《Marine Pollution Bulletin》：Impact of antifouling paint regulation on copper and zinc loads from leisure boats in Swedish waters
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本文针对波罗的海这一特别敏感海域，研究了防污漆法规对瑞典游艇排放的铜和锌负荷的影响。通过GIS技术绘制了全瑞典海岸线的游艇泊位分布，结合市售涂料的释放率数据，估算得出当前近25万艘游艇的年均铜、锌排放量分别为22.1吨和17.1吨。研究发现，铜负荷分布受船只密度、许可漆种和水体盐度影响显著，高盐度的西海岸贡献了总负荷的83%。情景分析揭示，现有产品的铜排放量远超环境风险评估（ERA）的最大允许水平（8.8吨/年），而严格执行欧盟新ERA程序可大幅降低排放（至8.0吨/年）。该研究为区域尺度污染物负荷评估及法规优化提供了关键数据支持。
在风景如画的波罗的海，无数休闲游艇点缀在蜿蜒的海岸线上，构成了一幅动人的画面。然而，这美好景象的背后却隐藏着一个不容忽视的环境威胁：为了保护船体免受生物污损，绝大多数游艇都涂覆了含有铜和锌等生物杀灭剂的防污漆。当这些船只停泊在码头或航行时，漆层中的金属会持续释放到海水中。波罗的海是一个半封闭的、水体交换缓慢的敏感海域，被指定为“特别敏感海域”，其对污染物的自净能力相对较弱。最新的环境状况评估显示，在24个受评估的海域中，仅有一个在铜污染指标上达到了“良好状态”。更令人担忧的是，船舶和游艇的防污漆已被确定为波罗的海铜污染的主要来源之一，占总输入量的近40%。尽管商业船舶贡献了大部分负荷，但数量庞大的游艇因其活动集中在生物活动旺盛的春夏季，且多停泊在近岸、水浅、交换差的避风港湾——这些区域往往是许多海洋生物关键的繁殖栖息地——其局部环境影响尤为突出。游艇防污漆的使用不仅导致铜的释放，通常添加的氧化锌也使得锌成为伴随污染物。已有研究表明，在游艇季，一些码头水域的溶解铜、锌浓度会超过环境质量标准，并明显与防污漆沥滤有关。金属污染会改变海洋生物群落结构，并在生物体内富集。面对这一挑战，如何准确评估游艇带来的污染负荷，并探究相关法规政策如何影响其排放，就显得至关重要。
瑞典拥有波罗的海国家中最长的海岸线和最多的游艇数量。目前，瑞典市场上批准的用于游艇的生物杀灭防污漆产品均为铜基的，且几乎都含有氧化锌。在欧盟层面，防污漆产品的市场准入受《生物杀灭剂产品法规》监管，要求产品必须通过环境风险评估。然而，历史上的国家间ERA标准不一，以及新近推出的欧盟统一ERA程序在成员国中实施缓慢，导致市场上许多产品仍基于旧有标准获得延期许可，其实际环境风险可能被低估。尽管已有一些国家尺度的游艇铜负荷估算研究，但尚无研究系统分析生物杀灭剂法规及其ERA标准的变化将如何影响排放负荷。对于瑞典而言，其海岸线跨越了从近淡水到几乎完全海洋条件的显著盐度梯度，排放负荷不仅受船只密度影响，盐度也是一个关键因素。因此，迫切需要更精确的空间分辨率负荷评估，并能评估游艇排放对法规的敏感性。
为此，研究人员在《Marine Pollution Bulletin》上发表了题为“Impact of antifouling paint regulation on copper and zinc loads from leisure boats in Swedish waters”的研究论文。该研究旨在探讨：1) 生物杀灭剂产品法规对瑞典沿海水域游艇防污漆铜负荷的影响；2) 在该水域中，游艇相较于其他污染源（如商船、大气沉降、点源和河流输入）排放的铜和锌的相对重要性。研究在多个地理尺度上审视了这些目标，以识别潜在的区域差异。
