齊 童 李 雪 盧延娜 喬肖翠 丁 帥 劉 琰 王海燕

(中國環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所，北京 100012)

外來海洋有害生物入侵性傳播現(xiàn)已成為海洋生態(tài)環(huán)境面臨的四大威脅之一[1]，其主要途徑是船舶壓載水。船舶壓載水還會(huì)向海水中排放油污及致病微生物等，對(duì)海洋環(huán)境造成威脅[2-4]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國際航運(yùn)中船舶壓載水水量約100億t/a[5]。我國25個(gè)主要港口統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，每年進(jìn)境船舶壓載水達(dá)數(shù)十億t，居各國前列，水生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)隱患較大[6]。2019年，《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》(簡稱《壓載水公約》)對(duì)我國正式生效，我國也頒布實(shí)施了《船舶壓載水和沉積物管理監(jiān)督管理辦法(試行)》(簡稱《壓載水管理辦法》)，相關(guān)管理制度逐步健全，但仍存在落實(shí)不到位的問題。本研究闡述了進(jìn)境船舶壓載水的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，總結(jié)了當(dāng)前壓載水的處理技術(shù)，分析了壓載水的環(huán)境管理現(xiàn)狀及存在問題，并提出了加強(qiáng)壓載水污染防治及風(fēng)險(xiǎn)防控的建議。

1 壓載水生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及管控要求

1.1 壓載水及其生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

壓載水是遠(yuǎn)洋船舶在空載或輕載時(shí)，為保障穩(wěn)定性而從港口或近海往船上加裝的水[7]。一艘載重10萬t貨船攜帶的壓載水為5萬～6萬t，1 t壓載水平均有浮游動(dòng)植物1.1億個(gè)、細(xì)菌上千億個(gè)、病毒上萬億個(gè)[8]，每天全球壓載水中攜帶的生物有3 000～4 000種。國際海事組織(IMO)已確認(rèn)全球有500多種海洋生物經(jīng)由船舶壓載水傳播[9]。

我國作為世界十大海洋運(yùn)輸國家之一[10]，進(jìn)境船舶壓載水的排放會(huì)對(duì)沿海地區(qū)海洋生態(tài)系統(tǒng)造成較大的不利影響。具體表現(xiàn)在：一是對(duì)海洋生物造成威脅。近年來，我國赤潮災(zāi)害不斷，研究表明這與船舶壓載水中的生物入侵有著密切的關(guān)系[11]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有16種外來赤潮藻類通過船舶壓載水入侵我國沿海海域[12]。二是傳播多種病原微生物。船舶壓載水在全球范圍的運(yùn)輸給病原微生物創(chuàng)造了長距離遷移途徑，給微生物的全球分布帶來了巨大影響[13]。我國口岸衛(wèi)生檢疫人員在進(jìn)境船舶壓載水中檢出了多種致病菌[14-15]。三是存在有毒有害污染物環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。有研究報(bào)道，在河北3個(gè)港口的進(jìn)境船舶壓載水中，檢測(cè)到了鉛、鎳等重金屬[16]。另外，近年來，來自日本福島地震災(zāi)區(qū)的一艘船舶壓載水中還檢出放射性物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)[17]。

1.2 船舶壓載水管控制度建設(shè)

為了防范船舶壓載水所導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，國際組織和有關(guān)國家通過國際公約或國內(nèi)立法等形式加強(qiáng)對(duì)船舶壓載水的排放管控。2004年，IMO通過了《壓載水公約》，已于2017年正式生效，這是首個(gè)專門規(guī)制船舶壓載水的國際公約。在2019年前，世界上已有78個(gè)國家簽訂了該公約[18]。此外，《聯(lián)合國海洋法公約》《生物多樣性公約》《國際衛(wèi)生條例》《衛(wèi)生與植物衛(wèi)生措施協(xié)定》等均對(duì)船舶壓載水?dāng)y帶外來生物提出了限制。國際上主要船舶壓載水管控公約及相關(guān)要求見表1。

