中國近海入境船舶壓艙水輸入特征與風(fēng)險(xiǎn)分析

杜　還，張小芳，張芝濤，，劉開穎，李日紅

（1.大連海事大學(xué)　環(huán)境工程研究所，遼寧　大連　116026；2.大連海事大學(xué)　輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧　大連　116026）

?

中國近海入境船舶壓艙水輸入特征與風(fēng)險(xiǎn)分析

杜還2，張小芳2，張芝濤1，2，劉開穎1，李日紅2

（1.大連海事大學(xué)環(huán)境工程研究所，遼寧大連116026；2.大連海事大學(xué)輪機(jī)工程學(xué)院，遼寧大連116026）

摘要：遠(yuǎn)洋船舶壓艙水在我國港口海域的大量排放是造成地理性隔離水體間外來海洋有害生物傳播和近岸海域環(huán)境日益惡化、赤潮災(zāi)害頻發(fā)的重要因素之一。基于中國港口入境船舶壓艙水輸入總量估算模型，通過調(diào)查國家交通運(yùn)輸部和國家海關(guān)總署公開發(fā)布的外貿(mào)航運(yùn)及商品進(jìn)出口信息，在確立中國港口入境船舶壓艙水輸入總量和中國五大港口群體壓艙水輸入比值的基礎(chǔ)上，分析了2007年至2012年中國近海入境船舶壓艙水的輸入特征和環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。結(jié)果表明：我國五大港口群體入境船舶壓艙水的輸入總量極不平衡，經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長江三角洲區(qū)域輸入的境外壓艙水總量最多，2012年輸入量為10 368萬t，其次是環(huán)渤海地區(qū)，為7 371萬t，珠江三角洲地區(qū)排第三位，為6 729萬t，東南沿海地區(qū)和西南沿海地區(qū)輸入的壓艙水總量較少，僅有1 659萬t和571萬t。入境船舶壓艙水的大量排放對(duì)我國尤其是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域的港口海域生態(tài)環(huán)境構(gòu)成了巨大的威脅。

關(guān)鍵詞：壓艙水；壓艙水輸入量；海洋環(huán)境與生態(tài)；風(fēng)險(xiǎn)分析

我國海岸線長達(dá)18 000多km，港口規(guī)模位居全球首位（中華人民共和國交通運(yùn)輸部，2013）。我國現(xiàn)擁有海運(yùn)外貿(mào)港口39個(gè)，萬噸級(jí)以上深水泊位1 886個(gè)，億噸大港29個(gè)，全球排名前十的港口中有8個(gè)在中國。其中，寧波-舟山港2012年的貨物吞吐量達(dá)到74 401萬t，成為全球第一大港。我國還是全球十大海洋運(yùn)輸國之一，船隊(duì)規(guī)模已位居全球第三位，占全球船隊(duì)比重約10.5％。

遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶出于航行安全和貨物裝載等的需求，不可避免地要在近岸海域注入或排放壓艙水。一艘載重10萬t貨船攜帶的壓艙水量可高達(dá)5～6萬t。據(jù)不同研究者估計(jì)，全球每年約有35～120億噸的壓艙水在世界范圍內(nèi)轉(zhuǎn)移排放（Oemcke et al，2003；Endresen et al，2004；Pimentel et al，2005；陳翀，2013）。僅美國加爾維斯頓灣2005-2010年間就經(jīng)由4.5萬艘船舶排放了約1.2億t的壓艙水（Jamieetal，2012）。

遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶將一個(gè)海域內(nèi)的壓艙水排放到另一個(gè)海域的同時(shí)，也將大量的水生生物和水中污染物排放到這一海域。壓載艙中，平均每立方米壓艙水有浮游動(dòng)植物1.1億個(gè)、細(xì)菌103億個(gè)、病毒104億個(gè)（Ruiz et al，2000；Mackenzie et al，1999；Fred，2005）。船舶壓艙水是導(dǎo)致全球范圍內(nèi)海洋生物多樣性破壞的主要原因之一（Global BallastW aterManagement Programme，2003），國際海事組織（IMO）已確認(rèn)全球有500多種海洋生物是經(jīng)由船舶壓艙水傳播的（Carlton，1994），有16種外來赤潮藻通過船舶壓艙水入侵到了中國海域（梁玉波等，2001）。

外來海洋生物入侵給世界各海域造成的災(zāi)害觸目驚心（Oemcke et al，2003；Ruiz et al，2000；Carlton，2008），我國也同樣面臨著嚴(yán)重的外來海洋生物入侵威脅。近年來，我國近海赤潮日益嚴(yán)重，其重要原因之一就是外來生存能力較強(qiáng)的赤潮生物的危害。我國對(duì)中國東南沿海港口外輪壓艙水生物進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn)，17艘外輪壓艙水中共檢出309種外來海洋生物，其中60種為赤潮生物（楊清良，2011）。中國近海赤潮的時(shí)空分布特征（洛昊等，2013；徐海龍等，2014）顯示，我國近海赤潮的發(fā)生頻率和地域分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r密切相關(guān)。我國近年來赤潮頻發(fā)恰恰是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的負(fù)面產(chǎn)物，而赤潮高發(fā)區(qū)長江口和珠江口也正是我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域。顯然，承擔(dān)全球90％以上貨運(yùn)量的海運(yùn)船舶所排放的壓艙水是造成近岸海域海洋生態(tài)與環(huán)境惡化不可忽視的重要因素。

