劉麗紅，盛偉群，王慧芳

（1. 上海船舶設(shè)備研究所，上海 200031；2. 中國船級社上海規(guī)范研究所，上海 200135）

0 引言

為了便于當(dāng)事國加入并實施《壓載水公約》，IMO先后通過了16個技術(shù)導(dǎo)則（表1）。在《壓載水公約》及相關(guān)導(dǎo)則的指導(dǎo)和管理下，各國紛紛開展對船舶壓載水處理和分析技術(shù)的研究。標(biāo)準(zhǔn)作為《壓載水公約》實施和壓載水技術(shù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)支撐，也受到國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（International Organization for Standardization，簡稱：ISO）和各國的高度重視，壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的研究被加快提上日程。

表1 IMO壓載水相關(guān)導(dǎo)則

1 壓載水公約基本要求

根據(jù)《壓載水公約》，國際航行船舶的壓載水管理方式可采用壓載水置換和壓載水處理2種方法。壓載水置換須滿足壓載水置換標(biāo)準(zhǔn)（D-1標(biāo)準(zhǔn)），壓載水處理須需滿足壓載水性能標(biāo)準(zhǔn)（D-2標(biāo)準(zhǔn)）。

1.1 D-1標(biāo)準(zhǔn)

壓載水置換須在規(guī)定水域（表2）內(nèi)進行，采取的置換方法須經(jīng)過IMO的評估和接受，且須滿足對應(yīng)的置換標(biāo)準(zhǔn)。目前經(jīng)IMO評估和接受的置換方法有順序法、溢流法和稀釋法3種（表3）。

表2 IMO壓載水置換水域要求

表3 壓載水置換方法及標(biāo)準(zhǔn)

1.2 D-2標(biāo)準(zhǔn)

船舶實施壓載水處理排放的壓載水需滿足壓載水性能指標(biāo)要求（表4）。為滿足壓載水性能指標(biāo)要求，船舶必須安裝經(jīng)主管機關(guān)型式認(rèn)可的壓載水管理系統(tǒng)，對壓載水進行處理。壓載水管理系統(tǒng)的型式認(rèn)可應(yīng)按照G8導(dǎo)則（MEPC.174 (58)/ MEPC.279(70)）或《壓載水管理系統(tǒng)認(rèn)可規(guī)則》（BWMS規(guī)則，MEPC.300 (72)）進行。

表4 IMO壓載水性能指標(biāo)

1.3 D-2標(biāo)準(zhǔn)實施時間

壓載水置換是壓載水管理的一種過渡性措施，《壓載水公約》的最終目的是全面實施壓載水處理以實現(xiàn)排放壓載水的生物濃度全部滿足 D-2標(biāo)準(zhǔn)?！秹狠d水公約》對D-2標(biāo)準(zhǔn)的強制實施時間進行了明確規(guī)定（表5）。在D-2標(biāo)準(zhǔn)強制實施之前，船舶壓載水排放應(yīng)至少滿足D-1標(biāo)準(zhǔn)。在D-2標(biāo)準(zhǔn)強制實施后，船舶仍可自行選擇是否采用壓載水置換，但壓載水置換法無法替代D-2標(biāo)準(zhǔn)，除非經(jīng)充分驗證置換后的壓載水滿足D-2標(biāo)準(zhǔn)。

表5 D-2標(biāo)準(zhǔn)實施時間表

2 船舶壓載水處理技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

壓載水處理技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展已趨于成熟。目前，全球各國用于壓載水處理的技術(shù)多達近 20種。根據(jù)理化特性的不同，主要分為機械法、物理法和化學(xué)法3大類。機械法主要采用高流速、旋流分離、過濾、稀釋、浮選沉淀等技術(shù)將海洋生物和壓載水進行分離；物理法主要采用加熱、紫外線、超聲波和脫氧等技術(shù)對壓載水中的微生物進行處理；化學(xué)法主要采用氯化、電解氯化、臭氧、二氧化氯、過氧化氫等化學(xué)試劑對水生物進行滅活。

