我国船舶港口空气污染防治现状及展望

马 冬 丁 焰 尹 航 黄志辉 王宏丽

(中国环境科学研究院机动车排污监控中心，北京 100101)

引言

当前，我国大气环境污染形势严峻，灰霾现象频发。2014年6月，环境保护部发布的《2013 中国环境状况公报》［1］显示，2013年全国74 个新标准监测实施第一阶段城市环境空气质量达标城市比例仅为4.1%，其中氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)浓度超标严重。2013年全国平均霾日数为35.9 天，比上年增加18.3天，为1961年以来最多。灰霾过程呈现出污染范围广、持续时间长、污染程度严重、污染物浓度累积迅速等特点，且污染过程中首要污染物均以PM2.5为主。

随着我国经济的快速增长，航运业取得了长足发展。2014年5月，交通运输部发布的《2013年交通运输行业发展统计公报》［2］显示，2013年全国拥有水上运输船舶17.26 万艘，全年港口完成货物吞吐量达到117.67 亿吨，连续多年位居世界首位。由于目前我国船舶港口污染防治水平落后，空气污染形势日趋严重，尤其是长三角、珠三角和京津冀等沿海沿江地区，船舶港口排放已成为大气污染的重要来源之一。2013年9月国务院发布的《大气污染防治行动计划》，对全国总体空气质量，尤其是京津冀、长三角、珠三角等重点区域空气质量提出了明确要求，同时提出要开展船舶港口的污染防治工作，减少污染物排放。本文通过对我国船舶港口空气污染防治现状进行研究，总结归纳我国船舶港口空气污染防治面临的相关问题，并对未来船舶港口空气污染防治提出了建议。

1 污染防治现状

1.1 船舶

1.1.1 船舶排放现状

随着我国经济的快速增长，航运业取得了长足发展。根据交通运输部统计数据，截止2013年底，全国拥有水上运输船舶17.26 万艘，同比减少3.4%;净载重量24401.03 万吨，同比增长6.8%，如图1 所示。

图1 全国水上运输船舶发展趋势

与世界船舶构成相比，我国货运船舶结构存在着比较明显的缺陷，如散货船比例相对较高、集装箱船比例相对偏低、船舶平均吨位小、平均船龄较老等，船舶的大型化、集装箱化与国际水平相比还存在较大差距［3］，我国沿海货运船舶结构如表1 所示。

目前，我国尚未建立全国性的船舶港口排放清单，但从地方开展的研究来看，船舶排放已经成为沿海沿江城市的重要污染来源。上海市研究结果显示［4］，2010年船舶对本市主要污染物总量的贡献主要集中在二氧化硫(SO2)和NOx，分别为12.4%和11.6%，对全市细颗粒物(PM2.5)的贡献也达到5.6%，其中又以远洋船舶为甚，PM2.5、SO2、NOx 排放量对全市的贡献分别为5.0%、12.0%和8.2%。

表1 我国沿海货运船舶结构

2014年3月，香港环境保护署发布2012年度香港空气污染物排放清单［5］，指出水上运输SO2、NOx、可吸入悬浮粒子(RSP)及微细悬浮粒子(FSP)排放分担率分别达到50%、32%、37%及43%，已成为城市污染最大的排放源。2012年度香港各空气污染物排放量及分布情况如图2 所示。

图2 香港空气污染物排放清单

1.1.2 相关标准、技术、政策

船舶对大气的污染主要来自于船用发动机尾气排放的一氧化碳(CO)、碳氢(HC)、NOx、SO2、PM 等，船舶所使用的消耗臭氧物质，船上所载货物所产生的挥发性有机化合物(VOCs)。船舶污染防治主要从标准、技术及政策三个层面分别采取措施。

在标准层面，目前针对船舶污染物排放的标准比较少，主要包括GB3552－83《船舶污染物排放标准》、GB 20891－2014《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》等。《船舶污染物排放标准》仅对生活污水及含油污水的排放物做了规定;《非道路移动机械用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国第三、四阶段)》适用于小于37kW的船舶柴油机，对于功率更大的船用柴油机(37kW 以上)，尚无排放控制要求。

此外国家质检总局还发布了2 项测量方法标准和1项排气烟度限值标准，但均未强制实施;中国船级社发布了1 项《船用柴油机氮氧化物排放试验及检验指南》，见表2。

表2 船舶发动机排气污染物排放相关标准

2014年7月7日，环境保护部对国家强制性标准《船舶压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》公开征求意见［6］，该标准适用范围包括内河船、沿海船、江海直达船和海峡(渡)船等，功率≥37kW 的柴油发动机，计划于2017年1月1日起实施第一阶段限值标准;2020年1月1日起实施第二阶段限值标准。污染物控制项目包括:CO、HC、NOx、PM 等。技术内容主要采用欧盟(EU)指令97/68/EC(截止到修订版2004/26/EC)《关于协调各成员国采取措施防治非道路移动机械用压燃式发动机气态污染物和颗粒物排放的法律》的有关船用发动机的相关规定，第二阶段排放限值要求及对船机大修后的要求参照美国EPA 法规40 CFR PART 94《压燃式船用发动机排放控制》中的相关规定。该标准将适用于船舶发动机的型式核准、生产一致性检查等。