美國科學(xué)家預(yù)測（Deborah etal，2013），即使一個(gè)海區(qū)的所有船舶排放的壓艙水全部達(dá)到IMO標(biāo)準(zhǔn)，研究海區(qū)每10-100年仍將有大約1種新生物侵入。而港口規(guī)模越大，貨物吞吐量越高，港口海域的壓艙水排放總量就會(huì)越大，侵入的外來海洋生物就會(huì)越多。然而，遺憾的是目前僅有少數(shù)研究者注意到了從區(qū)域?qū)用嫜芯繅号撍欧趴偭繉?duì)外來海洋生物入侵防控的影響（Newton et al，2014；Farrah etal，2013），而基于我國五大港口群體的壓艙水排放總量及其分布特征還一直沒有被很好的計(jì)算過。

我國近期已將海洋航運(yùn)上升為國家戰(zhàn)略（國務(wù)院，2014），國貨國運(yùn)將成為主流。我國港口規(guī)模和海運(yùn)船舶運(yùn)力必將隨之不斷增大，相應(yīng)地在我國港口海域的外貿(mào)船舶壓艙水交換量也必然會(huì)不斷增大。考慮到我國近岸海域氣候和生態(tài)環(huán)境多樣，且適宜大多數(shù)海洋生物生存，這無疑加劇了外來海洋入侵生物的傳播，威脅我國港口海域海洋生物多樣性與海洋環(huán)境安全。因此，分析我國近岸海域入境船舶壓艙水的輸入特征和風(fēng)險(xiǎn)非常必要。

1資料和方法

1.1典型船型壓艙水裝載量與載重量比值

依據(jù)貨物類型和專業(yè)化運(yùn)輸?shù)男枰壳昂＿\(yùn)船舶主力船型分為四類：油輪（含液態(tài)化學(xué)品船），主要用于運(yùn)輸原油、成品油或液態(tài)化學(xué)品等；散貨船，主要用于運(yùn)輸煤炭、礦石、糧食等散貨干貨；雜貨船，主要用于運(yùn)輸鋼鐵機(jī)械及其大型結(jié)構(gòu)件（含輪式機(jī)械和汽車）等；集裝箱船，主要用于運(yùn)輸其它未歸類貨物。

不同船型由于裝載方式不同，壓載艙容量相對(duì)于船舶載重量（DW T）的比例也不同，結(jié)果導(dǎo)致船舶壓艙水裝載量與貨物裝載量的比值也不同。目前，油輪壓艙水裝載量一般為船舶載重量的20％～55％；散貨船壓艙水裝載量一般為船舶載重量的30％～60％；雜貨船壓艙水裝載量一般為船舶載重量的30％～40％；集裝箱船壓艙水裝載量一般為船舶載重量的20％～40％。

通過查閱資料和實(shí)船調(diào)研，共獲得了70艘散貨船、38艘集裝箱船、52艘油輪和18艘雜貨船的船舶裝載量和壓艙水艙容量數(shù)據(jù)，如表1-4所示（應(yīng)船東要求略去船名，以序號(hào)代替）。在去除偏離數(shù)據(jù)群較大的個(gè)別數(shù)據(jù)（括號(hào)內(nèi)）后，對(duì)余下的數(shù)據(jù)按下式平均（以百分比表示）：

表1　散貨船壓載艙容量與船舶載重量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：t）

表2　集裝箱船壓載艙容量與船舶載重量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：t）

表3　油船壓載艙容量與船舶載重量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：t）

平均船型比值（％）＝（所有統(tǒng)計(jì)船舶壓艙水裝載量總和/所有統(tǒng)計(jì)船舶貨物載重量總和）×100

在數(shù)據(jù)量足夠的情況下，該船型平均比值能夠代表大區(qū)域范圍內(nèi)正常狀況下四種典型船型的壓艙水總裝載量占船舶總載重量的比值。結(jié)果為：油輪為37.6％；散貨船為33.9 ％；雜貨船為34.9 ％；集裝箱船為29.5％。

表4　雜貨船壓載艙容量與船舶載重量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：t）

1.2中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值

估算方法

計(jì)量每一艘入境船舶的壓艙水排放量值非常困難，依此統(tǒng)計(jì)和計(jì)算全國及五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值更難以實(shí)現(xiàn)。通常情況下，船舶壓艙水的排放主要發(fā)生在船舶的貨物裝載過程中，船舶裝載貨物量值越大，排放的壓艙水也就越多。