隨著《壓載水公約》的生效，壓載水處理系統(tǒng)（ballast water management system，簡稱：BWMS）產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。目前，全球已有80多型BWMS獲得 IMO型式認(rèn)可，30多型獲得美國海岸警衛(wèi)隊（United States Coast Guard，簡稱：USCG）型式認(rèn)可，這些BWMS的制造商主要集中在歐洲、中國、韓國、日本和美國。全球已具備供貨業(yè)績的45家制造商中，20家在歐洲，10家在中國，7家在韓國，4家在日本，4家在美國。供貨業(yè)績排名前十的制造商：4家在歐洲，分別為 Erma First、Optimarin、Alfa Laval和 Ocean Saver；2家在韓國，分別為TechCross和Panasia；2家在中國，分別為海德威和雙瑞；1家在日本，為JFE Engineering。此10家制造商合計占有市場份額已達約90%。2019年，全球BWMS市場規(guī)模為406億元，據(jù)預(yù)測，未來5年中，BWMS的收入將以8.8%的復(fù)合年增長率增長，到2026年，全球市場規(guī)模將增長到738億元。

3 船舶壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

相比于技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展較為緩慢。但隨著《壓載水公約》的實施以及船舶壓載水處理技術(shù)的發(fā)展，ISO以及我國均越發(fā)重視壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定，將壓載水作為船舶行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作的重點領(lǐng)域予以推進。

相對與初中，小學(xué)數(shù)學(xué)課堂。教師講得慢、細，練得多。直觀性強；而初中教師講得精，練得少，抽象性也比較強。小學(xué)生是以機械記憶、直觀形象思維為主。因此，進入初中后，我們必須結(jié)合學(xué)生的特點，從學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律出發(fā)，快速地改進教法，搞好教學(xué)方法上的過渡。

3.1 國際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

壓載水領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)主要分布于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織/船舶與海洋技術(shù)委員會（ISO/TC 8）及其管系和機械分技術(shù)委員會（ISO/TC 8/SC 2）下。截至2020年12月31日，壓載水領(lǐng)域已發(fā)布國際標(biāo)準(zhǔn)2項，在研6項（表6）。

表6 壓載水領(lǐng)域已發(fā)布和在研國際標(biāo)準(zhǔn)清單

已發(fā)布的 2項國際標(biāo)準(zhǔn)分別為 ISO 11711-1:2019《船舶與海洋技術(shù)-水生有害生物-第 1部分：壓載水排放取樣口》和ISO 23055:2020《國際壓載水轉(zhuǎn)移連接法蘭的設(shè)計要求》。ISO 11711-1:2019規(guī)定了壓載水排放取樣口的設(shè)計和安裝要求，包括取樣口的位置、端口的形式、樣品收集端口下游管線返回端口的規(guī)格等；ISO 23055:2020規(guī)定了在船舶與岸上接收設(shè)施之間或船舶之間轉(zhuǎn)移壓載水的國際法蘭的材料要求和尺寸。

在研的6項國際標(biāo)準(zhǔn)主要涉及壓載水處理系統(tǒng)、壓載水取樣以及水生有害生物等領(lǐng)域。

3.2 國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

按照《船舶工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系（2012年版）》的專業(yè)領(lǐng)域劃分，壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)主要分布于DB船用機械設(shè)備/DBE船舶環(huán)保設(shè)備下，由全國船用機械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會海上環(huán)境保護分技術(shù)委員會（SAC/TC 137/SC 9）歸口管理。

截至2020年10月31日，我國現(xiàn)行有效的壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)僅2項，分別為CB/T 4290—2013《船舶壓載水紫外線消毒裝置》和CB/T 4399—2014《船舶壓載水電解法處理系統(tǒng)設(shè)計與安裝》。CB/T 4290—2013規(guī)定了紫外線法船舶壓載水處理裝置的外觀質(zhì)量、材料應(yīng)用、設(shè)計與結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、環(huán)境適應(yīng)性、試驗及檢驗等要求；CB/T 4399—2014規(guī)定了電解法船舶壓載水處理系統(tǒng)的設(shè)計指標(biāo)、環(huán)境條件、防爆設(shè)備選型、處理系統(tǒng)組成以及安裝等要求。