我国作为国际海事组织(IMO)缔约国成员之一，严格执行MARPOL 公约附则Ⅵ的规定，实施针对船舶氮氧化物排放限值标准。2011年，中国船级社(CCS)在《船用柴油机氮氧化物排放试验及检验指南》(2000)的基础上，结合IMO 2008年新修订的MARPOL 公约附则Ⅵ《防止船舶造成空气污染规则》第13 条、《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》、ISO8178－1:2006、GB/T 15097－2008 及业界反馈，发布了《船用柴油机氮氧化物排放试验及检验指南》(2011)，为船用柴油机污染防治提供了指导。

技术层面，目前防治船舶污染大气的技术主要包括建立船舶大气污染物排放清单、船舶主机的排放控制技术、船舶能效管理计划、船舶利用LNG 燃料技术等。建立船舶大气污染物排放清单是控制船舶大气污染物排放的基础工作，目前，广东省、江苏省、上海港、天津港均开展了船舶大气污染物排放清单研究工作。船舶主机的排放控制技术包括电子控制技术、尾气净化技术、乳化燃烧技术、催化燃烧技术、脱硫装置等，这些技术在国内得到了较好的应用。中国航运企业在中国船级社的组织下开展了船舶能效管理计划，提高了船舶能源利用效率，从而减少大气污染物的排放。

在政策层面，交通运输部积极推行绿色船舶计划，中国船级社相继推出的《绿色船舶规范》、《船舶能效管理认证规范》、《内河绿色船舶规范》等技术指导文件，有力推动了中国绿色船舶的进程，有助于减少船舶大气污染物的排放。此外，交通运输部在2011年制定了“十二五”水运节能减排总体推进实施方案，提出了制定营运船舶节能减排准入与退出管理办法、开展鼓励靠港船舶使用岸电相关政策研究、试点应用油码头油气回收再利用技术等有利于减少船舶大气污染物排放的控制措施。

1.2 港口

1.2.1 港口排放现状

根据交通运输部统计，2013年全年全国港口完成货物吞吐量117.67 亿吨，比上年增长9.2%。其中，沿海港口完成75.61 亿吨，内河港口完成42.06 亿吨，分别增长9.9%和7.9%，如图3 所示。全国港口完成旅客吞吐量1.85 亿人，比上年下降4.8%。其中，沿海港口完成0.78 亿人，内河港口完成1.07 亿人，分别下降1.2%和下降7.3%。

图3 全国港口货物吞吐量发展趋势

全国港口拥有生产用码头泊位31760 个，有万吨级及以上泊位2001 个。港口货物吞吐量3 亿吨以上的港口数量达到10 个，集装箱吞吐量500 万标箱以上的港口数量共11 个。全国港口货物吞吐量排名如图4 所示。

图4 全国港口货物吞吐量排名

港区及船舶空气污染物的排放主要来自于船舶航行中以及进出港、靠离泊、锚泊时的船舶发动机尾气、进出港车辆发动机尾气、以燃油为动力的装卸运输机械尾气、煤炭矿石等干散货在装卸储运过程中的产尘、石油及化工品等液体散货在装卸储运过程中的有毒有害气体及其光化学反应二次产物、以及码头施工扬尘等，其特征污染物主要包括:NOx、SOx、VOCs、液体化工蒸汽、CH4、CO、CO2、O3、TSP、PM10、PM2.5等。

尽管各类码头泊位空气污染物的排放源、特征污染物以及发生量不尽相同，其空气污染问题以及防治对策与具体码头类型及周边环境密切相关，具有特殊性，但由于多数港口通常都规划建设了各类码头泊位，因此，港口所面临的经综合叠加的空气环境问题以及防治对策体系又具有相似性和可比性。经采用港口总体规划环境影响评价相关成果推算，2011年港区SO2、NO2、粉尘、VOCs 排放量分别达到12.7 万吨、14.6 万吨、116 万吨和32 万吨［7］。

