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轮船压舱水有何作用与危害?

什么是轮船压仓水?

压仓水是指为了控制船舶的稳性、操纵性和船体应力而专门装入船舱(称为压载水舱)的水。

您可以把它想象成轮船的“配重系统”或“平衡器”,就像我们玩跷跷板时,如果一头太重,另一头的人需要前倾或后仰来保持平衡一样,轮船也需要通过调整压仓水的重量和位置来应对各种情况。

轮船压舱水有何作用与危害?-图1
(图片来源网络,侵删)

为什么需要压仓水?(压仓水的主要作用)

压仓水对于船舶的安全航行至关重要,其主要作用有以下四点:

  1. 控制稳性

    • 问题: 当轮船卸空货物后,船体会变高变轻,重心上移,像一根不倒翁一样,非常容易在风浪中摇摆,甚至倾覆。
    • 解决方案: 船员会向压载水舱中注入大量的水,增加船的重量,降低重心,使船舶更稳定,不易倾倒。
  2. 保持船体结构应力平衡

    • 问题: 船舶在装载货物时,巨大的重量会使船体中部(船中)向下弯曲,而首尾两端则相对上翘,这种弯曲应力如果过大,会损坏船体结构。
    • 解决方案: 在某些货舱不装满货物时,可以在相应的压载水舱中注入压仓水,以平衡船体应力,防止船体发生“中拱”(Hogging)或“中垂”(Sagging)等危险变形。
  3. 保证螺旋桨和舵的浸没深度

    轮船压舱水有何作用与危害?-图2
    (图片来源网络,侵删)
    • 问题: 当船舶空载或轻载时,船尾会抬得很高,导致螺旋桨(船的“发动机”)和舵(船的“方向盘”)部分露出水面,无法有效工作。
    • 解决方案: 向尾部的压载水舱注水,可以使船尾下沉,确保螺旋桨和舵始终完全浸没在水中,从而获得足够的推力和转向能力。
  4. 改善船舶的操纵性

    • 问题: 空载的船舶由于吃水浅(船体在水下的部分少),受风面积大,在航行或靠泊时很容易被风吹偏,难以控制。
    • 解决方案: 注入压仓水可以增加船舶的吃水,使其更“贴”在水面上,减少风的影响,从而提高航向稳定性和操纵性。

压仓水带来的巨大问题:外来物种入侵

尽管压仓水对船舶安全至关重要,但它也带来了一个全球性的环境灾难——外来物种入侵

  1. 问题是如何产生的?

    • 装水: 轮船在港口A装载压仓水时,会连同港口A附近水域中的各种生物一起抽入压载水舱,这些生物可能包括鱼、虾、蟹、贝类、微生物、细菌、甚至是休眠的卵和孢子。
    • 航行: 在漫长的航行中,这些生物被关在黑暗、封闭的船舱里。
    • 排水: 当轮船到达目的港B卸货时,为了装上新的货物,需要将压仓水排出,如果目的港B的环境与港口A相似,那些在航行中幸存下来的外来生物就会被释放到当地水域中。
  2. 为什么这是个大问题?

    轮船压舱水有何作用与危害?-图3
    (图片来源网络,侵删)
    • 天敌缺失: 在新的环境中,这些外来物种没有天敌,可以疯狂繁殖和扩张。
    • 资源竞争: 它们会与当地的土著物种争夺食物、空间和生存资源。
    • 生态破坏: 外来物种的入侵会严重破坏原有的生态平衡,导致本地物种大量减少甚至灭绝,改变整个水域的生态系统。
    • 经济损失: 它们会堵塞船舶管道、破坏渔网、养殖场,造成巨大的经济损失,亚洲的斑马贻贝入侵北美五大湖,造成了数十亿美元的损失。

解决方案:国际压载水管理系统公约

为了解决外来物种入侵这一严峻问题,国际海事组织制定了《国际压载水管理公约》,并于2004年通过,2009年生效,该公约的核心要求是:

  1. 压载水处理系统: 所有船舶必须安装并使用经认证的压载水处理系统,这个系统在排放压仓水之前,会对其进行处理,以杀死或清除其中的绝大多数活体生物,常见的技术包括:

    • 物理法: 紫外线照射、脱氧、超声波等。
    • 化学法: 向水中注入化学药剂(如二氧化氯)进行消毒。
    • 物理+化学法: 最常见的是“过滤+紫外线”或“电解+紫外线”的组合。
  2. 压载水置换: 在深海(通常离岸200海里以上,水深200米以上)进行压仓水的置换,即“先排后灌”或“先灌后排”,用大洋中的海水替换掉原本来自港口的压仓水,因为大洋中的生物种类较少,且环境恶劣,能大大降低入侵风险,这是处理压仓水的一种有效且经济的替代方法。

  3. 港口国监督: 各国港口当局有权检查到港船舶的压载水记录和处理系统,如果船舶不符合公约要求,可能会被滞留或罚款。

方面 说明
定义 轮船为控制稳性、操纵性和船体应力而装入船舱的水,是船舶的“平衡器”。
作用 保证船舶空载或轻载时的航行安全,防止倾覆、改善操纵性、保护船体结构。
主要问题 导致外来物种入侵,破坏当地生态平衡,造成巨大的环境和经济损失。
解决方案 国际社会通过《国际压载水管理公约》,强制要求船舶安装压载水处理系统或在深海进行压载水置换

压仓水是现代航运业中一个“必要的恶魔”,它既是保障船舶安全的必要手段,又是造成海洋生态威胁的主要元凶,全球航运业都在努力通过技术和法规来最大限度地减少其负面影响。

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