這2項標(biāo)準(zhǔn)基于MEPC.174 (58)決議通過的G8導(dǎo)則制定，而 G8導(dǎo)則已經(jīng) MEPC.279 (70)/MEPC.300 (72)決議進行了修訂且形成了強制性的BWMS規(guī)則。新規(guī)則對采用活性物質(zhì)BWMS的殘余物質(zhì)（Total Residual Oxidants，簡稱：TRO）的要求從原來的0.2 mg/L變?yōu)?.1 mg/L，關(guān)于電子電氣環(huán)境試驗要求也發(fā)生了變更。因此，該2項標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足新規(guī)則的要求。依托工信部高技術(shù)船舶科研項目“船舶防污染重點標(biāo)準(zhǔn)研究”成果，我國正組織開展含該2項標(biāo)準(zhǔn)修訂在內(nèi)的4項BWMS國家標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定（表7）。

表7 我國在研船舶壓載水領(lǐng)域國家標(biāo)準(zhǔn)清單

4 我國船舶壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展建議

當(dāng)前，我國壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)還極為缺乏，無法滿足行業(yè)實施《壓載水公約》的要求，壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)研究工作還有很長的路要走。針對我國標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前船舶壓載水技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的實際情況，對我國壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展提出以下建議：

1）及時開展船舶壓載水相關(guān)國際公約跟蹤研究

時刻追蹤 IMO對于船舶壓載水管理要求的變更，及時根據(jù)公約要求進行我國標(biāo)準(zhǔn)的制定與修訂，確保我國標(biāo)準(zhǔn)保持與國際要求接軌；組織進行國際標(biāo)準(zhǔn)、國外主要造船國家法規(guī)和先進標(biāo)準(zhǔn)的研究，有選擇地將國際和國外先進標(biāo)準(zhǔn)向我國標(biāo)準(zhǔn)進行轉(zhuǎn)化，提升我國標(biāo)準(zhǔn)國際化水平，提高我國船舶行業(yè)國際公約履約能力。

2）盡快開展船舶壓載水處理系統(tǒng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

BWMS水生物處理技術(shù)除了紫外線法和電解法之外，充氮惰化法、高級氧化法、超聲波殺滅法等也是全球范圍內(nèi)通用的物理和化學(xué)式技術(shù)方法。因此，建議盡快開展充氮惰化法等不同技術(shù)BWMS標(biāo)準(zhǔn)的研究，以指導(dǎo)和規(guī)范不同技術(shù)BWMS的設(shè)計建造，為我國BWMS產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供標(biāo)準(zhǔn)支撐。

BWMS一般先通過過濾法將水生生物、大尺寸微生物分離，再使用不同處理技術(shù)實現(xiàn)小尺寸微生物的滅活和去除。濾器是進行水生物過濾的重要部件，其性能指標(biāo)對于BWMS的整體性能具有重要影響。根據(jù)BWMS型式認(rèn)可要求，每臺BWMS均需配備自我監(jiān)控系統(tǒng)，以實時監(jiān)測系統(tǒng)的運行情況，特別是重要部件及運行參數(shù)的狀態(tài)。中和系統(tǒng)可避免經(jīng)處理后的壓載水含有過量的總殘余氯，對排放水域造成二次污染，是使用活性物質(zhì)BWMS必不可少的組成部分。壓載水管理系統(tǒng)是一個集處理、監(jiān)控、中和等各種功能于一身的整體系統(tǒng)，因此，除開展主流處理技術(shù)BWMS的標(biāo)準(zhǔn)研究外，建議盡快開展不同技術(shù)BWMS濾器、自我監(jiān)控系統(tǒng)、中和系統(tǒng)等通用部件的標(biāo)準(zhǔn)研究，以指導(dǎo)和規(guī)范不同技術(shù) BWMS通用部件的設(shè)計建造，從而保障BWMS的整體性能。

當(dāng)前，雖然全球已有80多型船舶BWMS通過了IMO型式認(rèn)可，30多型獲得了USCG認(rèn)可，但已安裝上船的設(shè)備處理效果卻不理想，船舶營運中壓載水處理D-2標(biāo)準(zhǔn)符合率不高。業(yè)界普遍懷疑問題出現(xiàn)在BWMS的安裝環(huán)節(jié)，認(rèn)為安裝調(diào)試過程中必須進行取樣、分析，只有經(jīng)驗證處理后的壓載水符合D-2標(biāo)準(zhǔn)，BWMS才算得以正確和完整地安裝。因此，建議盡快開展不同技術(shù)BWMS的安裝和調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)研究，以指導(dǎo)和規(guī)范不同技術(shù) BWMS的安裝和調(diào)試，確保BWMS裝船后壓載水處理的有效性。

