江苏省内河船舶废水污染现状及影响研究

徐文文， 殷承启， 张 玮， 姜文婷

(1．中设设计集团股份有限公司， 江苏 南京 210014；2．江苏省交通运输环境保护工程技术研究中心， 江苏 南京 210014)

0 引言

近几年，随着国家经济的发展，全国各地港口事业飞速发展，新建、改建、扩建的港口码头明显增多，随着港口规模的扩大和吞吐量的上升， 船舶进出港口艘次数也明显增多， 船舶产生的废水污染物数量也明显增多。 江苏省内河干线航道里程2 154 km，船舶流量约320 万艘/a， 随着全省航道网整治工程的加速推进，区域干线航道的集聚效应将更加突出，船舶污染引发的环境问题也将更加突出， 特别是对敏感区域（如水源地，清水通道维护区等）的水体质量影响尤为受到关注。

船舶废水污染主要是指船舶在航行、停泊港口、装卸货物等过程中排放的废水对周边水体的污染影响，有流动、面广、线长、分散的特点[1]其产生排放过程具有分散性、隐蔽性、随机性、不易监测等特殊性，对其进行研究管制存在较大难度[2]。现阶段船舶洗舱水的排放问题已得到有效的控制， 且内河船舶更换不相容货物的频次较低，因此对于内河船舶，船舶生活污水以及油污水是其主要污染物[3]，王成[4]分析了内河航道船舶水环境污染的原因主要来自于舱底油污水、生活污水，并提出了相关防治措施；董良飞[5]对船舶生活污水的污染特征及污染评价方法进行了研究， 通过实船测试研究得出了货轮上船员人均污水排放量；肖慧兴[6]在京杭运河徐扬段船舶污染综合整治研究中，对船舶流量与产污量的关系进行了分析，并对船舶污染排放量进行预测；刘晓东等[7-8]对太湖流域内河船舶污染负荷进行估算， 并利用分段混合水质模型对实施污染控制后的石油类水质改善效果进行了预测;汪亭玉等[9]对船舶对长江中下游水质的影响进行了调查与分析。

上述研究多针对某一流域船舶或者船舶某一废水污染物进行测算， 未对江苏省全省的内河船舶废水污染物排放量进行预测， 并缺少不同特征流域的船舶废水污染物排放影响对比分析，基于此，本文选取淮安船闸（京杭运河）、太浦河船闸（太湖入湖河道）、海安船闸（通榆河）、江阴港（长江）对船舶废水污染防治现状进行现场调研， 并计算内河船舶生活污水、油污水污染物入河量，核算各类船舶及港口污染物入河量占江苏省省污染排放总量的比例， 定量分析船舶污染对江苏省省内河水域水环境质量的影响程度，并针对集中排污河段以及清水通道维护区，计算船舶污染物入河量， 分析其排放占该河段污染物排放总量的比例。

1 研究方法

1．1 内河船舶废水现场调研

2017 年8 月至2018 年3 月，在淮安船闸、海安船闸、太浦河船闸对过闸船舶进行了现场调研与问询，了解不同等级船舶及不同功能用途船舶的废水污染防治设施的安装使用情况，共计调研船舶485艘，其中散货船舶253 艘，杂货船舶208 艘，化学品、油品船舶24 艘。 按照船舶等级划分，调研船舶400 总吨以上（含）的422 艘，400 总吨以下的63 艘。 主要调研内河船舶生活污水、油污水以及化学品废水收集、 处理设备的安装以及运行情况，统计结果见表1。

表1 船舶调研情况

1．2 内河船舶废水污染物产生量计算方法

船舶含油污水、 船舶生活污水分析方法可依照《港口和船舶污染物接收转运及处置设施建设方案编制指南》中规定的基于船舶签证信息的计算方法，计算方法：

式中：Wi为第i 类船舶污染物产生量，t/a；t 为单艘船舶污染物储存时间，d， 本项目通过调研获得；i 为第i 类污染物，取1 ～2，分别代表船舶含油污水、船舶生活污水；qi为船舶污染物产生系数；GT 为单艘船舶总吨位，总吨；r 为单艘船舶船员人数，人。

（1）船舶污染物储存时间

t 包括到港前航行时间和船舶停靠时间。每艘船舶污染物储存时间可利用签证数据和实际调研得到，在本课题计算过程中，计算污染物江苏省全年船舶污染物产生量时， 污染物储存时间应为单艘船舶在江苏省境内全年行驶时间，通过实际调研，本次计算t 取300 d。

