排放控制區(qū)內(nèi)在航船舶尾氣排放監(jiān)管
——以上海港為例

倪訓(xùn)鵬 張 劍 徐舜吉 張亞朋

一、背景

2015年交通運(yùn)輸部發(fā)布了《珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)實(shí)施方案》和《船舶與港口污染防治專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案（2015—2020年）》，將珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域劃定為船舶排放控制區(qū)，上海港是長三角排放控制區(qū)的核心港口[1]。從此，船舶排放控制區(qū)的管理正式成為我國加強(qiáng)對(duì)船舶大氣污染物控制的重要措施。上海港自2016年4月1日起提前實(shí)施船舶排放控制區(qū)的要求，海船靠泊碼頭1小時(shí)后至離泊1小時(shí)前須使用硫含量不大于0.50%（m/m）的船用燃油。2018年11月30日，交通運(yùn)輸部發(fā)布《船舶大氣污染物排放控制區(qū)實(shí)施方案》，將船舶排放控制區(qū)范圍推廣到全國沿海水域和長江、西江干線水域，要求自2019年1月1日起，海船進(jìn)入排放控制區(qū)，應(yīng)使用硫含量不大于0.50%（m/m）的船用燃油[2]，在全國范圍內(nèi)提出了對(duì)在航船舶使用燃油硫含量的控制要求。目前海事主管機(jī)關(guān)對(duì)靠泊船舶的排放控制區(qū)監(jiān)督管理已經(jīng)建立了比較完善的程序，配備了燃油硫含量快速檢測設(shè)備，但對(duì)在航船舶的監(jiān)管，限于技術(shù)和設(shè)備的成熟度不足，雖然各地都在進(jìn)行相應(yīng)的嘗試并取得了一定的成果，但還未在全國海事管理部門全面推廣，目前對(duì)在航船舶監(jiān)管的效果和效率，既不能滿足海事部門日常履職的內(nèi)在需要，也無法適應(yīng)水運(yùn)行業(yè)踐行生態(tài)文明的外部要求。因此，有必要開展船舶排放控制區(qū)內(nèi)在航船舶尾氣排放的監(jiān)管研究，形成可復(fù)制可推廣的經(jīng)驗(yàn)，保障上海港甚至全國排放控制區(qū)內(nèi)船舶大氣污染物控制措施得到有效的實(shí)施。

二、在航船舶尾氣排放監(jiān)管現(xiàn)狀和監(jiān)管難點(diǎn)

（一）在航船舶尾氣排放監(jiān)管現(xiàn)狀

1.國外對(duì)在航船舶尾氣排放監(jiān)管情況

由于歐洲和北美排放控制區(qū)設(shè)立比較早，其對(duì)排放控制區(qū)內(nèi)在航船舶的監(jiān)管研究也較早。目前，歐洲對(duì)排放控制區(qū)內(nèi)在航船舶監(jiān)管廣泛地采用嗅探技術(shù)[3]（固定翼飛機(jī)攜帶嗅探設(shè)備、直升機(jī)攜帶嗅探設(shè)備、在岸邊或大橋上安裝固定嗅探設(shè)備等）；但隨著監(jiān)管技術(shù)的研究發(fā)展，光學(xué)遙感技術(shù)也逐步被引入在航船舶尾氣監(jiān)管[4]。另外，美國主要是應(yīng)用直升機(jī)攜帶嗅探設(shè)備對(duì)在航船舶進(jìn)行監(jiān)管。

2.國內(nèi)對(duì)在航船舶尾氣排放監(jiān)管情況

由于我國自2015年才開始設(shè)立珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）三個(gè)排放控制區(qū)，起步階段主要是控制靠泊海船使用硫含量不超過0.50%（m/m）的燃油，前期的監(jiān)管也集中在對(duì)靠泊船舶的監(jiān)管，主要通過登輪檢查船舶燃油使用情況、換油操作，對(duì)懷疑使用燃油硫含量超標(biāo)的船舶開展燃油取樣送檢、替代措施核查、供油質(zhì)量監(jiān)督等途徑進(jìn)行監(jiān)管。由于缺乏相應(yīng)監(jiān)測手段，對(duì)在航船舶的監(jiān)管大多處于研討和現(xiàn)場測試階段。此前，上海海事局開展了“無人機(jī)和艇載嗅探設(shè)備對(duì)在航船舶尾氣排放進(jìn)行監(jiān)測”項(xiàng)目的研究，深圳海事局開展了“紅外遙測設(shè)備監(jiān)測在航船舶尾氣排放”項(xiàng)目的研究，江蘇海事局開展了“利用在大橋上安裝固定嗅探設(shè)備對(duì)在航船舶進(jìn)行監(jiān)測” 項(xiàng)目的研究，目前均處于起步階段，還未達(dá)到大規(guī)模的部署階段。

