1. 國際公約中船舶的具體排放標準是什麼
交通環保
ENVIRONMENTAL PROTECTION IN TRANSPORTATION
1999年 第1期 No.1 1999
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中國水路運輸大氣環境問題與防治對策
喬 冰 劉敏燕 吳維平 於沉魚
摘要 綜述了中國水路運輸中主要大氣環境問題的現狀、產生原因和環境影響，回顧了在防治技術和管理上的進展，並比較宏觀地提出了有關的防治對策和與MARPOL國際公約接軌的建議。
關鍵詞 運輸 粉塵 蒸汽 防治 MARPOL公約
Atmospheric Environmental Problems and Their Prevention & Control Straregies in Chinese Waterborne Transportation
Qao Bing Liu Minyan Wu Weiping Yu Chenyu (Waterbome Transportation
Institute,Ministry of Communications,Beijing 100088)
Abstract Existing status,causes and impacts of the main atmospheric environmental problems in Chinese waterborne transportation are described comprehensively;development of technology on prevention,control and management is reviewed;and related prevention and control strategies including suggestions of bringing it into line with MARPOL international convention are proposed.
Key words Transportation Dust Vapor Prevention & control MARPOL convention
1 前言
中國幅員廣闊，水系豐富，海岸線漫長，水路通商歷史久遠。近年來，隨著改革開放不斷深入，需水路運輸的國際、國內貿易迅速增漲，一大批新建、擴建和改建的沿海及內河港口被批准興建並投入運營，船舶通商航線和水運貿易種類得到了很大的拓展。
根據有關統計資料，目前占總運量85%的全球貿易貨物通過船舶經由港口中轉和水路運輸完成。我國內外貿貨物總量的44%採用水路方式運輸，其主要優勢在於：與空運和公路運輸方式相比，單位重量貨物在水路運輸中所消耗的能源較低，相應造成的大氣環境影響較小。
我國水路運輸中也存在著一些具有特殊性的大氣環境問題，例如：(1)散裝運輸貨物在港口儲存和轉運過程中易產生粉塵和石油及化工品蒸氣，從而對港口附近局部區域大氣環境產生明顯不利的影響；(2)船舶以及港口作業中其它流動設備的發動機燃燒尾氣排放總量甚為可觀，源排放地理分布范圍很廣；(3)以上流動設備和一些港口固定設施目前多使用含CFCs及其它鹵化物的空調製冷劑和滅火裝置；(4)有毒有害氣體泄漏擴散事故污染風險。
國際海事組織(IMO)1997年正式通過了MARPOL 73／78國際公約附則VI，即防止船舶大氣污染規則；我國《大氣污染物綜合排放標准》也於1997年開始實施。如何履行國際公約中的義務，貫徹執行國家的有關政策法規，加強水運環境規劃和管理，研究適合我國國情的防治技術和對策，是解決上述問題以保證國家水運事業可持續發展的關鍵所在。
2 固體散貨儲運
2.1 粉塵污染概況
經水路運輸的3大固體散貨是：煤炭、礦石(包括金屬礦石和非金屬礦石)和散糧，由此產生的粉塵污染問題較為嚴重。以我國最大專業化煤炭出口港口—秦皇島港為例，根據各監測點1989年～1993年降塵月分布及TSP年變化數據〔1〕，綜合污染水平達中度至極重污染。類似的情況在我國營口、天津、青島、上海、寧波、湛江等港口城市(鎮)也曾或正在發生，造成附近局部區域空氣混濁、能見度下降。
