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壓艙水
來源:互聯網

壓艙水(Ballast H?O),別名壓載水,其是為了保持船舶平衡而專門注入的水,一般儲存在船上專門的壓艙水艙中或一些特別加固的貨艙中。

壓艙水是船舶安全航行的重要保證,特別是對于空載船舶。適量壓艙水可保證船舶的螺旋槳吃水充分,將船舶尾波引發的船體震動降低到最低限度,并維持推進效率。它可通過調節船舶的重傾(重量分布)和水尺(吃水深度),使船舶符合當時的海洋條件,確保船舶在航運過程中的穩定和操作安全。壓艙水的處理方法有:壓艙水更換、航行中的熱處理、過濾、紫外輻射、化學處理方法。

壓艙水帶來的海洋生物入侵,不僅對海洋的生態系統帶來了嚴重的危害,甚至還危及到人類的健康、社會、經濟的發展,造成了巨大的影響。

作用

油輪和裝運大宗貨物的貨輪(如煤、礦石、木材等),常常是單程貨載運行的,在返回途中,多數是空船航行。這時,由于船體露出水面部分較大,使船接受風的面積也較大,同時,用于控制船舶方向的舵浸入水中面積小,難以控制航向。因此,為了航行安全,要在船舶的某些艙內(壓載艙)壓入海水或在貨艙內裝載特殊重物來增加排水量,以穩定船舶,有利于航行,這就是所謂的壓載航行。

危害性

全球海洋環境正面臨越來越嚴峻的問題。壓艙水帶來的海洋生物入侵,不僅對海洋的生態系統帶來了嚴重的危害,甚至還危及到人類的健康、社會、經濟的發展,造成了巨大的影響。

對生態環境的影響

適應性強、繁殖速度快的入侵物種通過與本地生物競爭空間和食物、捕食本地物種等方式,使本地的生物多樣性銳減甚至造成物種的滅絕。有害海洋生物入侵的另一個重要特征就是污染當地的遺傳多樣性,而且具有不可逆性,并且這種災害隨著時間的變遷愈演愈烈。然而海洋生物入侵造成的最初影響可能是不明顯、不顯著的,但是污染的危害會隨著時間的流逝而放大,是一種潛在的、長期的、不可逆的影響。

對人類健康的影響

全球經濟一體化帶來了許多新的醫學問題,其中一些是外來物種入侵所帶來的。船舶壓艙水對公眾健康的危害,是因為船舶在河口、淺水區和鄰近污水排放處加裝的壓艙水很可能含有一些致病的細菌和病毒,例如霍亂傷寒等。這些細菌和病原體能直接危及人們的健康,也可能進入并存活于某些水生物體如蛤、蚌、牡蝸及其他貝類中,人吃了也存在發病的可能,特別是在醫療保健條件差的地區。對于某些發展中國家更是如此。另外,腰鞭毛蟲也會通過魚類對人類健康造成危害。

對經濟發展的影響

海洋生物入侵給人類社會造成了巨大的經濟影響,主要包括由于入侵物種與本地魚類生存競爭造成漁業產量的下降甚至漁業資源的枯竭;入侵生物獵食本地魚種或取代本地魚種,引起的棲息地生境和環境的改變;污損生物破壞沿海地質構造、工業設備造成的損失;對船舶運輸造成的經濟以及效率的損失;入侵的病原體和有毒生物對人類健康的損害由此產生的監測、檢測、診斷以及治療的費用,以及由于受染者發病或死亡造成的社會生產力的損失。

外來入侵種給人類帶來的危害是巨大的,造成的直接經濟損失也是顯而易見的。而與直接經濟損失相比,間接損失的計算十分困難。外來生物通過改變生態系統所帶來的一系列火災、水土、氣候等不良影響從而產生的間接經濟損失也是十分巨大的。

處理方法

壓艙水更換

當船舶因航運需要必須在某港口加入壓艙水,并在另一個港口排放時,港口當局一般要求或推薦該船接受某些處理過程,或在公海更換壓艙水。在公海更換壓艙水是公認的具實用性的壓艙水管理方法,imo和世界許多國家己就此做出了不同程度的規定,并在實踐中取得一定的效果。

一般認為,更換壓艙水的操作應在遠離大陸架和港灣的深海域中進行。有多項法律條文和建議指出,在離海岸200海里或水深在500m以上的海域進行更換比較合理(也有的認為水深應在2000m以上)。這種處理方法受目的港口所在地理條件限制。

航行中的熱處理

部分船舶還可以利用自身資源對壓艙水實施熱處理。如來自船舶冷卻系統和排氣裝置的廢熱是可免費獲得的熱氣,從成本上看,這點使它有可能與在公海上更換壓艙水大致持平。實驗證明,這種方法可取得38℃左右的水溫,并維持數個小時,它可有效地殺滅大多數的冷水生物。然而,由于這樣的水溫與人體體溫接近,水中可能存在的一些重要病原體(如沙門菌、霍亂弧菌)并不受熱處理的影響。另外,還需要對許多生物體進行耐熱測試,以進一步判斷熱處理的效果。熱處理不適用于航程短的船舶,這是因為將足夠的熱量傳輸到壓艙水中需要一定的時間;它也無法在較冷的水域中起效,因為大量的熱量將會流失到環境中去,導致處理成本高。

