《Chemosphere》：Disinfection by-products in ballast water treated with oxidants – effects of treatment type, filter pre-treatment, test location, and salinity
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全球航运每年排放350亿吨压载水，可能引入入侵物种。国际海事组织（IMO）通过球ast水管理系统能力验证（BWMS）确保压载水处理安全，尤其关注消毒副产物（DBPs）风险。基于2008-2024年IMO公开的IMODOCS数据库，本研究量化了化学注射、电解、臭氧三种处理工艺的TRO（总残留氧化剂）与DBPs（包括THMs、HAAs）的关联性，发现不同工艺和预处理滤器的DBPs水平无显著差异，而当地水质和测试方法显著影响DBP生成特征。实测数据显示，当前BWMS的DBPs排放水平普遍低于监管审批设定的最高阈值，表明现有审批标准具有环境风险防控的保守性。
作者名单：埃米莉·斯韦尔德鲁普（Line Emilie Sverdrup）、比约格·玛丽·波莱斯塔德（Bj?rg Marie Pollestad）、英格丽德·西格瓦尔德森（Ingrid Sigvaldsen）、吴青兰（Qinglan Wu）、迈克尔·莱曼（Michael Lehmann）、马丁·奥洛夫松（Martin Olofsson）、埃菲·佐拉基（Efi Tsolaki）、杜青华（Qinghua Du）、劳诺娃（Nova Lau）、刘比尔（Bill Liu）和维达尔·A.T. 托尔森（Vidar A.T. Thorsen）
公司名称：DNV AS，地址：挪威赫维克（H?vik）维里塔斯韦恩街1号（Veritasveien 1），邮编1363
摘要
压载水对于船舶在货物装卸和航行过程中的稳定性至关重要，但其排放可能会将入侵性水生物种引入新的环境。为了降低这一风险，通常使用次氯酸盐等氧化剂对压载水进行处理。海洋环境保护科学方面的压载水专家联合小组（GESAMP-BWWG）会对压载水管理系统（BWMS）进行评估，并推荐其用于国际航行，以确保它们对人类健康和环境是安全的。这些最终批准申请中包含了在各种盐度条件和停留时间内活性物质及消毒副产物（DBPs）的详细信息，这些数据可通过IMODOCS平台公开获取。
基于2008年至2024年间获得批准的压载水处理系统的提交信息，我们利用总残留氧化剂（TRO）作为剂量指标，汇编了相关数据。结果显示，不同处理方式（化学注入、电解、臭氧）下的DBP水平存在显著差异，这可能反映了水质的差异；同时，过滤预处理步骤或处理类型对DBP水平没有明显影响。
就DBPs对环境的影响而言，三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs）是关键污染物。报告中的THMs和HAAs浓度并未随TRO剂量的增加而上升，这与预期相反。在评估这些批准数据与实际船舶排放情况的相关性时，我们发现批准的最低限值通常高于现场测量结果，这表明当前的监管措施较为保守，因此目前获准的系统带来的环境风险有限。
部分内容摘要
压载水处理
根据船舶的设计和构造，商业船舶在安全运营过程中必须使用压载水。据估计，参与国际海上贸易的船舶每年排放的压载水量约为35亿吨（Grote等人，2022年）。
压载水携带了水生生物，当这些生物在下一个港口被排放时，它们有可能在新环境中存活下来。
研究范围与数据库
对于使用总残留氧化剂（TRO）进行处理的压载水管理系统（BWMS），我们研究了采用过滤预处理与未采用预处理的系统之间的DBP谱差异。这些信息可在IMO的提交文件中找到。
提交给GESAMP-BWWG的数据基于全球各地的水质进行的实地测试结果——这些水质可能对最终的DBP水平产生影响。此外，GESAMP-BWWG的方法论也经历了显著的发展，因此2008年至2024年的数据与当前标准存在差异。
材料与方法
数据来源于IMO网站（IMODOCS）上的MEPC最终批准文件。我们的数据库仅收录了以TRO剂量表示的化学处理剂量的提交记录。虽然大多数处理化学品是在压载过程中注入的，但也有部分是在压载舱内直接处理的。数据收集过程严格保证了质量，包括以下参数：文件代码、批准年份、目标TRO浓度（mg/L）等。
过滤预处理、化学处理类型、测试地点和盐度的影响
根据研究结果（图1），无论是过滤预处理还是化学处理类型，均不会对HAA或THM的DBP浓度产生影响。请注意，条形图显示的是各化学组内DBP的总和。臭氧处理在整个过程中均表现出较低的HAA和THM水平，而其他处理方法的HAA和THM水平则变化较大。
还需注意的是，由于法规变化，每份MEPC报告中包含的化学物质种类可能会有所不同。
讨论
由于船舶在全球范围内航行，不同地点的水质参数各不相同。本文旨在评估压载水处理的技术因素（如处理类型、目标TRO浓度）对DBP谱的影响。然而，从汇编的数据来看，当地水质和测试中使用的添加剂对DBP谱的影响更为显著。那么，最终批准数据在通用风险评估中的实际意义有多大呢？
结论
通过数据收集和可视化分析，我们得出以下结论：
不同地区的DBP谱存在显著差异，这表明最终批准文件中的DBP谱受到当地水质和陆地测试中采用的添加剂处理方法的强烈影响。这些差异表明，压载水管理系统是否通过最终审批可能取决于测试地点的选择。淡水中的DBP谱与海水中的有所不同。作者贡献声明
埃米莉·斯韦尔德鲁普（Line Emilie Sverdrup）：负责撰写初稿、方法论制定及概念构思。
比约格·玛丽·波莱斯塔德（Bj?rg Marie Pollestad）：负责撰写初稿、数据可视化及正式分析。负责撰写初稿及概念构思。
吴青兰（Qinglan Wu）：负责审稿与编辑、方法论制定。
迈克尔·莱曼（Michael Lehmann）：负责审稿与编辑、撰写初稿。
马丁·奥洛夫松（Martin Olofsson）：负责审稿与编辑。
埃菲·佐拉基（Efi Tsolaki）：负责撰写初稿及方法论制定。
杜青华（Qinghua Du）：负责审稿与编辑、资金协调。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
感谢Cosco Shipping Heavy Industry Technology》提供的财务支持，以及扬·林德斯（Jan Linders）对初稿提出的宝贵意见。同时，我们也非常感谢四位审稿人的建议，他们的意见显著提升了论文的质量。