煤炭、礦石港口的裝卸工藝多為露天裝卸和堆存，因此，裝卸存貯方式、工藝設計環境保護水平，物料特性(如：粒度分布，含水量等)和氣象因素是決定粉塵污染程度的關鍵因素。目前的港口設計一般能夠做到；在皮帶機轉接處加以局部半封閉，皮帶輸送機加防塵罩，為火車車箱翻車機設翻車機房。
散糧裝卸工藝多為密閉裝卸和筒倉儲存。當設備密封性差、吸塵系統出現故障時，由於糧食粉塵含水量低，粒徑細，比重輕，所形成的積塵極易構成二次揚塵。
2.2 防治對策
2.2.1 改進工藝設計和設備選型
通過選用控制技術先進的裝卸設備可以方便地改變物料落料方向和降低落料高度，例如：國內最新研製成功的連續斗輪卸船機可大大減小卸船時的落差，從而有效地減少起塵。採用皮帶機軟啟動技術也可有效地減小因震動引起的產塵。增加適當的密封裝置，則可有效地減少粉塵逸散。
2.2.2 貫徹清潔生產方針
結合國外經驗，如果能在煤礦嚴格控制煤炭含水量，並且在鐵路運輸之前噴灑覆蓋劑以減少運輸過程中的水份揮發和煤塵飛揚，則將從根本上解決港口煤塵污染問題，並可減少貨物運輸中的損失。
2.2.3 選用適當的濕式與乾式抑塵技術
濕式抑塵法以水為主體，因其設備簡單、投資省、維修使用方便、抑塵效果顯著，而得到廣泛應用並起主導作用。目前已成功應用的技術有：自動噴霧灑水及煤車注水。針對某些疏水性強的煤種，已研製出了潤濕型化學抑塵劑〔2〕，可顯著提高捕塵效率。在煤炭行業，還研製出了磁化水抑塵技術。國外噴灑水的霧化效果更好，微機控制系統功能強、普及率較高，循環水系統較為完善。
傳統的乾式除塵器，如布袋除塵器、靜電除塵器，曾在港口使用過，但運行費與初投資高，且維護保養工作量大，目前已基本不用。為解決我國北方港口冬季防塵問題，有關港口和科研院校曾聯合進行了防風網防塵技術研究〔3〕，目前正在開展進一步的研究及應用推廣工作。
2.2.4 加強環境管理
根據國內外經驗，雖然從理論上說，只要採取了妥善的防塵、除塵技術措施就能夠解決固體散貨運輸中的粉塵問題，但是如果在港口建成後再去考慮粉塵防治問題，則往往會事倍功半，有時從經濟角度看，甚至還不如廢棄原港而另選址重新建設一個替代港口。因此有必要加強環境管理，包括：(a)對所有相關的新、擴、改工程進行科學的環境影響模擬預測和評價，包括建立計算機模擬模式，預測煤碼頭空氣中的煤塵濃度〔4〕；(b)對現有港口進行全面整頓，實施清潔生產管理，堅決關閉工藝落後、污染較嚴重的老港口或臨時碼頭。
3 液體散貨儲運
3.1 污染現狀
經水路運輸的3大液體散貨是：石油、化工品、液化氣，其中石油包括了原油、成品油(汽油、煤油、柴油)和石油渣等，其運量占整個液態散貨的70%以上；液化氣是指在常溫常壓下為氣態需要加壓變為液體儲運的化工品，我國海運散裝化工品的品種達數十種。
液體散貨運輸中存在的大氣污染問題主要是：在貨物轉運和存儲過程中，產生石油、成品油及各類液體化工品蒸氣，其擴散會對港口大氣環境造成一次及二次污染。調查顯示，近年來隨著石油儲運量的大幅提高，國內部分大型油港大氣環境中烴類指標逐年上升，其中，單船裝卸作用范圍內空氣中油氣濃度大大超過勞動安全衛生標准，作業高峰期港區周圍大氣環境中烴類濃度數倍於環境允許濃度標准。在化工品碼頭，當儲運貨種為光化學反應活性較高的烴類時(如甲苯)，光化學二次污染較為顯著，曾測到在裝卸甲苯的碼頭附近午後空氣中O3濃度直線上揚的情況〔5〕。
據統計，截至1996年底，國內各大油港油類吞吐量突破7千萬噸，到2000年，將超過1億噸，其中液體化工品運輸量和從國外進口的高揮發性優質原油儲運量將大幅上升。因此，液體散貨運輸中的大氣污染問題十分嚴峻，加強防治對策刻不容緩。
此外，液體散貨在水路運輸和岸邊貯存過程中的溢出、泄漏事故亦是一個潛伏的大氣污染風險源。許多液體散貨在溢出泄漏後，因暴露於空氣中而揮發，以石油為例，在2～3天內的揮發率可達20%～70%。假定一個中型溢出事故的溢出量為100噸，則揮發進空氣的速率很有可能大於100kg/hr。泄漏事故中的蒸氣擴散將有可能造成短時空氣污染與生態損害。因此，有必要加強防止各類事故發生的措施，並制定相應的應急反應計劃，以便在一旦發生事故時，能夠將不利環境影響盡量減至最輕。