過濾

過程方法包括快速沙濾、篩漏、布質篩漏/過濾器和一系列的膜過濾器。50μm的過濾器可能可以去除大部分或所有的浮游動物;40μm的過濾器則可在處理壓艙水里中量的固體混濁物的同時,還去除各個生命階段的斑馬貝以及Dreissena polymorpha;而20μm的過濾器則可能還能去除雙鞭毛藻的包囊。使用過濾方法需要定期更換濾膜,過濾耗時久,成本較高。

紫外輻射

紫外輻射己經在海洋保護的領域單發揮其作用。例如,設在海岸邊的石油生產企業在將其生產廢水排放到海水之前,必須保證廢水中的細菌和其他生物體的殺滅率達到100%,紫外輻射處理便是滿足這種要求的重要方法之一。另外,在漁業界,人們也使用紫外輻射來處理大量的水。紫外輻射在船舶上的傳統應用則包括消毒飲用水和排放的污水。受紫外線穿透能力所限,紫外輻射對于紫外燈管安裝位置要求高,對于大量壓艙水處理效果不理想。

化學處理方法

壓艙水消毒劑品種多樣,特性各異,它們對水中浮游生物或病菌的殺滅種類和作用效果各不相同。最常用的消毒劑是含氯化合物和臭氧,經常提到的還有胡桃醌、氧化還原電勢消毒劑、過氧化物類消毒劑等,下面主要討論含氯消毒劑、臭氧和胡桃醌這三種藥劑。

含氯消毒劑是一種歷史悠久、切實有效的水體消毒劑。它成本低廉,適用方便,可有效地殺滅水中大部分的病毒和細菌,是一種最為常用的消毒藥劑。根據船舶上的條件,多采用含氯化合物來消毒壓艙水,如漂白粉、漂粉精(ca(clo)2)、氯胺等。它們溶于水,能產生具有殺滅微生物活性的次氯酸。次氯酸分子量小,易擴散到細菌表面并穿透細胞膜進入菌體內,使菌體蛋白氧化導致細菌死亡。由此可見,藥物濃度越高、作用時間越長,殺滅效果越好,直到殺滅率達到100%。但在使用時應注意,含氯消毒劑同時能與海水中的很多成分起復雜的化學反應,特別是與溴化物的反應,降低了含氯消毒劑對海水的消毒作用。所以在使用含氯化合物消毒劑時一定要根據海水的特性,綜合各種因素來共同考慮。

臭氧作為一種消毒劑具有含氯消毒劑和其他化學物所不具備的優點,它可直接由船舶上的臭氧發生器制造而得,不受原材料的限制。但由于它也會與水中的溴化物迅速反應,故處理劑量需要很大,還可能會促進船體和設備的腐蝕以及在處理過程中可能出現臭氧供給不足現象,因此臭氧不可能成為一種特別有效的壓艙水消毒劑。僅僅適用于壓艙水為淡水的船舶。

胡桃醌黑胡桃樹的天然產品。研究人員發現它在壓艙水處理方面有著重要的價值,根據黑胡桃樹的果殼和根部所產生的胡桃醌可抑制它周圍其他植物生長的現象,研究了胡桃醌在壓艙水處理方面的使用價值。初步研究結果顯示,胡桃醌處理壓艙水的效果與含氯消毒劑相當,而胡桃醌可以由人工合成,并且在環境中的生物降解速度很快,但是費用成本高。

排放標準規定

imo發布的《國際船舶壓載水及沉積物管理與控制公約》條文中規定“船舶壓艙水管理”是指用機械、物理、化學和生物方法,單獨或聯合使用以清除、無害化、或避免裝載和排放壓艙水和沉積物過程中的有害水生物病原體。公約就壓艙水管理有關的定義、基本任務、適用范圍,壓艙水沉淀物傳播,沉淀物接收設施,科學技術研究及監控,檢驗發證,船舶檢查,發現缺陷及控制船舶,對船舶的不適當延遲,區域合作,通信聯系,替代安排,和其他國際法及協定的關系,簽字批準接受認可程序等都作出了詳細的規定。該公約對船舶壓艙水的管理及處理做出明確的規定,并為新技術和科研提供了研究標準。根據人類的健康標準,指標微生物應包括但不限于:致病性霍亂弧菌量(O1和O139)<1cfu/100mL;大腸桿菌量<250cfu/100mL;腸道球菌<100cfu/100mL。

《國際衛生條例(2005)》將國際航行船舶壓艙水作為口岸主管當局的重要監管對象。該條例已于2007年6月15日正式生效。《國際衛生條例(2005)》第二十二條第六款規定:主管當局應當采取與本條例相符的一切可行措施,監測和控制船舶排放的可污染港口、河流、運河、海峽、湖泊或其他國際河流的污水、垃圾、壓艙水和其他有可能引起的疾病的物質。《中華人民共和國國境衛生檢疫法實施細則》第七十八條規定,“人的排泄物、垃圾、廢水、廢物和裝自霍亂疫區的壓艙水,未經消毒,不準排放和移下”。國家環保總局和國家海洋局制訂了海水水質標準,按照該標準,壓艙水應為清潔海水,按照海水水質標準3類海水標準(GB3097-1997)規定的項目(化學耗氧量≤4.0mg/L;PH值6~9;大腸埃希菌群數≤2000個/L)。國家質量監督檢驗檢疫總局對壓艙水衛生學指標監測方法也有相應的標準。

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參考資料 >

嚴防壓載水攜外來物種入侵—海關在行動.中華人民共和國福州海關辦公室.2025-02-08

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