选择压载水处理设备不得不考虑的问题——处理后水生生物再生

林建堂 成海涛

选择压载水处理设备不得不考虑的问题
——处理后水生生物再生

林建堂 成海涛

随着《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》生效日期的临近，船东不得不在众多的压载水处理设备中选择一种安装在其船舶上以符合公约关于压载水排放标准的强制要求。中国船级社（CCS）及业界的专家给出了众多关于压载水处理设备选型的建议及指导，但很少涉及压载水处理设备灭活后生物再生的问题。提出该问题，希望相关国内外专家能够再深入研究，以及建议船东及船舶管理人员在选择压载水处理设备时考虑到这方面的风险。

压载水处理设备；细菌；浮游植物；浮游动物；再生

针对压载水处理设备灭活后生物再生的问题，国内外相关专家采用实验研究分析的方法，对不同的压载水处理原理进行实验研究。研究发现细菌经过压载水处理设备灭活后18小时到7天会再生，浮游植物经过压载水处理设备灭活后4到20天会再生。《压载水公约》生效日期临近，此问题却少有关注。

一、压载水公约介绍

船舶需要数千吨甚至万余吨的压载水来保持船舶稳性、吃水差及良好的操纵性。因此，加载和排放压载水是船舶操作不可或缺的一部分。根据国际海事组织（IMO）的估计，全球每年大约有100亿吨压载水被船舶运输携带，而每天随压载水转移的水生生物高达7 000多种。[1]压载水舱中能够存活的水生生物被船舶排放到新的环境中可能会成为入侵物种。

为阻止有害的水生生物通过船舶压载水转移入侵，国际海事组织于2004年通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》（以下简称《压载水公约》），建立了船舶压载水和沉积物的控制和管理标准。该公约已满足生效条件（30个国家加入，占世界商船总吨位35%），将于2017年9月8日生效。截至2017年1月11日，已经有54个国家加入该公约，占世界商船总吨位的53.3%。

美国虽然不是《压载水公约》的缔约国，但有独立的法规要求。美国海岸警卫队（USCG）出台的关于压载水管理和控制的规定已于2012年6月1日生效。美国对压载水管理系统的要求甚至比《压载水公约》的要求还苛刻。[2]

二、压载水管理系统处理后水生生物再生问题

大多数压载水管理系统都是通过前期的机械处理方法过滤掉杂质和较大（50微米左右）的水生生物，例如海洋动物的卵、幼虫及成年的浮游生物。然后再进行第二步的物理化学方法灭活，例如紫外线法、脱氧法、超声波法、氯化法和加热法等。[3]但是，没有一种方法，甚至两种或多种方法结合使用也不能保证百分之百地杀死海洋生物[4]，这里面隐含着一个重要的事实就是压载水处理设备灭活后的水生生物再生的问题。尤其在IMO/USCG中定义的尺寸的水生生物比其他的水生生物更容易存活，也更容易再生。[5]

1.浮游植物的再生

对于压载水中的浮游植物的研究，国内外的专家早已开展，前期是对压载水中“存在”的浮游植物的研究，后来发展为对压载水中“存活”的浮游植物的研究。这些研究都表明，浮游植物可以在压载舱内存活，至少有很大一部分可以在黑暗缺氧的条件下存活，尽管压载舱内温度变化大，甚至有的压载舱内壁涂有对浮游生物有毒害作用的涂料。[6]浮游植物面对恶劣的生存环境会采取应对措施。科学工作者深入研究发现，有些浮游生物面对恶劣环境可产生休眠细胞，如甲藻的孢囊和硅藻的休眠孢子，有些浮游植物会直接进入生理休眠，如硅藻中的拟菱形藻。[6]以上仅限于对压载水中生物存活的研究。2015年Stehouwer等人对压载水中浮游植物研究发现，经过压载水处理设备处理后的各种光合水生植物在被排出船舶外后4到20天可以再生。[7]实验表明，无论使用哪种压载水处理方法，处理后的压载水中都还存在着一定量的浮游植物，因此，都面临着浮游植物再生的风险。

2.浮游动物的再生

浮游动物比较容易观察，因此，对压载水中浮游动物的研究比浮游植物开始得早。研究表明，压载水到港排出后存活的浮游动物的种类明显少于浮游植物，浮游动物同样可以产生休眠卵等来应对压载水舱中恶劣的生存环境。[6]虽然经过压载水管理系统处理，如过滤分离及物理化学方法等，但仍有一定数量的浮游动物存活。加之，压载舱内存活的浮游植物为存活的浮游动物提供了食物，会直接导致浮游动物数量增加。[8]

3.微生物（细菌）的再生

虽然压载水处理设备比较容易杀死压载水中的微生物，也就是细菌，但是研究发现这些被灭活的细菌还会再生。如果压载水在泵入船舶时就经过压载水处理设备处理，那么，在船舶营运过程中异养菌会重新开拓一个生活环境。研究已经确认，自由生活的细菌，包括弧菌、大肠杆菌等，在经各种压载水处理系统处理后18小时到7天后再生。[9]细菌的再生主要得益于压载舱环境中的两个方面：一是压载水处理设备处理后会有很多水生生物死亡，形成溶解的有机物，这些有机物为细菌的再生提供了充足的营养；二是大量的水生生物死亡，对细菌来说少了大量的掠食者，使细菌容易存活。[10]

