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原文传递中国出入境船舶压载水排放量分析及其高级氧化应急处理技术研究

论文题名：	中国出入境船舶压载水排放量分析及其高级氧化应急处理技术研究
关键词：	船舶压载水系统;排放量;海洋外来生物;高级氧化;应急处理
摘要：	远洋船舶排放的压载水是造成地理性隔离水体间海洋外来生物(Non-indigenous Species，NIS)传播的最主要途径。国际海事组织(International Maritime Organization，IMO)制定的《国际船舶压载水和沉积物管理与控制公约》已于2017年9月8日正式生效，要求进入公约缔约国海域的所有船舶必须安装通过IMO认可的船舶压载水处理系统，压载水排放必须满足D2标准要求。由于全球不同海域水质状况迥异，截止目前，仍未有一种压载水处理系统适用于所有海域。　　远洋船舶压载水的排放量和排放特征是对港口海域NIS入侵风险防控需掌握的最基本要素。但由于我国尚未建立出入境船舶压载水管理信息平台，对我国出入境船舶压载水排放量进行统计非常困难。同时，面对远洋船舶压载水大量排放对我国港口海域造成的NIS入侵威胁，我国仍未有有效的风险防控手段。因此，建立一种适用于我国港口海域海洋NIS入侵风险防控的应急处理技术和装置，已成为完善我国船舶压载水管理体系和保护近岸海域生态环境的迫切任务。　　针对我国海洋外来生物入侵风险管理及有效防控的重要需求，本文对我国出入境船舶压载水排放量与排放特征、远洋船舶压载水海洋外来生物入侵风险防控应急处理方法与技术装置展开研究。结果表明: 　　(1)中国出入境船舶压载水输入量和输出量巨大，2016年出入境船舶排放到我国港口海域的压载水达3.46亿吨，排放到境外海域的压载水达9.57亿吨，呈逐年增长趋势。其中，输入到长江三角洲地区的境外压载水量最多，占全国输入总量的33.57％～38.98％，环渤海地区输出的压载水量最多，占全国输出总量的37.31％～43.32％。对输入压载水贡献最大的是集装箱船，对输出压载水贡献最大的是散货船。长江三角洲地区压载水的输入强度最大，环渤海地区压载水的输出强度最大。　　(2)疑似经由远洋船舶压载水传播至中国海域的NIS超过97种，其中赤潮藻类超过29种，有害赤潮藻达15种。　　(3)依托大气压强电场放电规模高效制备活性氧自由基，结合水力空化高级氧化技术的船舶压载水海洋外来生物入侵风险防控应急处理方法，在藻浓度为4.92×104cells/mL时，浓度-时间(Concentration-time，CT)值为0.22mg-min/L，在6.0s内即可杀灭海洋生物，处理效果达到IMO排放标准。　　(4)基于远洋船舶压载水海洋外来生物入侵风险防控高级氧化应急处理方法，研制了40t/h可移动集装式海洋外来生物入侵风险防控应急处理装置。该装置将高浓度活性氧自由基制备单元和水力空化单元等集成一体，安装于标准集装箱内。该装置处理水量可在15～40t/h范围内调节，注入水中的总氧化剂(Total Reactive Oxidant，TRO)浓度可在0～10mg/L范围内调节。在大连港开展的为期6个多月的试验性工程应用示范结果表明，当微型生物浓度在0.53×103～3.77×104cells/mL之间，CT值小于0.30mg-min/L的情况下，处理结果可达到IMO排放标准，海水水质得到明显改善。　　本文针对我国出入境船舶压载水导致的NIS入侵危害，通过分析我国出入境船舶压载水的排放量和排放特征，确立了船舶压载水海洋外来生物入侵风险防控高级氧化应急处理方法和装置，为完善我国船舶压载水管理体系和保护近岸海洋生态环境安全提供了适用于港区作业的新装备。
作者：	张小芳
专业：	轮机工程
导师：	白敏冬
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2018
正文语种：	中文