船舶生物燃料泄漏带来的海上污染新挑战与应对策略

摘要：在全球航运业加速脱碳转型的背景下，使用生物燃料是减少航运碳排放较易实现的方法之一。本文介绍船舶生物燃料的理化特性，系统分析生物燃料海上泄漏后的环境行为特征，剖析现有污染响应技术的局限和面临的挑战，进而提出应对策略与建议，为我国船舶运营方、港口管理部门及海事管理机构的工作提供科学依据，助力航运业在实现脱碳目标的同时，提升海上污染风险防控能力。

关键词：船舶生物燃料；海上泄漏；污染响应；航运脱碳

一、引言

航运业承担着全球约80%的国际贸易运输任务，同时也是碳排放的主要来源之一。国际海事组织 ( IMO )《2023年船舶温室气体减排战略》明确2030年国际航运碳强度较2008年至少降低40%、2050年实现净零排放的目标，欧盟《欧洲绿色协议》同步推动替代燃料规模化应用。与此同时，我国正加速推进船舶生物燃料的产业化与应用，如2025年厦门港完成全国首单内贸航运生物柴油调和燃料 ( B5 ) 加注，实现了该燃料从调和到应用的全流程本土化操作；再如，2026年舟山获批全国首个生物燃料油混兑出口业务试点，制定了《舟山生物燃料油混兑调和监管方案》等。

生物燃料的定义为：从生物质产生的燃油，因此包括但不限于加工过的废弃食用油、脂肪酸甲酯 ( Fatty Acid Methyl Esters，FAME ) 或脂肪酸乙酯 ( Fatty Acid Ethyl Esters，FAEE )、纯植物油 ( Straight Vegetable Oils，SVO )、加氢处理植物油 ( Hydrotreated Vegetable Oil，HVO )、甘油或其他生物质转化为液体 ( Biomass To Liquid，BTL ) 类型如费托合成柴油BTL/F-T ( Fischer-Tropsch费托合成 ) 的产品[1]。生物燃料混合物 ( Biofuel Blends ) 系指以比例 ( 体积百分比 ) 为xx%的生物燃油与比例为 ( 100-xx ) %的船舶石油燃油 ( 如残渣油、馏分油 ) 进行调和的混合燃料，一般以Bxx表示其类型[2]。

船舶生物燃料的低蒸气压、高生物降解性、独特乳化行为等理化特性与传统船舶使用的石油燃料差异显著，其在海上泄漏后引发的环境行为、生态影响及应急处置技术适配性尚未形成系统性研究成果。本文基于各类型生物燃料的理化特性和泄漏后的环境行为特征，系统剖析船舶生物燃料泄漏带来的海上污染新挑战，并提出应对策略和建议。

二、船舶生物燃料的理化特性与泄漏后的环境行为特征

( 一 ) 船舶生物燃料的理化特性

船舶生物燃料的理化特性由生物燃料组分 ( FAME、HVO、FAEE、SVO、BTL/F-T等 ) 及其与传统船舶石油燃料如船用柴油 ( MGO ) 和低硫燃油 ( VLSFO ) 的混合比例共同决定，其与传统船舶石油燃料存在显著差异，具体见表1。

表1 欧盟标准船舶石油燃料与各类型生物燃料的理化特性[3]

( 二 ) 船舶生物燃料泄漏后的环境行为特征

船舶生物燃料泄漏后的环境行为呈现显著的燃料类型依赖性和天气过程敏感性，不同燃料泄漏后的环境行为特征表现如下。

( 1 ) FAME混合燃料。泄漏后会快速扩散为厚度<50 μm的薄膜，呈透明状或淡黄色，通过视觉识别困难，难以观测。风化7天后含水量可达85%，混合物的密度可能升至接近海水，在咸淡水或湍流条件下会有部分潜沉。乳化现象不明显，主要行为为“分散—聚结”循环。混合燃料中FAME所占比例越高，整体风化速率越快，同时密度增大、乳化倾向加强、潜沉风险升高，但生物降解性会随之改善。

