广东省船舶压载水输入输出量估算

段君雅，邓厚君，任利利，周笑怡，田玉军

（1.交通运输部水运科学研究院，北京 100088；2 惠州海事局，广东 惠州 516081）

随着全球化及航运业的快速发展，船舶压载水及沉积物携带的海洋外来物种入侵问题日渐凸显。据估计，每年大约有30-5×108t 压载水在全球范围内转移，根据船型和大小的不同，每艘船舶可携带几百至上万吨压载水[1]。被国际海事组织（IMO）确认由船舶压载水传播的入侵生物多达500 余种，外来物种已是威胁全球海洋健康的主要元凶之一[2]。此外，压载水及沉积物还可传播致病菌等有害生物，广州港抽检31 份压载水样中检测出致病菌的有20 份，检测出大肠菌群的有18 份[3]，珠海港58 份压载水中有50 份检出致病性弧菌[4]。在我国秦皇岛港[5]、大连湾[6]等到港船舶的压载水或沉积物中检出了致病菌[7]。

2004 年2 月，在英国伦敦召开的关于船舶压载水管理的外交大会通过了IMO 制定的《船舶压载水和沉淀物控制与管理国际公约（2004）》（以下简称“公约”），用以为防止船舶压载水及沉积物中所携带的海洋生物入侵港口国的环境、危害人类健康、财产和资源。该公约于2017 年9 月8 日在全球范围内生效，2019 年1 月22日对我国生效。

1 压载水估算必要性

我国是航运大国，全球十大港口中我国占有7 个。2020 年全国各港口完成货物吞吐量1454991×104t，集装箱吞吐量26430×104TEU，其中外贸货物吞吐量449554×104t。沿海港口总共完成货物吞吐量948002×104t，集装箱吞吐量23429×104TEU，其中，外贸货物吞吐量400457×104t。广东省2020 年沿海港口完成货物吞吐量175788×104t，集装箱吞吐量6044×104TEU，其中外贸货物吞吐量59530×104t[8]。广东省沿海港口吞吐量为各沿海省份之最，外贸货物吞吐量位居各省份第二。

随着国际航运的快速发展，船舶压载水输入和输出量也随之增加，给船舶压载水监管带来很大的压力。准确掌握船舶压载水转移量是评估压载水生物入侵风险、制定监管政策、规划压载水处理设施建设方案等的基础。由于船舶压载水装载和排放的随机性强，受船舶载货量、航线环境条件、目的港所在国家的监管要求等因素制约，目前尚无学界认可的计算方法。Farley 对1995年五大湖接收的压载水量进行了估计，约为440×104t[9]；Choi 等对2006 年韩国主要港口船舶压载水排放量进行了估算，输入韩国的船舶压载水量约2176.6×104t[10]；Enshaei 和Mesbahi 估算出2006 年英国所有港口共接收船舶压载水约690×104t[11]；David 等计算出斯洛文尼亚科佩尔港1990-2006 年每年的压载水排放量[12]。我国关于压载水排放量的文献很少，仅Zhang 等人采用中国交通运输部和中国海关总署公布的外贸航运和商品进出口数据，基于全国港口出口货物作业与压载水作业的相关性建立我国入境船舶压载水排放量估算模型，估算出2007 至2014 年典型船型输入我国压载水的量，2014年我国输入压载水量为3.1×108t 吨[13]。基于外贸货物吞吐量估算船舶压载水量忽略船型、航线特征、多次挂靠等因素的影响，不利于压载水精细化管理和高精度评估生物入侵风险。另外，近些年我国对外贸易发生了很大变化，影响船舶压载水的输入输出风险。文章采用国际航线船舶查验单船数据，利用船舶压载水加载计算分类方法，估算2017 年广东省船舶压载水输入及输出量。研究结果为广东船舶压载水管理提供依据。

2 数据

利用2017 年广东海事局及深圳海事局辖区船舶进出港查验数据，通过对单艘船舶进出港数据按照时序进行匹配，获得匹配成功的有效航次，并根据有效航次的卸货量及装载量，计算净卸货量或净装货量。在船舶实际装卸作业时，压载水作业存在以下特点：①如果装卸量很小则可能不排放或加装压载水；②装卸货量越大，需要排放或加装的压载水量越多；③每次作业的排放或加装压载水量由船方经验决定。