（2）单位总吨的油污水小时产生量

对于内河地区，根据《内河船舶法定检验技术规则》，单位总吨的油污水小时产生量（q1）可通过以下公式进行计算：

式中：P 为船舶主、辅柴油机总功率，kW。

（3）单位船员的船舶生活污水日产生量

根据《港口、码头、装卸站和船舶修造拆解单位船舶污染物接收能力要求》，单位船员的船舶生活污水日产生量（q2）为0．03 t/d。

（4）单艘船舶船员人数

内河船只船员人数按《船舶最低安全配员规则》的人数要求选取， 内河船舶和海船生活污水产生量见表2。

表2 内河船舶生活污水产生量

2 结果与讨论

2．1 江苏省内河（含长江）船舶废水污染物防治现状

（1）处理装置配备现状

江苏省内河船舶废水处理装置配备现状见表3。 由表3 可知，400 总吨以上船舶基本配备了生活污水处理装置，配备占比90．1%，为根据现阶段江苏省内河400 总吨以上船舶所安装生活污水处理装置型号多为SWCB-JSL 船用生活污水处理装置，SWCM （N） 型多级船用生活污水处理装置以及WCMBR 型船用生活污水处理装置。但仍有少量400总吨以上船舶未安装该设备。 400 总吨以下船舶无硬性要求， 配备生活污水处理装置的内河船舶仅占比10．5%，生活污水直排入河。

由于油水分离设备体积小、重量轻、价格合理，船方可承受，推行过程也较顺利，因此，目前内河航区大部分船舶均已按规定装设了油水分离设备和污油桶（柜），配备了相应的防污染证书、文书等，其中400 总吨以上内河船舶配备油污水收集装置的比例高达97．8%，400 总吨以下内河船舶配备油污水收集装置的比例也接近90%。

表3 江苏省内河船舶废水处理装置配备现状

（2）处理装置运行现状

江苏省内河船舶废水处理装置运行现状见表4。 由表4 可知，尽管江苏省400 总吨以上内河船舶生活污水处理装置配备现状较好， 但是由于现阶段江苏省内河港口、 船闸处未大范围安装生活污水废渣收集装置， 无法接收船舶生活污水处理装置运行后残留的废渣，导致船民开启处理装置的频率较低，400 总吨以上内河船舶开启生活污水处理装置的艘次占比仅为23%，对应的，由于船舶油污水现阶段管控较严，且油污水具有一定的经济价值，大部分船舶船民定期将收集的废油交由有资质单位处置，此外， 内河上存在小型船舶不定期到内河船舶上以肥皂、毛巾等生活用品置换油污水。

表4 江苏省内河船舶废水处理装置运行现状

2．2 江苏省内河船舶废水污染物排放量

（1）江苏省内河（不含长江）船舶废水污染物计算

2017 年， 江苏省内河港口内河船舶到港签证艘次为1 120 772 艘次， 船舶生活污水主要污染物COD，BOD5，TP，NH3-N，SS 以及动植物油的质量浓度取值分别为500，250，5，20，250 mg/L 以及20 mg/L，油污水中COD 和石油类污染物质量浓度分别按2 000 和200 mg/L 取值[10-12]，结合2．1 节调研现状，计算结果见表5。从表5 可以看出，2017 江苏省内河船舶共排放183．8 万t 生活污水，185．6 万t 油污水，共排放1 636．2 t， 其中COD，NH3-N，TP，BOD5，SS，油类物质（包括动植物油和石油类）排放量分别为4 631．4，36．8，9．2，459．7，459．7，408 t。

表5 2017 年江苏省内河（不含长江）船舶污水排放量 t·a-1

（2）长江江苏段船舶废水污染物计算

2017 年长江江苏段抵港船舶艘次为1 048 738 艘次，其中内河船974 385 艘次，2017 年长江段内河船舶共排放126．4 万t 生活污水，132．4 万t 油污水，具体见表6。从表6 可以看出，共产生COD，NH3-N，TP，BOD5，SS，油类物质分别为3 280，25．3，6．3，316，316，290 t。

