姚玉良
(天津港股份有限公司 天津市 300461）
摘要：随着绿色港口建设的深入推进，船舶对于港口区域的环境影响日益受到关注，交通运输部大力推进岸电建设与使用，本文从排污许可规定的颗粒物排污系数、港口源解析两个方面对船舶靠港颗粒物排放进行了分析，对其在港口区域颗粒物排放贡献率进行了研究，能够支撑船舶排放控制有关政策的制定。
关键词： 船舶 颗粒物 源解析 排污系数 岸电
船舶靠港期间，辅机运行会产生颗粒物等污染物，对港口城市造成一定的环境影响，本文结合《排污许可证申请与核发技术规范（码头）》干散货码头（煤炭、矿石）排污单位岸边作业颗粒物排污系数、港口源解析等研究成果，对靠港船舶对港口颗粒物贡献进行研究。
一、染物排放量测算依据
《排污许可证申请与核发技术规范（码头）》对无组织颗粒物年排放量进行了规定，无组织颗粒物的年许可排放量核算的基础为确定各工艺环节无组织颗粒物排放绩效系数以及不同干散货货类的起尘调节系数。
（1）确定不同工艺环节产污系数
规范对目前国内外散粒体的起尘研究成果进行了梳理总结，重点对现阶段起尘量计算方法、参数选取及适用工况进行了分析，选取目前应用最为广泛的《港口建设项目环境影响评价规范》（JTS105）推荐的煤炭、矿石静态与动态起尘公式为基础公式，并以煤炭为试验对象，根据不同工艺环节作业特征分别设计风洞试验获得大量的试验数据，并对基础公式进行了完善和优化，得出不同工艺环节无环保措施下粉尘排放量的计算公式，以此得出的不同工艺环节粉尘排放量与作业量之比为该环节无组织颗粒物的产污系数。
（2）确定不同工艺环节环保措施抑尘系数
对干散货码头主要作业环节环保设施抑尘效率的现场实测结果（包括静态堆存防风抑尘网+堆场喷淋的抑尘效率现场实测、翻车机房干雾抑尘效率现场实测、堆取料机头洒水以及装船作业洒水抑尘效率现场实测等）进行了统计分析，结合专家咨询以及码头企业问询，最终推导出不同工艺环节单一环保设施或者设施组合的综合抑尘系数。
（3）确定不同工艺环节排污系数
不同工艺环节的排污系数=产污系数×（1-抑尘系数）。
（4）不同工艺条件下，不同作业方式与粉尘污染控制措施组合分档
以作业工艺水平及配套粉尘控制措施有效性为依据，针对不同工艺条件下，不同作业方式与粉尘污染控制措施组合进行分档（最高档、中间档、基本档、最低档），并给出各档无组织颗粒物排污系数。
二、颗粒物排污系数
根据《排污许可证申请与核发技术规范（码头）》给出的专业化干散货码头（煤炭、矿石）排污单位岸边作业颗粒物排污系数，装船作业采取1）采用散货连续装船机；2）装船机皮带头部设置密闭罩,在物料转运处设置导料槽、密闭罩和防尘帘；3）装船机尾车、臂架皮带机两侧及装船机行走段皮带机设置挡风板，其他区域皮带机采用防护罩或廊道予以封闭；4）装船机尾车头部、导料槽和出料溜筒等部位设置喷嘴组；5）有防冻要求的地区，湿式抑尘系统采取电伴热等保温防冻措施时，排污系数为0.01049kg/t，污染控制劣于上述措施时，排污系数为0.01574~0.03631 kg/t。
卸船作业采取1）采用链斗式、斗轮式、螺旋式等卸船机；2）卸船机采取防泄漏措施；3）卸船机皮带头部设置密闭罩,在物料转运处设置导料槽、密闭罩和防尘帘；4）在接料斗上口和向码头皮带机供料的导料槽处设置喷嘴组；5）卸船机行走段皮带机设置挡风板，其他区域皮带机采用防护罩或廊道予以封闭；6）有防冻要求的地区，湿式抑尘系统采取电伴热等保温防冻措施时，排污系数为0.01158kg/t，污染控制劣于上述措施时，排污系数为0.02994~0.04890 kg/t。
三、贡献率理论测算
以10万吨级船舶靠港期间排放颗粒物为对象，按照理论推算，相关参数为岸电功率1.8MW，靠泊时间取35小时，船舶自发电颗粒物排放取0.61g/kWh，折算每装卸吨颗粒物排放量为0.00063kg/t，对照《排污许可证申请与核发技术规范（码头）》给出的“专业化干散货码头（煤炭、矿石）排污单位颗粒物排污系数”卸船环节排污系数为0.01158kg/t，则船舶排放占卸船环节污染物排放的比例约为5.5%。
四、污染物源解析
以PM2.5为分析对象，对港口区域大气颗粒物化学组分进行分析，分析项目包括20种无机元素、8种水溶性离子以及碳组分（OC、EC）等。
硫酸盐、硝酸盐((NH4)2SO4、NH4NO3在港区内PM2.5中占比为11-14%。这部分颗粒物的主要来源是工业污染排放的挥发性有机物、氮氧化物、二氧化硫、氨等气态前体物经化学转化生成二次颗粒物，又称为二次无机粒子。二次无机粒子往往是在传输过程中反应生成的，因而这部分颗粒污染物可以通过传输进入周边区域进而进入港区。
船舶和机动车尘占比为14-16%，由于船舶和机动车都是采用燃油燃烧驱动，这两种源排放的颗粒物具有一定相似性。机动车尘中很大一部分也包括船舶的排放。航船采用重油或柴油作为燃料，排放因子较机动车高出10-20倍左右。港区船舶的排放同样不容忽视。
燃煤尘占比为10-14%，这类尘主要排放源为工业锅炉、窑炉、电厂锅炉及其它的工业燃煤源排放的飞灰。港区内没有大型工业锅炉、窑炉和电厂锅炉，这部分颗粒物主要来自于周边，属于外来输送。
铁矿粉尘和原煤粉尘的贡献合计为10-17%。大型原煤堆、铁矿石及其他金属类的矿石料堆是该类尘的主要排放源，也是港区内颗粒物的主要来源之一。
铁矿粉尘、原煤粉尘和扬尘在PM2.5中合计贡献为32-36%。这些尘的主要来源是港区内的各类物料的堆放。尽管已经采取苫盖、防尘网等措施，但在高风速下，颗粒物还是易扬起，进入空气中。
由上述源分析可以看出，港口区域内港口颗粒物来源众多，船舶和机动车贡献率约为14-16%。
五、结论与建议
根据《排污许可证申请与核发技术规范（码头）》测算依据，在测算装卸船环节颗粒物排放时，未充分考虑装卸船过程中船舶排放对颗粒物的贡献率。通过源解析及贡献率分析，船舶对于港口颗粒物贡献率在5%~10%。通过大力推进燃油清洁化、岸电使用等措施，可有效降低到港船舶对港区以及港口城市的大气环境影响。
姚玉良，1964.06，男，汉族，本科，高级工程师，安全总工程师，安全环保。