船舶港口污染物控制方法与技术

＊南艳霞 梅小乐

（内蒙古农业大学 水利与土木建筑工程学院 内蒙古 010018）

船舶作为世界上最具经济性的运输工具，承担着至少80%的世界贸易运输。特别是原油、铁矿石、煤炭和粮食等货物主要通过船舶进行运输，而不可能通过公路、铁路或航空进行大量运输。因此，船舶运输作为海洋经济发展的主要载体不仅对海洋经济有着直接影响，对世界经济贸易发展也有着重要影响，且对一个国家的经济、军事、安全等各方面有着举足轻重的作用。

我国拥有长达1.8 万多公里的海岸线，这为我国海洋经济的发展提供了优良的自然条件和重要的经济基础。港口建设对于航运、外贸等都有着重要意义，因而我国对于港口的建设发展高度重视。然而，港口建设在促进我国经济发展的同时也对港口环境造成严重污染。这些污染会与海陆的天气及气候系统相互作用，对空气质量和水质质量产生很大影响，导致能源浪费、温室效应（Greenhouse Effect）加剧、溢油污染、噪音、灰尘排放、船舶和岸上货物垃圾及生活垃圾排放等环境问题。

近年来，中国的港口作为全球航运最繁忙、增速最快的港口之一，其港口区域的人口密集，船舶活动频繁，其所造成的环境污染使得我国港口城市大范围、长时间被雾霾笼罩，不仅影响经济发展、生态环境，还对港口城市人们的健康生活也造成了严重影响。因而对港口污染问题进行分析及加强港口的污染防治工作是非常重要的，对实现“生态优先，绿色发展”之路具有重要实际意义。

1.港口的污染分析

全世界有90%的航运是通过海运进行的，由于船舶的航运产生的尾气对于空气造成的污染也是十分的严重[1]。据估计，每年由于船舶引擎的燃料燃烧约有450 种不同的污染物排放进入空气中，主要排放物有二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、硫氧化物（SOx）、挥发性有机物（VOCs）和颗粒物（PM），这些排放物会直接引发哮喘、呼吸道、心血管疾病、肺癌及早衰[2-3]。2015 年，对于进出口及过境的船舶进行统计（依据其实际运行速度、运行时间、航行距离等方面），船舶排放SOx、碳氢化合物（HC）、NOx、PM 分别为78.8 万吨、2.8 万吨、121.4 万吨、11.9 万吨，其中NOx、SOx的排放量最多[4-6]。其燃料主要是重油，现在也使用一种更为清洁的柴油机燃料（DF），然而研究发现这种从清洁燃料中释放的燃烧颗粒物对于肺细胞的新陈代谢危害比未提炼过的重质燃料油（Heavy Fuel Oil，HFO）更严重，其废气、粉尘对大气的治理带来了更严重的负担[7-8]。在世界顶级的100 个港口中，大约有230 万人直接暴露在这些船舶的排放物中。港口作为水陆连接、船舶装卸、中转集疏远的枢纽，船舶和人员的流量高，船上人员的食物垃圾、包装袋等固体废弃物和厨房生活用水等污水产生量也很大。而且，部分未经处理直接偷排入海，使得海水的环境更加恶劣，且对海洋的生态系统带来巨大负担，严重影响港口的生态环境质量[9-10]。

船舶运输大量货物也会对环境造成一定的污染。当货物（如煤炭、矿石、谷物）在进行装卸时会在船舱产生货物残留物，这些残留物不会被处理，而是在船舶更换货物前被冲洗至近港口海域，以避免与其他货物可能产生的交叉污染，且人们认为这些低毒或无毒货物可以直接排放到近海水域。据统计，全球每年大约有7.85 万吨的潜在危险货物残留物（如煤炭和矿石）被直接排放进入海洋环境。货物残留物的这种大量排放可能会导致水生植被窒息或藻类死亡，从而使海域中氮磷的排放量增大，且重金属、有机污染物等其他有害物质也会释放到海域并可能导致间接生态效应，影响水生生物的正常活动[11-12]。有些累积的货物沉积物进入鱼类等海鲜产品体内而无法代谢，进而对捕食也产生不利影响[13]。

另外，港口环境的噪声污染也是影响因素之一。港口门的起重机噪声常高于限值85 dB[14]。通常，当工作人员长期处于噪声超过一定限值的环境中时，其工作效率严重下降，且非常容易造成操作失误并可能引发相关安全事故。同时，港口环境的噪声污染也会对附近居民的身体健康造成一定影响。

2.污染物的防控

（1）固体废弃物的控制。港口固废物主要为扫舱物料、生活垃圾及船上其他废弃物。黄骅港每年产生仅6000 t 的固体废弃物，因此建设了固体废物分拣中心，将塑料、橡胶制品、金属制品、园林垃圾、工业垃圾、玻璃制品等进行分类与分拣，处理能力为10 t/h，加强垃圾废物的管理是黄骅港重要的日常管理工作[15]。

（2）高有机质污水控制。高有机质污水为船舶的生活污水，洗舱废水及经过油水分离器处理过的油类水质。常规的高有机质污水采用生物膜法或者活性污泥法处理，达标后排放水体。而高油脂污水的处理通常需先用油水分离器处理，将其含油量降到20 mg/L以下入污水处理厂。若进行回用则需将含油量降至2～5 mg/L[16]，再深度处理，使其水质达到景观水的要求，补充城市景观用水。

