標準與檢測 為中國造船與海洋工程設施保駕護航

張永剛

中國海洋石油總公司常州涂料化工研究院有限公司 （江蘇 常州 213016）

標準與檢測 為中國造船與海洋工程設施保駕護航

張永剛

中國海洋石油總公司常州涂料化工研究院有限公司 （江蘇 常州 213016）

針對2項國際拆船公約對船用有害物質限量的技術要求，自主建立了船用產品中15種有害物質的檢測方法，獲得了中國船級社（CCS）的檢測機構認可證書，實現了從涂料檢測向材料檢測的突破，取得了良好的經濟效益和社會效益。基于項目的研究成果，制定了4項國家標準，為我國在船舶與海洋工程設施用材料的研發、生產和使用涉及的相關檢測提供了技術支持，提升了服務行業、服務社會的綜合實力。

拆船公約；有害物質；標準；船舶；海洋工程設施

船舶一詞包含的內容十分廣泛，依據中華人民共和國海上交通安全法：船舶為排水或非排水的船、筏、水上飛機、潛水器和移動式平臺。GB/T 7727.1—2008《船舶通用術語 第1部分：綜合》中船舶的定義為：能航行、停泊于水域，從事運載、作戰、作業、科研等的構造物。從定義的角度看，海上平臺等海洋工程設施其實隸屬于船舶。船舶和海洋工程設施在制造、營運、維修、拆解等過程中直接或間接把一些物質或能量引入海洋環境，產生一系列諸如損害生物資源、妨礙包括漁業在內的各種海洋活動，破壞海水水質等環境問題。

為保護海洋環境及人類身體健康和安全免受船用材料中有害物質影響的需要，國際海事組織（IMO）于2009年在中國香港發布了《國際安全與環境無害化拆船公約》（簡稱香港公約）[1]，歐洲理事會于2013年頒布了《歐盟1215/2013號拆船法規》（簡稱歐盟法規）。這2個法規（統稱拆船公約）[2]對包括中國在內的世界各國船舶業是一個嚴峻的考驗，引起各國政府、航運組織、船舶漆生產商、各國船級社、船舶材料檢測機構的高度重視。然而無論是香港公約還是歐盟法規的文本及附則，僅列出了要控制的有害物質名稱和限量值，均未明確相應的檢測方法。

我國是香港公約的締約國之一，國家相關主管部門已在推動履約前的各項準備工作，而中國船級社（CCS）作為中國唯一從事船舶入級檢驗業務的專業機構，也期望國內的檢測機構對香港公約和歐盟法規中規定的15種有害物質的檢測技術進行研究，以期建立公正、科學、權威且為世界各國船級社互認的檢測方法，為香港公約的實施和歐盟法規的執行提供技術支持[3]。

依托中國海洋石油總公司（以下簡稱中海油）常州涂料化工研究院有限公司建設的國家涂料質量監督檢驗中心（以下簡稱檢測中心），是首批經中國合格評定國家認可委員會認可的符合ISO/IEC1 7025《檢測和校準實驗室能力通用要求》的實驗室，也是由國家認監委授權的國內最早專門從事涂料、顏料、膠黏劑等產品質量檢驗的國家級質檢中心，以高度的責任感和市場意識，主動承擔起相關的研究工作。為積極應對拆船公約中有關船舶材料中15種有害物質的檢測需要和市場需求，檢測中心自2012年9月就啟動了該項目的研究工作，同時向中海油總公司申報了《2013年—2015年科技平臺建設項目》，同年得到了中海油的立項批文，列入中海油項目 “國家涂料工程技術研究中心科技研發平臺建設規劃及2013年—2015年實施計劃”中“子平臺二：船舶及海洋工程防護涂層有毒有害物質檢測系統建設”。

在中海油總公司支持下，經過兩年多的能力建設和專項研究，檢測中心根據兩項國際法規中規定的15種有害物質的閾值要求，建立了相應的檢測方法和管理體系。并于2015年3月成為國內首家獲得CCS拆船公約有害物質檢測機構資格的實驗室，樹立了在國內有害物質檢測領域的權威。全國涂料和顏料標準化技術委員會（以下簡稱涂標委）以相關研究成果為基礎，積極申報了強制性國家標準立項。對尚未建立標準檢測方法的有害物質，借鑒自建的檢測方法，制定了3項相應的檢測方法國家標準，為我國在船舶與海洋工程設施用材料的研發、生產和使用涉及的相關檢測提供了技術支持，提升服務社會、服務行業的綜合實力。

