōu)?.1 mg/L，關于電子電氣環(huán)境試驗要求也發(fā)生了變更。因此，該2項標準已不能滿足新規(guī)則的要求。依托工信部高技術船舶科研項目“船舶防污染重點標準研究”成果，我國正組織開展含該2項標準修訂在內的4項BWMS國家標準的研究與制定（表7）。

表7 我國在研船舶壓載水領域國家標準清單

4 我國船舶壓載水領域標準發(fā)展建議

當前，我國壓載水領域標準還極為缺乏，無法滿足行業(yè)實施《壓載水公約》的要求，壓載水領域標準研究工作還有很長的路要走。針對我國標準現(xiàn)狀，結合當前船舶壓載水技術和產業(yè)發(fā)展的實際情況，對我國壓載水領域標準化發(fā)展提出以下建議：

1）及時開展船舶壓載水相關國際公約跟蹤研究

時刻追蹤 IMO對于船舶壓載水管理要求的變更，及時根據(jù)公約要求進行我國標準的制定與修訂，確保我國標準保持與國際要求接軌；組織進行國際標準、國外主要造船國家法規(guī)和先進標準的研究，有選擇地將國際和國外先進標準向我國標準進行轉化，提升我國標準國際化水平，提高我國船舶行業(yè)國際公約履約能力。

2）盡快開展船舶壓載水處理系統(tǒng)相關標準研究

BWMS水生物處理技術除了紫外線法和電解法之外，充氮惰化法、高級氧化法、超聲波殺滅法等也是全球范圍內通用的物理和化學式技術方法。因此，建議盡快開展充氮惰化法等不同技術BWMS標準的研究，以指導和規(guī)范不同技術BWMS的設計建造，為我國BWMS產業(yè)發(fā)展提供標準支撐。

BWMS一般先通過過濾法將水生生物、大尺寸微生物分離，再使用不同處理技術實現(xiàn)小尺寸微生物的滅活和去除。濾器是進行水生物過濾的重要部件，其性能指標對于BWMS的整體性能具有重要影響。根據(jù)BWMS型式認可要求，每臺BWMS均需配備自我監(jiān)控系統(tǒng)，以實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況，特別是重要部件及運行參數(shù)的狀態(tài)。中和系統(tǒng)可避免經處理后的壓載水含有過量的總殘余氯，對排放水域造成二次污染，是使用活性物質BWMS必不可少的組成部分。壓載水管理系統(tǒng)是一個集處理、監(jiān)控、中和等各種功能于一身的整體系統(tǒng)，因此，除開展主流處理技術BWMS的標準研究外，建議盡快開展不同技術BWMS濾器、自我監(jiān)控系統(tǒng)、中和系統(tǒng)等通用部件的標準研究，以指導和規(guī)范不同技術 BWMS通用部件的設計建造，從而保障BWMS的整體性能。

當前，雖然全球已有80多型船舶BWMS通過了IMO型式認可，30多型獲得了USCG認可，但已安裝上船的設備處理效果卻不理想，船舶營運中壓載水處理D-2標準符合率不高。業(yè)界普遍懷疑問題出現(xiàn)在BWMS的安裝環(huán)節(jié)，認為安裝調試過程中必須進行取樣、分析，只有經驗證處理后的壓載水符合D-2標準，BWMS才算得以正確和完整地安裝。因此，建議盡快開展不同技術BWMS的安裝和調試標準研究，以指導和規(guī)范不同技術 BWMS的安裝和調試，確保BWMS裝船后壓載水處理的有效性。

3）加快開展船舶壓載水水樣檢測相關標準研究

根據(jù)公約要求，在BWMS型式認可試驗中，需進行壓載水取樣與分析，主要涉及生物指標和物理化學指標分析，對于使用活性物質的BWMS，還需進行毒性試驗分析。G8導則/BWMS規(guī)則以及G9導則雖對BWMS型式認可中的取樣分析方法和毒性試驗方法做出了相應規(guī)定，但未提出確定性的方法；在港口國檢查（PSC檢查）中，也需進行壓載水取樣與分析，主要涉及指標性取樣分析和詳細取樣分析?！队糜?BWMS型式認可中存活微生物計數(shù)的方法指南》（BWM.2/Circ.63）對≥10 μm且＜50 μm 生物提出了可用的計數(shù)方法，但對于 D-2標準中其他指標沒有明確統(tǒng)一的方法。G2導則和《壓載水取樣和分析試用指南》（BWM.2/Circ.42/Rev.2）給出了多種壓載水取樣和分析可使用的推薦方法，而實際上取樣目的不同，取樣方法、取樣程序和分析方法也不同，這些導則和指南對當前多樣化的壓載水取樣和分析需求缺乏針對性指導。因此，建議加快開展指標性分析取樣、詳細分析取樣和生物有效性取樣等取樣標準以及≥10 μm且＜50 μm生物、≥50 μm生物和細菌等D-2標準指標生物的指標性分析、詳細分析方法和操作標準的研究，以指導和規(guī)范我國壓載水取樣與分析，推動行業(yè)盡快全面實現(xiàn)《壓載水公約》的履約。

4）適時開展船舶壓載水港口接收設施相關標準研究

當壓載水置換或處理操作遇到不利環(huán)境條件從而導致壓載水置換或處理無法滿足D-1或D-2標準時，根據(jù)IMO應急措施指南，可將壓載水及沉積物排至接收設施。對于工程船、客滾船等非國際航行的特殊船舶，安裝BWMS或者進行壓載水置換均面臨諸多困難，且需進行壓載水處理的頻次極低，將壓載水排放至接收裝置是其壓載水管理的主要方式，包括我國在內的一些國家均大力提倡發(fā)展港口接收設施。因此，建議適時開展港口接收設施、船舶與港口接收設施間連接方式和接口標準的研究，以支撐和推動我國港口接收和處理壓載水的能力建設。

5）同步開展船舶壓載水領域標準國際化研究

《壓載水公約》的生效給壓載水產業(yè)帶來巨大發(fā)展空間。為了贏得國際市場競爭，各國爭相開展船舶壓載水領域相關研究，且取得一定的研究成果。由于《壓載水公約》生效時間尚不長且國際標準研制具有一定周期性，當前已發(fā)布的壓載水領域國際標準還較少。但從在研國際標準項目來看，壓載水領域國際標準呈迅速發(fā)展之勢。建議我國牢牢把握壓載水領域國際標準迅速發(fā)展的時機，在開展壓載水領域技術和標準研究的同時，同步推進壓載水領域標準國際化研究，及時將我國壓載水領域優(yōu)勢技術、產品和服務轉化為國際標準，提升我國在壓載水國際標準化領域話語權，為我國壓載水領域優(yōu)勢技術、產品和服務贏得國際市場競爭提供強有力的標準支撐。

5 結論

本文對壓載水國際公約、船舶壓載水處理技術和產業(yè)現(xiàn)狀、船舶壓載水領域國際和國內標準現(xiàn)狀進行了詳細的分析，并對我國船舶行業(yè)壓載水領域標準化發(fā)展提出了幾點建議。