江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染現(xiàn)狀及影響研究

徐文文， 殷承啟， 張 瑋， 姜文婷

(1．中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司， 江蘇 南京 210014；2．江蘇省交通運(yùn)輸環(huán)境保護(hù)工程技術(shù)研究中心， 江蘇 南京 210014)

0 引言

近幾年，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，全國(guó)各地港口事業(yè)飛速發(fā)展，新建、改建、擴(kuò)建的港口碼頭明顯增多，隨著港口規(guī)模的擴(kuò)大和吞吐量的上升， 船舶進(jìn)出港口艘次數(shù)也明顯增多， 船舶產(chǎn)生的廢水污染物數(shù)量也明顯增多。 江蘇省內(nèi)河干線航道里程2 154 km，船舶流量約320 萬(wàn)艘/a， 隨著全省航道網(wǎng)整治工程的加速推進(jìn)，區(qū)域干線航道的集聚效應(yīng)將更加突出，船舶污染引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題也將更加突出， 特別是對(duì)敏感區(qū)域（如水源地，清水通道維護(hù)區(qū)等）的水體質(zhì)量影響尤為受到關(guān)注。

船舶廢水污染主要是指船舶在航行、停泊港口、裝卸貨物等過(guò)程中排放的廢水對(duì)周邊水體的污染影響，有流動(dòng)、面廣、線長(zhǎng)、分散的特點(diǎn)[1]其產(chǎn)生排放過(guò)程具有分散性、隱蔽性、隨機(jī)性、不易監(jiān)測(cè)等特殊性，對(duì)其進(jìn)行研究管制存在較大難度[2]?，F(xiàn)階段船舶洗艙水的排放問(wèn)題已得到有效的控制， 且內(nèi)河船舶更換不相容貨物的頻次較低，因此對(duì)于內(nèi)河船舶，船舶生活污水以及油污水是其主要污染物[3]，王成[4]分析了內(nèi)河航道船舶水環(huán)境污染的原因主要來(lái)自于艙底油污水、生活污水，并提出了相關(guān)防治措施；董良飛[5]對(duì)船舶生活污水的污染特征及污染評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了研究， 通過(guò)實(shí)船測(cè)試研究得出了貨輪上船員人均污水排放量；肖慧興[6]在京杭運(yùn)河徐揚(yáng)段船舶污染綜合整治研究中，對(duì)船舶流量與產(chǎn)污量的關(guān)系進(jìn)行了分析，并對(duì)船舶污染排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)；劉曉東等[7-8]對(duì)太湖流域內(nèi)河船舶污染負(fù)荷進(jìn)行估算， 并利用分段混合水質(zhì)模型對(duì)實(shí)施污染控制后的石油類水質(zhì)改善效果進(jìn)行了預(yù)測(cè);汪亭玉等[9]對(duì)船舶對(duì)長(zhǎng)江中下游水質(zhì)的影響進(jìn)行了調(diào)查與分析。

上述研究多針對(duì)某一流域船舶或者船舶某一廢水污染物進(jìn)行測(cè)算， 未對(duì)江蘇省全省的內(nèi)河船舶廢水污染物排放量進(jìn)行預(yù)測(cè)， 并缺少不同特征流域的船舶廢水污染物排放影響對(duì)比分析，基于此，本文選取淮安船閘（京杭運(yùn)河）、太浦河船閘（太湖入湖河道）、海安船閘（通榆河）、江陰港（長(zhǎng)江）對(duì)船舶廢水污染防治現(xiàn)狀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研， 并計(jì)算內(nèi)河船舶生活污水、油污水污染物入河量，核算各類船舶及港口污染物入河量占江蘇省省污染排放總量的比例， 定量分析船舶污染對(duì)江蘇省省內(nèi)河水域水環(huán)境質(zhì)量的影響程度，并針對(duì)集中排污河段以及清水通道維護(hù)區(qū)，計(jì)算船舶污染物入河量， 分析其排放占該河段污染物排放總量的比例。

