選擇壓載水處理設備不得不考慮的問題
——處理后水生生物再生

林建堂 成海濤

選擇壓載水處理設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備中選擇一種安裝在其船舶上以符合公約關于壓載水排放標準的強制要求。中國船級社（CCS）及業界的專家給出了眾多關于壓載水處理設備選型的建議及指導，但很少涉及壓載水處理設備滅活后生物再生的問題。提出該問題，希望相關國內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備時考慮到這方面的風險。

壓載水處理設備；細菌；浮游植物；浮游動物；再生

針對壓載水處理設備滅活后生物再生的問題，國內外相關專家采用實驗研究分析的方法，對不同的壓載水處理原理進行實驗研究。研究發現細菌經過壓載水處理設備滅活后18小時到7天會再生，浮游植物經過壓載水處理設備滅活后4到20天會再生。《壓載水公約》生效日期臨近，此問題卻少有關注。

一、壓載水公約介紹

船舶需要數千噸甚至萬余噸的壓載水來保持船舶穩性、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。根據國際海事組織（IMO）的估計，全球每年大約有100億噸壓載水被船舶運輸攜帶，而每天隨壓載水轉移的水生生物高達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境中可能會成為入侵物種。

為阻止有害的水生生物通過船舶壓載水轉移入侵，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準。該公約已滿足生效條件（30個國家加入，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，已經有54個國家加入該公約，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，但有獨立的法規要求。美國海岸警衛隊（USCG）出臺的關于壓載水管理和控制的規定已于2012年6月1日生效。美國對壓載水管理系統的要求甚至比《壓載水公約》的要求還苛刻。[2]

二、壓載水管理系統處理后水生生物再生問題

大多數壓載水管理系統都是通過前期的機械處理方法過濾掉雜質和較大（50微米左右）的水生生物，例如海洋動物的卵、幼蟲及成年的浮游生物。然后再進行第二步的物理化學方法滅活，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]，這里面隱含著一個重要的事實就是壓載水處理設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

對于壓載水中的浮游植物的研究，國內外的專家早已開展，前期是對壓載水中“存在”的浮游植物的研究，后來發展為對壓載水中“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，盡管壓載艙內溫度變化大，甚至有的壓載艙內壁涂有對浮游生物有毒害作用的涂料。[6]浮游植物面對惡劣的生存環境會采取應對措施。科學工作者深入研究發現，有些浮游生物面對惡劣環境可產生休眠細胞，如甲藻的孢囊和硅藻的休眠孢子，有些浮游植物會直接進入生理休眠，如硅藻中的擬菱形藻。[6]以上僅限于對壓載水中生物存活的研究。2015年Stehouwer等人對壓載水中浮游植物研究發現，經過壓載水處理設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]實驗表明，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險。

2.浮游動物的再生

浮游動物比較容易觀察，因此，對壓載水中浮游動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物的種類明顯少于浮游植物，浮游動物同樣可以產生休眠卵等來應對壓載水艙中惡劣的生存環境。[6]雖然經過壓載水管理系統處理，如過濾分離及物理化學方法等，但仍有一定數量的浮游動物存活。加之，壓載艙內存活的浮游植物為存活的浮游動物提供了食物，會直接導致浮游動物數量增加。[8]

3.微生物（細菌）的再生

雖然壓載水處理設備比較容易殺死壓載水中的微生物，也就是細菌，但是研究發現這些被滅活的細菌還會再生。如果壓載水在泵入船舶時就經過壓載水處理設備處理，那么，在船舶營運過程中異養菌會重新開拓一個生活環境。研究已經確認，自由生活的細菌，包括弧菌、大腸桿菌等，在經各種壓載水處理系統處理后18小時到7天后再生。[9]細菌的再生主要得益于壓載艙環境中的兩個方面：一是壓載水處理設備處理后會有很多水生生物死亡，形成溶解的有機物，這些有機物為細菌的再生提供了充足的營養；二是大量的水生生物死亡，對細菌來說少了大量的掠食者，使細菌容易存活。[10]

