林建堂 成海濤

選擇壓載水處理設(shè)備不得不考慮的問題
——處理后水生生物再生

林建堂 成海濤

隨著《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》生效日期的臨近，船東不得不在眾多的壓載水處理設(shè)備中選擇一種安裝在其船舶上以符合公約關(guān)于壓載水排放標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)制要求。中國船級(jí)社（CCS）及業(yè)界的專家給出了眾多關(guān)于壓載水處理設(shè)備選型的建議及指導(dǎo)，但很少涉及壓載水處理設(shè)備滅活后生物再生的問題。提出該問題，希望相關(guān)國內(nèi)外專家能夠再深入研究，以及建議船東及船舶管理人員在選擇壓載水處理設(shè)備時(shí)考慮到這方面的風(fēng)險(xiǎn)。

壓載水處理設(shè)備；細(xì)菌；浮游植物；浮游動(dòng)物；再生

針對(duì)壓載水處理設(shè)備滅活后生物再生的問題，國內(nèi)外相關(guān)專家采用實(shí)驗(yàn)研究分析的方法，對(duì)不同的壓載水處理原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌經(jīng)過壓載水處理設(shè)備滅活后18小時(shí)到7天會(huì)再生，浮游植物經(jīng)過壓載水處理設(shè)備滅活后4到20天會(huì)再生。《壓載水公約》生效日期臨近，此問題卻少有關(guān)注。

一、壓載水公約介紹

船舶需要數(shù)千噸甚至萬余噸的壓載水來保持船舶穩(wěn)性、吃水差及良好的操縱性。因此，加載和排放壓載水是船舶操作不可或缺的一部分。根據(jù)國際海事組織（IMO）的估計(jì)，全球每年大約有100億噸壓載水被船舶運(yùn)輸攜帶，而每天隨壓載水轉(zhuǎn)移的水生生物高達(dá)7 000多種。[1]壓載水艙中能夠存活的水生生物被船舶排放到新的環(huán)境中可能會(huì)成為入侵物種。

為阻止有害的水生生物通過船舶壓載水轉(zhuǎn)移入侵，國際海事組織于2004年通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制與管理公約》（以下簡(jiǎn)稱《壓載水公約》），建立了船舶壓載水和沉積物的控制和管理標(biāo)準(zhǔn)。該公約已滿足生效條件（30個(gè)國家加入，占世界商船總噸位35%），將于2017年9月8日生效。截至2017年1月11日，已經(jīng)有54個(gè)國家加入該公約，占世界商船總噸位的53.3%。

美國雖然不是《壓載水公約》的締約國，但有獨(dú)立的法規(guī)要求。美國海岸警衛(wèi)隊(duì)（USCG）出臺(tái)的關(guān)于壓載水管理和控制的規(guī)定已于2012年6月1日生效。美國對(duì)壓載水管理系統(tǒng)的要求甚至比《壓載水公約》的要求還苛刻。[2]

二、壓載水管理系統(tǒng)處理后水生生物再生問題

大多數(shù)壓載水管理系統(tǒng)都是通過前期的機(jī)械處理方法過濾掉雜質(zhì)和較大（50微米左右）的水生生物，例如海洋動(dòng)物的卵、幼蟲及成年的浮游生物。然后再進(jìn)行第二步的物理化學(xué)方法滅活，例如紫外線法、脫氧法、超聲波法、氯化法和加熱法等。[3]但是，沒有一種方法，甚至兩種或多種方法結(jié)合使用也不能保證百分之百地殺死海洋生物[4]，這里面隱含著一個(gè)重要的事實(shí)就是壓載水處理設(shè)備滅活后的水生生物再生的問題。尤其在IMO/USCG中定義的尺寸的水生生物比其他的水生生物更容易存活，也更容易再生。[5]

1.浮游植物的再生

對(duì)于壓載水中的浮游植物的研究，國內(nèi)外的專家早已開展，前期是對(duì)壓載水中“存在”的浮游植物的研究，后來發(fā)展為對(duì)壓載水中“存活”的浮游植物的研究。這些研究都表明，浮游植物可以在壓載艙內(nèi)存活，至少有很大一部分可以在黑暗缺氧的條件下存活，盡管壓載艙內(nèi)溫度變化大，甚至有的壓載艙內(nèi)壁涂有對(duì)浮游生物有毒害作用的涂料。[6]浮游植物面對(duì)惡劣的生存環(huán)境會(huì)采取應(yīng)對(duì)措施?？茖W(xué)工作者深入研究發(fā)現(xiàn)，有些浮游生物面對(duì)惡劣環(huán)境可產(chǎn)生休眠細(xì)胞，如甲藻的孢囊和硅藻的休眠孢子，有些浮游植物會(huì)直接進(jìn)入生理休眠，如硅藻中的擬菱形藻。[6]以上僅限于對(duì)壓載水中生物存活的研究。2015年Stehouwer等人對(duì)壓載水中浮游植物研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過壓載水處理設(shè)備處理后的各種光合水生植物在被排出船舶外后4到20天可以再生。[7]實(shí)驗(yàn)表明，無論使用哪種壓載水處理方法，處理后的壓載水中都還存在著一定量的浮游植物，因此，都面臨著浮游植物再生的風(fēng)險(xiǎn)。