分析2017 年查验数据，靠泊广东省各港口的国际航行船舶主要有液货船、散货船、集装箱船、杂货船。其中，集装箱船最多，其次为散货船和液货船，杂货船数量相对较少（见表1）。

表1 2017 年主要类型船舶靠泊广东各港口航次和数量占比

3 研究方法

参考David 等提出的压载水加载计算分类方法与参数[11]，依据货物作业量与船舶净载重量（Net Dead Weight,NDT）的相对关系，计算单艘船舶单航次压载水排放或装载量，汇总单艘船舶单航次压载水量，得到广东省压载水输入和输出总量。利用船舶查验数据确定船舶在某一港的载货变化量，利用载货变化量与压载水之间的函数关系，计算船舶压载水输入输出量。

3.1 船载货物变化值

采用以下公式计算船载货物变化值：

Fn—货物作业净值，单位为t，Fn >0，为净装货量；Fn<0，为净卸货量；

Fl—本港装货量，单位t；

Fu—本港卸货量，单位t。

3.2 压载水输入输出量

采用以下公式计算船舶压载水输入输出量：

Bw 船舶压载水输入输出量，单位t；

K 为压载水加载参数，为无量纲。

3.3 数据处理及计算

本研究采用MySQL 进行数据处理及计算。首先，进行进出港数据匹配。通过将进港、出港数据依据船名、净吨以及进出港时序进行整理、匹配，剔除无法匹配数据。其后，再对各船型匹配成功的有效航次进行卸货量及装载量判断，按照（1）中公式计算净卸货量或净装货量。最后，将每个有效航次按照表2 中Fn 与NDT 关系，选取对应K 值，根据（2）中公式计算压载水量，并按照船型进行汇总，得到各船型压载水输入和输出量。

表2 压载水加载参数取值表

4 结果与讨论

4.1 结果

4.1.1 船舶压载水输入量

2017 年广东省船舶压载水输入总量约为2016×104t。进一步分析不同类型船舶压载水输入量（见图1），结果表明散货船的压载水输入量最多，约为1001×104t，占总输入量50%；其次为集装箱船，占总输入量的38%；液货船和杂货船输入压载水量分别约占总输入量的11%和1%。

图1 2017 年广东省不同类型船舶压载水输入量

4.1.2 船舶压载水输出量

2017 年广东省船舶压载水输出总量约为7760×104t，是当年船舶压载水输入量的3.8 倍。

进一步分析不同类型船舶压载水输入量（见图2），结果表明散货船的压载水输出量最多，约为4561×104t，占总输入量59%；其次为液货船，占总输出量的32%；集装箱船和杂货船输出压载水量分别约占总输入量的8%和1%。

图2 2017 年广东省不同类型船舶压载水输出量

4.2 讨论

zhang 等[13]人的研究结果显示，2014 年珠江三角洲地区船舶压载水输入量为8950×104t，本文估算的2017 年广东省船舶压载水输入量为2016×104t，低于上述研究结果。zhang 等通过建立典型船型压载水装载量与载重量之间的比值估算我国近海入境船舶压载水输入量。该方法假定压载水加注作业与货物装载作业为线性关系，忽略了船舶少量货物装载变化并不引起船舶加注压载水现实，导致总体估算值偏大。

本文采取的船舶压载水加注分类方法以及参数取值参考了国际实船调研结果，参数可能不符合我国实际情况，须进一步依据我国实船情况进行验证和修正。具体可通过选择相当数量入境广东的4 类国际航行船舶，观察并记录货物作业量与压载水作业量，并收集该船NDT 数据，再对上述数据进行统计分析。将压载水作业量作为因变量，货物作业量作为自变量，船舶NDT 为参数，建立三者间数量关系，获得压载水加载参数取值规律。根据所获得的压载水加载参数与本研究中K 值取值规律相比较，可对K 值在广东省的适用程度进行判断，并根据实船数据结果进行修正。

此外，本研究计算中存在少量无法匹配的进港或出港数据，因此建议未来在登记船舶查验数据时应更仔细，保证船名、吨位等基本数据齐全，进出港查验无一遗漏。