船舶防污染技術(shù)論文

防止船舶污染技術(shù)及發(fā)展趨勢

船舶與海洋工程學(xué)院

輪機(jī)

海洋是生命的搖籃，海洋為人類提供了各種各樣的生活必需品。但人類在向海洋索取各種資源和便利的同時(shí)，也對海洋環(huán)境造成了污染。

浩瀚的海洋為運(yùn)輸提供了廣闊、便捷的載體。航運(yùn)業(yè)承擔(dān)了90%世界貿(mào)易的運(yùn)輸量，為人類生活品質(zhì)的提高和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了保障。如果沒有航運(yùn)業(yè)，不能實(shí)現(xiàn)如此大規(guī)模國際貿(mào)易和大量的原材料、產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)的運(yùn)輸。在各種運(yùn)輸方式中，相比較空運(yùn)和公路運(yùn)輸，以能源消耗指標(biāo)的千克/千噸公里的CO2排放量計(jì)算，航運(yùn)是公路運(yùn)輸?shù)?/3-1/4、是空運(yùn)的1/20-1/30。航運(yùn)業(yè)以其運(yùn)量大、低耗高效、安全和環(huán)保的表現(xiàn)，使其成為最具可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Φ倪\(yùn)輸方式。即使從污染威脅最大的油類物質(zhì)運(yùn)輸來看，根據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，世界上所有海上的油類運(yùn)輸量99.9996%是以安全和對環(huán)境不產(chǎn)生任何影響的方式運(yùn)輸

[1]。

國際海事組織（IMO）最初關(guān)注的主要問題是船舶安全。從1959年IMO剛開始行使職能，作為1954年油污公約的管理人開始關(guān)注污染問題，到目前為止，IMO一共通過了51個(gè)公約和議定書，其中直接與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的是23個(gè)（包括海上救助和殘骸清除公約）。

和船舶污染有關(guān)的公約和議定書可分為3類：防止污染；污染干預(yù)和響應(yīng)；污染的責(zé)任和賠償。本文僅限于探討和防止船舶污染有關(guān)的國際海事公約及相關(guān)的技術(shù)。

防止船舶污染公約的制定和實(shí)施對技術(shù)的需求

防止船舶造成海洋污染的公約主要有：MARPOL

73/78針對來自船舶油類物質(zhì)、有毒液體物質(zhì)、包裝有害物質(zhì)、生活污水、船舶垃圾和船舶排放的大氣污染物。該公約已經(jīng)應(yīng)用于占世界99%商船總噸位的船舶。除MARPOL

73/78以外，還有《2001年國際控制船舶有害的防污底系統(tǒng)公約》（以下簡稱防污底公約）針對有害的船舶防污漆、《2004年國際船舶壓載水及其沉積物控制和管理公約》（以下簡稱壓載水公約）針對攜帶外來生物和病原體的船舶壓載水，以及《2009年香港國際安全與無害環(huán)境拆船公約》（以下簡稱拆船公約）涉及船舶退役后拆解中的安全、環(huán)保和健康問題。

在防止船舶污染海洋的相關(guān)公約中，科學(xué)技術(shù)作為制定公約和履行公約的技術(shù)支撐，使公約中的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)明確、可行；公約的制定和修改又為科學(xué)技術(shù)的發(fā)展提供契機(jī)和推動(dòng)力。

首先科學(xué)技術(shù)的成果被航運(yùn)業(yè)采用、推動(dòng)航運(yùn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，成為制定和修改公約的強(qiáng)有力技術(shù)基礎(chǔ)，沒有科學(xué)技術(shù)很難對船舶污染進(jìn)行控制，比如：防污底公約的制定是為了限制對環(huán)境危害大的防污漆的使用，但要禁止含TBT防污漆的使用是要有替代措施作為先行；2007年生效的MARPOL

73/78附則II修正案中關(guān)于貨艙殘余物的要求比原來的規(guī)定低許多，這是在泵吸設(shè)備和管系布置技術(shù)性能提高的基礎(chǔ)上才能實(shí)現(xiàn)的；MARPOL

73/78附則VI對于燃油含硫量逐步減少的要求是根據(jù)船用燃油的技術(shù)發(fā)展。

有時(shí)國際海事公約的制定超前于技術(shù)發(fā)展，例如：2004年在制定壓載水公約、要求船舶安裝壓載水管理系統(tǒng)時(shí)，國際上并沒有成熟的壓載水處理技術(shù)和商用設(shè)備提供給船舶。壓載水公約出臺(tái)后，國際社會(huì)很快投入人力物力開展研發(fā)，致力于解決外來生物和病原體入侵的威脅。到目前為止已有多個(gè)廠商推出了經(jīng)過型式認(rèn)可的壓載水管理系統(tǒng)，IMO認(rèn)為基本上可以滿足2010年適用船舶的需要。