2.浮游動(dòng)物的再生

浮游動(dòng)物比較容易觀察，因此，對(duì)壓載水中浮游動(dòng)物的研究比浮游植物開始得早。研究表明，壓載水到港排出后存活的浮游動(dòng)物的種類明顯少于浮游植物，浮游動(dòng)物同樣可以產(chǎn)生休眠卵等來應(yīng)對(duì)壓載水艙中惡劣的生存環(huán)境。[6]雖然經(jīng)過壓載水管理系統(tǒng)處理，如過濾分離及物理化學(xué)方法等，但仍有一定數(shù)量的浮游動(dòng)物存活。加之，壓載艙內(nèi)存活的浮游植物為存活的浮游動(dòng)物提供了食物，會(huì)直接導(dǎo)致浮游動(dòng)物數(shù)量增加。[8]

3.微生物（細(xì)菌）的再生

雖然壓載水處理設(shè)備比較容易殺死壓載水中的微生物，也就是細(xì)菌，但是研究發(fā)現(xiàn)這些被滅活的細(xì)菌還會(huì)再生。如果壓載水在泵入船舶時(shí)就經(jīng)過壓載水處理設(shè)備處理，那么，在船舶營(yíng)運(yùn)過程中異養(yǎng)菌會(huì)重新開拓一個(gè)生活環(huán)境。研究已經(jīng)確認(rèn)，自由生活的細(xì)菌，包括弧菌、大腸桿菌等，在經(jīng)各種壓載水處理系統(tǒng)處理后18小時(shí)到7天后再生。[9]細(xì)菌的再生主要得益于壓載艙環(huán)境中的兩個(gè)方面：一是壓載水處理設(shè)備處理后會(huì)有很多水生生物死亡，形成溶解的有機(jī)物，這些有機(jī)物為細(xì)菌的再生提供了充足的營(yíng)養(yǎng)；二是大量的水生生物死亡，對(duì)細(xì)菌來說少了大量的掠食者，使細(xì)菌容易存活。[10]

三、壓載水管理系統(tǒng)處理后水生生物再生的后果

國內(nèi)外相關(guān)專家的文獻(xiàn)表明經(jīng)過壓載水管理系統(tǒng)處理后的水生生物再生問題是客觀存在的，這會(huì)對(duì)船東及船舶管理者以及海洋環(huán)境造成不可忽視的影響：

1.導(dǎo)致壓載水取樣分析結(jié)果超出《壓載水公約》規(guī)定的D2標(biāo)準(zhǔn)

《壓載水取樣和分析技術(shù)通函》（BWM.2/Circ. 42/Rev.1）規(guī)定測(cè)定排出壓載水中病原弧菌、大腸桿菌和腸球菌菌落形成單位（CFUs）數(shù)量的方法采用ISO國際標(biāo)準(zhǔn)。在菌落培養(yǎng)時(shí)間上，水中菌落總數(shù)的測(cè)定國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 6222規(guī)定了三個(gè)培養(yǎng)時(shí)間兩個(gè)培養(yǎng)溫度，即37℃培養(yǎng)24小時(shí)和48小時(shí)，22 ℃培養(yǎng)72小時(shí)。而且試驗(yàn)證實(shí)，22 ℃培養(yǎng)72小時(shí)的檢出率最高。[11]如果這些經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)培養(yǎng)的細(xì)菌再生，那么它們的數(shù)量很容易就超出《壓載水公約》規(guī)定的D2標(biāo)準(zhǔn)。《壓載水取樣和分析技術(shù)通函》（BWM.2/Circ.42/Rev.1）也提到使用培養(yǎng)的方法來評(píng)估“≥50微米”生物的恢復(fù)、再生和成熟。

2.導(dǎo)致海洋環(huán)境繼續(xù)遭到外來物種的侵害

《壓載水公約》的目的是阻止有害的水生生物通過船舶壓載水轉(zhuǎn)移入侵，強(qiáng)制要求船舶安裝壓載水處理設(shè)備就是為了實(shí)現(xiàn)這一目的。但是，如果經(jīng)過壓載水處理設(shè)備處理的壓載水排放后，大量的水生生物經(jīng)過一段時(shí)間后再生，那么《壓載水公約》將毫無意義，安裝壓載水處理設(shè)備也只是勞民傷財(cái)，海洋環(huán)境還會(huì)繼續(xù)遭到外來物種的侵害?？赡苷娴娜鐕鴥?nèi)專家所言：《壓載水公約》的背后，與其說是人類保護(hù)生存環(huán)境，不如說是追逐經(jīng)濟(jì)利益。[1]是各利益方在進(jìn)行較量妥協(xié)，最后的目的可能不是保護(hù)海洋環(huán)境。

