关于船舶压载水管理现状的调查与分析*

魏 勇，汪亭玉

（江苏海事职业技术学院 南京 211170）

关于船舶压载水管理现状的调查与分析*

魏 勇，汪亭玉

（江苏海事职业技术学院 南京 211170）

《国际船舶压载水及沉淀物的控制与管理公约 （草案）》生效为时不远，为做好履约准备，开展了对船舶压载水管理现状的调研。本报告从压载水对海洋环境污染、世界各国对压载水排放控制的现状、压载水更换操作、压载水处理设备研制与认证及公约对我国产生的影响5个方面进行了阐述。

压载水公约；海洋污染；履约准备

1 前言

《国际船舶压载水及沉积物控制与管理公约（草案）》于2004年1月在伦敦获得通过［1］。目前已有33个国家加入公约，其商船吨位占世界商船总吨位26．46%。公约生效为时不远。为了积极做好履约准备，笔者对船舶压载水控制与管理现状进行调查：走访了中国船级社 （CCS）南京分社、江苏海事局、南京油运公司、南京环保局、江苏远洋运输有限公司、上海东渡船舶管理公司 “嘉达”轮等；通过2011年上海国际海事展，笔者与青岛双瑞、青岛海德威、瑞典阿法拉伐、韩国海爱兰株式会社 、泰兴南极机械等船舶压载水处理设备研制厂家进行了面对面的接触；通过电话、电邮和调查问卷与遍布全国的航海界人士咨询、交流，并查阅了大量的资料 （见后注的支撑材料），在此基础上进行分析研究，归纳总结，产生了该调查报告。

2 船舶压载水对海洋环境污染的情况

世界经济贸易的90%货物是由船舶运输的，每年约有120亿t压载水通过约9万艘远洋船舶在世界范围内转移，每天存在于船舶压载水中随船周游全球的生物多达7000种［1］。在压载舱的恶劣环境下，海洋生物中的许多藻类形成休眠孢子或休眠孢囊，当遇到适宜的环境时再次萌发，引起水华等。一般情况下，被排至新水域的动植物有3%左右能够存活下来［2］。这些外来物种的入侵性传播，破坏了海洋生物的多样性、沿海和近岸的生态环境，威胁当地物种的生存，甚至危害当地居民的健康。根据调查，其典型事例有如下内容。

20世纪70年代，北美水母被传播到黑海，大量繁殖并捕食浮游生物、鱼卵和幼鱼，给当地凤尾鱼、鲱鱼养殖带来灭顶之灾。1999年美国水母侵入黑海吞噬浮游微生物，不久又入侵地中海，破坏当地生态系统，使当地渔业、海水养殖业濒临崩溃。

美国西海岸的旧金山湾是世界上最大的外来入侵生物集聚区，已发现212种外来生物。欧洲的斑马贝在美国的大湖区疯狂繁殖，阻塞了该地区的地下管路，自1989年起，美国政府每年要花费1亿多美元对此采取控制措施。

80年代末一种叫有有毒腰鞭毛虫的藻类生物侵入澳大利亚水域，污染了当地的贝类水生生物，居民因食用污染的贝类而中毒，导致瘫痪甚至死亡；1997年澳大利亚检疫局估计，已超过172种生物侵入澳大利亚，来自日本、韩国、中国的真鲈；来自智利的无脊椎水栖甲虫；来自阿拉斯加的北太平洋的海星等［2］。

我国的辽东湾、东海的长江口和南海的珠江口地区已被政府列为全国污染最严重的地区。目前已认定有16种外来赤潮经船舶压载水入侵中国海域。这些藻类对生态适应性强，分布广，只要环境适宜就可暴发。近年来，香港多次发生有压载水传播细菌造成红潮使鱼、贝类感染并导致当地居民食用中毒事件。最近环保局公布，我国生物入侵造成的直接经济损失高达574亿元，其中海洋入侵物是主要成因之一。

