船舶压载水如何传播外来物种｜扰乱海洋生态系统的问题与处理装置强制化解析

什么是压载水——支撑船舶的“海水配重”

压载物（ballast）是用来稳定船舶的“配重”。帆船时代使用的是石块和砂砾，而现代钢制船舶使用的是可以用水泵自由装卸的海水，这就是压载水。压载水储存在船底和船侧专门设置的压载水舱中，大型货船可装载数万吨海水，超大型油轮有时超过10万吨。

石块和砂砾压载物的装卸需要耗费大量人力，随着19世纪后半叶钢制船体和水泵技术的普及，注排海水的方式成为主流。有趣的是，早在石块压载的时代，混在石块中的植物种子和小动物就已经被运往异国他乡。压载物引起的生物迁移，是与海运历史相伴而行的、既古老又崭新的问题。

船舶为什么要装载海水

满载货物的船舶在货物重量的作用下船体下沉，螺旋桨和船舵充分没入水中，能够稳定航行。然而一旦卸下货物变成空载，船体就会过度上浮，螺旋桨可能在水面空转，强风之下倾覆的危险也会增大。解决办法是：在卸货港装载海水，在下一个装货港排出海水——这就是压载水最基本的使用方式。

例如，一艘从澳大利亚向日本运送铁矿石的船，在日本卸下铁矿石后，会将日本港口的海水注入压载水舱，航行到澳大利亚，在当地装载铁矿石之前排出这些来自日本的海水。也就是说，日本港口的海水连同其中的生物一起，被释放到了澳大利亚的海域。

全球有多少压载水在移动

全球海运每年移动的压载水量因估算方法而异，约为30亿至120亿吨，即便保守估计也达数十亿吨规模。日本最大的湖泊琵琶湖蓄水量约为275亿吨；也就是说，每年有相当于其一至四成的海水，在全球范围内从一个港口被运往另一个港口。

其背景是世界贸易的扩张。国际贸易货物的绝大部分由船舶运输，集装箱船、散货船和油轮昼夜不停地穿梭于大洋之间。船舶的大型化、高速化和航期缩短，也提高了生物“活着”抵达目的地的概率。过去在漫长航程中死于舱内的生物，如今乘着更快的船，精神抖擞地抵达了异国港口。

海洋的搬家专线——压载水运送生物的机制

装载压载水就是用水泵一口气抽取港口海水的作业。港湾营养丰富、生物密度高，因此大量生物会随海水一同被吸入。根据IMO的资料，全球船舶的压载水舱中每天约有7,000种生物正在被运送——从细菌和病毒，到浮游生物，再到贝类、螃蟹和鱼类的幼体，名单五花八门。

哪些生物会被吸入

• 浮游植物和浮游动物（包括引发赤潮的有毒甲藻的孢囊，即休眠细胞）
• 贝类、藤壶、螃蟹、海星等的浮游幼体（成体不能移动，幼体却在水中漂流）
• 小型鱼类和幼鱼、海藻的孢子和碎片
• 霍乱弧菌等病原性细菌以及病毒

关键在于，许多海洋生物在卵和幼体阶段是漂浮在水中度过的。即使是紧贴岩石不动的贝类和藤壶，或在海底爬行的螃蟹和海星，幼体时代也作为浮游生物在水中漂流。如果在这个阶段被吸入压载水舱，即便是在没有光的严酷舱内，它们也能挺过数天至数周的航程。

在排放海域会发生什么

挺过航程、在异国港口被排出的生物，大部分会因水温和盐度差异、食物不足等原因死亡。但有一小部分物种能够适应新环境并定居下来。问题从这里开始。迁入地往往缺少捕食这些生物的天敌，以及抑制其过度繁殖的竞争对手，因此在原产地并不起眼的物种可能出现爆发式增殖。这就是“入侵性外来物种”的诞生。

海洋外来物种一旦定居，要将其根除比陆地上更为困难。在海里既无法布设清除网，也几乎不能喷洒药剂。正因如此，“不让其进入”的口岸防控——即压载水管理——被视为唯一且最有力的防线。

容易被忽视的是积存在舱底的沉积物。随压载水吸入的泥沙沉积在舱底，其中可能潜藏着有毒浮游生物的孢囊（休眠细胞）和贝类的稚贝。孢囊耐干燥、耐黑暗，条件成熟时甚至能在多年后萌发并引发赤潮。因此，压载水管理公约不仅规范压载水本身，也对沉积物的管理和处置作出了规定。