表1 國際壓載水管控公約

我國出臺(tái)了《海洋環(huán)境保護(hù)法》《水污染防治法》《國境衛(wèi)生檢疫法》《防治船舶污染海洋環(huán)境管理?xiàng)l例》等，對(duì)船舶壓載水管理進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定?！秹狠d水管理辦法》《船舶與海上設(shè)施法定檢驗(yàn)規(guī)則》《國際航行海船法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》《船舶及其有關(guān)作業(yè)活動(dòng)污染海洋環(huán)境防治管理規(guī)定》《國際航行船舶出入境檢驗(yàn)檢疫管理辦法》等部門規(guī)章發(fā)布，進(jìn)一步細(xì)化了壓載水管理要求。此外，上海、河北、天津、深圳等地頒布實(shí)施了壓載水管理的地方性法規(guī)。我國主要的船舶壓載水法律法規(guī)及相關(guān)要求見表2。

表2 國內(nèi)壓載水法律法規(guī)

1.3 進(jìn)境船舶壓載水管控現(xiàn)狀

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，船舶壓載水未經(jīng)處理不得外排，禁止外貿(mào)船舶壓載水在港區(qū)內(nèi)排放。壓載水一般通過3種方式進(jìn)行處理：一是遠(yuǎn)海置換，二是船上滅活處理，三是排入接收設(shè)施處理。此外，國際航行船舶應(yīng)當(dāng)配備國際壓載水管理證書、壓載水管理計(jì)劃和壓載水記錄簿等相關(guān)證書文件。

近年來，我國不斷加強(qiáng)壓載水的監(jiān)督管理。海事部門購置了船舶壓載水快速檢測(cè)設(shè)備，開展壓載水排放現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)執(zhí)法。交通運(yùn)輸部聯(lián)合其他部門制定實(shí)施《長江經(jīng)濟(jì)帶船舶和港口污染突出問題整治方案》，推進(jìn)港口碼頭污染物接收設(shè)施建設(shè)。原國家質(zhì)檢總局、工業(yè)和信息化部發(fā)布了關(guān)于出入境船舶壓載水中重金屬、農(nóng)藥殘留、大腸菌群等微生物的檢測(cè)規(guī)程或方法，以及壓載水消毒規(guī)程。我國提出的《電解法壓載水管理系統(tǒng)的健康和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估》和《電解法壓載水管理系統(tǒng)的氫氣安全措施》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)草案，已在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織立項(xiàng)，成為電解法船舶壓載水處理領(lǐng)域首批國際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目。

2 船舶壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)及處理技術(shù)

2.1 船舶壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)

《壓載水公約》與《壓載水管理辦法》中均規(guī)定了壓載水置換和排放要求?！秹狠d水公約》和《壓載水管理辦法》在置換標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)置換距離(≥200 n mile)與水深(≥200 m)要求相同。由表3可知，在排放標(biāo)準(zhǔn)中，除《壓載水公約》額外針對(duì)浮游動(dòng)物樣品中有毒霍亂弧菌排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定外，其余指標(biāo)的排放標(biāo)準(zhǔn)在《壓載水公約》和《壓載水管理辦法》中的規(guī)定均相同。

表3 壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)

2.2 船舶壓載水處理技術(shù)

目前，船舶壓載水的處理技術(shù)主要包括機(jī)械法、物理法、化學(xué)法和復(fù)合處理技術(shù)等。

機(jī)械法是通過過濾、離心分離等手段，去除壓載水中的大體積物質(zhì)，但對(duì)病毒、微生物等處理效果不佳，多推薦用作壓載水的預(yù)處理。物理法主要通過加熱、紫外線照射等手段處理壓載水，可以較好滅活壓載水中的微生物，不會(huì)帶來二次污染，但處理時(shí)間長、處理效率較低，不適宜在壓載水水量較大的船舶上使用?；瘜W(xué)法包括氯化物消毒法、羥基自由基氧化法等，主要利用氧化劑極強(qiáng)的氧化性來殺滅微生物和分解有機(jī)物，具有處理效率高的優(yōu)點(diǎn)，但處理設(shè)備費(fèi)用較高，且對(duì)壓載艙會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕性。上述單一技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比見表4。