（二）在航船舶尾氣排放監(jiān)管難點(diǎn)

目前，各類陸源大氣污染物排放監(jiān)測技術(shù)在在航船舶尾氣排放監(jiān)管上的應(yīng)用總體較少，考慮到船舶大氣污染物監(jiān)測的特殊性，如污染源流動(dòng)、空間范圍廣、大氣環(huán)境復(fù)雜、水汽含量大等因素，應(yīng)用到在航船舶尾氣監(jiān)測的技術(shù)應(yīng)具備結(jié)果可靠、精度較高、覆蓋面區(qū)域較大、操作簡單、響應(yīng)快速等特性。結(jié)合在航船舶的特點(diǎn)，在航船舶尾氣排放監(jiān)管存在以下難點(diǎn)：

（1）對(duì)于移動(dòng)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的篩選有較大難度，限于目前海事巡航執(zhí)法模式，在沒有目標(biāo)船篩選技術(shù)的前提下，巡航檢查猶如大海撈針。

（2）現(xiàn)有監(jiān)測監(jiān)管技術(shù)都存在局限性，無法使用單一監(jiān)測監(jiān)管設(shè)備覆蓋解決轄區(qū)所有水域的監(jiān)測監(jiān)管問題，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)管水域的全覆蓋。

（3）缺乏信息化的技術(shù)手段處理監(jiān)視監(jiān)測設(shè)備采集的船舶尾氣數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)船舶尾氣監(jiān)測數(shù)據(jù)向系統(tǒng)性的監(jiān)管數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。

（4）尚無成熟的監(jiān)管程序和監(jiān)管指南可供借鑒，無法為一線執(zhí)法人員提供清晰指引。

上述監(jiān)管難點(diǎn)的存在，勢必會(huì)影響到船舶排放控制區(qū)相關(guān)措施的實(shí)施效果，以致無法形成執(zhí)法威懾力。

三、國內(nèi)外在航船舶尾氣排放監(jiān)測主要技術(shù)比較

大氣污染物監(jiān)測技術(shù)可分為傳統(tǒng)物理化學(xué)法、現(xiàn)代化學(xué)法、常規(guī)光學(xué)法和光譜測量法等。目前，按照技術(shù)原理分類，國內(nèi)外船舶尾氣排放監(jiān)測監(jiān)管主要技術(shù)手段包括紫外差分吸收光譜技術(shù)、紅外遙感技術(shù)、嗅探技術(shù)（固定空氣站監(jiān)測和無人機(jī)、巡邏艇搭載移動(dòng)監(jiān)測）、激光雷達(dá)技術(shù)等。從適應(yīng)性、準(zhǔn)確性、安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性、便捷性、保障性等七個(gè)維度進(jìn)行分析，各種技術(shù)的匹配度如表1所示。

表1 各種技術(shù)匹配度比較

續(xù)表

從上述分析可知，各種技術(shù)都有各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也有各自的局限性。根據(jù)對(duì)在航船舶監(jiān)管的最終目的看，單靠一種技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)要求，因此需要多種技術(shù)搭配使用，才能取得更好的效果。

四、上海港在航船舶尾氣排放監(jiān)管方案

根據(jù)上海港船舶排放控制區(qū)內(nèi)的水域特點(diǎn)和在航船舶的航路特點(diǎn)，并充分考慮到特殊水域和主要航線，以及各項(xiàng)監(jiān)測技術(shù)的適用場景和覆蓋范圍，將上海港分為長江片區(qū)（包括長江上海段和長江口水域）、黃浦江片區(qū)、洋山片區(qū)（包括洋山深水港和杭州灣北岸金山水域）[5]，根據(jù)區(qū)域劃分提出如下符合上海港特點(diǎn)的監(jiān)測監(jiān)管技術(shù)方案：

（一）監(jiān)測設(shè)備配備方案

1.長江片區(qū)

長江上海段和長江口水域。目前，北支、北港、北槽、南槽共同入海，船舶皆可通行，共有16條航道。長江片區(qū)主要航道長約267.8公里，設(shè)有7個(gè)警戒區(qū)、4處禁止拋錨區(qū)、20處錨地。碼頭主要集中在外高橋港區(qū)、羅涇港區(qū)和長興島海工裝備基地，共269個(gè)生產(chǎn)型碼頭、13個(gè)非生產(chǎn)型碼頭。該區(qū)域應(yīng)以布設(shè)移動(dòng)遠(yuǎn)程遙測監(jiān)測設(shè)備為主，主要包括1套紅外遙測系統(tǒng)、3套艇載嗅探監(jiān)測系統(tǒng)、3套無人機(jī)嗅探監(jiān)測系統(tǒng)和2套岸基固定式嗅探在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)備配置如表2所示。

表2 長江片區(qū)監(jiān)測設(shè)備配備

2.黃浦江片區(qū)