3.2 防治對策
3.2.1 加強污染監測和模擬預測
監測和模擬預測是發現環境問題以及制定出適當的防治對策的重要技術手段，國內近年來有了較快的發展。例如一些新的監測技術設施在部分有條件的港口(如上海、大連等)得到了較好的應用；採用國際先進的空氣質量計算機模擬軟體進行了珠海港、營口鮁魚圈港、大連港和寧波港石油和液體化工品碼頭工程的大氣環境影響評價和／或泄漏事故污染風險評價〔6〕-〔7〕。監測和模擬預測結果均顯示：我國傳統的散液儲運方式會引起易揮發高毒性貨種蒸氣排放嚴重超標，因此必須加以改進。
3.2.2 採用先進的儲運技術與防污染設施
裝卸儲運過程中的油氣和化工品蒸氣主要產生於：(a)向儲油罐、油輪及火車罐、汽車罐內裝液體貨物，而使罐內含油或化工品蒸氣的等體積空氣被頂出罐／艙(大呼吸)；(b)因環境溫度變化，而使罐內含高蒸氣濃度的空氣體積澎漲被排出(小呼吸)；(c)因密封不嚴或管理不善而造成跑冒滴漏。為此，歐洲和美國目前已全部採用全密封裝料技術，包括全密封裝船輸油臂、裝車／罐輸油鶴管系統等，經密封收集的高蒸氣含量空氣被集中回送至存、貯罐，經一定的螺旋冷凝裝置又變為液體貨物而加以回用。此外，採用浮頂罐可以大大減少貯油罐的大呼吸損失，將貯罐四周塗上不吸光塗料，可以有效減少其小呼吸損失。
3.2.3 加強事故預防和應急反應能力
雖然建立一個裝備精良的應急反應系統，並制定先進、實用的應急反應計劃，可以盡量地將一場不幸發生的事故所帶來的或潛在的環境損失降到最低，但這畢竟是一種被動的補救性措施。要真正實現環境保護目標，最聰明同時也是最為有效的方法就是開展事故預防，即盡量將事故發生概率降到最低水平。為此呼籲，在目前傳統型的水上安全監督管理體制基礎上，建立起技術先進、結構合理、功能完善的水運事故防禦系統〔8〕，將環境工程、水運工程和信息技術相結合，以加強國家事故預防及應急反應的綜合實力。
4 船舶大氣污染
4.1 污染現狀
當前，世界貿易海運量的97%由排水量超過4億總噸的8萬艘船舶承擔，能量消耗約佔世界總消耗的3%，船舶造成的污染約佔全球污染量的3%～7%。船舶產生的廢氣主要有NOx、SOx、COx、VOC等，這些廢氣會對大氣環境和人體健康產生危害。例如：NOx會引起肺氣腫、酸雨和煙霧，與VOC在一定的環境條件下產生光化學反應二次影響；SOx會引起酸雨，對植物生長有嚴重危害；而CO會降低人體和動物的血液輸氧能力。此外一些船舶用製冷劑和滅火裝置含有氟氯烴，對平流層中的臭氧層具有破壞作用。
據挪威向IMO提供的資料，船舶年排放NOx 602萬噸，佔世界排放總量7%；SOx 634萬噸，約佔世界排放總量的4%；COx年排放量約為124萬噸，佔世界排放總量的2%；VOC年排放38萬噸。從國內外的調查情況來看，由船舶造成的大氣污染已經到了不能忽視的地步，給船舶內部環境和外部環境帶來日益嚴重的影響，特別是在港口、海峽和一些航線密集、船舶流量大的海區，船舶排放的廢氣甚至是該地區的主要污染源。例如：挪威船舶排放的SOx和NOx分別占該國相應污染物總量的17%和40%；美國加州船舶排放的SOx和NOx分別占該地區相應污染物總量的40%和12%。由此可見，船舶排放的有害氣體對當地大氣環境的污染已經相當嚴重。在我國，雖然也對船舶排放的有害氣體進行過調查測試，可大多數是單船測試，對於象青島、上海、大連等船舶眾多和航線密集的港灣，船舶排放的氣體所造成的環境污染尤其應引起重視〔9〕。
4.2 關於防止船舶大氣污染國際公約
在1995年9月召開的IMO第37次環保會(MEPC37)上，在MARPOL 73／78國際公約原有的5個附則的基礎之上，又增加了附則Ⅵ—防止船舶大氣污染規則，並於1997年7月正式通過〔10〕。附則Ⅵ適用於所有除遊艇和漁船以外的、總噸大於500噸的貨輪。整個附則分為兩章共計19條規則，並附有4個附錄。IMO防止船舶大氣污染的目標是：到2000年，將船舶NOx排放量削減到現今水準的70%，SOx排放量削減到現今水準的50%，另外對VOC、CFCs、鹵化物等都提出了具體的削減目標。