表6 2017 年江苏省长江江苏段船舶污水排放量 t·a-1

（3）江苏省内河船舶废水污染物排放总量

江苏省内河船舶废水污染物排放总量见表7。2017 江苏省内河（含长江）船舶共排放310．2 万t 生活污水，318．0 万t 油污水，共排放COD，NH3-N，TP，BOD5，SS 以及油类物质分别为7 911．4，62．1，15．5，775．7，775．7，698 t。

对比长江江苏段以及内河航道的废水污染物排放量， 生活污水以及油污水内河航道排放量均高于长江航道， 这主要由于长江航道内河船舶抵港艘次低于内河航道， 且长江航道上400 总吨以上的内河船舶占比高于内河航道， 生活污水处理装置以及油水分离器安装及运行现状较好。

表7 2017 年江苏省内河（含长江）船舶污水排放量 t·a-1

（4）江苏省内河船舶、港口废水污染物排放对比

2017 年船舶、港口污染物排放对比见图1。由图1 可知，除SS 外，船舶的污染物排放占比高于港口，一般达到70%左右，这是由于江苏省内河船舶数量较多以及内河船舶污染物的防治措施较差导致的，港口SS 排放占比高于船舶的原因是港口的雨水径流污水以及散货、件杂货冲洗废水中SS 含量较高。

图1 江苏省内河船舶港口污染物排放占比

2．3 江苏省内河船舶废水污染物影响研究

（1）内河船舶废水污染物占全省比例

根据2018 江苏省统计年鉴， 江苏省2017 年废水、COD，NH3-N 排放量分别为62．13，105．46，13．77亿t， 江苏省内河船舶废水污染物排放占比见图2。由图2 可知， 内河船舶废水、NH3-N 以及COD 污染物排放占比分别为0．09%，0．05%以及0．75%， 根据《船舶水污染防治技术政策（征求意见稿）》 中的2015 年船舶水污染物排放量及其与全国排放量和各类污染源排放量的占比，2015 年全国船舶排放的NH3-N 以及COD 占全国对应污染物排放量的0．1%，0．5%。 综合可以看出，相对于城镇生活污水以及工业废水等污染源， 内河船舶废水污染物的污染负荷并不是很高。

图2 江苏省内河船舶废水污染物排放占比

（2）太湖流域船舶废水污染物排放占比

根据《太湖2017 年健康状况评估》，江苏太湖流域2017 年 污 染 物 负 荷COD，TP，NH3-N 分 别 为4．66，0．18，0．80 万t，太湖流域船舶COD，NH3-N，TP污染物排放量分别为559．2，5．6，1．98 t， 分别占太湖入湖污染负荷总量的1．19%，0．09%，0．11%（见图3）。 其中NH3-N，COD 占比略高于全省比例，但是相对于岸线农业面源污染、工业废水排放，船舶污染并不构成太湖水质恶化、水体富营养化的重要因素。

图3 江苏省太湖流域船舶废水污染物排放占比

（3）京杭运河江苏段船舶废水污染物排放占比

京杭运河江苏段抵港船舶艘次达到455 704艘次，占我省内河港口抵港船舶艘次的41%，京杭运河江苏段无疑是我省内河港口船舶集中排污河段。 此外，京杭运河苏北段是我省生态红线区域划分的清水通道重要组成部分，其水质要求受到严格管控。

京杭运河苏南段COD，NH3-N 以及TP 入河污染 负 荷 单 位 长 度 排 放 量 分 别 为63．4，5．63，0．63 t/（a·km）[13]，京杭运河苏北段，由于其为江苏省清水通道以及南水北调东线的重要组成部分， 点源污染得到有效的控制，对比苏南段，单位长度污染物排放量进行部分削减，估算京杭运河苏北段COD，NH3-N以及TP 入河污染负荷单位长度排放量分别约为25．4，2．25，0．25 t/（a·km）。 苏北运河里程为475 km，苏南运河里程为212 km，计算得出京杭运河江苏段年COD，NH3-N，TP 入河量约为25 505．8，2 262．3，252．3 t，见表8。

表8 京杭运河江苏段航段划分及污染物排入量 t·a-1

结合京杭运河江苏段2017 年抵港船舶数据、过闸数据， 计算得出苏南运河船舶排放COD，TP，NH3-N 分别为288．1，2．59，9．84 t， 苏北运河船舶排放COD，TP，NH3-N 分别为208．6，1．89，7．21 t， 京杭运河江苏段船舶废水污染物排放占污染负荷总量的占比见图4。