三、压载水管理系统处理后水生生物再生的后果

国内外相关专家的文献表明经过压载水管理系统处理后的水生生物再生问题是客观存在的，这会对船东及船舶管理者以及海洋环境造成不可忽视的影响：

1.导致压载水取样分析结果超出《压载水公约》规定的D2标准

《压载水取样和分析技术通函》（BWM.2/Circ. 42/Rev.1）规定测定排出压载水中病原弧菌、大肠杆菌和肠球菌菌落形成单位（CFUs）数量的方法采用ISO国际标准。在菌落培养时间上，水中菌落总数的测定国际标准ISO 6222规定了三个培养时间两个培养温度，即37℃培养24小时和48小时，22 ℃培养72小时。而且试验证实，22 ℃培养72小时的检出率最高。[11]如果这些经过长达72小时培养的细菌再生，那么它们的数量很容易就超出《压载水公约》规定的D2标准。《压载水取样和分析技术通函》（BWM.2/Circ.42/Rev.1）也提到使用培养的方法来评估“≥50微米”生物的恢复、再生和成熟。

2.导致海洋环境继续遭到外来物种的侵害

《压载水公约》的目的是阻止有害的水生生物通过船舶压载水转移入侵，强制要求船舶安装压载水处理设备就是为了实现这一目的。但是，如果经过压载水处理设备处理的压载水排放后，大量的水生生物经过一段时间后再生，那么《压载水公约》将毫无意义，安装压载水处理设备也只是劳民伤财，海洋环境还会继续遭到外来物种的侵害。可能真的如国内专家所言：《压载水公约》的背后，与其说是人类保护生存环境，不如说是追逐经济利益。[1]是各利益方在进行较量妥协，最后的目的可能不是保护海洋环境。

四、应对压载水管理系统处理后水生生物再生的措施

《压载水公约》生效在即，此时才想到如何应对压载水管理系统处理后水生生物再生的问题似乎为时已晚，但是再生的问题是客观存在的。

1.IMO应采取的措施

《压载水公约》生效在即，但是从可操作性上看，还有很多矛盾和问题有待于解决，尤其是G8导则和G2导则之间的矛盾导致的操作性问题。《压载水取样和分析技术通函》是G2导则的一个指导性文件，从检验方法看可操作性差，只有少数发达国家有技术能力依次开展港口国的压载水取样。[12]而且，由于水生生物再生问题可能导致港口国取样分析结果不符合《压载水公约》的要求。

为此，2014年召开的MEPC67同意PSC检查时，对船舶实施违法处罚不能以取样分析结果作为依据，但仅限于前3年经验积累阶段。因此，IMO应尽快采取措施完善《压载水公约》，解决压载水管理系统型式认可和取样分析之间的矛盾，并制定全球统一的操作性强的压载水取样和分析方法导则。同时，IMO应投入人力和物力继续研究水生生物再生的问题，找出可以有效解决此问题的办法。

2.船东/船舶管理者应采取的措施

船舶上安装压载水处理设备势在必行，作为船东/船舶管理者在选择安装压载水处理设备时应慎重。需考虑到压载水处理设备处理后水生生物再生可能导致排出压载水不符合《压载水公约》要求的情况。寻求船级社及相关领域专家的帮助，选择安全、经济且符合公约标准的压载水管理系统。

五、结束语

压载水中水生生物再生给《压载水公约》的实施带来了新的问题，应引起相关各方的关注。对经压载水管理系统处理的压载水中浮游生物再生问题需要进一步研究。船东/船舶经营者更应慎重选择压载水处理设备，既要满足《压载水公约》的排放要求，又要避免外来物种的入侵。

[1]党坤.船舶压载水管理公约现状及履约建议[J].中国远洋航务,2015(2)：62-63.

[2]FEDERAL REGISTER.Standards for Living Organisms in Ships’Ballast Water Discharged in U.S. Waters[S].Final Rule：VOL.77, No.57, Part V, 33 CFR part 151 & 46 CFR part 162.

[3]范鹏.船舶压载水处理技术的发展现状及处理系统的选型研究[J].青岛远洋船员职业学院学报,2015(2)：9-13.

[4]IBRAHIM AM,EL-NAGGAR MM.Ballast water review：Impacts, treatments and management[J].Middle-East J. Sci.Res.,2012(12)：976-984.

[5]Lloyd’s Register’s Marine,2015.Ballast water treatment technologies and current system availability.Part of Lloyd’s Register’s Understanding Ballast Water Management Series [EB/OL].(2015-10-10)[2017-04-04].http：//www.lr.org/bwm.

[6]刘瑀,王珊,等.船舶压载水及其沉积物中浮游生物研究概况[J].海洋环境科学,2011(6)：831-834.

[7]STEHOUWER P P,BUMA A,PEPERZAK L.A comparison of six different ballast water treatment systems based on UV radiation, electro chlorination and chlorine dioxide[J].Environment Technology,2015(36)：2094-2104.

[8]CAROLINA GROB,BRUNO G POLLET.Regrowth in ship’s ballast water tanks：Think again![J].Marine Pollution Bulletin,2016 (109)：46-48.

[9]RUBIO D,NEBOT E,CASANUEVA J F,PULGARIN C. Comparative effect of simulated solar light, UV, UV/H2O2and photo-Fenton treatment (UV Vis/H2O2/Fe2+, 3+) in the Escherichia coli inactivation in artificial seawater[J].Water Research,2013(47)：6367-6379.

[10]BUCHAN A,LECLEIR GR,GULVIK C A,GONZALEZ J M. Master recyclers：Features and functions of bacteria associated with phytoplankton blooms[J].Nat. Rev. Microbiol,2014(12)：686-698.

[11]张淑兰,于凌琪,等.水中菌落总数的测定国际标准的应用[J].中国微生态学杂志,1999(2)：32-33.

[12]费珊珊.压载水公约生效面临的难题分析[J].中国海事, 2014(7)：59-61.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.08.004

林建堂（1970—），男，青岛远洋运输公司，远洋船长。

成海涛（1982—），男，青岛远洋船员职业学院，讲师，大副，硕士。