由于历史原因，我国目前所做的工作主要是对含油压载水进行监管和处理，对于压载水引发外来生物的危害的研究起步晚，投入少，近10年来通过国家科技支撑计划重大项目资助以及中远、青岛双瑞等海运集团和制造商的投资，对压载水沉积物中的生物组成做了一些研究，但对大部分沿海海域中哪些生物是原有的，哪些是外来的，没有此方面的数据统计。这也是阻碍我国实施船舶压载水监控的因素之一。

3 各国压载水管理法规执行的情况

公约尚未生效，但世界上一些港口国早已采取通过地方的区域或国内的法律规定来强制实施船舶压载水管理，以减小其港口国海洋水域的污染。

3.1 西方各国的管理情况

澳大利亚是世界上最早引入压载水管理指南的国家之一。早在2001年7月1日澳大利亚港口检查当局就开始对驶往澳大利亚的国际航行船舶执行强制性的压载水计划。新管理计划由一个决策系统组成，向船舶提供一个可能将外来物种带入澳大利亚港口或水域的风险评估。

巴西自2005年10月15日起对辖区内国际船舶强制实施压载水管理法令 （国际船舶压载水及沉淀物控制与管理公约中B－4．1．1或B－4．1．2条款的内容）。如果船舶不能进行压载水交换，船长应事先通知海事主管机构，经其同意，可以将压载水留存船上，而仅可排放最少量的压载水。巴西还特殊规定：在亚马逊河流域的港口，应在规定的水域内进行额外的压载水交换，以减少压载水盐度；巴西要求到港船舶提前24h将压载水报告副本一份递交港口当局，并船舶规范和妥善保管［3］。

美国是受压载水污染危害最严重的国家，每年有大约20亿t的压载水从世界各地迁徙到美国海域，美国政府每年花费在压载水污染治理方面的费用大约20亿美元。美国国会于1990年颁布了 《1990年外来有害水生生物防止和控制法》，1996年美国国会通过了 《国家入侵物种法》。美国在1999年7月开始实施压载水管理法令，抵美船舶在进入加拿大和美国经济区海域200 n mile前必须填写专用表格，并发至美国海岸警卫队总部。美国渔业及野生动物管理局华盛顿分部要求：自2007年7月1日起，任何船舶不允许在华盛顿州水域排放没有在远海经过充分交换的压载水，或没有经过其他等效处理的压载水。

从1997年3月起，所有开往温哥华港带有压载水的船舶在到达加拿大水域前都应在大洋中部更换压载水，登轮的港长代表实施压载水检查，对压载水取样化验，未能满足标准的船舶，将要求船舶出港，在海峡北侧，落潮时更换压载水，由此造成的经济损失，均有该轮承担［］。

智利、以色列、新西兰、阿根廷、英国奥克利岛分别在1994—1999年纷纷出台压载水管理措施，要求到港船舶必须提前在大西洋中更换压载水［3］。

3.2 我国及周边各国情况

我国在压载水控制与管理方面起步较晚，自2000年起，由国家海事局牵头，成立船舶压载水国家项目实验小组，把大连作为实验基地，实施船舶压载水教育普及、危险性评估、港口生物基线调查、人员培训和法规研究。

中国船级社 （CCS）作为我国主管机关授权的船舶检验与发证部门，在2006年出版了 《船舶压载水管理计划编制指南》，各航运公司根据CCS的指南，结合本船具体情况，制订船舶压载水管理计划，并列入船舶的关键性操作文件，为港口国检查做好准备。

