船舶化学污染：为什么比你想象的更严重
揭示海洋污染的深度 全球航运业虽然对国际贸易和经济增长至关重要，但却在很大程度上造成了我们海洋和大气中的化学污染。 这种污染远远超出了经常占据头条新闻的可见石油泄漏。它包含空气污染物、温室气体和水污染物的复杂混合物，对环境和人类健康都有深远的影响。 开始我们的探索时，让我们回顾一下这个问题的历史背景。 从帆船到燃烧：船舶污染的历史 船舶化学污染问题随着全球海上贸易的增长而演变。自20世纪中期以来，海上贸易量急剧增加，导致船舶污染相应上升1。 最初，焦点主要放在石油泄漏和可见的水污染上。然而，随着我们对大气化学和海洋生态系统理解的深入，关注范围已扩大到包括空气排放及其次生效应12。 这一历史视角为理解船舶相关污染的现状奠定了基础。 波涛汹涌：今日的船舶污染 目前，船舶相关污染在多个方面提出了重大挑战。我们可以将当前状态分为两大类：空气污染和水污染。 船舶与空气——令人窒息的现实 船舶排放代表了全球空气污染控制中最重大的挑战之一，呈现出影响人类健康和环境系统的有害污染物的复杂混合物。 排放物包含几种危险成分，包括二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、颗粒物（PM）和挥发性有机化合物（VOCs），这些共同对公共健康和环境稳定构成严重风险32。 从角度来看，航运业贡献了全球约15%的NOx排放和13%的SOx排放，使其成为全球空气污染的主要贡献者1。 这些污染物产生了远远超出航线附近区域的有害影响级联。也许最令人担忧的是对人类健康的直接影响，研究表明，船舶排放与全球每年约14,500-37,500例过早死亡有关，主要由心血管和呼吸系统疾病引起14。 考虑到这些污染物的大气相互作用时，问题变得更加复杂。研究表明，船舶排放的污染物并非孤立存在，而是与其他大气成分相互作用，导致形成臭氧和二次气溶胶等二次污染物13。 虽然当前研究的主要焦点集中在对空气质量的直接影响上，但认识到更广泛的环境影响也很重要。船舶还排放大量温室气体，加剧了全球气候变化这一更大挑战3。 地方空气质量与全球气候影响之间的这种相互联系强调了解决海洋污染的复杂性。 水污染的隐形威胁 船舶造成的水污染代表了超越空气排放的重大环境问题。船舶通过几个关键机制造成海洋污染。 污染物直接排放到水体中既通过日常运营也通过事故发生，对海洋生态系统造成持久影响。货船和燃油箱中石油和化学品的意外泄漏对海洋生物构成特别严重的风险。 当这些泄漏发生时，它们可以摧毁整个生态系统，影响从微生物到大型海洋哺乳动物的一切5。这些影响往往在初始事件后持续很长时间，扰乱食物链并损害沿海栖息地。 舱底水排放向海洋环境引入了另一个重要的污染源。这种受污染的水积聚在船舶的最低处，通常含有油、化学品和其他有害物质的混合物。 当排放到海洋中时，这些污染物可以伤害海洋生物并降低水质5。即使是少量但持续的舱底水排放也可能导致繁忙航道中的慢性环境压力。 配备洗涤器系统的船舶虽然有助于减少空气污染，但无意中造成了另一种形式的水污染。这些系统在清洁废气时产生酸性废水，这些废水含有直接排放到水中的浓缩污染物3。 这种做法本质上是将污染从空气转移到海洋环境，引发了关于此类技术解决方案总体环境影响的问题。船舶造成的这些各种形式的水污染展示了航运业面临的复杂挑战。 海洋污染的新兴潮流 航运业面临着解决其环境足迹的越来越大的压力，最近的监管变化标志着该行业处理排放和污染控制方式的重大转变。 国际海事组织（IMO）2020年关于船用燃料硫含量的法规代表了海洋环境政策的分水岭2。这些法规已开始重塑行业实践，尽管其实施揭示了复杂的挑战。 一个紧迫的担忧集中在氮氧化物排放上，尽管在减少硫排放方面取得了进展，但氮氧化物排放继续上升2。这一趋势突出表明，专注于一种污染物有时会掩盖其他环境影响。 预期的全球贸易增长为减排努力带来了额外的复杂性。随着航运量的扩大，即使个别船舶效率的显著提高也可能无法阻止环境影响的整体增加3。 航运业对新技术的采用为环境保护带来了机遇和挑战。考虑一下洗涤器系统，它们例证了技术解决方案如何产生意想不到的环境权衡。 虽然这些系统有效地减少了空气排放，但同时产生了需要谨慎管理的水污染问题36。这种情况强调了全面评估新技术的重要性。 与船舶污染的斗争 航运业在减少环境影响的努力中面临几个相互关联的挑战。 排放法规的执行提出了特别复杂的挑战，特别是在管辖权和监督变得模糊的国际水域。船舶跨越多个国家边界，在国际水域花费大量时间，使得环境标准的一致监测和执行变得非常困难2。 当我们审视更清洁航运的技术方面时，我们在开发和实施方面都遇到了重大障碍。创造能够有效减少排放同时保持船舶性能的新技术需要重大的工程创新。 这些技术必须在恶劣的海洋环境中可靠运行，处理商业航运运营的巨大规模，并证明具有足够的成本效益以便广泛采用6。 经济考虑为航运环境改善增加了另一层复杂性。该行业以微薄的利润运营并面临激烈的竞争，这导致对可能增加运营成本的环境技术投资产生抵触6。 当我们考虑船舶排放的复杂化学及其与海洋大气的相互作用时，理解航运的环境影响变得更加具有挑战性。科学家们继续研究各种污染物如何相互作用以及如何与海洋环境相互作用，经常发现新的关系和影响1。 更绿色航运的机遇 航运业提供了几个有前途的环境改善机会，特别是随着技术的进步和环境意识的增长。 排放控制区（ECAs）的扩大和加强代表了减少沿海地区海洋污染的强大工具。这些适用更严格环境法规的指定区域已经证明了它们在减少有害排放方面的有效性42。 替代燃料开发为海运部门的环境改善开辟了另一条途径。该行业对更清洁燃料选择的探索，包括液化天然气和氢气，显示出特别的前景6。 这些燃料可以显著减少航运运营的环境影响，同时为未来更清洁的技术提供桥梁。 ...