壓艙水處理的化學副產物在全球大多數港口未被追蹤
重點速覽
- •IMO《壓艙水管理公約》自2017年生效以來,規範了生物殺滅率和剩餘氯限值,但未追蹤實際港口水域中累積的消毒副產物。
- •大型船舶偏好的電解加氯系統會產生溴仿,平均濃度約為247微克/升,比冷卻水或海水淡化廢水中測得的數值高出約十倍。
- •2022年的一項審查估計,全球壓艙水處理每年向海洋排放約860噸溴仿,但尚無標準化的港口層級監測系統。
- •澳洲ABARES於2019年將風險評估應用於實際港口,發現黑德蘭港和墨爾本的多種消毒副產物超過安全環境閾值,但此後未進行任何物理採樣。
- •IMO指導文件中全球壓艙水轉移量的估算不一致,同一份文件中的數據從每年30至50億噸到100億噸不等。

壓艙水處理系統的評估主要取決於其殺滅入侵生物的能力,而非氧化劑處理過程所殘留的化學物質。全球港口每年接收數十億噸壓艙水排放,但主管機關對溴仿及其他消毒副產物在港口水域中的累積量卻知之甚少。Alex Byelyavtsev 船長報導。
壓艙水處理的設計初衷是因應一項特定的生態威脅:活體生物隨船舶跨海域轉移,部分物種在非原生環境中落地生根。國際海事組織的《壓艙水管理公約》直接針對此問題——處理系統若能殺滅艙內生物即獲批准,排放物若在排出時符合濃度限值即視為合法。該公約於2017年生效,其分階段實施時間表意味著每年有越來越多全球船隊需要安裝處理系統。然而,一旦活性化學物質進入港口,其後續去向卻未被關注。
並非所有處理系統都會添加化學物質。紫外線(UV)處理不向水中添加任何化學藥劑。氧化劑型系統,主要以電解加氯為主,利用海水在壓艙艙內生成氯氣。電解加氯因紫外線系統需要大量電力和空間才能達到所需的生物殺滅率,而被廣泛採用於大型船舶。雖然氯能有效殺滅生物,但在海水中氯不會長時間保持原態。它與溴化物和有機物反應,生成溴仿、溴酸鹽、氯酸鹽以及一系列溴化酸——這些化合物統稱為消毒副產物。
IMO對這些副產物的存在有所了解。其科學諮詢機構GESAMP(海洋環境保護科學方面聯合專家組)持續更新相關清單。製造商在系統獲批前必須依據IMO的程序(G9)進行檢測。然而,該風險評估並非針對實際港口條件進行,而是採用GESAMP所稱的「模型港口」——一個標準化的假設參考環境。排放限值僅適用於剩餘氯。一旦處理系統進入廣泛商業運營,便沒有任何機制追蹤其累積化學負荷。相較之下,市政飲用水和污水處理長期以來一直受到法規要求的副產物監測體系約束;壓艙水排放則沒有可比的港口層級監控。
問題在規模化後才顯現。排放濃度以微克/升為單位測量,用以判定單艘船舶的排放是否越過監管門檻。壓艙水體積則以噸為單位,僅有少數司法管轄區對其進行追蹤。新加坡周邊地區的貨運模型估算,年壓艙水排放量約為1.9億立方米。船舶無須報告其排放壓艙水的地點。IMO自身的指導文件中數據不一致,在同一份文件中,一處將全球壓艙水轉移量定為每年30至50億噸,另一處則標示為100億噸。目前沒有標準化的壓艙水體積測量方法,更不用說其中的消毒副產物。
當濃度數據與實際年排放量估算並列時,影響層面隨之改變。2022年發表於《Water Research》的一項審查直接測量了經處理壓艙水中的消毒副產物。結果發現溴仿平均濃度約為247微克/升——比同一批研究人員在冷卻水或海水淡化廢水中測得的數值高出約10倍。壓艙艙內的氯劑量維持時間更長、稀釋程度更低。基於這些發現,該審查估計全球壓艙水處理每年向海洋排放約860噸溴仿。另一項針對新加坡和珠江三角洲的模型研究發表於《Ocean Science》,採用歐盟哥白尼海洋服務的洋流數據,估算該區域源自壓艙水溴仿的溴輸入量約為每年8至63噸。
溴仿會蒸發,在開放水域中大部分從海面轉移至大氣。新加坡的模型研究證實,當地產生的大部分溴仿確實遵循此路徑。在水體交換緩慢的港口中,水循環是主要的移除機制。來自佛斯灣和波斯灣的證據——在這些地區,相同的化學反應通過工業排放口進入半封閉水域——展示了後果:溴仿在排放點附近濃縮,相關化合物在海洋生物體內累積,濃度比周圍水域高出數千倍。壓艙水排放尚未被納入這些區域的評估,全球大部分地區亦然。
2019年,澳洲農業與資源經濟科學局(ABARES)將相同的風險評估方法應用於實際港口,而非假設的模型港口。在黑德蘭港,二溴乙腈即使在合理的排放情境下也超過了其安全環境閾值。在墨爾本,一氯乙酸在所有建模的碼頭均超標,二溴乙酸則在阿普爾頓碼頭超標。報告建議進行物理採樣以驗證結果。但就公開紀錄所示,至今無人執行相關採樣。
這並非反對氧化劑處理的論點。《壓艙水管理公約》解決了其設計所針對的問題。GESAMP在審批過程中審查化學反應,剩餘氧化劑的排放限值也確實在執行。對大多數港口而言,方程式的另一面仍然未知:每年接收多少氧化劑處理過的壓艙水、其水域與開放海域的交換速度,以及在十年或更長時間的持續排放後累積的化學負荷總量。新加坡建立了一個模型。澳洲也建立了一個。大多數港口則沒有。
來源:Splash247