海军舰船防污技术指标及其发展思路＊

吴睿锋 盛 立 林超友

（海军装备研究院 上海 200235）

1 引言

随着全球船舶数量和吨位的增加，船舶对海洋造成的污染日趋严重，人类对海洋环境的保护也日益重视。作为联合国制定防止和控制船舶和倾倒引起的海上污染事项方面的航运规章和标准的“主管国际组织”，国际海事组织（IMO）辖下海上环境保护委员会已起草并促使通过多份防止船舶污染和保护海洋环境制度的国际公约，这些公约主要有：《经1978年议定书修订的1973年国际防止船舶造成污染公约》（MARPOL 73／78公约）、《国际控制船舶有害防污底系统公约（AFS公约）》、《2004年国际船舶压载水和沉淀物控制与管理公约（BWM公约）》、《2007年内罗毕国际船舶残骸清除公约》、《2009年香港国际安全和环保拆船公约》等，覆盖了国际海事活动的大部分内容和范围［1］。

目前我国海军现有舰船防污技术与发达国家海军舰船相比，甚至与我国先进民用船舶的防污技术相比，存在着一定差距。海军舰船的主要污染源为油污水、生活污水、固体垃圾、废气排放、压载水等，面对不断更新的国际公约，为有效指导舰船装备的研制和生产，并为舰船出访、护航等提供保障，环境友好舰船［2］将是未来海军舰船发展的必然趋势。

2 舰船防污主要技术指标

2.1 油污水

舰船油污水的来源主要是舰船的机舱舱底水。舰船的机舱是船舶动力装置的舱室，内部装有各种动力机械和管路系统。舱底水是机舱内各种阀门和管路中漏出的水与机器在运转时漏出的润滑油、主副机燃料油以及加油时的溢出油、机械及机舱防滑铁板洗刷时产生的油污水等混合在一起的含油污水。舱底水中的油通常以三种状态存在：浮油，以较大颗粒存在于水中，利用重度差易于从水中分离出来；乳化油，以较小的颗粒悬浮在水中，用一般隔油方法很难将他们分离出来；溶解油，用一般的物理方法分离较困难，不作为油水分离系统处理的重点。

舱底油污水数量与舰船的吨位、主机型式及功率、管系安装的工艺水平、艉轴管密封方式、船舶航行和停泊状态、机舱设备维修保养状况和船舶的新旧等因素有关，其量值变化很大，难以定量计算［3］。含油污水的泄漏和排放对海洋生物的危害巨大，还可能通过食物链影响人类的身体健康，所以在相关的公约和法规中均要求船舶设置油污水处理装置—油水分离装置，否则应设置足够容积的油污水收集舱，并对油污水舱的舱容进行了规定，一般来说油污水舱的总容量不得小于船舶载油总量的3%［4］。在非特殊区域，IMO含油污水排放的主要技术指标与我国GB 3552－1983《船舶污染物排放标准》、GJB 4000－2000《舰船通用规范》相关要求的对比情况如表1所示。

表1 船舶油污水排放指标

根据MARPOL 73／78公约附则I的规定，油水分离装置的基本技术方法是设置单级分离装置和双级分离装置，其中单级分离装置要保证将含油水的油分浓度处理至100mg／L以下，但由于其油分浓度达不到最新的15mg／L以下的要求，现在这种单级的油水分离装置已不再生产。为适应新的要求，一般是在第一级的基础上增加第二级，即双级分离装置，双级分离装置的第一级要保证处理至100mg／L以下，第二级则从100mg／L处理到15mg／L以下。

2.2 生活污水

海军舰船生活污水来源基本与民用船舶一致。MARPOL 73／78公约将船舶生活污水定义为厕所、小便池排出的任何形式的废水和其他废弃物；医务室（含药房、病房等）的洗面盆、洗澡盆的废水以及这些处所排水孔的排出物，装有活畜禽货处所的排出物；或混有上述排出物的其他废水。按照所排水的水质不同，船舶生活污水又可分为“黑水”和“灰水”两种类型。“黑水”是指污染物含量较高的厕所排水，即粪便污水，“灰水”是指污染较轻的洗涤、厨房、洗衣等污水。按国际公约规定，黑水要经过处理才能排放。对于灰水的处理虽然还没有像黑水那样严格而明确的处理限制，但由于灰水特别是厨房废水的有机污染十分严重，也已经引起广泛关注。