1 研究方法

1．1 內(nèi)河船舶廢水現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

2017 年8 月至2018 年3 月，在淮安船閘、海安船閘、太浦河船閘對(duì)過(guò)閘船舶進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與問(wèn)詢，了解不同等級(jí)船舶及不同功能用途船舶的廢水污染防治設(shè)施的安裝使用情況，共計(jì)調(diào)研船舶485艘，其中散貨船舶253 艘，雜貨船舶208 艘，化學(xué)品、油品船舶24 艘。 按照船舶等級(jí)劃分，調(diào)研船舶400 總噸以上（含）的422 艘，400 總噸以下的63 艘。 主要調(diào)研內(nèi)河船舶生活污水、油污水以及化學(xué)品廢水收集、 處理設(shè)備的安裝以及運(yùn)行情況，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 船舶調(diào)研情況

1．2 內(nèi)河船舶廢水污染物產(chǎn)生量計(jì)算方法

船舶含油污水、 船舶生活污水分析方法可依照《港口和船舶污染物接收轉(zhuǎn)運(yùn)及處置設(shè)施建設(shè)方案編制指南》中規(guī)定的基于船舶簽證信息的計(jì)算方法，計(jì)算方法：

式中：Wi為第i 類船舶污染物產(chǎn)生量，t/a；t 為單艘船舶污染物儲(chǔ)存時(shí)間，d， 本項(xiàng)目通過(guò)調(diào)研獲得；i 為第i 類污染物，取1 ～2，分別代表船舶含油污水、船舶生活污水；qi為船舶污染物產(chǎn)生系數(shù)；GT 為單艘船舶總噸位，總噸；r 為單艘船舶船員人數(shù)，人。

（1）船舶污染物儲(chǔ)存時(shí)間

t 包括到港前航行時(shí)間和船舶?？繒r(shí)間。每艘船舶污染物儲(chǔ)存時(shí)間可利用簽證數(shù)據(jù)和實(shí)際調(diào)研得到，在本課題計(jì)算過(guò)程中，計(jì)算污染物江蘇省全年船舶污染物產(chǎn)生量時(shí)， 污染物儲(chǔ)存時(shí)間應(yīng)為單艘船舶在江蘇省境內(nèi)全年行駛時(shí)間，通過(guò)實(shí)際調(diào)研，本次計(jì)算t 取300 d。

（2）單位總噸的油污水小時(shí)產(chǎn)生量

對(duì)于內(nèi)河地區(qū)，根據(jù)《內(nèi)河船舶法定檢驗(yàn)技術(shù)規(guī)則》，單位總噸的油污水小時(shí)產(chǎn)生量（q1）可通過(guò)以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：P 為船舶主、輔柴油機(jī)總功率，kW。

（3）單位船員的船舶生活污水日產(chǎn)生量

根據(jù)《港口、碼頭、裝卸站和船舶修造拆解單位船舶污染物接收能力要求》，單位船員的船舶生活污水日產(chǎn)生量（q2）為0．03 t/d。

（4）單艘船舶船員人數(shù)

內(nèi)河船只船員人數(shù)按《船舶最低安全配員規(guī)則》的人數(shù)要求選取， 內(nèi)河船舶和海船生活污水產(chǎn)生量見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)河船舶生活污水產(chǎn)生量

2 結(jié)果與討論

2．1 江蘇省內(nèi)河（含長(zhǎng)江）船舶廢水污染物防治現(xiàn)狀

（1）處理裝置配備現(xiàn)狀

江蘇省內(nèi)河船舶廢水處理裝置配備現(xiàn)狀見(jiàn)表3。 由表3 可知，400 總噸以上船舶基本配備了生活污水處理裝置，配備占比90．1%，為根據(jù)現(xiàn)階段江蘇省內(nèi)河400 總噸以上船舶所安裝生活污水處理裝置型號(hào)多為SWCB-JSL 船用生活污水處理裝置，SWCM （N） 型多級(jí)船用生活污水處理裝置以及WCMBR 型船用生活污水處理裝置。但仍有少量400總噸以上船舶未安裝該設(shè)備。 400 總噸以下船舶無(wú)硬性要求， 配備生活污水處理裝置的內(nèi)河船舶僅占比10．5%，生活污水直排入河。