在防污染公約制定和提出相關(guān)的技術(shù)要求時(shí)，IMO除了依靠本身的技術(shù)力量、還借助于聯(lián)合國的海洋污染科學(xué)專家組（GESAMP）解決制定和審議公約、履約中的技術(shù)問題。如：GESAMP-BWWG聯(lián)合技術(shù)組負(fù)責(zé)審議使用活性物質(zhì)壓載水管理系統(tǒng)的技術(shù)問題并向委員會(huì)提出批準(zhǔn)/或不批準(zhǔn)的建議；

GESAMP-

EHS聯(lián)合技術(shù)組負(fù)責(zé)船運(yùn)有害物質(zhì)危害性的評定。

防止船舶污染公約及技術(shù)的基本原則

船舶產(chǎn)生污染物有兩種途徑：船舶正常營運(yùn)產(chǎn)生的操作性污染；船舶各種事故造成的事故性污染。還有當(dāng)船舶退役后的拆解造成的污染。

船舶操作性污染是指船舶在正常營運(yùn)自身會(huì)產(chǎn)生一些污染物，其中一部分是由貨物殘余物導(dǎo)致的，如：油船和化學(xué)品船貨艙的洗艙水、壓載水；一部分是由船舶自身產(chǎn)生的，如：機(jī)艙含油污水、燃油的油渣、生活污水、船舶垃圾、船舶產(chǎn)生的大氣污染物；由于在不同水域營運(yùn)、以壓載水作為媒介造成外來水生生物和病原體的轉(zhuǎn)移；含有機(jī)錫防污漆的使用等造成海洋環(huán)境的破壞等。

船舶事故性污染是指船舶發(fā)生碰撞、擱淺、觸礁、火災(zāi)、爆炸等事故，以及裝卸作業(yè)設(shè)備損害、人為因素等事故會(huì)造成污染物在短時(shí)間大量排放，從而對于局部海域造成重大甚至災(zāi)難性污染損害。

防止船舶污染公約的基本原則為：減少船上污染物的產(chǎn)生；控制船舶污染物的排放；污染物排放后盡量減少對海洋環(huán)境的影響以及最大限度地限制船舶污染物的事故性排放。

2.1

減少船上污染物的產(chǎn)生

很顯然污染物不上船或減少船上產(chǎn)生的污染物量是有效地減少船舶污染的途徑，防止船舶污染公約中的一些規(guī)定就是為了減少污染物的產(chǎn)生而提出的。例如：MARPOL73/78附則I防止油污規(guī)則為了減少船舶含油污水的產(chǎn)生，規(guī)定了載重量超過2萬噸的原油油輪應(yīng)配備專用壓載艙；MARPOL73/78附則II控制散裝有毒液體物質(zhì)污染規(guī)則為了減少貨艙殘余物，提出了強(qiáng)制預(yù)洗、有效掃艙和通風(fēng)程序等技術(shù)措施；MARPOL73/78附則VI規(guī)定船上不允許使用受控的臭氧層消耗物質(zhì)、對2000年以后船上安裝的柴油機(jī)NOx的排放限值；防污底公約規(guī)定船舶不能施涂含TBT的防污漆；拆船公約附件1列出了被禁止或限制使用的有害材料清單并規(guī)定船舶應(yīng)在拆解前盡量減少貨物殘留、殘油等污染物。

2.2

控制船舶污染物的排放

在不可避免會(huì)產(chǎn)生污染物的情況下，為了減少船舶造成污染的技術(shù)措施包括：在船上對產(chǎn)生的污染物進(jìn)行處理或?qū)⑽廴疚锱诺桨渡辖邮赵O(shè)施中。

在船上對產(chǎn)生的污染物進(jìn)行處理使其減少數(shù)量或降低濃度，例如：MARPOL

73/78附則I規(guī)定機(jī)艙污水必須通過15ppm油水分離設(shè)備處理后才能排放、來自貨艙的含油污水必須通過排油監(jiān)控系統(tǒng)才能排放；MARPOL

73/78附則IV要求船舶配備生活污水處理裝置、生活污水粉碎和消毒系統(tǒng)；MARPOL

73/78附則VI規(guī)定在SOx控制區(qū)內(nèi)，替代1.5%

m/m燃油的要求是安裝廢氣濾清系統(tǒng)以使SOx排放量降低到允許值以下；壓載水公約要求船上安裝壓載水處理系統(tǒng)以去除壓載水中攜帶的外來生物和病原體。

減少污染物的排放還有一種有效的技術(shù)措施就是將船上產(chǎn)生的污染物排放到岸上接收設(shè)施中去。這種情況下有的是因?yàn)楣s對于劇毒或環(huán)境無法降解的物質(zhì)完全禁止排放而導(dǎo)致的對于接收設(shè)施的需要，例如：任何塑料制品禁止入海；禁止使用含TBT的防污漆；X類有毒液體物質(zhì)禁止排放。