1.2.2 相关标准、技术、政策

目前，我国已发布的有关港口环境保护方面的标准主要侧重港口粉尘的监测和矿石风尘浓度控制(JT 2014－1990《港口粉尘浓度测定方法》、JT 2015－1990《港口煤炭作业除尘用水水质标准》、JT 464－2001《港口矿石粉尘浓度控制指标及测试方法》等)、港口噪声测量(GB 4964－1985《内河航道及港口内船舶辐射噪声的测量》)、港口建设环境影响评价(JTJ/T 226－1997《港口建设项目环境影响评价规范》、JTJ 231－1994《港口工程环境保护设计规范》)以及港口溢油应急设备配备要求(JT/T 451－2001《港口溢油应急设备配备要求》)等方面。随着绿色港口的发展，2013年6月我国制定了绿色港口等级评价标准(JTS/T105－4－2013《绿色港口等级评价标准》)。在标准方面，还缺乏对港口设备及在港船舶空气污染方面的控制。

目前，我国港口采取的降低港口环境污染技术主要针对船舶、运输车辆及装卸机械等。对于靠港船舶使用岸电。对于运输车辆采用液化天气(LNG)动力拖挂车、集装箱拖挂车全场调度系统等。对于装卸机械采用集装箱门式起重机“油改电”，带式输送机“减电机”运行，轮胎式集装箱门式起重机采用根据负载控制柴油机转速技术，起重机采用势能回收或超级电容技术，起重机采用变频或直流驱动技术等。对于装卸储运过程采用港口供电质量改进，地源热泵制冷供热，半封闭环保型料棚，防风抑尘网，码头油气回收，干雾抑尘等。

发展低碳绿色港口是我国港口发展的新趋势。目前，欧盟、加拿大、美国、德国、澳大利亚等主要发达国家和地区都提出并正在建设绿色港口。建设绿色港口将成为我国优化和转型发展的主要目标，也是我国港口实现转型发展的迫切要求。《交通运输“十二五”发展规划》明确提出建设绿色交通体系，积极推动绿色港口发展。目前，大连港、秦皇岛港、上海港、唐山港、天津港、青岛港、深圳港等港口企业相继提出了绿色港口建设的理念和计划，并取得了初步成效。

1.3 油品

目前，我国内河船舶燃料以普通柴油为主，技术标准应符合GB252－2011《普通柴油》［8］。《普通柴油》适用于拖拉机、内燃机车、工程机械、船舶和发电机组等压燃式发动机。自2013年7月1日起，普通柴油硫含量不大于350ppm。但由于油品市场缺乏有效监管，实际硫含量普遍较高，平均在2000ppm 以上。除普通柴油外，船用燃油还有三类:一类为船用馏分燃油，另一类为船用渣油或燃料油，再一类为混合油(混合油由轻质油和重质油按一定的比例混合而成)。目前，我国现行的船用燃料油标准为GB/T 17411－2012《船用燃料油》［9］，该标准为推荐性标准，对船用馏分油硫含量要求在10000～15000ppm 之间，对船用残渣燃料油硫含量要求在20000～35000ppm 之间。

2012年9月国务院批复的《重点区域大气污染防治“十二五”规划》中对船用燃料的硫含量提出了要求:“2013年7月1日前，将普通柴油硫含量降低至350ppm 以下;逐步将远洋船舶用燃料硫含量降低至2000ppm 以下”。《船舶压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》征求意见稿中也指出，标准适用范围内的内河船、沿海船、江海直达船和海峡(渡)船等应使用符合上应使用符合GB252 标准的柴油，不允许使用燃料油。

2 面临的主要问题

2.1 船舶

国家现在对车辆的尾气排放给予了足够的重视，全国各地相继出台了机动车排气污染防治相关规定，机动车的尾气排放得到了较好的控制，但对船舶的污染气体的排放防治却相对滞后。主要体现在:

(1)船舶标准制定相对滞后。(2)我国对船舶大气污染控制仅局限于对新建造船舶，并未针对在用船舶提出大气污染控制的相关要求。(3)船舶管理涉及多个部门，缺乏有效衔接。(4)船舶排放基础研究薄弱。

2.2 港口

我国港口污染防治还没有建立起系统的污染防治措施，港口基础设施落后，岸电、污染物处理等设施不足，港作机械电气化水平不高。建立港口排放控制区(ECA)是实现港口污染防治的重要手段之一。依据MARPOL 公约(国际防止船舶污染海洋公约)附则VI 的规定，控制区内燃油硫含量水平自2015年1月1日起必须从目前的10000ppm 下降到1000ppm，非排放控制区内燃油硫含量水平自2020年1月1日起必须从目前的35000ppm 下降到5000ppm。目前世界上已设有波罗的海、北海、北美及美国加勒比海四大排放控制区，我国目前还未设立排放控制区，船用燃油硫含量水平是国外先进水平的3～6 倍。