因此，中國及中國五大港口群體海域入境船舶壓艙水輸入量值與所屬港口外貿(mào)貨物的裝載總量及水運(yùn)出口商品總量值必然是正相關(guān)的。某個(gè)港口船舶裝載外貿(mào)貨物或水運(yùn)出口的商品總量越多，排放到該港口海域的入境船舶壓艙水總量就越大，反之越小。

圖1　中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值估算模型

圖1給出的是依據(jù)船舶裝載貨物量值與船舶壓艙水排放總量相關(guān)性建立的中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值估算模型。該模型利用交通運(yùn)輸部和國家海關(guān)總署發(fā)布的外貿(mào)航運(yùn)和商品出口權(quán)威信息獲得中國港口外貿(mào)典型貨物量值、中國港口外貿(mào)貨物吞吐量、規(guī)模以上港口外貿(mào)貨物的裝載量等數(shù)據(jù)。其中，中國港口外貿(mào)典型貨物量值分別按原油、煤炭、礦石、糧食四類的出口數(shù)量（裝載量）分類統(tǒng)計(jì)。首先，在獲得規(guī)模以上港口外貿(mào)貨物吞吐量和裝載量的基礎(chǔ)上，計(jì)算裝載量與外貿(mào)吞吐量的比值；第二，利用國家海關(guān)總署發(fā)布的進(jìn)出口商品信息統(tǒng)計(jì)中國水路運(yùn)輸進(jìn)出口商品的年度出口總量值，以及鋼鐵機(jī)械類貨物出口數(shù)量與出口商品年度總量值的比值，然后利用中國進(jìn)出口商品年度量值計(jì)算出口商品量值與進(jìn)出口商品總量值的比值；第三，將裝載量與外貿(mào)吞吐量的比值與出口商品量值與進(jìn)出口商品總量值的比值進(jìn)行比較，如果差值大于10％，重新核查調(diào)查數(shù)據(jù)，找出問題，修正數(shù)據(jù)。如果差值小于10％，則將中國外貿(mào)貨物吞吐量與港口裝載量占外貿(mào)吞吐量的比值分別相乘，獲得中國港口外貿(mào)貨物的裝載量；第四，利用中國港口外貿(mào)典型貨物（原油、煤炭、礦石、糧食）量值、中國港口外貿(mào)貨物的裝載量、中國港口鋼鐵機(jī)械類貨物的出口數(shù)量，分別統(tǒng)計(jì)原油、煤炭、礦石、糧食、鋼鐵機(jī)械和其它類外貿(mào)貨物的裝載量。其中，鋼鐵機(jī)械類貨物的出口數(shù)量由中國港口外貿(mào)貨物裝載量與鋼鐵機(jī)械類貨物占出口商品量值的比值相乘獲得；第五，將獲得的各類貨物裝載量歸類各自船型并乘以相應(yīng)的船型比值。其中，原油類貨物歸類到油輪，壓艙水船型比值為37.6％，煤炭、礦石、糧食歸類到散貨船，壓艙水船型比值為33.9％，鋼鐵機(jī)械歸類到雜貨船，壓艙水船型比值為34.9％，其它未歸到上述三種船型的貨物全部歸類到集裝箱船，壓艙水船型比值為29.5％。將依據(jù)四種船型計(jì)算獲得的壓艙水量值相加后獲得中國港口海域入境船舶壓艙水的輸入總量；第六，依據(jù)中國規(guī)模以上港口外貿(mào)貨物裝載量和中國港口外貿(mào)貨物裝載量分區(qū)域統(tǒng)計(jì)和計(jì)算中國五大港口群體（環(huán)渤海、長江三角洲、東南沿海、珠江三角洲和西南沿海）外貿(mào)裝載量占全國總裝載量的年度比值；最后，利用中國港口海域入境船舶壓艙水輸入總量與中國五大港口群體外貿(mào)裝載量占全國總裝載量年度比值相乘，獲得中國五大港口群體入境船舶壓艙水的輸入量值。

1.3中國五大港口群體外貿(mào)裝載量占全國總裝載量年度比值

綜合來看，中國五大港口群體的港口類型相似，貨物類型比例也相似。因此，可以依據(jù)各自區(qū)域規(guī)模以上港口外貿(mào)貨物裝載量占全國規(guī)模以上港口外貿(mào)貨物裝載總量的比例計(jì)算。