四、應(yīng)對(duì)壓載水管理系統(tǒng)處理后水生生物再生的措施

《壓載水公約》生效在即，此時(shí)才想到如何應(yīng)對(duì)壓載水管理系統(tǒng)處理后水生生物再生的問題似乎為時(shí)已晚，但是再生的問題是客觀存在的。

1.IMO應(yīng)采取的措施

《壓載水公約》生效在即，但是從可操作性上看，還有很多矛盾和問題有待于解決，尤其是G8導(dǎo)則和G2導(dǎo)則之間的矛盾導(dǎo)致的操作性問題?！秹狠d水取樣和分析技術(shù)通函》是G2導(dǎo)則的一個(gè)指導(dǎo)性文件，從檢驗(yàn)方法看可操作性差，只有少數(shù)發(fā)達(dá)國家有技術(shù)能力依次開展港口國的壓載水取樣。[12]而且，由于水生生物再生問題可能導(dǎo)致港口國取樣分析結(jié)果不符合《壓載水公約》的要求。

為此，2014年召開的MEPC67同意PSC檢查時(shí)，對(duì)船舶實(shí)施違法處罰不能以取樣分析結(jié)果作為依據(jù)，但僅限于前3年經(jīng)驗(yàn)積累階段。因此，IMO應(yīng)盡快采取措施完善《壓載水公約》，解決壓載水管理系統(tǒng)型式認(rèn)可和取樣分析之間的矛盾，并制定全球統(tǒng)一的操作性強(qiáng)的壓載水取樣和分析方法導(dǎo)則。同時(shí)，IMO應(yīng)投入人力和物力繼續(xù)研究水生生物再生的問題，找出可以有效解決此問題的辦法。

2.船東/船舶管理者應(yīng)采取的措施

船舶上安裝壓載水處理設(shè)備勢(shì)在必行，作為船東/船舶管理者在選擇安裝壓載水處理設(shè)備時(shí)應(yīng)慎重。需考慮到壓載水處理設(shè)備處理后水生生物再生可能導(dǎo)致排出壓載水不符合《壓載水公約》要求的情況。尋求船級(jí)社及相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜业膸椭x擇安全、經(jīng)濟(jì)且符合公約標(biāo)準(zhǔn)的壓載水管理系統(tǒng)。

五、結(jié)束語

壓載水中水生生物再生給《壓載水公約》的實(shí)施帶來了新的問題，應(yīng)引起相關(guān)各方的關(guān)注。對(duì)經(jīng)壓載水管理系統(tǒng)處理的壓載水中浮游生物再生問題需要進(jìn)一步研究。船東/船舶經(jīng)營(yíng)者更應(yīng)慎重選擇壓載水處理設(shè)備，既要滿足《壓載水公約》的排放要求，又要避免外來物種的入侵。

[1]黨坤.船舶壓載水管理公約現(xiàn)狀及履約建議[J].中國遠(yuǎn)洋航務(wù),2015(2)：62-63.

[2]FEDERAL REGISTER.Standards for Living Organisms in Ships’Ballast Water Discharged in U.S. Waters[S].Final Rule：VOL.77, No.57, Part V, 33 CFR part 151 & 46 CFR part 162.

[3]范鵬.船舶壓載水處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及處理系統(tǒng)的選型研究[J].青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2015(2)：9-13.

[4]IBRAHIM AM,EL-NAGGAR MM.Ballast water review：Impacts, treatments and management[J].Middle-East J. Sci.Res.,2012(12)：976-984.

[5]Lloyd’s Register’s Marine,2015.Ballast water treatment technologies and current system availability.Part of Lloyd’s Register’s Understanding Ballast Water Management Series [EB/OL].(2015-10-10)[2017-04-04].http：//www.lr.org/bwm.

[6]劉瑀,王珊,等.船舶壓載水及其沉積物中浮游生物研究概況[J].海洋環(huán)境科學(xué),2011(6)：831-834.

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[9]RUBIO D,NEBOT E,CASANUEVA J F,PULGARIN C. Comparative effect of simulated solar light, UV, UV/H2O2and photo-Fenton treatment (UV Vis/H2O2/Fe2+, 3+) in the Escherichia coli inactivation in artificial seawater[J].Water Research,2013(47)：6367-6379.

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[11]張淑蘭,于凌琪,等.水中菌落總數(shù)的測(cè)定國際標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用[J].中國微生態(tài)學(xué)雜志,1999(2)：32-33.

[12]費(fèi)珊珊.壓載水公約生效面臨的難題分析[J].中國海事, 2014(7)：59-61.

10.16176/j.cnki.21-1284.2017.08.004

林建堂（1970—），男，青島遠(yuǎn)洋運(yùn)輸公司，遠(yuǎn)洋船長(zhǎng)。

成海濤（1982—），男，青島遠(yuǎn)洋船員職業(yè)學(xué)院，講師，大副，碩士。