( 2 ) HVO混合燃料。HVO密度低于FAME，泄漏后初始浮力较好，但在寒冷水域，一些混合物可能增稠或在风化后形成蜡状残留物，此时回收作业变得复杂。HVO不含酯基，沥青质含量极低，在风化24 h后会形成直径为5~10 cm的乳化焦油球，可短暂潜沉至水下20 cm深后重新上浮。HVO本体倾点可低至-30 ℃，但与VLSFO混合后，蜡析出温度显著上升。我国渤海冬季水温为-10～0 ℃，在此条件下燃料凝固和蜡化风险明显高于南方港口。

( 3 ) SVO类燃料 ( 纯植物油混合燃料 )。泄漏后无有效蒸发、不挥发，因此不会因蒸发缩减污染规模；无有效乳化，密度接近或超过海水，整体下沉风险极高；无化学分散效果，分散剂对SVO几乎无效，燃料中的植物油会发生聚合，从而形成难以降解的固体。在沉积物中，未聚合的植物油在低浓度时能快速完全生物降解，在高浓度时降解极慢。在与碎屑混合后，植物油可能因密度变得比水更大而下沉，被其覆盖羽毛、鳃和鼻腔的底栖动物可能因体温过低、脱水或窒息而死亡。

( 4 ) FAEE混合燃料。泄漏后有更强的沉积物吸附倾向，对底栖生物的影响时间可能更久。FAEE的闪点高于FAME，其火灾风险更低，但也更难以通过原位燃烧处置。FAEE的倾点通常比同质FAME低5~10 ℃，在我国北方港口的低温适用性更好，但氧化稳定性同样较差，储存过程中易生成聚合物堵塞滤网，从而加大加注作业期间的泄漏风险。

( 5 ) BTL/F-T混合燃料。BTL/F-T泄漏行为特征最接近传统馏分油，其密度低、扩散快、薄膜识别困难、多环芳烃 ( Polycyclic Aromatics Hydrocarbons，PAHs ) 含量极低，在所有类型的生物燃料中的生态毒性最低、氧化稳定性高。燃料在储存中不易聚合，但泄漏后荧光检测 ( 紫外荧光法 ) 灵敏度极低，微生物降解启动较含氧FAME慢，总体降解率处于中等水平。

三、船舶生物燃料泄漏带来的海上污染新挑战

本文从以下几方面分析船舶生物燃料泄漏带来的海上污染新挑战。

( 一 ) 检测识别

我国现有溢油准备和响应系统主要针对传统石油基产品设计，生物燃料并不能适用。

传统合成孔径雷达 ( Synthetic Aperture Radar，SAR ) 是微波遥感中最常用的海洋溢油监测技术，具有全天候、全天时的优势，是相关业务部门监测海洋溢油的主要手段。然而，SAR的误报率较高，且难以识别溢油类型和估算油膜厚度。同时，生物燃料的检测窗口期短暂。如FAME与MGO混合燃料泄漏后会在海面上呈现透明薄膜，SAR和目视均难识别，泄漏发生24~48 h后薄膜会自然分散后消失；FAME与VLSFO混合燃料泄漏后会发生乳化，乳化后其密度接近海水，会在咸淡水区潜沉，在海水表层存留2~4天后会在水下层长期存留；HVO与VLSFO混合燃料泄漏后会呈现焦油球分散，冷水固化成蜡状，焦油球会持续漂浮3~7天；SVO类燃料泄漏后整体潜沉，在海面上无可见油膜，在海水表层会存留数小时、在沉积物层会存留数月；FAEE混合燃料与FAME混合燃料类似，泄漏后的聚合残留难识别，存留时间短于48 h；BTL/F-T混合燃料的荧光检测灵敏度极低，存留时间短于12 h。目前化学指纹技术主要基于石油基燃料PAHs特征，对含氧脂肪酸酯类燃料 ( FAME、FAEE ) 的识别灵敏度不足，难以在混合燃料中精准溯源。