4.3 防治對策
4.3.1 早日具備加入附則Ⅵ的條件
我國作為MARPOL公約締約國，世界航運和造船大國，應早日加入並嚴格執行MARPOL公約附則Ⅵ。然而面對IMO的嚴格規則，我國因技術和經濟等方面的原因尚不具備加入附則Ⅵ的條件。為了能使中國的遠洋船能順利通過或進入附則Ⅵ已開始生效的國家和地區，並對進入中國境內的各國船舶排放進行控制，我國應盡快組織制定並實施適合本國國情的有效對策，使國家早日具備加入附則Ⅵ的技術和經濟條件。
4.3.2 制定我國防止船舶污染大氣的有關政策法規
對我國船舶排放廢氣狀況，特別是一些重點污染區域和船舶設備進行廣泛的、有針對性的調查研究，根據我國經濟和交通運輸的發展規劃，對船舶大氣污染狀況進行滾動預測，明了污染狀況，制定相應的環境經濟政策和污染控製法規，以便加強宏觀、微觀調控和監督管理。
4.3.3 開展船舶廢氣防治研究和環境教育
船舶廢氣防治是擺在水運大氣環境保護和可持續發展面前的新課題，有待加強相關科技和教育的投入。為此應借鑒發達國家經驗，結合我國實際情況，有針對性地開展研究，加強船舶製造和管理人員環境培訓，以利於新型環保船舶的科技創新，和有關政策法規的順利實施。
5 結論
水路運輸方式能源消耗和大氣環境影響較小，是首選的解決交通運輸大氣環境問題的替代運輸方式，但其固體、液體散貨儲運和船舶運輸中的大氣污染問題不容忽視；要解決這些問題，需要以健全、完整、嚴格的政策法規體系依據，全面貫徹清潔生產原則，從改進和創新工藝設備入手，輔以環境規劃，模擬預測、監測、評價和管理等技術手段，並與有關國際公約接軌；為此需要加大水運工程大氣環境保護技術和資金的投入，並對有關的科學研究和環境教育及管理給予必要的支持。
作者簡介：第一作者喬冰，女，1960年出生，博士研究生，副研究員，中國環境學會大氣環境分會委員。國內外發表學術論文18篇。
作者單位：交通部水運科學研究所 北京100088
6 參考文獻
1 溫惠清.秦皇島港大氣環境質量分析.交通環保，1995(5)：16-17
2 褚家成，劉敏燕.JT型化學抑塵劑及其應用研究.交通環保，1992(6)：1-6
3 沈熹.防風網防塵技術在露天煤堆場的應用研究現狀及對發展我國防風網防塵技術的建議.交通環保，1995(3)：22-25
4 喬冰.港口煤塵污染模擬預測系統的研究.水運科學研究所學報，1993(4)：19-28
5 喬冰，李深，吳卓智，等.石油碼頭光化學反應現場試驗的研究.第六屆全國大氣環境學術會議論文摘要集，1995，15
6 喬冰，李深，張秀芝.水運工程環境影響評價的研究.水運科學研究所學報，1996(4)：30-37
7 Qiao Bing.A Case Study of Atmospheric Environmental Assessment of Petro Chemical Terminal Projects.6th International Conference on Atmospheric Science and Application to Air Quality,1998
8 Qiao Bing.Intelligent Supporting System for Prevention and Emergency Response of pollution Accident in Marine Transportation. In:Proceedings of the 1997 IEEE International Conference on Intelligent Processing Systems.
北京：萬國學術出版社，ISBN7-8003-410-0，Vol.Ⅱ，1673-1677
9 周新民.船舶廢氣排放現狀及限制規則動態.造船技術，1996(3)：11-14
10 勞輝.國際海事組織海上環保委員會第38屆會議情況.交通環保，1996(6)：40-44
收到修改稿日期：1998-09-16