1 檢測能力建設

1.1 拆船公約中有害物質類型及限量要求

拆船公約的核心內容為每艘船舶上應按規定持有一份有害物質清單證書，即確定船用產品中各種有害物質的類型和含量。其中香港公約對13種有害物質規定了具體要求，歐盟法規在此基礎上增加了2種，共對15種有害物質規定了具體要求。確定船用產品中有害物質的類型和含量是香港公約和歐盟法規實施的前提條件之一，兩項國際法規中規定的15種害物質類型及限量要求見表1。

1.2 國內外檢測技術現狀和有害物質特性

研究初始，國內尚無檢測機構具有對船用產品中15種有害物質檢測的能力。查閱國內外相關文獻和標準，也沒有針對船用產品中有害物質的檢測方法，國外船級社公開發布的相關檢測方法資料，僅有部分測試其他產品中的某些項目的測試方法可供參考[4]。

通過研究國內外已發布的相關技術資料及標準,如:國際標準化組織(ISO)、美國環境保護署(EPA)、美國國家職業安全與健康研究學會（NIOSH）、英國健康安全委員會（HSG）、德國工程師協會（VID）、日本工業調查會 （JIA）、中國國家標準化管理委員會（GB）等機構制定的標準，對技術內容進行了梳理、對比分析，掌握了15種有害物質的基本特性及在船舶材料中的主要用途，國內外目前的分析技術狀況、檢測技術難點詳見表2。

由表2可知，15種有害物質的形態、特性各不相同，涉及礦物、金屬化合物、有機化合物、放射性物質。每一種有害物質都不是單一的化合物，已知數量多達800多種。此外公約中列出的一些有害物質目前尚未見到有對應參考價值的檢測技術可供參考，如對放射性化合物的檢測要求在現有條件下則難以實施，而多氯萘、短鏈氯化石蠟等檢測項目未見業內達成共識的檢測方法。通常一艘船是由許多部件組合而成，所用材料種類繁雜，幾乎涵蓋了目前已知的材料類別，液體、固體，有機、無機材料，金屬、非金屬材料等等。而國際法規中禁用或限用的有害物質均是與基質混在一起，有些甚至是以雜質或無害物質的伴生物無意引入的。

表1 船用產品中有害物質類型及限量要求

1.3 建設內容

在對15種有害物質的特性和測試方法分析研究的基礎上，確定了檢測方法和分析儀器類型。

由于15種有害物質都不是單一的化合物，而是一大類，要準確檢測所有的化合物是不可能的。目前很多化合物僅限于理論推測尚未見到產品，因此不具備檢測的條件。借鑒國內外對具有大量同源物化合物檢測的原則，選擇有代表性的、且可合成得到純品的同源物作為“指示性”同源物，對其進行檢測，檢測結果作為判斷此類物質合格與否的依據，據此確定了檢測15種有害物質的標準物質。

針對船用材料的樣品形態、種類的多樣性和復雜性，被測物質的特性，建立了樣品預處理方法有效分離并富集待測物質，特別是滿足法規閾值要求的低含量有害物質的分類提取。

表2 有害物質的特性及國內外測試技術現狀

續表2

根據有害物質本身的特性選定檢測儀器的原理，收集了各種有代表性的樣品，在大量試驗的基礎上，建立了樣品的分析測試條件和測試方法，并規定了每種有害物質的檢出限以及出具檢測結果的具體內容要求。

通過上述大量繁雜嚴謹的研究試驗，實現如下技術創新：

1）針對船用材料特點，探索建立了樣品前處理方法。根據待測樣品的形態和成分，欲測試項目本身的特性，建立了樣品前處理操作程序，確保檢測結果的一致性和準確性。

2）科學合理選擇標準物質。對同類物質多達數百種的 “消耗臭氧物質”、“多氯聯苯”、“短鏈氯化石蠟”等檢測項目，根據其用途、選擇的測試方法、標準物質商品化程度，確定了有代表性的且可購買到的品種作為相應的檢測標準物質，解決了測試的技術瓶頸。

3）儀器選擇上的創新。對于“石棉”檢測，目前常用的3種檢測儀器 （偏光顯微鏡、X射線衍射儀、掃描電鏡能譜儀）來進行檢測，但僅用1種儀器不能準確確認是否為石棉，至少使用2種儀器同時鑒定，保證測試結果的準確性。對未見報道過的 “放射性物質”檢測，提出以α、β射線表面污染劑量、γ射線劑量作為檢測項目并確定了檢測儀器和評價指標。對目前業界尚未確定檢測方法的“短鏈氯化石蠟”、“多氯萘”、“六溴環十二烷”檢測，建立了采用氣相色譜—電子俘獲器和氣相色譜—質譜聯用儀的檢測方法，填補了國內技術空白。

