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船舶压载水处理技术研究与应用进展

水处理技术 2022年第11期48卷 14-20页

作者：温迪雅姜玥璐陈道毅清华大学环境学院北京100084 清华大学深圳国际研究生院海洋工程研究院广东深圳518055

船舶压载水中含有大量生物,包括细菌、病毒、浮游生物及多种物种的卵、幼体等。未经处理的压载水排放也已成为水生外来物种入侵的一个重要媒介,船舶压载水造成的环境污染和生态退化问题引起了国内外公众和学者的广泛关注。船舶压载水的... 详细信息

船舶压载水中含有大量生物,包括细菌、病毒、浮游生物及多种物种的卵、幼体等。未经处理的压载水排放也已成为水生外来物种入侵的一个重要媒介,船舶压载水造成的环境污染和生态退化问题引起了国内外公众和学者的广泛关注。船舶压载水的无害化排放必须采取合理有效的管理措施和处理技术,这是解决问题的有效途径。目前,世界各方对压载水无害化排放的日益关注加速了压载水管理(BWM)国际法规的完善和处理技术的发展。世界各国对压载水排放控制、压载水更替操作、压载水处理技术的研发,压载水处理设备的研制和认证都高度关注。本文总结了自2004年以来国际海事组织(IMO)和美国海岸警卫队(USCG)对于BWM法规的制定和实施过程;阐述了目前压载水处理技术的最新研究进展、技术原理及其应用的优缺点;总结了已通过IMO和USCG认证的压载水管理系统情况,并对典型压载水处理装置和压载水处理技术的成本效益进行了分析和比较。

关键词：船舶压载水压载水处理技术压载水管理系统型式认可成本效益

船舶压载水高级氧化处理技术海域应用效果分析

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高电压技术 2019年第8期45卷 2681-2688页

作者：张晓晔张赟阁田一平张小芳张芝涛刘蕊大连海事大学轮机工程学院大连116026 大连海事大学理学院大连116026

以大气压强电场放电产生高浓度活性氧为基础,协同水力空化高级氧化技术,研制完成了集装式、可移动、处理量为30t/h的'海洋生物入侵风险防控应急处理装置',以大连港老港区4码头海域海水为对象开展应用性试验,主要从生物有效性、相关化学... 详细信息

以大气压强电场放电产生高浓度活性氧为基础,协同水力空化高级氧化技术,研制完成了集装式、可移动、处理量为30t/h的'海洋生物入侵风险防控应急处理装置',以大连港老港区4码头海域海水为对象开展应用性试验,主要从生物有效性、相关化学物质分析以及水质指标变化3个方面检验海洋生物入侵风险防控应急处理技术及装置系统性能。试验结果表明,在原海水中浮游动植物细胞数密度为1.6×103m L-1、细菌含量为610CFU·m L-1(CFU为细菌菌落总数)、水处理量为35t/h情况下,处理后海水生物有效性可以达到国际海事组织(IMO)D-2标准。处理后水质指标中总有机碳(TOC)、浊度和叶绿素均明显降低,三溴甲烷浓度略有升高,但未超出WHO饮用水标准要求,处理后海水水质得到显著改善。

关键词：船舶压载水强电场放电羟基自由基高级氧化技术生物有效性

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船舶压载水法规与处理技术现状分析

船舶工程 2021年第S01期43卷 209-213,240页

作者：郑德康张少华李振伟青岛双瑞海洋环境工程股份有限公司山东青岛266101

分析船舶压载水排放影响与危害,介绍IMO与USCG对于船舶压载水排放要求以及对压载水处理设备认证程序。结合各压载水处理技术特点,重点介绍目前市场上占比较高的过滤与电解结合技术,以及过滤与紫外结合技术。分析目前各船舶压载水处理技... 详细信息