由于油水分離設(shè)備體積小、重量輕、價(jià)格合理，船方可承受，推行過(guò)程也較順利，因此，目前內(nèi)河航區(qū)大部分船舶均已按規(guī)定裝設(shè)了油水分離設(shè)備和污油桶（柜），配備了相應(yīng)的防污染證書、文書等，其中400 總噸以上內(nèi)河船舶配備油污水收集裝置的比例高達(dá)97．8%，400 總噸以下內(nèi)河船舶配備油污水收集裝置的比例也接近90%。

表3 江蘇省內(nèi)河船舶廢水處理裝置配備現(xiàn)狀

（2）處理裝置運(yùn)行現(xiàn)狀

江蘇省內(nèi)河船舶廢水處理裝置運(yùn)行現(xiàn)狀見(jiàn)表4。 由表4 可知，盡管江蘇省400 總噸以上內(nèi)河船舶生活污水處理裝置配備現(xiàn)狀較好， 但是由于現(xiàn)階段江蘇省內(nèi)河港口、 船閘處未大范圍安裝生活污水廢渣收集裝置， 無(wú)法接收船舶生活污水處理裝置運(yùn)行后殘留的廢渣，導(dǎo)致船民開啟處理裝置的頻率較低，400 總噸以上內(nèi)河船舶開啟生活污水處理裝置的艘次占比僅為23%，對(duì)應(yīng)的，由于船舶油污水現(xiàn)階段管控較嚴(yán)，且油污水具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，大部分船舶船民定期將收集的廢油交由有資質(zhì)單位處置，此外， 內(nèi)河上存在小型船舶不定期到內(nèi)河船舶上以肥皂、毛巾等生活用品置換油污水。

表4 江蘇省內(nèi)河船舶廢水處理裝置運(yùn)行現(xiàn)狀

2．2 江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物排放量

（1）江蘇省內(nèi)河（不含長(zhǎng)江）船舶廢水污染物計(jì)算

2017 年， 江蘇省內(nèi)河港口內(nèi)河船舶到港簽證艘次為1 120 772 艘次， 船舶生活污水主要污染物COD，BOD5，TP，NH3-N，SS 以及動(dòng)植物油的質(zhì)量濃度取值分別為500，250，5，20，250 mg/L 以及20 mg/L，油污水中COD 和石油類污染物質(zhì)量濃度分別按2 000 和200 mg/L 取值[10-12]，結(jié)合2．1 節(jié)調(diào)研現(xiàn)狀，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。從表5 可以看出，2017 江蘇省內(nèi)河船舶共排放183．8 萬(wàn)t 生活污水，185．6 萬(wàn)t 油污水，共排放1 636．2 t， 其中COD，NH3-N，TP，BOD5，SS，油類物質(zhì)（包括動(dòng)植物油和石油類）排放量分別為4 631．4，36．8，9．2，459．7，459．7，408 t。

表5 2017 年江蘇省內(nèi)河（不含長(zhǎng)江）船舶污水排放量 t·a-1

（2）長(zhǎng)江江蘇段船舶廢水污染物計(jì)算

2017 年長(zhǎng)江江蘇段抵港船舶艘次為1 048 738 艘次，其中內(nèi)河船974 385 艘次，2017 年長(zhǎng)江段內(nèi)河船舶共排放126．4 萬(wàn)t 生活污水，132．4 萬(wàn)t 油污水，具體見(jiàn)表6。從表6 可以看出，共產(chǎn)生COD，NH3-N，TP，BOD5，SS，油類物質(zhì)分別為3 280，25．3，6．3，316，316，290 t。