表4 壓載水處理技術(shù)

由于采用常規(guī)、單一的壓載水處理技術(shù)難以滿足《壓載水公約》中規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)合處理技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用引發(fā)了廣泛關(guān)注。ZHANG等[19]通過實(shí)驗(yàn)表明復(fù)合處理技術(shù)比單一技術(shù)更加高效；OLSEN等[20]研究發(fā)現(xiàn)紫外和真空技術(shù)結(jié)合相較于僅紫外線照射可提高消毒效果。在實(shí)際應(yīng)用方面，獲得IMO認(rèn)證的壓載水處理系統(tǒng)多配備復(fù)合處理技術(shù)。截至2019年，過濾+紫外技術(shù)、過濾+電解技術(shù)、過濾+化學(xué)注入技術(shù)合計(jì)占IMO所有認(rèn)證技術(shù)的86.9%，其他技術(shù)約占13.1%[21]。如Pure Ballast壓載水處理系統(tǒng)使用過濾+光催化處理技術(shù)，壓載水經(jīng)過50 μm過濾器后通入高級(jí)氧化單元，利用紫外光照射TiO2產(chǎn)生的羥基自由基殺滅壓載水中的微生物[22]；Bal Clor壓載水處理系統(tǒng)使用過濾+電解處理技術(shù)，壓載水經(jīng)過自動(dòng)反沖洗過濾器后去除尺寸大于50 μm的物質(zhì)，隨后通過電解海水產(chǎn)生的次氯酸鈉殺滅壓載水中的浮游生物、病原體等[23]；SENDA壓載水處理系統(tǒng)使用水力旋流+過濾+生物制劑處理技術(shù)，壓載水經(jīng)過旋流分離器、自動(dòng)反沖洗過濾器進(jìn)行預(yù)處理，隨后利用Peraclean Ocean生物制劑殺滅殘留微生物[24]。上述研究與實(shí)際應(yīng)用表明，復(fù)合處理技術(shù)是未來壓載水處理的主要發(fā)展方向，多技術(shù)手段的聯(lián)用可增加壓載水處理水量并提升處理效率，滿足日后我國對(duì)壓載水處理綠色、高效等多方面的要求。

3 船舶壓載水管理存在的主要問題

3.1 壓載水管理體系仍不完善

壓載水管理是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及海事、檢驗(yàn)檢疫、海洋、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境、農(nóng)業(yè)、質(zhì)檢等多個(gè)部門，目前正處于起步階段?，F(xiàn)行法律法規(guī)和部門規(guī)章對(duì)壓載水管理的部門職責(zé)規(guī)定尚不明確，僅《壓載水管理辦法》明確了海事部門負(fù)責(zé)船舶壓載水和沉積物管理的監(jiān)督管理。相關(guān)部門尚未建立類似于船舶水污染物轉(zhuǎn)移處置聯(lián)合監(jiān)管制度的壓載水管理部門協(xié)作機(jī)制，缺少專門的信息共享平臺(tái)，在防控船舶壓載水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)方面的部門合力不足?！逗Ｑ蟓h(huán)境保護(hù)法》等國內(nèi)法律法規(guī)對(duì)違法排放壓載水行為未規(guī)定專門的罰則，也未將船舶壓載水明確歸入“污染物”，無法適用違法排污行為的相關(guān)罰則，難以壓實(shí)進(jìn)境船舶壓載水排放管理的主體責(zé)任。

3.2 壓載水監(jiān)管的技術(shù)支撐較為薄弱

我國壓載水管理相關(guān)的監(jiān)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、處理處置技術(shù)規(guī)范等仍較欠缺，相關(guān)快速檢測(cè)技術(shù)還在研發(fā)中，不同處理技術(shù)的健康安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)尚不健全，岸上接收設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)有待制定。現(xiàn)有壓載水處理系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置只是對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行反饋，并不能監(jiān)控壓載水是否處理到合規(guī)水平，需要建立能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)壓載水質(zhì)量的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警和記錄。壓載水取樣裝置、快速監(jiān)測(cè)設(shè)備配置不足，不能有效支撐壓載水處理效果執(zhí)法檢查。