3）加快開展船舶壓載水水樣檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

根據(jù)公約要求，在BWMS型式認(rèn)可試驗中，需進行壓載水取樣與分析，主要涉及生物指標(biāo)和物理化學(xué)指標(biāo)分析，對于使用活性物質(zhì)的BWMS，還需進行毒性試驗分析。G8導(dǎo)則/BWMS規(guī)則以及G9導(dǎo)則雖對BWMS型式認(rèn)可中的取樣分析方法和毒性試驗方法做出了相應(yīng)規(guī)定，但未提出確定性的方法；在港口國檢查（PSC檢查）中，也需進行壓載水取樣與分析，主要涉及指標(biāo)性取樣分析和詳細取樣分析?！队糜?BWMS型式認(rèn)可中存活微生物計數(shù)的方法指南》（BWM.2/Circ.63）對≥10 μm且＜50 μm 生物提出了可用的計數(shù)方法，但對于 D-2標(biāo)準(zhǔn)中其他指標(biāo)沒有明確統(tǒng)一的方法。G2導(dǎo)則和《壓載水取樣和分析試用指南》（BWM.2/Circ.42/Rev.2）給出了多種壓載水取樣和分析可使用的推薦方法，而實際上取樣目的不同，取樣方法、取樣程序和分析方法也不同，這些導(dǎo)則和指南對當(dāng)前多樣化的壓載水取樣和分析需求缺乏針對性指導(dǎo)。因此，建議加快開展指標(biāo)性分析取樣、詳細分析取樣和生物有效性取樣等取樣標(biāo)準(zhǔn)以及≥10 μm且＜50 μm生物、≥50 μm生物和細菌等D-2標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)生物的指標(biāo)性分析、詳細分析方法和操作標(biāo)準(zhǔn)的研究，以指導(dǎo)和規(guī)范我國壓載水取樣與分析，推動行業(yè)盡快全面實現(xiàn)《壓載水公約》的履約。

4）適時開展船舶壓載水港口接收設(shè)施相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研究

當(dāng)壓載水置換或處理操作遇到不利環(huán)境條件從而導(dǎo)致壓載水置換或處理無法滿足D-1或D-2標(biāo)準(zhǔn)時，根據(jù)IMO應(yīng)急措施指南，可將壓載水及沉積物排至接收設(shè)施。對于工程船、客滾船等非國際航行的特殊船舶，安裝BWMS或者進行壓載水置換均面臨諸多困難，且需進行壓載水處理的頻次極低，將壓載水排放至接收裝置是其壓載水管理的主要方式，包括我國在內(nèi)的一些國家均大力提倡發(fā)展港口接收設(shè)施。因此，建議適時開展港口接收設(shè)施、船舶與港口接收設(shè)施間連接方式和接口標(biāo)準(zhǔn)的研究，以支撐和推動我國港口接收和處理壓載水的能力建設(shè)。

5）同步開展船舶壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)國際化研究

《壓載水公約》的生效給壓載水產(chǎn)業(yè)帶來巨大發(fā)展空間。為了贏得國際市場競爭，各國爭相開展船舶壓載水領(lǐng)域相關(guān)研究，且取得一定的研究成果。由于《壓載水公約》生效時間尚不長且國際標(biāo)準(zhǔn)研制具有一定周期性，當(dāng)前已發(fā)布的壓載水領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)還較少。但從在研國際標(biāo)準(zhǔn)項目來看，壓載水領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)呈迅速發(fā)展之勢。建議我國牢牢把握壓載水領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)迅速發(fā)展的時機，在開展壓載水領(lǐng)域技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研究的同時，同步推進壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)國際化研究，及時將我國壓載水領(lǐng)域優(yōu)勢技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)轉(zhuǎn)化為國際標(biāo)準(zhǔn)，提升我國在壓載水國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域話語權(quán)，為我國壓載水領(lǐng)域優(yōu)勢技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)贏得國際市場競爭提供強有力的標(biāo)準(zhǔn)支撐。

5 結(jié)論

本文對壓載水國際公約、船舶壓載水處理技術(shù)和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、船舶壓載水領(lǐng)域國際和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀進行了詳細的分析，并對我國船舶行業(yè)壓載水領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展提出了幾點建議。