( 二 ) 应急处置技术适配性

欧洲海事安全局 ( European Maritime Safety Agency，EMSA ) 研究发现，生物燃料混合物泄漏后可应用现有溢油应急系统处置，其总体行为特征与传统船舶石油燃料相似，泄漏后会浮出并在海水表面形成油膜，应急人员可以使用标准围控和回收设备。但由于生物燃料蒸发较少、生物降解较快、薄膜可能更难探测，在寒冷水域某些混合物会增稠或风化，进而形成蜡状残留物，使回收工作复杂化。

1.机械回收效率低

机械回收通常指使用围油栏阻止溢油扩散，然后使用撇油器等回收设备回收海上溢油。对于各类型的生物燃料混合物，使用机械回收均存在局限性。FAME与VLSFO混合燃料乳化后黏度升至6 360 mPa·s，堰式撇油器对其的选择性仅为27%，化学分散剂有效窗口期仅8 h，因此需配高效油水分离设备作业。HVO与VLSFO混合燃料形成的焦油球无法通过撇油器回收，且使用化学分散剂的效率低，因此需使用专用拖网。FAME与MGO混合燃料的黏附性低，机械回收效率不足30%，化学分散环境净效益有限。而SVO类燃料几乎不存在蒸发、水包油乳化和化学分散现象，常规应急处置技术对其基本全部失效。

2.原位燃烧适用性低[1]

海上溢油原位燃烧是指直接在海上溢油控制点燃烧清除溢油。该技术适用于传统船舶石油燃料，因其不易降解且溢油油膜厚。而所有类型生物燃料均容易降解且溢油油膜薄，使用原位燃烧技术处理生物燃料时，燃烧效率低于15%且会产生大量残留物，因此适用性很低。

3.吸附材料适配性存在差异

溢油吸附材料是指通过吸收或吸附作用回收水面上溢油的材料，其吸油效率远大于吸水，常用的材料有吸油毡、吸油棉等。天然纤维基生物吸附材料因其可生物降解、低成本且与循环经济原则相契合而被广泛关注。聚丙烯等传统合成吸附材料对乳化后的生物燃料吸附速度慢，对FAME与MGO混合燃料等低黏度燃料保持能力不足，易引发二次泄漏，但对SVO类高黏附性燃料较为适用。

( 三 ) 现行公约及标准规定与应急响应

IMO依据《国际防止船舶造成污染公约》( MARPOL公约 ) 和《国际散装运输危险化学品船舶构造和设备规则》( IBC Code ) 发布了MSC-MEPC.2/Circ.17通函，其所列货物载运指南详见表2。之后IMO又发布了MEPC.1/Circ.917临时通函，其第5条规定，“传统燃料加注船可以运输体积不超过30%的生物燃料混合物，但所有残留物或洗舱水均应排放至岸上，除非所载生物燃料混合物的燃油排放监测设备 ( ODM E ) 已获批准”。两则通函都仅对运输方面给出指导，并未提及应急计划和应急响应。

表2 MSC-MEPC.2/Circ.17通函所列货物载运指南

我国现行相关标准如GB 25199—2017《B5柴油》针对的是低比例混合燃料，缺乏对生物燃料的污染检测、生物降解评估等方法的规范，无法为污染防控提供明确的技术指引。参照《国际油污防备、反应和合作公约》制定的港口和船舶油污应急计划，也是以传统船舶石油燃料为基准，并未纳入生物燃料的泄漏行为和应急处置。

( 四 ) 生态影响评估

多项研究均证实FAME的毒性较低。然而，基于废食用油生产的B100生物柴油在水生毒性测试中表现出最强毒性。现有生态损害评估标准和赔偿机制均基于传统石油燃料，未考虑FAME水解产物游离脂肪酸对浮游幼体的影响、SVO类燃料对生物的物理窒息危害以及VLSFO组分PAHs的长期蓄积毒性。