分析船舶压载水排放影响与危害,介绍IMO与USCG对于船舶压载水排放要求以及对压载水处理设备认证程序。结合各压载水处理技术特点,重点介绍目前市场上占比较高的过滤与电解结合技术,以及过滤与紫外结合技术。分析目前各船舶压载水处理技术通过IMO及USCG认证占比情况,并对无压载水船舶技术进行展望。根据分析目前压载水处理设备认证程序日趋严苛,压载水处理方法主要以组合技术为主,通过认证的技术中过滤+紫外和过滤+电解技术占比高达68%以上,而无压载水船舶技术以贯通流式、单一结构船身设计和V型船身设计为主。

关键词：船舶压载水生物入侵处理技术海洋环境

气相色谱-负化学源质谱法测定船舶压载水中4种三卤甲烷

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色谱 2022年第6期40卷 584-589页

作者：胡国绅王红余可垚沈伟健侯燕季美泉朱一鸣田雯李锡东南京海关动植物与食品检测中心江苏南京210019 江阴海关综合技术服务中心江苏江阴214440

我国每年的船舶压载水排放量巨大,压载水中含有浮游生物、病原体及其幼虫或孢子等,若处理不当,会对排放水域的生态环境造成严重影响。排放压载水前常使用电解法对其进行处理,电解产生的次氯酸钠溶液,能有效杀灭残余的微生物。但电解后... 详细信息

我国每年的船舶压载水排放量巨大,压载水中含有浮游生物、病原体及其幼虫或孢子等,若处理不当,会对排放水域的生态环境造成严重影响。排放压载水前常使用电解法对其进行处理,电解产生的次氯酸钠溶液,能有效杀灭残余的微生物。但电解后会产生副产物三卤甲烷(THMs),其对人体有一定的健康风险,建立船舶压载水中三卤甲烷的测定方法具有重要意义。该研究建立了采用气相色谱-负化学源质谱(GC-NCI-MS)测定船舶压载水中4种三卤甲烷(包括三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷)的分析方法。船舶压载水样品经过顶空进样技术处理后,通过DB-5MS UI毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×1.0μm)分离,气相色谱-负化学源质谱仪测定,在选择离子扫描(SIM)模式下分析,采用外标法进行定量。4种三卤甲烷在0.2~50μg/L范围内线性关系良好,相关系数(r)≥0.995,定量限(S/N=10)为0.1~0.2μg/L,在0.2、0.5、2.0μg/L 3个加标水平下,4种THMs的平均回收率为90.3%~106.8%,相对标准偏差(RSD)为1.4%~6.2%。该方法准确、稳定、可靠,可用于测定船舶压载水中4种THMs的含量。使用建立的测定方法对36个船舶压载水进行测定,三溴甲烷、二溴一氯甲烷、一溴二氯甲烷与三氯甲烷的检出率分别为83.3%、69.4%、22.2%和19.4%,检出值分别为34.25~221.5μg/L、3.52~41.87μg/L、1.52~8.56μg/L和0.02~5.46μg/L。

关键词：顶空进样负化学源气相色谱-质谱法三卤甲烷船舶压载水

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船舶压载水微藻检测系统设计

船舶压载水微藻检测系统设计

作者：张健晖大连海事大学

学位级别：硕士

随着全球化进程的不断推进,各国之间的经济、交通往来日益频繁,其中航运作为一种重要的交通方式,在全球化过程中起到关键作用。船舶压载水中所存有的浮游动植物随船运在各海域间转移,极易导致外来生物入侵。国际海事组织提出的压载水公... 详细信息