根據(jù)中國港口網(wǎng)中國港口進(jìn)出口數(shù)據(jù)獲得的中國分區(qū)域港口外貿(mào)裝載量2007-2012年年度統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示。其中，環(huán)渤海地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了12個(gè)規(guī)模以上港口，長江三角洲地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了6個(gè)規(guī)模以上港口，東南沿海地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了4個(gè)規(guī)模以上港口，珠江三角洲地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了11個(gè)規(guī)模以上港口，西南沿海地區(qū)共統(tǒng)計(jì)了5個(gè)規(guī)模以上港口的裝載量數(shù)據(jù)。其中，廈門港2007-2010年數(shù)據(jù)為廈門港和漳州港合并前原廈門港的數(shù)據(jù)，香港港和澳門港依據(jù)地理位置統(tǒng)計(jì)在了珠江三角洲地區(qū)。這些規(guī)模以上港口的外貿(mào)吞吐量總和占全國沿海港口外貿(mào)吞吐量的90％以上。同時(shí)，由于進(jìn)出內(nèi)河的海洋航運(yùn)船舶需在河口交換壓艙水，因此將經(jīng)由長江口的內(nèi)河港口外貿(mào)貨物裝載量計(jì)入長江三角洲地區(qū)，將經(jīng)由珠江口的內(nèi)河港口外貿(mào)貨物裝載量計(jì)入珠江三角洲地區(qū)。

表5　中國分區(qū)域港口外貿(mào)裝載量年度統(tǒng)計(jì)（單位：萬t）

依據(jù)表5數(shù)據(jù)計(jì)算獲得的2007年至2012年中國五大港口群體外貿(mào)裝載量占全國總裝載量年度比值如表6所示，根據(jù)該年度比值，可以計(jì)算獲得中國五大港口群體入境船舶壓艙水的輸入量值：

表6　五大港口群體外貿(mào)裝載量占全國總裝載量年度比值（％）

港口群體壓艙水輸入量值＝中國入境船舶壓艙水輸入總量×港口群體外貿(mào)裝載量占全國總裝載量年度比值。

2結(jié)果與分析

2.1中國主要港口外貿(mào)貨物裝載量

根據(jù)中國港口網(wǎng)數(shù)據(jù)計(jì)算獲得的2007-2012年中國56個(gè)主要港口外貿(mào)裝載量與外貿(mào)吞吐量的比值分別為38.63 ％（2007）、36.32 ％（2008）、26.78 ％（2009）、27.74 ％（2010）、27.74 ％ （2011）和26.45 ％（2012）。這56個(gè)外貿(mào)港口包括了中國全部規(guī)模以上港口，貨物吞吐量占全國90％以上，依其計(jì)算獲得的外貿(mào)貨物裝載量與外貿(mào)貨物吞吐量的比值可以代表全國的情況。該比值與中國海關(guān)信息網(wǎng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算的結(jié)果相比，其差值很小，在1.28％至5.48％之間，且近5年呈逐漸減小的趨勢。

依據(jù)中國56個(gè)主要港口外貿(mào)裝載量與外貿(mào)吞吐量的比值計(jì)算的2007-2012年全國港口外貿(mào)貨物裝載量年度統(tǒng)計(jì)如表7所示。其中，外貿(mào)吞吐量數(shù)據(jù)由交通運(yùn)輸部發(fā)布的中國航運(yùn)發(fā)展報(bào)告獲得，外貿(mào)裝載量則由下式計(jì)算獲得：

外貿(mào)裝載量＝外貿(mào)吞吐量×港口外貿(mào)裝載量與外貿(mào)吞吐量比值

表7　中國港口外貿(mào)貨物裝載量年度統(tǒng)計(jì)表（單位：萬t）

依據(jù)中國航運(yùn)發(fā)展報(bào)告結(jié)合統(tǒng)計(jì)獲得的中國港口原油、煤炭、礦石、糧食的進(jìn)出口數(shù)量，依據(jù)下式獲得鋼鐵機(jī)械類和未歸類貨物出口數(shù)量：

鋼鐵機(jī)械＝外貿(mào)裝載量×中國鋼鐵機(jī)械出口商品量值占進(jìn)出口總量值比值

其它＝外貿(mào)-原油-煤炭-礦石-糧食-鋼鐵機(jī)械的裝載量

其中，鋼鐵機(jī)械出口商品量值占進(jìn)口總量值比值依據(jù)國家海關(guān)總署發(fā)布數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算，分別為：15.7％（2007）、14.7％（2008）、10.0％（2009）、13.4 ％（2010）、19.9 ％（2011）和23.6 ％ （2012）。

表8匯總了中國出口貨物類型與主力船型相關(guān)數(shù)據(jù)，其中，斜體數(shù)據(jù)是依據(jù)2012年國家海關(guān)總署發(fā)布數(shù)據(jù)進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)補(bǔ)充。

考慮到香港和澳門處于我國珠江三角洲地區(qū)特殊的地理位置，將香港和澳門外貿(mào)貨物的裝載量也計(jì)入中國港口海域外貿(mào)貨物的裝載量，由于香港和澳門主要以集裝箱運(yùn)輸為主，將其裝載量在外貿(mào)貨物分類中計(jì)入其它類（即通過集裝箱運(yùn)輸類）。