自閔行發(fā)電廠至吳淞口101號(hào)燈浮之間水域。該水域是一條江面寬度不一、航道水深不等、彎頭眾多的狹窄水道，有多座橋梁橫跨江面。該區(qū)域應(yīng)以固定監(jiān)測為主，布設(shè)1套紫外遙測系統(tǒng)、2套岸基固定式嗅探在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)備配置如表3所示。

表3 黃浦江片區(qū)監(jiān)測設(shè)備配備

3.洋山片區(qū)

洋山深水港及其附近水域和杭州灣北岸金山港區(qū)。該海域?qū)俸^(qū)，海域面積較開闊，但也屬舟山群島傳統(tǒng)漁場海域，漁船捕撈作業(yè)海域與航道航路交錯(cuò)分布。該水域?yàn)樽匀凰詈降?，相?duì)開放水域。該區(qū)域監(jiān)測設(shè)備的布設(shè)應(yīng)固定和移動(dòng)并重，主要包括1套岸基固定式嗅探在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)、1套艇載嗅探監(jiān)測系統(tǒng)、2套無人機(jī)嗅探監(jiān)測系統(tǒng)。設(shè)備配置如表4所示。

表4 洋山片區(qū)監(jiān)測設(shè)備配備

（二）船舶尾氣排放監(jiān)視監(jiān)測綜合信息平臺(tái)建設(shè)方案

根據(jù)《交通運(yùn)輸部海事局關(guān)于嚴(yán)格貫徹信息化頂層設(shè)計(jì)技術(shù)路線要求的通知》（海便函[2013]1141號(hào)）的要求，結(jié)合具體的設(shè)備配備方案，設(shè)計(jì)開發(fā)船舶尾氣排放監(jiān)視監(jiān)測綜合信息平臺(tái)，主要由船舶排放大數(shù)據(jù)中心、船舶排放信息云平臺(tái)、船舶排放監(jiān)管監(jiān)測應(yīng)用三部分構(gòu)成。綜合信息平臺(tái)是基于船舶排放大數(shù)據(jù)中心對(duì)多源異構(gòu)船舶排放相關(guān)數(shù)據(jù)的分類存儲(chǔ)與高效組織，通過船舶排放云信息平臺(tái)對(duì)排放大數(shù)據(jù)的接入、關(guān)聯(lián)、融合和分析、船舶排放的數(shù)值模擬以及測量與評(píng)估，為違規(guī)排放現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)、處置及分析決策提供智能信息服務(wù)。綜合信息平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)船舶排放信息動(dòng)態(tài)更新，對(duì)排放控制區(qū)內(nèi)船舶尾氣排放進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)管及預(yù)警，提供船舶減排信息服務(wù)，通過地圖/海圖可視化、排放專題圖、統(tǒng)計(jì)圖表等手段展示船舶排放結(jié)果，使主管部門快速、準(zhǔn)確掌握區(qū)域船舶排放情況及重點(diǎn)目標(biāo)。

（三）現(xiàn)場監(jiān)管方案

1.開展區(qū)域篩查

根據(jù)岸基固定式嗅探在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)和綜合信息平臺(tái)的排放清單數(shù)據(jù)，通過自有計(jì)算模型轉(zhuǎn)化為監(jiān)管數(shù)據(jù)。在一定精度范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)定的主要目標(biāo)船篩選原則，初步篩查高污染區(qū)域。

2.開展精準(zhǔn)篩查

針對(duì)高污染區(qū)域，在不同管控水域，利用已配置的遠(yuǎn)程遙測技術(shù)手段開展單船污染源監(jiān)視監(jiān)測，根據(jù)自有計(jì)算模型轉(zhuǎn)化為監(jiān)管數(shù)據(jù)，在一定精度范圍內(nèi)，設(shè)定主要目標(biāo)船篩選原則，初步鎖定目標(biāo)船。

3.對(duì)目標(biāo)船進(jìn)行實(shí)船檢查

目標(biāo)船鎖定后，執(zhí)法人員登船進(jìn)行檢查，通過實(shí)船使用快檢設(shè)備檢測并取樣送至有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室檢測來確定船舶是否違規(guī)使用硫含量超標(biāo)燃油。

五、結(jié)束語

依法設(shè)立船舶排放控制區(qū)，是遵循綠色發(fā)展理念，深入貫徹黨中央、國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見、落實(shí)“堅(jiān)決打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”任務(wù)的重要舉措，也是深化水運(yùn)行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、補(bǔ)短板的重要抓手，更是港口航運(yùn)轉(zhuǎn)型發(fā)展的迫切需要。為了能夠真正發(fā)揮設(shè)立排放控制區(qū)的作用，促進(jìn)船舶減排取得實(shí)效，必須建立相應(yīng)的監(jiān)測監(jiān)管手段，并輔以嚴(yán)格的監(jiān)督檢查作為保障。