为开展研究，作者团队主要应用了几项关键技术方法：首先，利用地理信息系统对瑞典全部724个沿海水体单元中的游艇泊位进行了高精度人工地图绘制，基于近年度的正射影像估算船只数量和空间分布。其次，基于前期野外实测数据，建立了不同类别防污漆（西海岸漆和东海岸漆）中铜和锌的释放率模型，其中铜释放率被发现与水体盐度显著相关并建立了线性回归模型，而锌释放率则采用类别平均值。第三，构建了负荷计算模型，综合船只数量、浸水表面积、涂漆比例、停泊时间及金属释放率，估算了每个沿海水体单元的年负荷。第四，设定了四种情景进行模拟分析，包括当前市场产品排放、基于旧国家ERA上限、基于新欧盟ERA上限以及基于最小有效防污剂量。最后，利用船舶交通排放评估模型等工具，编译了其他来源（商船、点源、大气沉降、河流）的铜锌负荷数据，用于比较分析。
3.1. 游艇数量与地理分布
研究发现，瑞典沿海水体中停泊的游艇数量近25万艘，与全国性游艇调查中仅统计沿海停泊机动游艇的数据高度吻合。其中89%的船只集中在允许使用生物杀灭剂涂料的西海岸和东南海岸。船只分布呈现明显的空间异质性，在斯德哥尔摩、哥德堡和马尔默等大城市附近的海域，船只密度最高。
3.2. 游艇对瑞典沿海水域的负荷
3.2.1. 当前负荷
当前情景下，游艇防污漆年均向瑞典沿海水域排放铜22.1±4.4吨，锌17.1吨。铜负荷的地理分布极不均衡，西海岸尽管船只数量占37%，但其铜负荷却占总量的83%，这主要归因于该区域使用高铜释放率的西海岸涂料以及较高的水体盐度对铜释放的促进作用。计算得到的全国铜负荷与基于防污漆销售量的统计估算值接近，验证了模型的可靠性。与以往一些低估瑞典游艇数量的研究相比，本研究的结果更为准确。
3.2.2. 替代情景负荷
情景分析表明，若所有游艇使用符合旧国家ERA最大允许释放率的涂料，理论最大铜负荷为8.8吨/年；若符合新欧盟ERA标准，则为8.1吨/年。当前实际负荷远超这两者，反映出过去ERA中使用的释放率数据低估，导致了实际环境风险被低估的产品获批。执行新欧盟ERA有望将全国铜负荷大幅降低64%（至8.0吨/年），其中减排绝大部分（96%）将发生在西海岸。最小有效剂量情景显示，当前铜排放量中约有43%（9.6吨/年）可能是过剩的，表明产品配方有优化空间。然而，即使在最小有效剂量下，西海岸的排放仍可能超过新ERA的限值，提示在该区域可能需要推广无杀生物剂防污技术的应用。
3.3. 相对于其他来源的重要性
与其他污染源比较发现，在全国尺度上，游艇和商船防污漆共同贡献了总铜负荷的32%（70吨/年），是仅次于河流输入（59%）的第二大来源。对于锌，游艇和船舶的贡献占比相对较小。然而，在局部水域，游艇是许多沿海水体单元中铜和锌的主要来源。更重要的是，游艇排放集中在夏季，且多位于生态敏感的近岸浅水区，其释放的铜离子形态生物毒性更高，因此其局部环境风险不容小觑。
3.4. 监管挑战
研究指出了当前监管体系面临的挑战。欧盟新的统一ERA未考虑盐度对杀生物剂释放率的关键影响，这可能导致评估不准确。对于游艇，地方管理措施（如要求收集压力冲洗废水）对减少水中排放效果有限。对于商船，国际和欧盟层面的法规对防污漆重金属排放的限制更为宽松，其ERA标准设定的场景使得高排放产品也可能获批。这与对工业点源排放的严格监管形成对比。
研究结论强调，休闲游艇是瑞典沿海水域铜和锌的重要点源，其排放具有显著的空间异质性。当前铜负荷远超基于环境风险的监管阈值，凸显了完善环境风险评估和严格执法的紧迫性。尽管商船的总排放量更大，但游艇在众多局部水域是主导污染源，尤其在夏季，其环境影响更为集中和显著。成功实施欧盟统一的、基于实际释放率的ERA，有望显著减少铜的输入，特别是对高负荷的西海岸地区。然而，要实现有效的环境风险管理，还需要解决商船防污漆排放监管相对宽松的问题，并鼓励开发和采用无杀生物剂的替代防污技术。这项研究为理解法规如何影响污染物负荷提供了精细化的评估框架，其方法和发现对于其他拥有大量休闲船舶的海岸带地区的环境管理和政策制定具有重要的借鉴意义。