随着全球化进程的不断推进,各国之间的经济、交通往来日益频繁,其中航运作为一种重要的交通方式,在全球化过程中起到关键作用。船舶压载水中所存有的浮游动植物随船运在各海域间转移,极易导致外来生物入侵。国际海事组织提出的压载水公约中对压载水排放性能标准限制了具体要求:最小尺寸小于50μm但大于或等于10μm的可生存生物少于10个/m L,处于此尺寸范围内的主要为微藻细胞。本文提出了一种基于石英毛细管与FDA荧光检测技术的微藻检测系统设计,以石英毛细管为检测平台,以FDA染色的激光诱导荧光技术为检测原理,实现对船舶压载水中活性良好微藻细胞的浓度检测。本系统设计主要包括硬件与软件两部分。硬件部分主要包括检测区设计、电路设计、数据采集设计、ARM主控设计、样本通道设计、电源设计与外部结构设计。其中检测区设计包括光路结构的对比选择与机械结构设计;电路设计关键部分为信号处理电路与驱动电路,信号处理电路完成对光转电信号的滤波放大处理,驱动电路负责接收ARM板的指令从而对系统中器件进行控制;数据采集设计实现模数信号的转换;ARM主控设计包括对各部分的器件控制与整个检测流程的推进;样本通道设计主要分为整体管路设计与染色区设计;电源设计负责为整个系统供电;外部结构设计包括外部配件的设计与整个系统的机械结构设计。软件部分主要包括逻辑程序设计、界面程序设计以及辅助功能设计。其中逻辑程序包括对信号的平均滤波处理和有效峰判断处理,界面程序实现可用于人机交互的软件界面,最后添加数据导出、查看与打印等功能。完成系统整体集成后,用不同藻种进行了染色实验、浓度实验、盐度实验和浊度实验,证明了系统的准确性与稳定性。本系统有着操作便捷、检测时间短、准确性高和便于携带的优点,适用于海事部门的实船压载水检测。

关键词：船舶压载水石英毛细管 FDA荧光检测系统设计

船舶压载水快检设备评价与光催化H2O2灭活技术研究

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船舶压载水快检设备评价与光催化H2O2灭活技术研究

作者：张顺哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着压载水公约对我国正式生效，针对压载水中微型生物快速检测以及高效灭活的研究具有重要意义。目前，压载水指示性分析快速检测设备准确性难以保证，压载水处理技术也存在处理效率低，难以保证稳定、长效机制等问题。基于此，本文开... 详细信息

随着压载水公约对我国正式生效，针对压载水中微型生物快速检测以及高效灭活的研究具有重要意义。目前，压载水指示性分析快速检测设备准确性难以保证，压载水处理技术也存在处理效率低，难以保证稳定、长效机制等问题。基于此，本文开展了压载水快检设备对比分析研究，采用紫外光催化结合过氧化氢技术对压载水中细菌和微藻进行灭活处理，为寻求高效的压载水灭活处理工艺提供了理论依据。　　针对目前压载水合规检测设备(CMDs)准确性不高等问题，对主流压载水快速检测设备进行了性能测试，考察了不同水质环境因素（浊度和可溶性天然有机物腐殖酸浓度）和生物因素（死藻和藻细胞浓度）对检设备影响，研究发现综合荧光法表现较好。不同影响因子均会不同程度上影响CMDs的指示性分析结果。权值因子分析结果表明，死藻和藻细胞浓度对CMDs检测准确性影响最大，需要在快检设备考察中重点关注。　　对细菌和微藻的灭活研究表明，光催化结合过氧化氢技术对压载水中微藻和细菌灭活较好，过氧化氢的加入可以有效提高光催化效率和灭活率，能够有效抑制受损细菌暗修复再生情况。连续流小试试验证明表明，UV辐射强度为44.2mW/cm2，TiO2平均负载量为9.48mg/cm2，进水H2O2浓度为20mg/L时，5min内大肠杆菌、肠球菌和微小原甲藻的对数灭活率能分别达到5.86log、5.23log和3.11log。该系统能够有效灭活细菌和微藻细胞，对细胞结构造成不可逆损伤并造成其死亡，细菌细胞的脂质过氧化物(MDA)含量增加到101nmol/L，超氧化物歧化酶(SOD)活性迅速下降到51.7U/mgpro，微藻的叶绿素a被迅速降解到5.3μg/L。　　建立了基于CFD的UV/TiO2/H2O2消毒反应器模型，并进行结构优化设计和数值模拟。对不同参数的导流叶片消毒器的流态进行了模拟计算，结果表明，通过在消毒器进出口设置导流叶片可以改变腔体内部水流集中的情况，均匀化流速分布。导流叶片的存在有利于反应器入口流道区域产生二次环流，帮助反应器流道水流及微生物与H2O2的二次混合从而提升消毒性能，优选出了最佳导流叶片参数。光强仿真结果表明，反应器内部不存在照射死角，可以有效的照射到反应器内部水体。