( 五 ) 航海实践操作

在生物燃料应急处置方面，船员缺乏系统性培训，现有培训内容并未完全覆盖生物燃料理化特性、泄漏情况应急处置，不符合《中华人民共和国船舶及其有关作业活动污染海洋环境防治管理规定》第7条要求船员具有相应的防污染专业知识和技能的规定。

四、应对策略与建议

( 一 ) 升级检测技术

1.多种检测技术结合

建议同时使用SAR与激光荧光传感器对溢油进行检测。先用SAR进行远距离大范围探测，在发现疑似溢油区域时，使用激光荧光传感器进行近距离精细探测。这种组合方式会极大地增强大范围内海洋污染物的探测效果和识别能力。此外，可使用高光谱成像技术进行检测，其光谱覆盖范围包含可见光、近红外和短波红外 ( SWIR )，通过光谱特征可准确区分油膜类型 ( 如原油、柴油、乳化油 )，减少环境因素 ( 如风、浪和光照 ) 造成的误报，其检测效果优于SAR和热红外技术。针对生物燃料的含氧官能团 ( 酯基、羟基 ) 在中波红外 ( MWIR ) 和SWIR波段具有明显吸收峰的特点，应重点在这些波段开发光谱特征，以有效区分FAME类生物燃料与传统石油燃料。

2.采取差异化监测方案

建议对不同类型生物燃料使用差异化的监测方案，具体见表3。

表3 不同类型生物燃料的监测方案

3.人工智能 ( AI ) 赋能

研发适配多类型生物燃料的AI分类识别算法，构建生物燃油溢油专项训练数据库，搭建基于AI技术的遥感影像分析模型，全面提升海洋溢油监测效率与分析精度，为海洋溢油监测与响应中的探测、分类及厚度估算三项核心任务提供技术支撑。

( 二 ) 制定差异化应急处置方案

基于不同燃料类型，在发生燃料泄漏后制定差异化处置方案，是当前最重要的技术改进方向。

1.FAME与VLSFO混合燃料 ( 中等黏度，乳化风险 )

泄漏后8 h内为化学分散最佳窗口，优先实施化学分散 ( 效率约70% ) 并使用亲油撇油器 ( 鼓式撇油器 )，动态操作防止水膜形成；在近岸咸淡水交汇区 ( 长江口、珠江口 ) 重点防范潜沉，预置水下屏障围控。EMSA对新鲜和乳化后的FAME与VLSFO混合燃料B30进行的实验回收测试表明，现有回收设备在适当使用时有效。此外，应根据情况选择撇油器。堰式撇油器可实现高回收率但选择性较低，需要足够的油水分离容量；亲油滚筒撇油器在保持油接触时显示出高选择性，但需要动态操作以防止水膜形成降低回收效率。

2.HVO与VLSFO混合燃料 ( 焦油球，冷水固化 )

配备专用焦油球回收拖网设备，联合吸附围油栏进行区域围控，在寒冷水域 ( 渤海、黄海北部冬季 ) 应预置加热辅助设备软化固化物，不使用化学分散剂，加强水下声学监测，防止固化焦油球沉底危害底栖生态。

3.SVO类燃料 ( 高黏度，下沉型 )

泄漏后应立即围控防止扩散，采用高容量抽吸泵回收 ( 撇油器无效时 )，添加稀释剂 ( 经环保评估批准的溶剂 ) 降低黏度后机械回收。同时采用黏土矿化围控，其通过添加密度较大的矿物 ( 如黏土 )，使水面浮油能够以负浮力油矿物聚集体的形式被有效去除。此外，应优先保护河口、养殖区和鸟类繁殖地，提前布设深水护鱼围网。

4.FAEE类燃料 ( 与FAME的混合燃料相似，吸附性更强 )

可参照FAME与VLSFO混合燃料处置方案，但需额外关注沉积物区域监测，加强底栖生物生活位置水质毒性快速监测。

5.BTL/F-T类燃料 ( 低毒性，快速蒸散型 )

其蒸发窗口极短 ( 12 h内 )，泄漏后应优先进行快速围控，其低毒性特征允许在评估后优先采用监测自然衰减 ( MNA ) 策略，而敏感水域需监测溶解态烃类浓度对浮游生物的急性影响。