图4 京杭运河江苏段船舶废水污染物排放占比

由图4 可知，苏南运河、苏北运河船舶废水污染排放占各自河段的比例高于江苏省船舶港口污染物排放量占比，太湖流域船舶港口污染物排放占比，苏南运河、 苏北运河的船舶港口COD 排放占比达到2%以上，TP 排放占比在1．5%以上，NH3-N 排放占比也在0．5%以上，由此可见对于排放密集河段以及其他污染源已得到有效控制的清水通道， 船舶港口污染物的排放不容忽视， 且船舶的污染物排放存在流动性的特点， 有必要对船舶港口的污染物排放进行有效管控。

2．4 船舶废水污染物防治对策

（1）船舶生活污水防治建议

通过上述，针对江苏省内河船舶生活污水处理，可采取2 种处理方式： ①船舶配备生活污水处理装置，对生活污水进行处理并达标排放；②船舶配备生活污水收集装置，通过岸上接收进行转运处置，由现场调研分析可知， 对于第2 种船舶配备生活污水收集装置，岸上接收转运处置的方式，由于我省是内河大省，码头泊位数量较多，配套岸上接收设施的难度较大， 以2016 年为例， 江苏省内河港口抵港船舶，100 ～400 t 的船舶的比例超过50%， 这部分船舶的生活污水排放情况现阶段处于失控状态， 这部分内河船舶的生活污水防治工作迫在眉睫。

因此针对上述2 个问题， 对于江苏省内河船舶生活污水的防治可分“两步治理”的措施：第一步为近期加强内河400 总吨以下内河船舶安装生活污水处理装置以及岸上、 船闸配套废渣收集装置布置的工作，确保内河船舶生活污水的污染在可控范围内；第二步是同步进行岸上接收设施的规划、布局研究，逐步推进船舶生活污水接收配套设施的安装工作。

（2）船舶油污水防治建议

目前内河航区大部分船舶均已按规定装设了油水分离设备和污油桶（柜），对于内河船舶含油废水，建议油污水通过船上安装油水分离器处理后， 储存至污油桶， 通过流动收集船进行收集后进行岸上接收、转运处置。

（3）形成江苏省内河船舶废水污染控制管理体系

结合座谈会以及从船舶污染控制的行业管理现状，从法律体系建设、管理策略完善等角度形成江苏省内河船舶废水污染控制管理体系， 同时也将为我省内河水域内河航运规划、 评价和管理工作提供决策依据，主要包括：①构建多部门联合监管的管理体系；②建立船舶污染物联单管理制度；③建立完善的船舶港口码头水污染事故应急方案； ④对港口船舶污染防治设施合理规划布局； ⑤推进江苏省内河船舶生活污水处理装置安装工作； ⑥建立船舶污染物有效治理的引导机制； ⑦加强污染防治设施以及第三方单位的运营管理；⑧建立“互联网+”船舶污染物回收全过程监管机制； ⑨加大船舶污染物排放的监管惩处。

3 结论

（1）江苏省内河400 总吨以上船舶基本配备了生活污水处理装置，400 总吨以下船舶无硬性要求，配备生活污水处理装置的内河船舶仅占比10．5%，400 总吨以上内河船舶开启生活污水处理装置的艘次占比仅为23%，油污水收集处置装置配备情况较好，400 总吨以上内河船舶配备油污水收集装置的比例高达97．8%，且运行情况良好。

（2）2017 江苏省内河（含长江）船舶共排放310．2万t 生活污水，318．0 万t 油污水，共排放COD，NH3-N，TP，BOD5，SS 以及油类物质分别为7 911．4，62．1，15．5，775．7，775．7，698 t。

（3）京杭运河江苏段船舶废水污染排放占比高于江苏省以及太湖流域船舶污染物排放占比， 苏南运河、苏北运河的船舶港口COD，TP，NH3-N 排放占比分别达到2%，1．5%，0．5%以上， 由此可见对于排放密集河段以及其他污染源已得到有效控制的清水通道，船舶港口污染物的排放不容忽视，且船舶的污染物排放存在流动性的特点， 有必要对船舶港口的污染物排放进行有效管控。

（4）对于江苏省内河船舶生活污水，近期推进船上收集处理排放的处置方式，远期推动船上收集-岸上接收的处置方式，对于油污水，推进船上收集-流动船接收的处置方式， 此外应形成完善的形成江苏省内河船舶废水污染控制管理体系。