关键词：船舶压载水指示性分析紫外光催化微生物灭活

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船舶压载水中外来入侵鱼类的快速检测技术

山东交通学院学报 2023年第1期31卷 110-118页

作者：刘璐陈治李扬樊鑫山东交通学院船舶与港口工程学院山东威海264209 海南热带海洋学院热带海洋生物资源利用与保护教育部重点实验室海南三亚572022 海南热带海洋学院海南省热带海洋渔业资源保护与利用重点实验室海南三亚572022 威海市生态环境监控中心山东威海264200

为消除压载水中外来入侵鱼类对生态环境的潜在威胁,解决传统的入侵物种检测方法存在的不足和局限性,采用传统调查方法并结合环境DNA宏条形码技术对压载水中大量样本的物种鉴定及目标物种进行信息获取,构建外来鱼种数据库,并进行定性检... 详细信息

为消除压载水中外来入侵鱼类对生态环境的潜在威胁,解决传统的入侵物种检测方法存在的不足和局限性,采用传统调查方法并结合环境DNA宏条形码技术对压载水中大量样本的物种鉴定及目标物种进行信息获取,构建外来鱼种数据库,并进行定性检测及定量评估,探索建立适合我国国情的监测理论和方法,综合分析评估鱼类潜在入侵风险,为我国众多港口进行压载水处理和管控提供理论依据,并最终为降低鱼类入侵风险甚至达到零风险提供技术支持。

关键词：船舶压载水入侵鱼类快速检测环境DNA

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船舶压载水浓缩收集装置研究现状分析

辽宁科技学院学报 2022年第4期24卷 27-32页

作者：钱冬昊林添金陈景昱集美大学轮机工程学院福建厦门361021 福建省船舶与海洋工程重点实验室福建厦门361021

针对国际海事组织在2004年通过的《船舶压载水和沉积物控制与管理公约》中对压载水排放要求,本文在现有国内外船舶压载水浓缩收集装置研究的基础上,采用文献研究法综合分析并结合相关理论知识,对船舶压载水浓缩收集装置进行研究,提出了... 详细信息

针对国际海事组织在2004年通过的《船舶压载水和沉积物控制与管理公约》中对压载水排放要求,本文在现有国内外船舶压载水浓缩收集装置研究的基础上,采用文献研究法综合分析并结合相关理论知识,对船舶压载水浓缩收集装置进行研究,提出了新的设计方向和思路。得出以下结论:目前过滤介质保留效率的研究与实船情况不符,本文提出了新的实验平台设计方案;目前主流的浓缩装置在操作方式、尺寸、结构设计上存在操作不便、尺寸难以满足压载水浓缩需求的问题,本文提出了新的设计流程和结构。研究结果可为今后的压载水浓缩装置设计提供思路和参考。

关键词：船舶压载水浓缩装置保留效率装置设计

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船舶压载水的生物入侵分析

海洋开发与管理 2022年第2期39卷 95-99页

作者：谢艳辉李家侨斯泽恩郑舒尹刘建芳张娜湛江海关技术中心湛江524000

船舶压载水的转运和排放是水生生物入侵的重要途径。为保障我国海洋生态和水产养殖安全,文章基于我国航运大国地位,介绍船舶压载水排放带来的生物入侵及其相关国际标准和法律规定,并对我国船舶压载水监管提出建议。研究结果表明:由船舶... 详细信息

船舶压载水的转运和排放是水生生物入侵的重要途径。为保障我国海洋生态和水产养殖安全,文章基于我国航运大国地位,介绍船舶压载水排放带来的生物入侵及其相关国际标准和法律规定,并对我国船舶压载水监管提出建议。研究结果表明:由船舶压载水引起的生物入侵主要包括浮游生物和微生物;目前国际对于船舶压载水排放主要执行D-2标准,很多国家均以法律手段对船舶压载水进行监管;我国在加快船舶压载水立法的同时,应加强基础数据研究、制定统一的规范标准和扩展关注领域。

关键词：船舶压载水生物入侵生态安全海关监管