三、壓載水管理系統處理后水生生物再生的后果

國內外相關專家的文獻表明經過壓載水管理系統處理后的水生生物再生問題是客觀存在的，這會對船東及船舶管理者以及海洋環境造成不可忽視的影響：

1.導致壓載水取樣分析結果超出《壓載水公約》規定的D2標準

《壓載水取樣和分析技術通函》（BWM.2/Circ. 42/Rev.1）規定測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）數量的方法采用ISO國際標準。在菌落培養時間上，水中菌落總數的測定國際標準ISO 6222規定了三個培養時間兩個培養溫度，即37℃培養24小時和48小時，22 ℃培養72小時。而且試驗證實，22 ℃培養72小時的檢出率最高。[11]如果這些經過長達72小時培養的細菌再生，那么它們的數量很容易就超出《壓載水公約》規定的D2標準。《壓載水取樣和分析技術通函》（BWM.2/Circ.42/Rev.1）也提到使用培養的方法來評估“≥50微米”生物的恢復、再生和成熟。

2.導致海洋環境繼續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移入侵，強制要求船舶安裝壓載水處理設備就是為了實現這一目的。但是，如果經過壓載水處理設備處理的壓載水排放后，大量的水生生物經過一段時間后再生，那么《壓載水公約》將毫無意義，安裝壓載水處理設備也只是勞民傷財，海洋環境還會繼續遭到外來物種的侵害。可能真的如國內專家所言：《壓載水公約》的背后，與其說是人類保護生存環境，不如說是追逐經濟利益。[1]是各利益方在進行較量妥協，最后的目的可能不是保護海洋環境。

四、應對壓載水管理系統處理后水生生物再生的措施

《壓載水公約》生效在即，此時才想到如何應對壓載水管理系統處理后水生生物再生的問題似乎為時已晚，但是再生的問題是客觀存在的。

1.IMO應采取的措施

《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導則和G2導則之間的矛盾導致的操作性問題。《壓載水取樣和分析技術通函》是G2導則的一個指導性文件，從檢驗方法看可操作性差，只有少數發達國家有技術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致港口國取樣分析結果不符合《壓載水公約》的要求。

為此，2014年召開的MEPC67同意PSC檢查時，對船舶實施違法處罰不能以取樣分析結果作為依據，但僅限于前3年經驗積累階段。因此，IMO應盡快采取措施完善《壓載水公約》，解決壓載水管理系統型式認可和取樣分析之間的矛盾，并制定全球統一的操作性強的壓載水取樣和分析方法導則。同時，IMO應投入人力和物力繼續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/船舶管理者應采取的措施

船舶上安裝壓載水處理設備勢在必行，作為船東/船舶管理者在選擇安裝壓載水處理設備時應慎重。需考慮到壓載水處理設備處理后水生生物再生可能導致排出壓載水不符合《壓載水公約》要求的情況。尋求船級社及相關領域專家的幫助，選擇安全、經濟且符合公約標準的壓載水管理系統。

五、結束語

壓載水中水生生物再生給《壓載水公約》的實施帶來了新的問題，應引起相關各方的關注。對經壓載水管理系統處理的壓載水中浮游生物再生問題需要進一步研究。船東/船舶經營者更應慎重選擇壓載水處理設備，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狀及履約建議[J].中國遠洋航務,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的發展現狀及處理系統的選型研究[J].青島遠洋船員職業學院學報,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].海洋環境科學,2011(6)：831-834.

[7]STEHOUWER P P,BUMA A,PEPERZAK L.A comparison of six different ballast water treatment systems based on UV radiation, electro chlorination and chlorine dioxide[J].Environment Technology,2015(36)：2094-2104.

[8]CAROLINA GROB,BRUNO G POLLET.Regrowth in ship’s ballast water tanks：Think again![J].Marine Pollution Bulletin,2016 (109)：46-48.

[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.

[10]BUCHAN A,LECLEIR GR,GULVIK C A,GONZALEZ J M. Master recyclers：Features and functions of bacteria associated with phytoplankton blooms[J].Nat. Rev. Microbiol,2014(12)：686-698.

[11]張淑蘭,于凌琪,等.水中菌落總數的測定國際標準的應用[J].中國微生態學雜志,1999(2)：32-33.

[12]費珊珊.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，青島遠洋運輸公司，遠洋船長。

成海濤（1982—），男，青島遠洋船員職業學院，講師，大副，碩士。