世界各地发生的严重危害案例

压载水引起的生物迁移，绝不仅仅是生态学上的学术问题。渔业崩溃、基础设施停摆，甚至危及人命的传染病——它在世界各地造成了切实而严重的危害。下面来看三个国际知名的案例。

五大湖的斑马贻贝——让发电厂停机的小贝类

20世纪80年代中期，原产于欧洲黑海沿岸的双壳贝斑马贻贝入侵了北美五大湖。根据日本环境省的解说，混入压载水的幼体被认为在1985年前后横渡大西洋而来。这种拇指指甲大小的贝类会高密度附着在任何坚硬物体上，到1988年前后已异常繁殖，堵塞了发电厂和净水厂的取水口，导致设施停运。

除了覆盖并使本地双壳贝锐减之外，北美各地清理和更换取水管道的费用极为庞大——美国研究人员估计，其危害与治理成本达到每年约10亿美元的规模。斑马贻贝至今仍在从五大湖向密西西比河水系扩散，成为让世界认识“压载水问题”的标志性案例。

南美霍乱疫情——压载水运来的病原体

1991年，霍乱大流行从秘鲁的港口城市开始蔓延。这是拉丁美洲约一个世纪以来的首次大流行，疫情扩散至南美各国，超过100万人感染，1万余人死亡。一种有力的假说指出，随船舶压载水运来的霍乱弧菌污染了港口海水和海产品，食用这些海产品的人们因此感染。压载水运送的不仅是贝类和浮游生物，还有看不见的病原体。

这一事件给国际社会带来的冲击是深远的。外来物种问题从“生态系统和渔业的问题”一举升级为“公共卫生问题”——据称这正是后来压载水管理公约明确规定霍乱弧菌、大肠杆菌、肠球菌等病原性细菌排放标准（下文所述的D-2标准）的直接契机之一。

塔斯马尼亚的多棘海盘车——从日本渡海而来的捕食者

在澳大利亚塔斯马尼亚岛东南部，20世纪80年代发现了原产于包括日本近海在内的北太平洋的多棘海盘车（北太平洋海星）。其幼体极有可能是随从日本出发的船舶的压载水被运来的。由于当地没有天敌，它大量繁殖，肆意捕食双壳贝，重创了扇贝等贝类渔业，还威胁到极危鱼类斑点手鱼的繁殖，对本地生态系统构成严重威胁。

世界各地仍在继续的入侵

IMO列举的案例远不止这些。原产于欧洲的欧洲绿蟹已入侵北美、澳大利亚、南非等世界各地的海岸，捕食本地贝类和螃蟹，危害渔业。随压载水和沉积物运送的有毒浮游生物，也曾在迁入海域引起贝类毒化和鱼类大量死亡。反方向的例子是：原产于美洲的一种栉水母入侵黑海，吞噬了浮游动物，加速了凤尾鱼渔业的崩溃——这是“整个海洋生态系统被彻底改变”的著名案例。

来到日本海域的外来物种——作为“接收方”的一面

作为世界屈指可数的贸易大国，日本迎来数量庞大的船舶入港，外国海水长期以来作为压载水被运抵日本。加上船体附着（生物污损），日本沿岸已有众多海洋外来物种定居。来看几个代表性例子。

紫贻贝——1932年从神户港走向全国

原产于欧洲地中海沿岸的双壳贝紫贻贝（贻贝的一种），通过附着于船底以及幼体混入压载水，扩散到了世界各地。在日本，它于1932年在神户港首次被发现，到20世纪50年代前后已扩散至全国的港口和防波堤。如今贻贝密密麻麻附着在码头岸壁上的景象已司空见惯，但它与本地贝类竞争、附着在发电厂取水设施上造成故障，被视为日本海洋外来物种的代表。

美洲帘蛤——东京湾的“新面孔”变成了名产

原产于北美大西洋沿岸的双壳贝美洲帘蛤（硬壳蛤），1998年在东京湾的幕张人工海滨（千叶市）被发现。其幼体被认为是随来自北美的船舶压载水或附着于船体而来。此后，它在京滨运河、千叶港、船桥近海乃至大阪湾相继被确认，如今已在东京湾的泥质海底完全定居。

耐人寻味的是，这种蛤如今已成为支撑千叶县渔业的水产资源。它耐低氧，在菲律宾蛤仔锐减的东京湾也能茁壮生长，现已作为“江户前新名产”从船桥等地出货。这一案例象征着外来物种问题的复杂性——有时造成危害，有时却融入了当地经济。但需要注意的是，这只是恰好可以食用利用的例外情形，绝不意味着引入外来物种可以被正当化。