表2 船舶生活污水排放指标

为了防止船舶生活污水污染，在MARPOL 73／78公约的附则IV“防止船舶生活污水污染规则”第11条对生活污水的排放做出了明确的规定［4］：船舶在距最近陆地3nmile以外，使用主管机关所认可的设备，排放经粉碎和消毒的生活污水，或在距最近陆地12nmile以外排放未经粉碎和消毒的生活污水。但不论哪种情况，不得将集污舱中贮存的生活污水即刻排光，而应于船舶以不低于4kn的航速航行时，以适当的速率排放，排放速率应经主管机关认可。而在距离最近陆地3nmile以内时，则要求使用主管机关批准的生活污水处理装置，并且排出的废液在其周围水中不产生可见的漂浮固体且不能使水变色。国际海事组织（IMO）海上环境保护委员会决议MEPC.2（VI）《生活污水处理装置国际排放标准和性能试验规程》中关于污水处理装置在非特殊区域的排放标准与我国民用及军用标准的对比情况如表2所示。

根据国际海事组织（IMO）在 MARPOL 73／78公约附则IV中的规定，每艘国际航行的营运船舶，必须采用装设生活污水收集贮存装置（集污舱）、生活污水粉碎消毒系统或生活污水处理装置等三种生活污水处理方法之一。而生活污水处理装置按净化机理又可分为生物学方法、物理化学方法、加热浓缩方法、电化学方法和密度差分离方法等，目前船上的生活污水处理装置多采用生物处理排放方式和物理化学处理排放方式。

2.3 固体垃圾

海军舰船固体垃圾来源基本与民用船舶一致。依据MARPOL 73／78公约附则V—防止船舶垃圾污染规则的定义［4］，船舶垃圾是指产生于船舶正常运营期间并需要持续或定期处理的各种食品、日常用品和工作用品的废弃物（不包括鲜鱼及其各部分）。但 MARPOL 73／78公约其他附则中所定义的就列出的物质（如油类、生活污水、有毒液体物质）除外。船舶垃圾有的漂浮于水面而导致水质恶化，有的沉入沟底对海底栖生物造成影响和破坏，有的则溶解于水而消耗大量的溶解氧，使水生物窒息而死。在垃圾中还存在着大量的病原体、微生物，处理不当会给人体带来危害。MARPOL 73／78公约附则V对船舶垃圾在海上排放的相关规定如表3所示。

表3 海上垃圾处理规则

根据附则V的要求，禁止处理入海的船舶垃圾必须移入港口或装卸站的垃圾接收设施。缔约国的港口和装卸站应有足够数量的垃圾接收设施。此外，我国的GB 3552－1983《船舶污染物排放标准》、GJB 4000－2000《舰船通用规范》对船舶垃圾的排放也有相应的规定，其内容与MARPOL 73／78公约附则V的要求基本相同，如表4所示。

对船舶垃圾处理的合适程序要根据船舶的条件而定，如船舶类型和大小、营运区域、船上垃圾处理设备和贮存场所、船主人员数量、航行时间、所靠港口的管理规章和接收设备。考虑到不同的处理技术所需的费用，把需要特殊处理的垃圾分拣出来贮存是合理而经济的。正确的处理方式将会减少对船舶贮存场所的要求，也可使这些贮存的垃圾有效的排放至港口接收设备。目前船舶垃圾的处理一般可分为收集、加工、贮存和排放四个阶段。

表4 船舶垃圾排放规定

2.4 废气排放

海军舰船废气污染源主要有消耗臭氧层物质（ODS）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）等。MARPOL 73／78公约附则Ⅵ对船舶排放大气污染物作出了严格的规定［4］，其首次设定了船舶氮氧化物（NOx）和硫氧化物（SOx）的排放指标，禁止非法排放消耗臭氧层物质（2010年之前已在船上配备的除外），并对燃油的硫含量在全球范围内规定了最高限量。目前我国的GB 3552－1983《船舶污染物排放标准》、GJB 4000－2000《舰船通用规范》对废气的排放并未做相应的规定。