表8　中國出口貨物類型與主力船型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（單位：萬t）

2.2中國港口海域入境船舶壓艙水輸入總量

基于表8統(tǒng)計(jì)和推算的基本數(shù)據(jù)，依據(jù)圖1給出的中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值估算模型，計(jì)算獲得的2007-2012年中國港口海域入境船舶壓艙水輸入量值如表9所示。

表9　中國港口海域入境船舶壓艙水輸入量值（單位：萬t）

可以看出，2007-2012年，全球各海域輸入到中國港口海域的壓艙水總量從2.37億噸增加到2.67億噸，雖然5年間境外排放到中國海域的壓艙水增幅不大，僅有12.83％，甚至受2008年全球經(jīng)濟(jì)下滑的影響，2009年排放到中國海域的壓艙水較2008年還減少20.26％，但壓艙水輸入總量非常巨大，相當(dāng)于每年把13至19個(gè)杭州西湖水量（西湖水體容量為1 429萬m3）的境外海水輸入到中國港口海域。

2.3中國五大港口群體海域船舶壓艙水輸入特征

根據(jù)中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值估算模型計(jì)算獲得的中國五大港口群體外貿(mào)船舶壓載水輸入量值繪制的中國五大港口群體海域船舶壓艙水輸入狀況如圖2所示。

可以看出，2007年至2012年，長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)輸入的壓載水量最多。其中，長江三角洲地區(qū)輸入的境外壓載水量占全國輸入量的31.7％～39.0％，2008年開始超越其它地區(qū)始終處于全國第一位，2012年輸入總量達(dá)到10 368萬噸，相當(dāng)于每年輸入超過7個(gè)西湖的水量到長江三角洲海域，是受全球壓載水影響最嚴(yán)重的地區(qū)，與該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的活躍程度直接相關(guān)。環(huán)渤海地區(qū)輸入的境外壓載水量占全國輸入量的27.6 ％～36.5 ％，2009年以后處于全國第二位，2012年輸入總量達(dá)到7 371萬噸，也相當(dāng)于每年輸入接近5個(gè)西湖的水量到環(huán)渤海地區(qū)海域。珠江三角洲地區(qū)輸入的境外壓載水量比環(huán)渤海地區(qū)略少，占全國輸入量的24.7％～28.8％，2009年以后處于全國第三位，2012年輸入總量達(dá)到6 729萬噸，也相當(dāng)于每年輸入超過4個(gè)半西湖的水量。輸入境外壓載水量最小的地區(qū)是東南沿海地區(qū)和西南沿海地區(qū)，東南沿海地區(qū)境外壓載水量占全國輸入量僅為4.8 ％～6.7 ％，2012年輸入總量僅有1 659萬噸，而西南地區(qū)僅為1.8％～2.1％，2012年輸入總量僅有571萬噸，所占份額非常少，不及珠江三角洲地區(qū)輸入總量的十二分之一。

圖2　中國五大港口群體海域船舶壓艙水輸入狀況

3入境船舶壓艙水輸入風(fēng)險(xiǎn)分析

基于中國港口海域入境船舶壓艙水輸入量值估算模型的研究結(jié)果表明，中國港口海域入境船舶壓艙水的排放量非常巨大，2007-2012年間，由全球各海域輸入到中國海域的壓載水總量超過14.21億噸，僅2012年入境中國的船舶壓艙水排放總量接近2.67億噸，遠(yuǎn)超排入到美國海域的境外壓艙水8 000萬噸和排入到澳大利亞海域的境外壓艙水1.2億噸，全球各海區(qū)壓艙水對(duì)我國港口海域的生態(tài)環(huán)境的潛在威脅巨大。

為了滿足國際海事組織（IMO）制定的《國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》的要求，國際上開展了廣泛的壓艙水處理技術(shù)和裝置的研發(fā)工作。截止目前，全球已有42個(gè)壓艙水管理系統(tǒng)通過了IMO型式認(rèn)可，涉及過濾（含旋分、絮凝）、脫氧、氣穴、超聲、紫外線照射、電解、臭氧、氯（含二氧化氯、次氯酸鈉、次氯酸鈣）、添加化學(xué)試劑法及高級(jí)氧化等十余種技術(shù)方法。但由于全球各海區(qū)的水質(zhì)狀況和海洋生物狀況差別極大，還沒有哪一種壓艙水處理技術(shù)和裝置適用于絕大多數(shù)的海區(qū)和船舶。同時(shí)，由于我國港口海域的環(huán)境和生物基線不清楚，又缺乏有效的壓艙水快速檢測與監(jiān)測技術(shù)方法，加之我國針對(duì)船舶壓艙水管理與控制的制度不健全，難以保證所有外貿(mào)船舶壓艙水達(dá)到IMO標(biāo)準(zhǔn)排放，海洋外來生物入侵的風(fēng)險(xiǎn)極高。