中国籍远洋船舶应港口国要求，已全面实施压载水置换的操作，但作为港口国我国海事部门至今仍未对到港船舶实施同样要求。

亚洲国家中除马来西亚外，日本、韩国、新加坡、东南亚港口及其他发展中国家尚未提前强制实施本土区域性压载水管理。

为什么我国至今没加入公约？海事部门不对到港船舶实施压载水管理？通过走访笔者了解到，目前我国还没有对压载水引起污染进行专门立法，而 《中华人民共和国海洋环境保护法》和 《中华人民共和国进出境动物、植物检疫法》等是防治水污染和疫情方面的法律。因为没有相关的法律依据，我国的海事、环保、渔业主管部门无法对压载水进行管理。江苏海事局资深专家认为：由于国情、国力等原因，我国许多政策采用的是 “两条腿”走路，内外有别。对外按国际法规、国际惯例来执行，对内要考虑历史的、现实的因素，按行之有效来处理。

4 压载水更换与处理的情况

4.1 压载水更换

由于沿海附近的有机物释放到深海，活着的深海有机物释放到沿海水域一般不会继续生存。为了减少有害水生物和病原体的传播的可能性，船上主要压载水管理措施是采用深海更换压载水。要求离岸200 km以外且水深超过200 m水域进行压载水更换。该方法是国际海事组织 （IMO）认可的一种压载水处理办法，也是目前防止有害物种迁移的最有效、使用最多的方法［4］。更换压载水有以下两种方式。

4.1.1 排空注入法

先将压载舱内水排空后再注满。该操作方法的优点是压载水可彻底有效更换；完成更换的时间少；管系和泵的工作量较小。其缺点是：操作要考虑天气状况；要考虑动态负荷的影响，要仔细计划和监控，确保船舶整体和局部的强度、稳性和吃水差在允许范围内。

4.1.2 径流法也叫稀释法

用泵从底部向已满的压载舱注水，一边压一边排，要求应以3倍该舱容积的水量流经该舱。此法换水需1～2 d时间，但不影响船舶总纵强度、稳性和吃水差，安全性较好。缺点是：不是所有的舱室都设计成带有顶部溢流口；有的舱室结构难以有效清洗；泵和管路工作负荷较大；存在舱内压力过高的危险；在低于0℃的气候下，不宜操作［4］。

4.2 压载水处理技术研发情况

由于船舶在海上置换压载水作业时因受当时的海况、船舶稳性和船体强度等诸多因素的制约将会产生一系列的安全问题。因此公约要求压载水管理的趋势是逐渐过渡到执行压载水性能标准D－2。即到2017年所有的船舶要安装压载水处理设备。

目前国内外各种压载水处理的一般方法是：首先将压载水送入过滤器，去除50μm以上的生物和垃圾。然后通过运用机械、物理、化学及生物学过程，对压载水及沉淀物内的有害水生生物及病原体进行去除、灭杀、无害化处理，并将其注入压载水舱。此后如需向船外进行排水，有的需对压载水进行再处理和中和处理。

在第二阶段对水生生物杀灭技术中，有利用光射到二氧化钛上所产生的自由基对水生生物和菌类进行杀灭处理；有使用空腔设备杀菌，并添加在船上提炼的氮气和通过电解生成氢氧离子，对水生生物和菌类杀灭；有对压载水进行电解，并依靠Hypochlorite（次氯亚酸）和Radical（自由基）破坏细胞核，进行灭杀处理；有通过添加磁粉并搅拌，产生磁分离效果，从而对水生生物、微生物、细菌进行杀灭；有空腔＋臭氧、UV辐射＋超声波震荡等综合处理方式等。

调查显示：目前尚无一种压载水处理技术能满足安全、有效、可操作及经济的要求。过滤技术原理简单，安装方便，初值费用低，对环境无破坏，但对体积小的微生物处理效果不明显，对细菌不能彻底清除，且压载水中的絮状物易堵塞滤网，须对滤网反冲洗，耗能且花费时间；离心分离操作简单，成本合理，但效果不佳，对安装空间要求高在大流量船上不适宜；紫外线辐射技术对人体及环境较健康安全，但紫外线处理依赖于微生物的大小和形态，面积／容积之比小的微生物不易受到辐射，其有效性下降；超声波通过各种间接反映对海洋生物有致命作用，但会产生噪音，可能对船舶结构完整性有影响，频繁接触超声波的人员也需考虑健康问题；利用柴油机冷却水余热对压载水加热的技术环保，经济性好，但对以休眠孢子形式存在的微生物效果不好，要在80℃以上保持8 min才可将其杀死；添加化学物质从效果看，是目前的可行选择，设备简单对船舶系统设计影响小，而采用电解、电离、光辐射裂变的催化方法杀菌效果好，国内已有采用电催化生物技术的压载水处理设备，并进行了实船实验［］。