NOx排放控制方面，除应急发电柴油机、救生艇发动机以及应急设备或装置使用的柴油机外，根据船舶的建造年份制定了三层控制标准，如表5所示。

表5 NOx排放控制标准

在SOx排放控制方面，船舶使用的任何燃油的含硫量不得超过4.5%。在硫氧化物（SOx）排放控制区的船舶所使用的任何燃料中，含硫量不得超过1.5%。船舶可使用经主管机关按IMO制订的导则认可的废气净化系统将船舶的硫氧化物总排放量减少至6.0g／（kW·h）或以下，也可使用其他技术将硫氧化物总排放量限制在同等水平，但是应当经过主管机关依据IMO导则认可。波罗的海区域、北海区域（包括英吉利海峡）被指定为硫氧化物（SOx）排放控制区。从2012年1月l日开始，全球重质燃油的含硫量已从现在的4.5%降低至3.5%，并在2018年之前做出可行性评估，如果通过评估，则到2020年l月1日，将要求全球船用重质燃油的含硫量降低到0.5%。对于硫氧化物（SOx）排放控制区，从2010年7月l日开始，该区域船舶所使用的燃油含硫量不得超过1.0%，从2015年l月l日开始不得超过0.1%。

船舶柴油机的排放控制措施分为机内控制（一次控制）和机外控制（二次控制）。机内控制是指在可燃混合气燃烧之前采取的降低污染物排放的措施，包括了湿法降低NOx技术（燃油乳化、气缸直接喷水、增压空气加湿）、废气再循环技术（EGR）、优化柴油机结构参数和运行参数、添加燃油添加剂等。机外控制则是指是在机内控制基础上，进一步降低排放量，以期满足附则Ⅵ的要求所采取的措施，包括了选择性催化还原技术（SCR），废气洗涤法等。

2.5 压载水

舰船压载水和沉积物的随意排放会造成有害水生物滋生和病原体传播，破坏不同海域生物的生态平衡，严重威胁着海洋环境。因此，在国际海事组织2004年2月13日在伦敦通过了《国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约》［5］，根据船舶建造年份和压载水量的不同制定了不同管理标准，并将压载水的处理达标排放作为最终要求。一些国家与地区还依据自身的管理要求，制定了要求高于公约的实施计划表。同时对于处理后的压载水排放指标也给出了具体的约束指标，但同时一些国家与地区为保护当地海域的海洋环境。制定了排放指标要求远高于国际公约要求区域性指标。表6为国际公约与美国的船舶压载水处理杀菌标准要求。

表6 压载水处理排放标准

目前压载水管理可分为四类：压载水无排放、压载水更换、压载水处理和压载水隔离。压载水无排放是指船舶在港口国管辖水域不排放压载水。压载水置换常用的方法有三种：逐舱更换法、溢流法和稀释法，所有这些方法必须依照国际海事组织指南／公约和船舶压载水管理计划操作。在可能的情况下，船舶应当在深水区、公海和离岸尽可能远的地方进行压载水置换。具体的应用要求是：船舶在航途中，水深500m以上，距岸超过200nmile或离岸航行超过48h的航程，对在港口水域或沿海打入的压载水，通过逐一更换法或用3倍于舱容水量注入顶出法更换成大洋海水，来达到减少船舶压载水传播外来生物的危险。压载水处理是指为杀灭、消除压载水和沉积物内的外来有害生物和病原体，或使其失去繁衍能力而采用的机械、物理、化学成生物方法。机械处理法可通过在加装或排放过程或两个过程中都采用过滤法进行，压载水通过逐渐减少网眼的筛子，或通过“离心分离器”滤渣或者返回海洋，或者贮存到单独的船舱里。从理论上讲许多处理方法都是有效的，如过滤、加热、氯化或臭氧化处理、紫外照射等等，目前也正在研究采用这些方法来处理压载水，并取得一定进展，但从实船应用来讲，其合理和可行性还需要进一步完善。船舶压载水隔离是指把压载水从船上泵到专门的岸上储罐或其他接收设备中，在把压载水排放到当地港口水域中或用于其他目的前，在岸上储罐或其他接受设备中对它们进行有偿处理。

3 防污技术指标发展趋势

随着人类对海洋生态环境日益重视以及防污技术的飞速发展，IMO及世界各国关于船舶污染物的排放标准和要求将更加严格，而我国的民用和军用防污技术指标和国外相比存在滞后的现象，部分排放指标偏低，需要加快国际公约的国内化进程以适应国际防污公约的发展趋势。目前国际上防污相关技术指标所呈现发展趋势如下。

3.1 污染物排放指标越来越严格

目前世界各国许多海域和港口都制定了类似于（甚至高于）公约的排放指标，如地中海、马六甲海峡、澳大利亚的广大海域、香港维多利亚港、美国阿拉斯加海域均制定了比公约略高的排放指标、标准；还有许多国家的港口及部分特殊海域对船舶油污水、生活污水和固体垃圾已制定并实行了“零排放”的要求；我国逐渐加强了船舶污染物排放的控制，国内港口对驻泊舰船防污染的要求越来越高，《三亚市防治船舶污染水域规定》就明确要求驻泊海军舰船生活污水和固体垃圾排放指标必须达到国际公约的要求，并禁止排放含油污水。