（3）粉尘的治理。在港口进行煤炭、矿砂、谷物等干货物搬运时会产生大量粉尘，可以在不同搬运环节加设洒水装置进行降尘处理，如装卸过程中可以在卸船机、输送机等相关合适位置加设洒水装置，对于粉尘量大的还需加设密封罩和集尘器以降低粉尘污染。此外，对码头及堆场要进行定期水冲洗，并将冲洗后的污水收集处理。

（4）降噪的控制。对噪声较大的机器安装隔振器、隔声罩、消音器等减小机器作业时产生的噪声。在港口和居民区之间增加声屏障如隔离墙、建筑物、林带等以降低噪声对居民正常生活的影响。此外，还可以限定港口作业时间，避开居民休息时间。

（5）重金属的污染防控。内陆工业废水中含有铬、汞、锌、铜等物质，通过河道的入海口，在淡水和海水混合区形成污泥，为沿海和港口水域重金属污染的主要原因。此外，因为船舶为了防止船壳寄生藻类和木材腐蚀使用抗腐油漆，油漆中的铜和锡释放到水中。对此，加强各类污水纳入港口前的预处理；研制新型船用抗腐漆，尽量延长其有效周期。

3.提高水域污染处理技术及管理系统

（1）建设完善的港口防治体系。在港口的环境治理过程中，不能等到河海出现污染问题才进行治理，而要在最开始就进行防护，即以“防”为主的防治体系，这样不仅会降低治理难度，而且会大大节约成本。因此建设完善的港口防治体系对于从源头上控制污染起着重要作用[17]。污染源头主要为船舶近岸排放的典型污染物，通过对其进行检测定量、定性的评估，能更加直观地体现船舶造成污染的程度，这对相关环保措施的制定及相关减排政策的实施有着很重要的指导作用[18]。因此，首先要对船舶航行过程中存在的污染问题进行全面分析和总结，并提出解决方案。其次制订相关政策以最大限度降低环境污染。最后国家相关部门出台关于环境污染问题政策，使船舶环境管理相关部门更加完善港口防治体系。

（2）建立港口应急事故处理系统。港口的污染事故无论大小都对港口的环境有很大的破坏性。在港口水域的物理、化学、生物、探测及地理条件基础上，根据污染物在风、浪、潮、海流等各种条件下扩散规律，以及历史污染事件的总结，建立合适港口的应急处理系统[19]。港口设置多功能船舶作业、巡逻、港务监督、清扫污染。

（3）提升专业人才素养。港口水域污染与防治效率的提升需要专业技术人员作为保障。目前，许多船舶环保部门工作人员专业技术比较薄弱，在实际工作中对污染防治存在不足或专业能力欠缺。因此，船舶环保部门在人员聘用时需加大专业技术人员比例以保证具体污染与防治工作能够顺利进行。此外，对现有工作人员需通过培训、校企合作等方式不断提升其专业能力及专业素养，使其在污染与防治工作中工作能力得到提升，增强港口水域污染与防治效率和质量。

（4）加强科学研究，提出新的治理方案；引进先进技术设备，提高港区污染治理能力。开展港口水域挖泥对水体影响的定量化研究：一是开发挖泥技术，二要测定挖泥造成的水体浑浊度并实施治理方案。对于港口的空气质量实行实时监控，开展对空气中氮氧化物及硫化物的深入研究，提出治理对策。

目前我国船舶无论大小，污染处理设备的数量不足，且质量堪忧，管理部门涉及多且分开管理。很多小船上未装油水分离器和生活污水处理设备或者是形同虚设、不按操作规程运行、超标排放。故也急需研制高效的油水分离器、污油均化器及船用焚烧炉等设备。调整现有的船舶构造和管理模式，且研究设计船舶污水、废水综合处理流程，制定操作规程，提高船舶自身处理污染能力。

（5）编制国家和地方船舶港口的排放清单。编制国家和地方船舶港口的排放清单是控制船舶港口污染物排放重要控制措施之一[20]。目前我们国家已经开始了相关研究但是并未建立国家和地方的船舶港口排放清单，缺乏系统的、全面的研究。且由于目前对船舶排放监管力度不够，很少有船只被惩罚[21]。因此，加快推进船舶控制区的污染物限排实施计划，出台排放控制区配套政策，制定相关的技术标准，推进信息共享，展开联合执法，建立监督管理联动机制，是控制船舶港口污染物排放、保护生态环境的重要举措。

4.结语

船舶港口是重要的交通枢纽，也是对外贸易的主要窗口。面对港口日益严重的污染，不仅影响港口的生态环境，而且也制约港口经济发展。因此，我国应该重视港口的污染物总量排放控制和可持续性生态保护，严格按照相关法律法规控制及处置船舶港口所产生的污染物，并对每类污染物制定特定的处理工艺，确保其对环境的响应最小化；而且应构建科学的港口环境系统管理模式和应急事故处理机制，实现港口环境治理的科学化与系统化，为实现“生态优先，绿色发展”之路做出应有的贡献。