船舶防污染現狀及治理措施
——以船用柴油機防污減排措施為例

(天津理工大學 天津 300384)

隨著社會快速發展，航運業進入繁榮階段，但是在船舶數量不斷增加的今天，船舶污染對自然環境的破壞程度也在不斷擴大，為了堅持可持續發展道路和綠水青山就是金山銀山的綠色發展理念，需要改善船舶航運業在生產作業中造成的污染狀況。

一、船舶產生的污染物及造成的主要危害

(一)船舶污水

1.含油污水

船舶油污水是指船舶在發動、航行過程中不可避免產生的含油水及廢水。主要包括含油洗艙水、機艙水、含油壓載水。

2.生活污水

船舶生活污水主要是指人的糞便水，包括從小便池、抽水馬桶等排出的污水和廢物；從病房、醫務室的面盆、洗澡盆和這些處所排出孔排出的污水和廢物；以及與上述污水廢物相混合的日常生活用水(指洗臉水、洗澡水、洗衣水、廚房洗滌水等)和其它用水。

(二)船舶垃圾

船舶垃圾系指在船舶正常的營運期間產生的，并要不斷地或定期地予以處理的各種食品的，日常用品的，工作用品的廢棄物和船舶運行時，產生的各種廢物，主要有食品垃圾(米飯、菜肴、干點、飲料、糖果等)、塑料制品垃圾(聚氯乙烯制品、合成纖維制品、玻璃鋼制品)及其他垃圾(紙、木制品、布類制品、玻璃制品、金屬制品、陶器制品等)。油類系指船舶裝載的貨油和船舶在運營中使用的油品，包括原油、燃料油、潤滑油、油泥、油渣和石油煉制品在內的任何形式的石油和油性混合物。

(三)船舶排放污染

由于船用柴油機排量很大，船舶柴油機在發動的過程中會產生大量的廢棄物，這是燃料燃燒所必須經過的過程，其中包含了水蒸氣、二氧化碳以及氧氣，同時也有一些危害大氣的氣體，比如一氧化碳、碳氫化合物以及硫氧化合物等等。導致這些污染物存在的主要因素就是在內部燃燒的過程中沒有充分燃燒，從而危害環境。[2]

(四)船舶污染的危害

船舶產生的污染物按照性質來分可以分為化學類污染(石油及其產生的衍生物，貨運的化學品、危險品和機器產生的有害氣體)、病原體污染(生活污水和生活垃圾產生的病原微生物)和物理污染源(船舶機器產生的振動、噪聲和相應輻射污染)。[1]

二、船舶防污染現狀

(一)船舶污水防治

船舶營運或作業期間衛生設施產生的生活污水，一般的處理方法是在船上安裝船舶生活污水處理裝置。安裝生活污水收集裝置后，按照船檢規范和規則的相關要求，船舶在航行過程中對處理達標處理的生活污水直接排入江河湖海。船舶在停泊過程中將生活污水收集到岸上處理。對含油污水污水，主要用油污分離器進行處理，分離出的油污水收集上岸處理。

(二)船舶垃圾防治

船舶航行或作業時產生的生活垃圾，最常見的處理方式就是收集上岸處理。這種方式經濟易行。需要到港港口、碼頭具有收集、轉運、處理船舶生活垃圾的能力。另外船舶生活垃圾處理方式還有在船上焚燒、磨碎排放等方式。

(三)船舶排放防治

現行船舶排放防治主要依據的是國家法律法規，對排放實行較為嚴格的管控。

2015年11月，交通運輸部印發了《珠三角、長三角、環渤海(京津冀)水域船舶排放控制區實施方案》，規定自2016年1月1日起，排放控制區內有條件的港口可以實施船舶靠岸停泊期間使用硫含量≤0.5%m/m的燃油等高于現行排放控制要求的措施；自2017年1月1日起，船舶在排放控制區內的核心港口區域靠岸停泊期間應使用硫含量≤0.5%m/m的燃油；自2018年1月1日起，船舶在排放控制區內所有港口靠岸停泊期間應使用硫含量≤0.5%m/m的燃油；自2019年1月1日起，船舶進入排放控制區應使用硫含量≤0.5%m/m的燃油。

2018年12月，交通運輸部印發了《船舶大氣污染物排放控制區實施方案》，對船舶排放控制區范圍進行了調整，并在硫氧化物和顆粒物排放、氮氧化物排放、靠港船舶使用岸電等諸多方面提出了新的、更加嚴格的要求，船舶排放控制區監管工作正面臨比較大的挑戰。

三、船舶排放污染優化

上文說到船舶的各項防污染現行措施，其中排放防治是較為復雜且難以實時監控的一項，所以防污染還應該從源頭下手，船舶有毒有害氣體、液體等大部分都來自于船用柴油機，由于船舶在行駛過程中的排放難以監管，所以很可能會導致船舶遠洋航行的時候對海洋和大氣產生污染。為了有效降低船舶排放污染帶來的負面影響，應當對船用柴油機進行優化設計。

(一)均質預混合燃燒

HCCI(Homogeneous Charge Compression Ignition)指的是“均質充量壓燃”，也叫預混合氣均值壓燃。HCCI技術既不同于傳統的汽油機點燃方式，也不同于柴油機的點燃方式，HCCI技術中，燃料首先與空氣預混合，在燃燒前形成一種均質混合氣，這種混合氣更容易被點燃，可以實現低溫火焰燃燒。

HCCI這項技術在上世紀90年代初已經被提出并開始實驗，但是受限于當時的控制技術和電子元器件條件，這項技術一直沒有成熟，但是隨著近些年大氣污染和環保意識的逐步增加，這項技術才被重視并推廣。

(二)EGR技術

EGR是Exhaust Gas Re-circulation的縮寫，它指的是廢氣再循環技術，它的原理簡單來說就是，發動機排出的部分廢氣通過廢氣再循環的方式，再進入到發動機的進氣歧管，與新鮮空氣混合后再進入發動機內部參與燃燒。

由于廢氣中含有大量的CO2等多原子氣體，而CO2等氣體不能燃燒卻由于其比熱容高而吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的最高燃燒溫度降低，從而減少了NOx的生成量。[2]

結語

目前，全球環境日益惡化，在積極參與污染防治的同時，也需要注重環境保護，在污染源頭做好治理。大量實驗研究表明，船舶等大型機械設備在運用先進的節能減排技術后，能夠使得其整體運行效果更佳，而且可以幫助控制氮氧化物的產生。然而，這些先進的防污染設備也使得航運成本增加，未來應該著眼于將這些先進的技術進行推廣。