表6 2017 年江蘇省長(zhǎng)江江蘇段船舶污水排放量 t·a-1

（3）江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物排放總量

江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物排放總量見(jiàn)表7。2017 江蘇省內(nèi)河（含長(zhǎng)江）船舶共排放310．2 萬(wàn)t 生活污水，318．0 萬(wàn)t 油污水，共排放COD，NH3-N，TP，BOD5，SS 以及油類物質(zhì)分別為7 911．4，62．1，15．5，775．7，775．7，698 t。

對(duì)比長(zhǎng)江江蘇段以及內(nèi)河航道的廢水污染物排放量， 生活污水以及油污水內(nèi)河航道排放量均高于長(zhǎng)江航道， 這主要由于長(zhǎng)江航道內(nèi)河船舶抵港艘次低于內(nèi)河航道， 且長(zhǎng)江航道上400 總噸以上的內(nèi)河船舶占比高于內(nèi)河航道， 生活污水處理裝置以及油水分離器安裝及運(yùn)行現(xiàn)狀較好。

表7 2017 年江蘇省內(nèi)河（含長(zhǎng)江）船舶污水排放量 t·a-1

（4）江蘇省內(nèi)河船舶、港口廢水污染物排放對(duì)比

2017 年船舶、港口污染物排放對(duì)比見(jiàn)圖1。由圖1 可知，除SS 外，船舶的污染物排放占比高于港口，一般達(dá)到70%左右，這是由于江蘇省內(nèi)河船舶數(shù)量較多以及內(nèi)河船舶污染物的防治措施較差導(dǎo)致的，港口SS 排放占比高于船舶的原因是港口的雨水徑流污水以及散貨、件雜貨沖洗廢水中SS 含量較高。

圖1 江蘇省內(nèi)河船舶港口污染物排放占比

2．3 江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物影響研究

（1）內(nèi)河船舶廢水污染物占全省比例

根據(jù)2018 江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒， 江蘇省2017 年廢水、COD，NH3-N 排放量分別為62．13，105．46，13．77億t， 江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物排放占比見(jiàn)圖2。由圖2 可知， 內(nèi)河船舶廢水、NH3-N 以及COD 污染物排放占比分別為0．09%，0．05%以及0．75%， 根據(jù)《船舶水污染防治技術(shù)政策（征求意見(jiàn)稿）》 中的2015 年船舶水污染物排放量及其與全國(guó)排放量和各類污染源排放量的占比，2015 年全國(guó)船舶排放的NH3-N 以及COD 占全國(guó)對(duì)應(yīng)污染物排放量的0．1%，0．5%。 綜合可以看出，相對(duì)于城鎮(zhèn)生活污水以及工業(yè)廢水等污染源， 內(nèi)河船舶廢水污染物的污染負(fù)荷并不是很高。

圖2 江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染物排放占比

（2）太湖流域船舶廢水污染物排放占比

根據(jù)《太湖2017 年健康狀況評(píng)估》，江蘇太湖流域2017 年 污 染 物 負(fù) 荷COD，TP，NH3-N 分 別 為4．66，0．18，0．80 萬(wàn)t，太湖流域船舶COD，NH3-N，TP污染物排放量分別為559．2，5．6，1．98 t， 分別占太湖入湖污染負(fù)荷總量的1．19%，0．09%，0．11%（見(jiàn)圖3）。 其中NH3-N，COD 占比略高于全省比例，但是相對(duì)于岸線農(nóng)業(yè)面源污染、工業(yè)廢水排放，船舶污染并不構(gòu)成太湖水質(zhì)惡化、水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因素。

圖3 江蘇省太湖流域船舶廢水污染物排放占比

（3）京杭運(yùn)河江蘇段船舶廢水污染物排放占比

京杭運(yùn)河江蘇段抵港船舶艘次達(dá)到455 704艘次，占我省內(nèi)河港口抵港船舶艘次的41%，京杭運(yùn)河江蘇段無(wú)疑是我省內(nèi)河港口船舶集中排污河段。 此外，京杭運(yùn)河蘇北段是我省生態(tài)紅線區(qū)域劃分的清水通道重要組成部分，其水質(zhì)要求受到嚴(yán)格管控。