3.3 壓載水接收處理能力不足

一是壓載水處理裝置尚未覆蓋全部進(jìn)境船舶。根據(jù)《壓載水公約》履約要求，我國進(jìn)境船舶應(yīng)在2024年全部安裝壓載水船上處理裝置，此類裝置費(fèi)用一般高達(dá)幾百萬元，船舶主動(dòng)安裝的積極性有限，目前仍有相當(dāng)比例的進(jìn)境船舶未安裝此類裝置。二是岸上接收處理設(shè)施建設(shè)剛起步。港口接收處理設(shè)施是防止船舶壓載水污染的重要手段?！秹狠d水管理辦法》第17條規(guī)定，從事壓載水或者沉積物接收處理作業(yè)的單位應(yīng)當(dāng)配備符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的接收處理設(shè)施。建設(shè)壓載水接收處理設(shè)施，需要配套改造駁運(yùn)管路和裝配通岸接頭，經(jīng)濟(jì)投入較大，我國僅少數(shù)港口建有接收處理設(shè)施。壓載水艙清出的沉積物一般采用岸上直接堆積填埋的方式，缺少更有效的無害化處理措施，沉積物時(shí)常被直接排入水中。

4 加強(qiáng)船舶壓載水生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)管控的對(duì)策建議

4.1 進(jìn)一步加強(qiáng)組織管理和制度建設(shè)

按照《壓載水公約》的履約要求，適時(shí)完善國內(nèi)相關(guān)法律法規(guī)，進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)部門壓載水排放管理職責(zé)。參照污染物接收處理聯(lián)單制度，探索實(shí)行港口壓載水接收處理的閉環(huán)管理模式，最大限度防范進(jìn)境船舶壓載水和沉積物的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。研究建立壓載水管理信息平臺(tái)，推動(dòng)部門數(shù)據(jù)共享、管理聯(lián)動(dòng)，形成監(jiān)管合力。落實(shí)《壓載水管理辦法》相關(guān)規(guī)定，組織對(duì)進(jìn)境船舶開展執(zhí)法檢查，抽查壓載水和沉積物接收處理及排放報(bào)告等情況，對(duì)未達(dá)到相關(guān)管理要求的單位，依法依規(guī)予以處罰，并責(zé)令限期治理。

4.2 強(qiáng)化壓載水排放監(jiān)管的技術(shù)支撐

加強(qiáng)快速檢測(cè)技術(shù)研發(fā)，配備必要的檢測(cè)設(shè)備，有力支撐監(jiān)管體系完善，同時(shí)便于船員自主檢測(cè)。合理布局實(shí)驗(yàn)室開展船舶壓載水的抽檢工作，定期對(duì)相關(guān)水域水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)壓載水風(fēng)險(xiǎn)隱患。不斷完善壓載水檢測(cè)、處理等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，支撐監(jiān)管執(zhí)法需要。

4.3 補(bǔ)齊壓載水接收處理能力短板

強(qiáng)化壓載水處理技術(shù)和處理裝置的研發(fā)。加快推進(jìn)現(xiàn)有國際航行船舶改造、安裝船上滅活裝置或采取其他等效措施。加強(qiáng)統(tǒng)籌規(guī)劃，指導(dǎo)港口城市集中建設(shè)壓載水和沉積物接收處理設(shè)施，大力發(fā)展當(dāng)?shù)亟邮仗幚矸?wù)產(chǎn)業(yè)，搭建與之配套的接收壓載水的船舶、集卡拖車或管線，為進(jìn)境船舶提供壓載水和沉積物常規(guī)或應(yīng)急接收處理服務(wù)，最大限度防范進(jìn)境船舶壓載水和沉積物的生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。