我國船舶壓艙水的輸入特征是：經(jīng)濟(jì)發(fā)展越活躍的地區(qū)境外壓艙水的輸入總量越大，外貿(mào)船舶壓艙水的輸入強(qiáng)度也越大。圖3給出的是2012年中國及五大區(qū)域港口群外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度，用以表征生產(chǎn)用碼頭單位長度交換壓艙水的量值大小，以此反映各個(gè)區(qū)域港口群外貿(mào)船舶壓艙水交換對(duì)生態(tài)環(huán)境影響的風(fēng)險(xiǎn)程度。

圖3　中國及五大區(qū)域港口群外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度

壓艙水輸入強(qiáng)度＝壓艙水輸入量值÷生產(chǎn)用碼頭長度（t/m）

可以看出，在五大區(qū)域港口群中，長江三角洲地區(qū)的外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度最大，遠(yuǎn)高于全國水平（全國外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度為399 t/m），為519 t/m，高于全國水平30.1％。珠江三角洲地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)的外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度也較高，分別為為398 t/m和393 t/m，非常接近全國水平，處于第2、3位。東南沿海地區(qū)的外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度排在第4位，為317 t/m，低于全國水平20.6％。西南沿海地區(qū)的外貿(mào)船舶壓艙水輸入強(qiáng)度最小，為116 t/m，低于全國水平71.9％。

我國海域遼闊，環(huán)渤海地區(qū)的海岸線長度約為5 923 km，長江三角洲地區(qū)的海岸線長度約為3461 km，東南沿海地區(qū)的海岸線長度約為3024km，珠江三角洲地區(qū)的海岸線長度約為4314 km，西南沿海地區(qū)的海岸線長度約為3 159 km。考慮2012年我國五大地區(qū)港口群外貿(mào)船舶壓艙水海岸線單位長度輸入的壓艙水量值，環(huán)渤海地區(qū)為1.24萬t/km，長江三角洲地區(qū)為3.00萬t/km，東南沿海地區(qū)為0.55萬t/km，珠江三角洲地區(qū)為1.56萬t/km，西南沿海地區(qū)為0.18萬t/km/km。

因此，從我國五大港口群體看，入境船舶壓艙水交換的地區(qū)性特征非常明顯，長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和和珠江三角洲地區(qū)是我國港口入境船舶壓艙水排放的主要區(qū)域，2012年的排放量分別達(dá)到10 368萬t、7 371萬t和6 729萬t，這3個(gè)地區(qū)入境船舶壓艙水的輸入量占全國輸入量接近91.65％。其中，長江三角洲地區(qū)輸入的境外壓艙水總量最大，壓艙水輸入強(qiáng)度也最高，壓艙水海岸線單位長度輸入量值是其它地區(qū)的1.9～16.7倍，在其它環(huán)境因子相同的情況下，壓艙水外來海洋生物侵入的風(fēng)險(xiǎn)最高。珠江三角洲地區(qū)和環(huán)渤海地區(qū)輸入的境外壓艙水總量也很大，環(huán)渤海地區(qū)輸入的境外壓艙水總量雖然略高于珠江三角洲地區(qū)，但珠江三角洲地區(qū)壓艙水輸入強(qiáng)度和壓艙水海岸線單位長度輸入量值要高于環(huán)渤海地區(qū)，珠江三角洲地區(qū)的壓艙水外來海洋生物侵入風(fēng)險(xiǎn)要略高于環(huán)渤海地區(qū)。東南沿海地區(qū)輸入的境外壓艙水總量不大，但壓艙水輸入強(qiáng)度也很高，壓艙水外來海洋生物侵入風(fēng)險(xiǎn)仍然較高。西南沿海地區(qū)輸入的境外壓艙水總量、壓艙水輸入強(qiáng)度和壓艙水海岸線單位長度輸入量值均較小，壓艙水外來海洋生物侵入風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低。

入境船舶壓艙水無有效控制排放的風(fēng)險(xiǎn)在于它可將大量有害水生動(dòng)物、水生植物和病原微生物從全球的一個(gè)港口海域帶入另一港口海域，在環(huán)境條件適宜的情況下可造成壓艙水輸入海域的生態(tài)失衡和近岸養(yǎng)殖生物疾病流行。而通過對(duì)部分已見報(bào)道的中國沿海搭乘壓艙水侵入的外來海洋生物統(tǒng)計(jì)，截止目前有公開報(bào)道的經(jīng)由外貿(mào)船舶壓艙水船舶的外來海洋生物超過9個(gè)門，97種。其中，水生植物7個(gè)門，84種，水生動(dòng)物2個(gè)門，13種，藻類是船舶壓艙水?dāng)y帶的主要物種。搭乘壓艙水輸入的外來海洋生物已經(jīng)遍布我國渤海、黃海、東海和南海等各個(gè)港口海域。雖然這些外來海洋生物多數(shù)來源不詳，但通過已經(jīng)查明的物種來源顯示，這些外來海洋物種來源已經(jīng)覆蓋了與我國有航運(yùn)貿(mào)易往來的大部分國家海域，其中已經(jīng)查明的有害物種超過24種，主要以赤潮生物為主。