2 標準制定

2.1 制定標準的重要性

在進行船用產品有害物質檢測技術能力建設的過程中，通過對國內外已發布的相關技術資料及標準方法的分析研究得出二方面的結論：①國外對于兩項國際法規中限制的有毒有害物質涉及的材料領域非常廣泛，本項目建立的適用于各種類型船用材料的檢測方法可以適用于多個領域多種材料范疇，即通用性較強；②國內對于有毒有害物質的檢測分析技術尚處于起步階段，可供參考的國家標準并不多，而且方法也有不盡完善的地方。通過標準對比，本項目的研究意義和目標更為突出，即該方法一旦形成，一方面具有國際先進性，另一方面在國內具有較大的推廣價值，對其他領域的相關標準建立具有借鑒意義。

2項國際法規是對所有船用材料規定了有害物質限量要求，但作為船用材料之一的船舶涂料在國內外尚未制定有害物質限量標準，而且法規中提及的多種有害物質國內也無針對涂料產品的檢測方法標準。涂標委以研究成果為基礎，發揮常州涂料化工研究院（以下簡稱常州院）在涂料領域的綜合優勢，制定船舶涂料中的有害物質限量國家強制性標準；對照國際法規中的有害物質清單，對涂料產品中可能存在的有害物質且目前尚無檢測方法標準的，制定相應的測試方法標準，為今后制定其他涂料產品標準時設置該項檢測項目提供技術支持。目前已立項制定國家標準4項，其中1項為強制性國家標準，2項已完成，詳見表3。

表3 涂料產品中有害物質檢測制定的4項標準簡介

2.2 強制性國家標準《船舶涂料中有害物質限量》

《船船涂料中有害物質限量》標準的制定遵循源頭控制的原則[5]，根據國內目前船舶涂料的發展水平，應用需要并參考國內外的相關法規及技術要求，從控制并減少船舶涂料中有害物質排放為出發點，以促進我國船舶涂料品種優化和涂裝工藝技術進步、向著低污染化方向發展、減少對人體和環境的危害為目的，設置的控制項目共5項，包括VOC含量、限用溶劑含量、重金屬含量、生物殺傷劑含量、石棉含量。本標準在國內外均是首次以法規的形式規定了船舶涂料中對人體和環境有害的物質容許限值的要求等內容。隨著標準的發布實施，將進一步限制涂料生產、施工以及船舶航運過程中有害物質的排放對人類和環境造成的不利影響，促進我國船舶涂料制造技術水平的提升。當然，也必然會提升國家涂料質量監督檢驗中心的影響力和對外承檢業務量。

2.3 國家標準《涂料中石棉的測定》

石棉纖維具有保溫、隔熱、絕緣等特性，在某些涂料產品的制造過程中，為改善其性能，有時需加入一些石棉物質或天然礦物 （常會摻雜有石棉纖維的伴生物）[6-7]。但長期吸入石棉纖維會引起石棉肺、肺癌、胸膜間皮瘤、腹膜間皮瘤和胃腸癌等致命的疾病。隨著各類石棉控制或禁用法規的實施，涂料成為無法規避的被檢材料，因此能夠準確的識別涂料中是否含有石棉纖維有著非常重要的意義。該標準的制定不僅為我國相關部門在生產、使用、驗收、監督檢查涂料時提供石棉含量的檢測結果，也為各種石棉禁用法規得以實施提供技術保障。

2.4 國家標準《涂料中有機錫含量的測定 氣質聯用法》

有機錫化合物在涂料領域主要作為催化劑、穩定劑使用，在船舶涂料中曾作為防污涂料中的殺菌劑被廣泛使用[8-9]。但是該類化合物有致癌、致畸、破壞免疫和生殖功能等毒性，國內外相關管理機構已頒布了各種法規，對不同領域材料中使用的有機錫化合物均規定了限量值。目前國內涂料領域尚未建立測定有機錫含量的測試方法標準，只能采用測定總錫含量的理念間接代替有機錫含量，這種方法不能滿足在制定涂料產品標準時明確有機錫類型及確定具體技術指標的要求。因此將測試涂料中有機錫含量的方法形成國家標準并加以推廣具有重大的意義。