4.3 压载水处理技术专利申请情况

自2002年以来，有关压载水处理的专利申请量明显增加，尤其是在2009年达到高峰（181件）。2002年可持续发展问题在世界首脑会议上进入执行议程，国际上普遍意识到船舶压载水和沉积物的无节制排放已经导致有害水生物和病原体的转移，对环境、人体健康、财产和资源造成损伤或损害。尤其是2002年，压载水风险评估活动分别在6个示范国家开展，中国是全球压载水管理项目的6个示范国之一。近年来，随着绿色航运呼声的高涨，以及公约生效条件的临近，相关研发力度得以加强，相关技术成果大量涌现［6］（图1）。

图1 压载水处理技术专利年申请量情况

图2是主要国家 （地区）专利拥有量情况，拥有专利量最多的国家主要是造船强国——日本和韩国，其次是美国，中国位居第四。日本、美国和德国较早其他国家开始该领域的技术研发，尤其是日本在2003—2007年研发投入较高；韩国起步相对较晚，但近年来的专利拥有量增幅明显，在2008年和2009年均赶超日本，与韩国造船技术综合实力一度超过日本成为世界第一造船大国是分不开的；中国自2001年起，专利量稳步增长，在2009年到达高峰，反映我国从造船大国向造船强国转变。可预计2009年至今，专利申请量将创出新高。

图2 主要国家、地区专利拥有量情况

4.4 压载水处理设备的研制与认证情况

目前瑞典、挪威、德国、韩国、日本、美国、荷兰、南非、丹麦以及中国约有50多个机构在进行了压载水处理设备研制与开发。

压载水处理设备研制后，必须获得主管部门的认证 （型式认证G8）。即压载水的排放值符合 《压载水管理公约》（D－2）所规定的排放标准。

压载水处理设备的认证分为图纸认证、陆上测试、船上测试和环境实验几大类。陆上测试是选择200 m3海水、淡水和半咸水任意两种水样进行处理，5天后分析以确定是否符合所规定的标准值。陆上测试须连续进行5次，以求测试值准确。船上测试是在船舶实施正常压载管理的情形下进行6个月的实验。环境实验是以处理设备所使用的电气设备为对象，进行普通的船舶环境测试。

如果处理装置使用化学剂等活性物质，主管部门还须向IMO提交认证申请，进行 “基础认证”和 “最终认证”二级认证体系 （G9）。

截至2012年8月，世界各国共研制70多台设备，获得形式认证的有15台，其中采用活性物质的处理设备，同时获得 “基础认证”和“最终认证”的有15台，只获得 “基础认证”的有13台。目前我国有725所、青岛海徳威、无锡南天、中远～清华大学、泰兴南极、上海海事大学6家从事设备的研发，其中前三家产品已获得IMO的最终认证并已安装于实船上使用6～15个月。

5 《压载水公约》对我国的影响

5.1 推动压载水管理规则的实施

我国是世界十大海洋运输国之一，拥有1．8万km长的大陆海岸线，沿海港口230多个，远洋运输船舶7 600多艘，航运、渔业和海产养殖业在国家经济中占很大的比例。船舶压载水引起的外来生物问题，给我国近海海域环境带来了一定的威胁。关键是受其他因素牵制，我国海事部门尚未按照国际惯例，对到港船舶执行压载水置换管理标准 （D－1），沿海港口门户大开。公约的生效将推动我国海事部门尽早立法定规，明确船舶压载水排放要求，对入境船舶压载水依法管理。减少和最终消除由此而引起的有害水生物和病原体的危害，这对我国海洋环境保护和海洋资源可持续发展具有非常重要的意义。