京杭運(yùn)河蘇南段COD，NH3-N 以及TP 入河污染 負(fù) 荷 單 位 長(zhǎng) 度 排 放 量 分 別 為63．4，5．63，0．63 t/（a·km）[13]，京杭運(yùn)河蘇北段，由于其為江蘇省清水通道以及南水北調(diào)東線的重要組成部分， 點(diǎn)源污染得到有效的控制，對(duì)比蘇南段，單位長(zhǎng)度污染物排放量進(jìn)行部分削減，估算京杭運(yùn)河蘇北段COD，NH3-N以及TP 入河污染負(fù)荷單位長(zhǎng)度排放量分別約為25．4，2．25，0．25 t/（a·km）。 蘇北運(yùn)河里程為475 km，蘇南運(yùn)河里程為212 km，計(jì)算得出京杭運(yùn)河江蘇段年COD，NH3-N，TP 入河量約為25 505．8，2 262．3，252．3 t，見(jiàn)表8。

表8 京杭運(yùn)河江蘇段航段劃分及污染物排入量 t·a-1

結(jié)合京杭運(yùn)河江蘇段2017 年抵港船舶數(shù)據(jù)、過(guò)閘數(shù)據(jù)， 計(jì)算得出蘇南運(yùn)河船舶排放COD，TP，NH3-N 分別為288．1，2．59，9．84 t， 蘇北運(yùn)河船舶排放COD，TP，NH3-N 分別為208．6，1．89，7．21 t， 京杭運(yùn)河江蘇段船舶廢水污染物排放占污染負(fù)荷總量的占比見(jiàn)圖4。

圖4 京杭運(yùn)河江蘇段船舶廢水污染物排放占比

由圖4 可知，蘇南運(yùn)河、蘇北運(yùn)河船舶廢水污染排放占各自河段的比例高于江蘇省船舶港口污染物排放量占比，太湖流域船舶港口污染物排放占比，蘇南運(yùn)河、 蘇北運(yùn)河的船舶港口COD 排放占比達(dá)到2%以上，TP 排放占比在1．5%以上，NH3-N 排放占比也在0．5%以上，由此可見(jiàn)對(duì)于排放密集河段以及其他污染源已得到有效控制的清水通道， 船舶港口污染物的排放不容忽視， 且船舶的污染物排放存在流動(dòng)性的特點(diǎn)， 有必要對(duì)船舶港口的污染物排放進(jìn)行有效管控。

2．4 船舶廢水污染物防治對(duì)策

（1）船舶生活污水防治建議

通過(guò)上述，針對(duì)江蘇省內(nèi)河船舶生活污水處理，可采取2 種處理方式： ①船舶配備生活污水處理裝置，對(duì)生活污水進(jìn)行處理并達(dá)標(biāo)排放；②船舶配備生活污水收集裝置，通過(guò)岸上接收進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)處置，由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析可知， 對(duì)于第2 種船舶配備生活污水收集裝置，岸上接收轉(zhuǎn)運(yùn)處置的方式，由于我省是內(nèi)河大省，碼頭泊位數(shù)量較多，配套岸上接收設(shè)施的難度較大， 以2016 年為例， 江蘇省內(nèi)河港口抵港船舶，100 ～400 t 的船舶的比例超過(guò)50%， 這部分船舶的生活污水排放情況現(xiàn)階段處于失控狀態(tài)， 這部分內(nèi)河船舶的生活污水防治工作迫在眉睫。