( 三 ) 完善监管和应急体系

1.明确MARPOL公约附则适用规则

参照IMO通函中允许传统燃料加注船载运生物燃料比例不超过30%的混合燃料的规定，完善我国国内法规，明确界定：B1～B30生物燃料适用MARPOL公约附则Ⅰ应急程序 ( 船舶油污应急计划 ( SOPEP ) 为主 )，其他比例生物燃料适用MARPOL公约附则Ⅱ应急程序 ( 船上海洋污染应急计划 ( SMPEP ) 为主 )，并制定合并版《船舶应用生物燃料污染应急计划》标准格式。

2.更新SOPEP/SMPEP内容

建议要求使用生物燃料的船舶在SOPEP/SMPEP中增加生物燃料专项附录，内容涵盖所载燃料类型在MARPOL公约中的归类、泄漏识别方法 ( 包括在各类光照和海况下的视觉特征 )、差异化应急处置程序及关键联络方。

3.完善《石油、合成和可再生源产品——燃料 ( F类 ) ——船用燃料规格》( ISO 8217:2024 ) 与污染响应的衔接

《石油、合成和可再生源产品——燃料 ( F类 ) ——船用燃料规格》于2024年5月30日发布，在燃油分类、测试方法和参数方面引入多项变化，放开FAME含量掺混限制，允许最高比例为100%，并新增了专用于生物燃料混合物的测试参数。鉴于该标准未涉及泄漏响应要求，建议推动石油及相关产品技术委员会 ( ISO/TC 28 ) 与IMO污染预防与应对分委会 ( PPR ) 联合制定《船用生物燃料泄漏响应技术规范》补充标准，为我国相关技术规范的制定提供依据。

( 四 ) 加强应急处置能力建设

1.构建分类型应急演练体系

鉴于不同类型生物燃料应急技术截然不同，现有统一的溢油应急演练无法覆盖其多样性，建议依托交通运输部海事局开设生物燃料专项培训课程，以舟山、厦门试点港口的实操经验为素材，开展FAME和MGO混合薄膜、HVO焦油球、SVO潜沉三类场景的分类应急演练，并将生物燃料处置能力纳入船员适任证书考核要求。

2.建立区域联动信息共享平台

建立全国生物燃料污染响应信息共享平台，整合法国事故性水域污染研究与实验文献中心 ( Cedre )、国际油轮船东防污染联合会 ( ITOPF ) 等国际机构的实验数据与我国舟山、厦门港口的实操数据，为海事、海洋等管理机构提供应急决策支持，为参与国际规则制定提供中国力量。

五、结论

船舶生物燃料在助力我国航运业脱碳转型、实现“双碳”目标的同时，也给海上污染防控带来多重挑战。需结合我国船舶生物燃料领域以低比例混合燃料为主、高比例混合燃料试点推进的行业特征，通过技术创新、标准完善、监管优化和能力建设等多维度协同发力破解相关难题。我国作为航运大国和生物燃料应用新兴市场，可以舟山、厦门等试点的实践经验为依据，重点推进适配生物燃料特性的升级检测技术、改良应急处置设备和加强从业人员专业培训等工作，构建与绿色航运转型相适应的海上污染风险防控体系。

参考文献：

[1] International Maritime Organization.Interim guidance on the carriage of blends of biofuels and MARPOL Annex I cargoes by conventional bunker ships:MEPC.1/Circ.917[R].London:IMO, 2025.

[2] 中国船级社.船舶应用生物燃油指南(2025版)[S].北京:中国船级社,2025.

[3] European Maritime Safety Agency.Study on blends of bio-diesels with conventional marine bunker fuels as marine pollutants and the response measures for their accidental releases[R].Lisbon:EMSA,2025.

作者简介：

李跃，大连海事大学航海训练与工程实践中心，甲类船长。

本文刊发于《世界海运》2026年第6期，转发须注明作者和原文出处。

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