一般而言，入境某一海區(qū)的船舶壓艙水中的生物種類越多，生物密度越高，壓艙水排放量越大，則該海區(qū)受外來海洋生物入侵的風(fēng)險(xiǎn)就越大。中國五大港口群體中，長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)是我國入境船舶壓艙水排放的最主要區(qū)域，這些區(qū)域也是我國經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，也是受外來海洋生物入侵威脅最高的區(qū)域。同時(shí)也應(yīng)該注意到，東南沿海地區(qū)和西南沿海地區(qū)雖然輸入的境外壓艙水總量不大，但由于這些地區(qū)受海洋環(huán)境污染影響比其它地區(qū)小，侵入的外來海洋生物相對(duì)更容易存活，因此壓艙水外來海洋生物侵入風(fēng)險(xiǎn)不可忽視。

4結(jié)論與建議

中國海洋航運(yùn)經(jīng)濟(jì)和貿(mào)易的發(fā)展使全球各海域輸入到中國港口海域的入境船舶壓艙水量值十分巨大，2012年的輸入量接近2.67億t，其中，接近91.65％的入境船舶壓艙水排入到了我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)，其排放量分別為：長江三角洲地區(qū)10 368萬t，環(huán)渤海地區(qū)7 371萬t，珠江三角洲地區(qū)6 729萬t。我國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的長江三角洲地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)和珠江三角洲地區(qū)成為外來海洋生物入侵風(fēng)險(xiǎn)最高的區(qū)域。

為防控外貿(mào)船舶壓艙水給我國海域造成損害，保護(hù)近岸海域生態(tài)環(huán)境安全，避免我國遠(yuǎn)洋航運(yùn)業(yè)受發(fā)達(dá)國家綠色貿(mào)易壁壘的影響，建議我國海洋、海事、檢驗(yàn)檢疫部門及相關(guān)企事業(yè)單位盡早建立遠(yuǎn)洋船舶壓艙水管理信息平臺(tái)，及時(shí)跟蹤IMO《國際船舶壓艙水和沉積物管理與控制公約》生效進(jìn)展情況，及時(shí)跟蹤發(fā)達(dá)國家出臺(tái)的壓艙水排放管理規(guī)定；積極參與IMO關(guān)于壓艙水取樣、檢測標(biāo)準(zhǔn)的制定工作；鼓勵(lì)和指導(dǎo)航運(yùn)企業(yè)安裝適宜的壓艙水處理設(shè)備；盡早建立我國近岸海域防控船舶壓艙水污染的監(jiān)測機(jī)制；建立船舶壓艙水排放強(qiáng)制報(bào)告制度；統(tǒng)一遠(yuǎn)洋船舶壓艙水取樣、檢測與監(jiān)控手段，制定有約束力的適用于全國的法律法規(guī)和管理制度；鼓勵(lì)科研機(jī)構(gòu)和相關(guān)企業(yè)積極開發(fā)適合在港口應(yīng)用的可船載移動(dòng)的壓艙水外來海洋生物入侵風(fēng)險(xiǎn)防控技術(shù)及裝置，制定船舶壓艙水污染的突發(fā)應(yīng)急預(yù)案，做好防控。

依據(jù)中國五大港口群體入境船舶壓艙水輸入量值估算模型計(jì)算結(jié)果的誤差來源主要有集裝箱運(yùn)輸貨重折算比值、船型比值、統(tǒng)計(jì)誤差、年度氣候因素、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)誤差等，其影響最大的是船型比值，它隨著獲取船型數(shù)據(jù)量的增加會(huì)不斷得到完善和修正。

致謝：中海工業(yè)（上海）有限公司王公勝、中國民生租賃船舶事業(yè)部石學(xué)博等協(xié)助調(diào)研多艘船舶數(shù)據(jù)，特此致謝。

參考文獻(xiàn)

Carlton JT,1994.Biological invasionsand biodiversity in the sea:Theecologicaland human impactsofnonindigenousmarineand estuarine organisms.Keynote address in Nonindigenous Estuarineand Marine Organisms(NEMO),Proceedingsof theConferenceandW orkshop.

Carlton JT,2008.The zebramussel Dreissenapolymorpha found in North America in 1986 and 1987.Journal of Great Lakes Research,34:770-773.

Deborah A R,Henry L I,Melanie F,etal,2013.Per capita invasion probabilities:an empiricalmodel to predict ratesof invasion via ballast water.EcologicalApplications,23(2):321-330.

Endresen O,Behrens H L,Brynestad S,et al,2004.Challenges in global ballastwatermanagement.Marine Pollution Bulletin,48:615-623.Farrah T C,Sarah A B,Chris JW,etal.Relative risk assessment for ballast-mediated invasions at Canadian Arctic ports.Biological Invasions,2013,15:295-308.