另外的情況主要是受處理技術(shù)的限制，有些處理技術(shù)在岸上容易實(shí)現(xiàn)、但在船上有一定困難。例如：MARPOL73/78附則I規(guī)定船舶艙底和油泥艙的殘余物可以通過標(biāo)準(zhǔn)排放接頭排到岸上接收設(shè)施處理；MARPOL

73/78附則II規(guī)定強(qiáng)制預(yù)洗產(chǎn)生的含化學(xué)品的污水應(yīng)排至岸上接收設(shè)施；此外MARPOL

73/78附則IV、V和VI都有岸上接收設(shè)施的要求；壓載水公約要求修船和清洗港應(yīng)配備壓載艙沉積物接收設(shè)施。

2.3

污染物排放后盡量減少對海洋環(huán)境的影響

就目前的科學(xué)技術(shù)水平，船舶在營運(yùn)過程中不可避免地要產(chǎn)生并排放一些污染物，這也是為什么防污染公約并不是要求所有的污染物“零排放”，當(dāng)然這樣的排放是在“環(huán)境容量”范圍內(nèi)。例如：含油量在15ppm以內(nèi)的含油污水；含有一定濃度的有毒液體物質(zhì)的污水；一些種類的船舶垃圾；低于一定限值的NOx和SOx氣體。為了確保允許排放的污染物能夠盡快與海水混合、不對環(huán)境產(chǎn)生明顯的影響，公約還規(guī)定了相應(yīng)的排放條件，例如：15ppm及以下含油污水水線上排放；允許排放的含有毒液體物質(zhì)的污水必須滿足水線下排放、自航船航速7節(jié)、非自航船航速4節(jié)、距最近陸地12海里、水深25米等條件；生活污水允許排放的條件是，距最近陸地3海里外，排放經(jīng)粉碎和消毒、船舶航速4節(jié)以上、以中等速率排放等。

為了保護(hù)更敏感的海域，公約對于“特殊區(qū)域”、“特別敏感海域”和“SOx排放控制區(qū)”規(guī)定了更加苛刻的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。例如：當(dāng)油船在特殊區(qū)域內(nèi)時(shí),禁止將船上貨油區(qū)域的油類或油性混合物排放入海；南極區(qū)域是MARPOL

73/78附則II的特殊區(qū)域，禁止任何有毒液體物質(zhì)或含有此類物質(zhì)的混合物排放入南極海域；波羅的海和北海作為SO

排放控制區(qū)，燃油含硫量限制在1.5%

m/m以內(nèi)或安裝廢氣濾清系統(tǒng)將船舶包括主副推進(jìn)器的SOx排放總量減少至6.0g

/kW·h或更少。

2.4

最大限度地控制船舶污染物的事故性排放

船舶污染物的事故性排放是造成局部重大污染損害的主要風(fēng)險(xiǎn)所在，歷次重大的油船溢油事故已經(jīng)造成了一些海域長時(shí)間的生態(tài)損害或?yàn)?zāi)難。

為了預(yù)防此類事故發(fā)生，MARPOL

73/78附則I提出了有針對性的技術(shù)措施。例如：為了限制單個(gè)油艙破損后的溢油量，對油艙單個(gè)油艙的艙容限制：任何油船每個(gè)油艙最大艙容不得超過40000m3；對于油船專用壓載艙除了容量要求外，還要求布置在船舶最易損部位以提供一種在發(fā)生擱淺或碰撞時(shí)防止油類外流的保護(hù)措施；針對多起單殼油船重大的溢油事故，MARPOL

73/78附則I增加了對于1996年以后交船的油船、1996年以前交船的油船逐步適用的雙層殼要求；為了提供適當(dāng)?shù)脑谂鲎不驍R淺事故中防止油污染的保護(hù)，MARPOL

73/78附則I規(guī)定2010年1月1日或以后交付的油船應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上確保在事故中的溢油量在一定的限度內(nèi)；還有對每艘150總噸及以上的油船和每艘400總噸及以上的非油船，要求應(yīng)備有主管機(jī)關(guān)認(rèn)可的《船上油污應(yīng)急計(jì)劃》，以確保在污染事故應(yīng)急中采取正確和有效的方法。

防止船舶污染新技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著人們環(huán)境意識(shí)的提高，無論從立法、技術(shù)以及管理上都需要更多的進(jìn)一步發(fā)展。航運(yùn)業(yè)也在IMO公約的促進(jìn)下更多地采用了防止船舶污染的新技術(shù)，這些新技術(shù)為更好地保護(hù)海洋環(huán)境發(fā)揮著巨大的作用