2.3 油品

油品质量直接影响船舶排放水平。我国境内运营船舶使用的燃油包括普通柴油、重柴油及渣油，其中内河及沿海船舶主要使用普通柴油，技术标准应符合GB252－2011《普通柴油》。自2013年7月1日起，普通柴油硫含量不大于350ppm。由于油品市场缺乏有效监管，品质无法保证，平均硫含量水平在2000ppm 左右，直接影响船舶排放水平。远洋船舶主要使用重柴油及渣油，技术标准应符合GB/T 17411－2012《船用燃料油》，该标准为推荐性标准，没有强制约束力，平均硫含量水平在35000ppm 以上。由于油品市场缺乏有效监管，实际硫含量普遍较高，品质无法保证，直接影响船舶二氧化硫及颗粒物排放水平。

3 建 议

为有效降低我国船舶和港口污染，改善区域空气质量，提出以下建议:

(1)开展排放清单编制工作。建立船舶大气污染物排放清单是控制船舶大气污染物排放的基础工作，目前我国部分地区已经开展相关研究，尚未建立国家船舶港口排放清单，缺乏系统的、全面的研究，因此，通过测定船舶排放因子，调查统计船舶保有量、活动水平、技术状况等，建立我国船舶港口排放清单，摸清实际排放状况显得尤为重要。

(2)加快相关标准法规制定。加快制定并实施《船舶压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)》标准，开展在用船舶排放标准研究。进一步完善法律和法规，明确船舶排放控制的监管范围，以及相关监管部门、标准制定部门、生产、销售及使用者的责任、权利和义务，特别是法律责任和相应的处罚要求。制定相关经济激励措施，推动船舶港口节能减排技术升级，通过推广选择性催化还原装置(SCR)、颗粒物过滤器(DPF)等后处理装置、LNG 动力船舶、岸电、泊岸转油、污染物处理等技术措施，有效降低船舶港口污染物排放水平。

(3)加强环保型式核准管理。建立船用发动机排放型式核准制度，加强新生产发动机环保生产一致性、在用符合性管理，从源头上控制船舶污染物排放。目前环保部已对额定净功率小于37kW 的船用发动机进行了型式核准管理，未来应将额定净功率37kw 以上的船舶用发动机、港作机械发动机等纳入环保型式核准管理。

(4)开展环保检验及合格标志管理。在机动车环保检验及合格标志管理的基础上，研究开展船舶、港作机械等环保检验及合格标志管理，逐步将船舶、港作机械等纳入到环保检验及合格标志管理系统中。研究制定船舶、港作机械等环保检验方法及限值标准，完善I/M 制度相关管理规定，建立环保检验信息监管平台，加强在用船舶、港作机械排放控制。

(5)加强油品监管，提升燃油品质。严格实施GB252－2011《普通柴油》标准，制定船用燃料油国家强制标准，加强油品质量监管，确保燃油品质。未来应逐步取消普通柴油，实现车用柴油与普通柴油并轨，实现油品低硫化，有效降低二氧化硫及颗粒物排放。推广使用LNG 等清洁燃料，加大政府补贴力度，加快建立加气站等基础设施。通过分析全球排放控制区设立的现状及趋势，研究我国设立排放控制区的方案及可行性，并在有条件的地区开展排放控制区试点工作，推动船用燃油低硫化。

(6)加强部门间协调合作。明确部门分工，加强部

门间协调合作，共同加强船舶港口排放控制。对于新生产船舶，环保部门应建立新生产船机排放型式核准制度，交通和农业部门加强船舶初次检验，从源头控制船舶污染物排放。对于在用船舶，环保部门负责船舶排放定期检验及环保检验标志管理，交通和农业部门负责船舶排放定期检验工作的实施，质检部门负责对船舶排放定期检验机构资质管理和计量认证管理，财政部门负责完善相关经济激励政策的制定实施。对于船用油品，环保部门负责制定船用油品标准，发改部门负责理顺价格机制，工商质监部门负责船用油品质量监管，商务部门负责油品销售流通监管，各部门共同努力，保证油品质量，实现油品低硫化发展。

［1］中华人民共和国环境保护部．2013 中国环境状况公报，2014年06月05日．

［2］中华人民共和国交通运输部．2013年交通运输行业发展统计公报，2014年05月13日．

［3］中华人民共和国交通运输部．2013年国内沿海货运船舶运力情况分析报告，2014年03月31日．

［4］上海市船舶及港口大气污染物排放清单研究．2014 船舶港口空气污染防治国际论坛，2014年02月27日．

［5］中华人民共和国香港特别行政区环境保护署．2012年度香港空气污染物排放清单，2014年03月．

［6］中华人民共和国环境保护部.船舶压燃式发动机排气污染物排放限值及测量方法(中国第一、二阶段)征求意见稿，2014年07月07日．

［7］乔冰．水路运输:空气污染防治与碳排放控制［J］．水运科技，2013(7):22－25．

［8］GB 252－2011，普通柴油［S］．

［9］GB/T 17411－2012，船用燃料油［S］．