5.2 加快压载水处理设备的研发

由于历史原因和科学技术的相对落后，我国在海洋环保方面起步晚。多年来，国际海事规则和标准的制订基本由西方发达国家主导，基于其水域情况、环境要求、技术现状和国家利益，发展中国家扮演的是被动执行者的角色。压载水处理设备作为IMO组织强制要求安装的船舶关键配套设备，是水处理技术、自动控制、分离技术等多学科、高技术含量元件的综合体，不仅要研制出快速灭菌且无二次污染的技术，还要将这一技术从实验室搬到远洋船上长期运转，其研发难度大。一旦公约生效，到2017年所有的船舶要安装压载水处理设备，若我国没有自主知识产权的相关技术和产品，必然受制于国外技术和产品的垄断。据市场调查，国外产品早已进驻境内，如瑞典的阿法拉伐在北京、上海、广州等6个城市建立了办事处。一台压载水处理设备平均价格在50万美元，目前我国有远洋运输船舶7 600艘，再加上安装及相关费用，其资金总额，将对我国船舶配套产业和造船、修船产业带来无可估量的损失。考虑到这一因素，我国至今尚未加入公约，应抓紧时机加快压载水处理设备的研制进程。如前所述，虽然我国已有3家研发产品已获IMO的认证，但面对我国7 600艘这样庞大的海运商船队，是远远不够的。所以压载水公约生效蕴藏着极大的商机，必须尽快研制出适合我国航运情况的价廉物美的压载水处理设备，并迅速形成产业链，要以产品性价比高的特点提高出口竞争力。青岛双瑞公司于2010年在青岛崂山区建立压载水处理装置产业基地，预计2011年第一期项目建成可达到年产500台，2012年第二期项目可达到年产1 000台套装置［6］。

5.3 加大航运公司的运行成本

公约强制实施后，海运公司除了要花费巨资添置压载水设备外，后续的系统运行所耗用的电力及维护保养费用，将使船东营运成本大大增加。

5.4 对造船、修船业产生重大影响

在新船设计和建造上，一要考虑和预留压载水处理系统的空间。对于小型船舶由于发动机安装处空间有限，对压载水处理系统的大小有至关重要的约束。二要考虑压载水处理系统可能会对船体钢板、油罐顶部、船首和通气管路产生额外应力效应，以免带来安全隐患［9］。在修船上，既要具备压载水处理设备的维修能力，又要有对旧船增设合适的压载水处理系统的改建能力。

6 结束语

综上所述本研究归纳为两点结论：① 船舶压载水已对我国沿海水域带来污染，我国应尽快实施对到港船舶压载水置换标准 （D－1）。② 抓紧公约生效前这一时段，积极做好履约准备，尤其要加大政策和资金支持力度，促进我国压载水处理系统的研发和产业化，从而保证我们在履约过程中的主动地位。

［1］ 王海霞．船舶压载水沉积物中的组成 ［D］．大连：大连海事大学，2006．

［2］ PERKOVICM D M．Ballast Water vampling as a critical component of biological invasion risk management［J］．Marine Pollution Bullentin，2004，49：313－318．

［3］ 秦臻．船舶压载水控制与管理［J］．中国航海 ，2002（1）：53－56．

［4］ 余少聪．船舶压载水及沉淀物的控制与管理［J］．江苏船舶，2005（5）：23－25．

［5］ 谢承利，翁平，李小军，等．船舶压载水处理技术应用综述［J］．船海工程，2010，12（6）．

［6］ 张东方．船舶压载水处理系统技术研发现状及展望［J］．世界海运，2012，（9）：51－54

江苏省航海学会2011年度科研项目（2011B11）．