2.5 國家標準《涂料中多氯聯苯的測定》

多氯聯苯是一類可揮發的有機化合物，對生物體有積蓄性毒害作用，在自然環境中很難降解[10]。在涂料領域主要是通過一些含氮染料和酞箐顏料帶入，一般在油漆生產的廢水中能檢測出。目前國內外關于涂料中多氯聯苯的檢測還沒有統一的標準，隨著國家對這類物質的嚴苛禁用，制定涂料中多氯聯苯的檢測方法標準勢在必行。該標準的制定不僅為相關部門檢測涂料中多氯聯苯含量提供了統一有效的方法，也為多氯聯苯的有效禁用提供了技術保障。

3 應用價值

3.1 服務行業

檢測中心從涂料檢測向材料檢測拓展，成功開展非涂料檢測業務，至今已承接4 000多個樣品的分析檢測，實現對外承檢收入400多萬元，取得了較好的經濟效益和社會效益。從各方面的反饋信息來看，船舶設計制造者、船東海運業者、港口及監管機構等均非常重視公約的要求，主動送樣檢驗，避免使用不合格產品。這為船舶制造業這一產業鏈上的相關行業制定和調整戰略提供了依據，促進我國造船業盡快實現綠色發展。

3.2 服務社會

依據船用產品中有害物質限量要求，結合船舶涂料的特點，提出并主要負責起草制定了強制性國家標準《船舶涂料中有害物質限量》[10]。隨著該標準的發布實施，將進一步限制船舶涂料生產、施工以及船舶航運和拆解過程中有害物質的排放，減少對人類和環境的危害，促進我國船舶涂料的技術進步。為使船舶涂料以及其他涂料的生產商和使用者能及時了解產品中有害物質的含量，由常州院提出并主負責起草制定了測試方法國家標準 《涂料中石棉的測定》、《涂料中有機錫含量的測定 氣質聯用法》和《涂料中多氯聯苯的測定》，上述各項工作為整個涂料行業朝著環保、低污染化方向發展起到了積極地促進作用。

4 結語

有害物質的檢測能力建設取得了較好的效果，獲得了CCS有害物質檢測機構認可證書，實現了檢測中心從涂料檢測向材料檢測的突破，擴大了常州院的影響力。制定的國家標準不僅為CCS采用，更上升為國家技術法規，為整個涂料行業的健康發展具有極為重要的貢獻、推廣應用價值和指導意義，并具有廣闊的應用前景。

[1]IMO(國際海事組織).2009年香港國際安全與環境無害化拆船公約[Z].2009,5.

[2]Regulation(EU).1257/2013船舶回收法規[Z].2013,12.

[3]IMO.2011年有害物質清單編制指南[Z].2011,7.

[4]CCS(中國船級社).船舶有害物質清單編制及檢驗指南GD11-2014[Z].中國船級社,2014,9.

[5]劉惠榮,黃 旻.國際海事組織法律規則探析及其對我國的啟示[J].海洋信息,2011,2:29-32.

[6]崔 燕.應對石棉禁令迫在眉睫-訪中國船級社 （CCS）副總裁高照杰[J].中國船檢,2011,（7）:26-28.

[7]International Organization for Standardization.空氣質量 散裝材料 第1部分:商業散裝材料中石棉的取樣和定性測定:ISO 22262-1:2012[S].全球國家標準化機構聯合會,2012,7.

[8]IMO(國際海事組織).船舶防污底系統簡單取樣指南[Z].2003,7.

[9]IMO(國際海事組織).控制船舶有害防污底系統公約[Z].2011,3.

[10]EPA（US）美國國家環保局.氣相色譜法進行多氯聯苯的測定:EPA 8082A[S].U.S.EPA,2007,2.

According to the technical requirements in two international shipbreaking conventions to the harmful substances in the products used for ships,the detection methods of 15 kinds of the harmful substances were established,and a certification certificate of inspection institution issued by China Classification Society (CCS)was obtained.A breakthrough from coating detection to material detection was realized,and a good economic and social benefit was achieved.Based on the research results,4 national standards were formulated,which provided technical support for the relevant research and development,production and use of materials used in the ships and marine engineering facilities in China,and improved the comprehensive strength of servicing industry and serving the society.

shipbreaking convention;hazardous substance;standard;ship;marine engineering facility

張永剛（1980-），男，高級工程師，主要從事分析測試技術和有害物質檢測技術研究。

崔 杰

2017-10-30