3.2 船体结构和防污装置方面指标越来越重视

随着船舶技术的日益改善和提高，国际海事也逐渐认识到在船体结构和防污装置方面所制定的指标不能满足船舶防污的需要。早在1971年《1954年防止海洋油污国际公约》修正案中提出油船要设置双底舱，同时对中心舱和翼舱的舱容做出了限制。而在MAPOL 73／78提出了更为严格的要求，如一切海上船舶要设置污水舱、油水分离器、油控装置、油水临界指示器等装置。

3.3 防污技术指标的制定对象越来越全面

在防污公约的起草过程中，关于物质适用的范围发生了较大的变化。MARPOL 73／78公约先后针对油类污染、控制有毒液体物质污染、海运包装有害物质污染、船舶生活污水污染、船舶垃圾污染、船舶造成大气污染进行了防污技术指标的详细制定；AFS公约和BWM公约分别对有害污底和压载水有害水生物进行了防污技术标准的制定。目前防污公约所制定的防污技术指标，几乎涵盖了大部分船舶污染物质。

3.4 防污技术指标所适用的地域越来越广泛

除了对12nmile内排放污染物提出要求外，根据1982年联合国颁布的《联合国海洋法》，每个国家有200nmile的专属经济区，在该区域内航行船只必须达到所属国的环保法规要求。2010年1月1日起执行的MEPC.159（55）决议规定，没有生活污水处理装置或处理不能达标的船只，要到远离大陆架、人迹罕至的公海上才允许排放污水。

4 海军舰船防污技术指标发展思路

海军舰船是海洋环境的污染源之一，在环境问题越来越受到重视的今天和未来，舰船能否顺利执行各类航行任务，一个至关重要的制约因素是看其能否满足各国以及特定海域的环保要求［6］。虽然国际海事组织制定的防污公约不适用于任何军舰、海军辅助船舶，但应保证本国的舰船行为与公约规定保持基本一致。从加强海洋环境保护、保障舰船国际航行、推动舰船装备技术发展、提高标准规范水平这四个角度出发，必须建立健全海军舰船防污技术指标。

2001年国家修订发布《采用国际标准管理办法》对“采用国际标准”进行明确规定，是指将国际标准的内容，经过分析研究和试验验证，等同或修改转化为我国标准（包括国家标准、行业标准、地方标准和企业标准），并按我国标准审批发布程序审批发布。同时，采用国际标准也是我国军用标准化工作的一项重要政策，GJB 0.1《军用标准化工作导则 第1部分：军用标准和指导性技术文件编写规定》中要求军队采用国际标准的规则按照GB／T 2000.2《标准化工作指南 第2部分：采用国际标准的规则》进行。海军舰船应采取“采用国际防污公约”的方式，而不能直接应用，应强调国际防污指标的国内转化，以满足我国舰船作战使用需求为根本出发点，以积极采用、作战为先、分步实施、区别对待这四项原则为主导，并根据我国舰船基本技术条件等，综合分析国际防污公约对我国舰船的适用情况，进行必要的补充、修改，使其真正为我军事技术装备建设服务。

5 结语

保护海洋环境、防止海洋污染已成为全世界共同关注的焦点，海军舰船作为海上船舶的重要组成部分也应制定相关防污技术指标。我们应积极提高舰船防污染技术水平，紧密跟踪采用国际防污公约，并转化为适合我国装备发展的技术指标，有效指导舰船装备的研制和生产，在保障舰船出访、护航的同时，为保护海洋环境、防止海洋污染贡献一份力量。

［1］邱奇，陈海清.国际海事防污立法趋势及影响［J］.水运管理，2010，12（32）：31－33.

［2］赵凯，朱娜，刘艳阳.舰船废弃物处理技术［J］.船海工程，2010，12（6）：56－59.

［3］陈绍纲.轮机工程手册［M］.北京：人民交通出版社，1994.

［4］中国船级社.经1978年议定书修订的1973年国际防止船舶造成污染公约［S］.北京：人民交通出版社，2003.

［5］中国船级社.国际控制船舶有害防污底系统公约［S］.北京：人民交通出版社，2006.

［6］高峰，冷骏.舰船环保装备的发展方向［J］.船海工程，2010，12（39）：13－16.