因此針對(duì)上述2 個(gè)問(wèn)題， 對(duì)于江蘇省內(nèi)河船舶生活污水的防治可分“兩步治理”的措施：第一步為近期加強(qiáng)內(nèi)河400 總噸以下內(nèi)河船舶安裝生活污水處理裝置以及岸上、 船閘配套廢渣收集裝置布置的工作，確保內(nèi)河船舶生活污水的污染在可控范圍內(nèi)；第二步是同步進(jìn)行岸上接收設(shè)施的規(guī)劃、布局研究，逐步推進(jìn)船舶生活污水接收配套設(shè)施的安裝工作。

（2）船舶油污水防治建議

目前內(nèi)河航區(qū)大部分船舶均已按規(guī)定裝設(shè)了油水分離設(shè)備和污油桶（柜），對(duì)于內(nèi)河船舶含油廢水，建議油污水通過(guò)船上安裝油水分離器處理后， 儲(chǔ)存至污油桶， 通過(guò)流動(dòng)收集船進(jìn)行收集后進(jìn)行岸上接收、轉(zhuǎn)運(yùn)處置。

（3）形成江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染控制管理體系

結(jié)合座談會(huì)以及從船舶污染控制的行業(yè)管理現(xiàn)狀，從法律體系建設(shè)、管理策略完善等角度形成江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染控制管理體系， 同時(shí)也將為我省內(nèi)河水域內(nèi)河航運(yùn)規(guī)劃、 評(píng)價(jià)和管理工作提供決策依據(jù)，主要包括：①構(gòu)建多部門聯(lián)合監(jiān)管的管理體系；②建立船舶污染物聯(lián)單管理制度；③建立完善的船舶港口碼頭水污染事故應(yīng)急方案； ④對(duì)港口船舶污染防治設(shè)施合理規(guī)劃布局； ⑤推進(jìn)江蘇省內(nèi)河船舶生活污水處理裝置安裝工作； ⑥建立船舶污染物有效治理的引導(dǎo)機(jī)制； ⑦加強(qiáng)污染防治設(shè)施以及第三方單位的運(yùn)營(yíng)管理；⑧建立“互聯(lián)網(wǎng)+”船舶污染物回收全過(guò)程監(jiān)管機(jī)制； ⑨加大船舶污染物排放的監(jiān)管懲處。

3 結(jié)論

（1）江蘇省內(nèi)河400 總噸以上船舶基本配備了生活污水處理裝置，400 總噸以下船舶無(wú)硬性要求，配備生活污水處理裝置的內(nèi)河船舶僅占比10．5%，400 總噸以上內(nèi)河船舶開啟生活污水處理裝置的艘次占比僅為23%，油污水收集處置裝置配備情況較好，400 總噸以上內(nèi)河船舶配備油污水收集裝置的比例高達(dá)97．8%，且運(yùn)行情況良好。

（2）2017 江蘇省內(nèi)河（含長(zhǎng)江）船舶共排放310．2萬(wàn)t 生活污水，318．0 萬(wàn)t 油污水，共排放COD，NH3-N，TP，BOD5，SS 以及油類物質(zhì)分別為7 911．4，62．1，15．5，775．7，775．7，698 t。

（3）京杭運(yùn)河江蘇段船舶廢水污染排放占比高于江蘇省以及太湖流域船舶污染物排放占比， 蘇南運(yùn)河、蘇北運(yùn)河的船舶港口COD，TP，NH3-N 排放占比分別達(dá)到2%，1．5%，0．5%以上， 由此可見(jiàn)對(duì)于排放密集河段以及其他污染源已得到有效控制的清水通道，船舶港口污染物的排放不容忽視，且船舶的污染物排放存在流動(dòng)性的特點(diǎn)， 有必要對(duì)船舶港口的污染物排放進(jìn)行有效管控。

（4）對(duì)于江蘇省內(nèi)河船舶生活污水，近期推進(jìn)船上收集處理排放的處置方式，遠(yuǎn)期推動(dòng)船上收集-岸上接收的處置方式，對(duì)于油污水，推進(jìn)船上收集-流動(dòng)船接收的處置方式， 此外應(yīng)形成完善的形成江蘇省內(nèi)河船舶廢水污染控制管理體系。