Fred C D,2005.Ridding ships'ballastwater ofmicroorganisms.Environmental Science& Technology,2005,(3):259-264.

Global BallastW ater Management Programme,2003.http://globallast.imo.org.

Jamie L S,RachelW,Robin B et al,2012.Ecosystem under pressure:Ballastwater discharge intoGalveston Bay,Texas (USA)from 2005 to2010.Marine Pollution Bulletin,64:779-789.

Mackenzie,Debora,1999.Alien invaders.New Scientist,162(ISS.2183):18-19.

Newton N P,RuiC B,RafaelD F,etal.Ballastwater:A threat to the A-mazon Basin.Marine Pollution Bulletin,2014,84:330-338.

OemckeD J,Vanleeuwen J,2003.Chemicaland physical characterization of ballast water.Part 2:Determining the efficiency of ballast exchange.JournalofMarine Environmentand Engineering,7 (1):65-76.

Pimentel D,Zuniga R.,Morrison D,2005.Update on the environmental and economic costsassociated with alien-invasive species in the U-nited States.EcologicalEconomics,52,273-288.

Ruiz G M,Rawlings T K.,Dobbs F C,etal,2000.Global Spread of Microorganismsby Ships.Nature,408(6808):49-50.

陳翀.2013.船舶壓載水的控制與管理.水運(yùn)管理，10：30-31.

國務(wù)院，2014.關(guān)于促進(jìn)海運(yùn)業(yè)健康發(fā)展的若干意見，國發(fā)〔2014〕32號(hào).

梁玉波，王斌，2001.中國外來海洋生物及其影響.生物多樣性，9 （4）：458-465.

洛昊，馬明輝，梁斌，等，2013.中國近海赤潮基本特征與減災(zāi)對(duì)策.海洋通報(bào)，32（5）：595-600.

徐海龍，古德賢，張文亮，等，2014.基于時(shí)間序列的海洋赤潮災(zāi)害特征分析.海洋通報(bào)，33（4）：469-474.

楊清良，蔡良候，高亞輝，等，2011.中國東南沿海港口外輪壓艙水生物的調(diào)查.海洋科學(xué)，35（1）：22-28.

中華人民共和國交通運(yùn)輸部，2013.2012中國航運(yùn)發(fā)展報(bào)告.北京：人民交通出版社.

（本文編輯：袁澤軼）

Input characteristicsand risk analysisof ballastwater in entry ships at China'soffshore sea area

DU Huan2，ZHANG Xiao-fang2，ZHANG Zhi-tao1，2，LIU Kai-ying1，LIRi-hong2
（1.EnvironmentalEngineering Institute，Dalian MaritimeUniversity，Dalian116026，China；2.Marine EngineeringCollege，Dalian MaritimeUniversity，Dalian 116026，China）

Abstract：A greatvolumeofballastwaterdischarge from ocean ships in the sea area ofChinese ports isone of the important factors which cause the spread of aquatic nonindigenous harmful species isolated geographically by waters，the environmental deterioration of the nearshore water area and the frequent outbreaks of red tides.In this paper，the total amountof the ballastwater inputestimationmodel forentry ships in Chinese portswasestablished.The information of foreign trade shipping and the importand export goods released publicly by the State Department of Transportation and the State General Administration of Customswere investigated.And then，the input features and its ecological environment risk of ballastwater in entry shipsatChina'soffshore sea areafrom 2007 to 2012 were analyzed based on the established total input amountofballastwater from entry ships to Chinese sea ports togetherwith the ballastwater input ratio of the fivemajor portgroups in China.The results show that the totalballastwater inputamounts from entry ships of the fivemajor port-groups in China are extremely unbalanced.The most developed Yangtze River Delta has the biggest ballast water input amount，103.61million tons in 2012.The second is the Circum-Bohaisea area（73.66million tons）and the third is the PearlRiver Delta（67.24million tons）.The totalballastwater inputamountsof the northwestand the southwestcoastalareasare less，only 16.57 and 5.71 million tons respectively.The large amount of ballastwater discharge from entry ships has been an enormous threat to theecologicalenvironmentofseaareas in China，especially to the economically developed regions.

Keywords：ballastwater；inputofballastwater；marineenvironmentand ecology；risk analysis

通訊作者：張芝濤，博士，教授。電子郵箱：newzhangzhitao@163.com。

作者簡介：杜還（1986-），男，碩士研究生，主要從事船舶安全與污染防控技術(shù)研究。電子郵箱：dlmuduhuan@126.com。

基金項(xiàng)目：海洋公益性行業(yè)科研專項(xiàng)（201305027）；國家自然科學(xué)基金（61427804）；遼寧省教育廳科學(xué)研究一般項(xiàng)目（L2012175）。

收稿日期：2014-12-23；

修訂日期：2015-05-03

Doi：10.11840/j.issn.1001-6392.2016.01.015

中圖分類號(hào)：P76

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-6932（2016）01-0112-09