此外，日本沿岸还确认了众多被认为由船舶运来的外来物种，包括欧洲原产的藤壶类以及欧洲绿蟹的近缘种等。关于日本海洋外来物种的全貌，请参阅解说海洋外来物种从何而来的文章。

日本其实也是“输出方”——在世界上被警惕的裙带菜

提到外来物种，人们往往联想到“从国外进来的东西”，但日本同时也是向世界输出外来物种的一方。在日本港口装载的压载水，把日本海域的生物运往了世界各地。其象征，正是日本餐桌上再熟悉不过的“裙带菜”。

味噌汤里的裙带菜登上了“世界百大入侵物种”名录

裙带菜是原产于日本和朝鲜半岛近海的海藻，却不光彩地被列入国际自然保护联盟（IUCN）专家组评选的“世界百大入侵物种”名录。它以孢子等形式混入压载水被运往各地，如今在澳大利亚、新西兰、法国等欧洲沿岸以及美洲各地的海岸都已确认繁殖。

• 20世纪80年代在塔斯马尼亚被确认，随后沿澳大利亚和新西兰海岸扩散
• 在欧洲的大西洋沿岸和地中海沿岸定居
• 海外已报告实际危害：附着在牡蛎、贻贝、扇贝等养殖设施上，妨碍养殖对象生长
• 与本地海藻群落争夺光照和生长空间，令人担忧生态系统被改变

在日本被人工养殖、端上餐桌的“大海的恩惠”，在海外却是被列为清除对象的麻烦制造者。在没有食用裙带菜文化的国家，疯长的裙带菜也几乎没有利用的出路。同一种生物，身处哪片海域，价值竟会截然不同。

多棘海盘车也来自日本

前一章介绍的塔斯马尼亚的多棘海盘车，也是被认为从日本近海渡海而去的“日本出品”的入侵者。在日本海域司空见惯的海星，到了没有天敌的南半球海域，竟成了威胁贝类渔业的大问题。压载水问题的特征在于“受害者与加害者的角色并不固定”：所有海运国家都在不可避免地相互输送生物。正因为如此，需要的不是某一国的单独管制，而是全球共同的规则。

压载水管理公约（BWM公约）——全球共同规则的诞生

针对压载水问题的国际应对，一直以联合国专门机构国际海事组织（IMO）为舞台推进。经过自20世纪80年代以来的反复讨论，2004年2月，《控制和管理船舶压载水及沉积物国际公约》（压载水管理公约，BWM公约）终于获得通过。

从通过到生效为何花了13年

公约要生效，必须满足两个条件：至少30个国家批准加入，且这些缔约国的商船船队总吨位占世界的35%以上。由于每艘船安装处理装置需要花费数千万至上亿日元，对海运业影响巨大，各国的批准进展缓慢。日本也是在修订国内法（海洋污染等防止法）之后，于2014年批准了公约。

转机出现在2016年9月：芬兰的批准使船队吨位条件终于得到满足。一年之后的2017年9月8日，公约在通过13年后正式生效。这是一个历史性的节点——世界海运迎来了共同的“压载水规则”。

从D-1标准到D-2标准——两阶段的管制

公约设定了两个阶段的标准。第一阶段的D-1标准（压载水置换标准），原则上要求船舶在离陆地200海里以上、水深200米以上的远洋，置换水舱容积95%以上的压载水。它利用了这样的特性：沿岸生物无法在远洋存活，而远洋生物也难以在沿岸定居——可以说是一种应急措施。但在恶劣天气下作业伴随危险，也无法彻底清除生物。

因此，最终目标被设定为D-2标准（压载水性能标准）：用处理装置杀灭、去除压载水中的生物，将排放时的生物浓度控制在严格的数值以下。

2024年9月——所有适用船舶安装处理装置

对现有船舶而言，处理装置的安装义务按各船定期检验（IOPP证书换证检验）的时点分阶段实施，按计划所有适用船舶须在2024年9月8日之前安装处理装置并满足D-2标准。对从事国际航行的船舶来说，没有处理装置就几乎无法进入世界各地港口的时代已经到来。

日本的应对——国内法与检查体制

配合批准公约，日本修订了海洋污染等防止法，确立了日本籍船舶安装压载水处理设备的义务以及对外国船舶实施登船检查的机制。处理装置需经国土交通省和船级社（日本海事协会等）的认可与检验后方可安装，船舶须持有证明符合公约标准的证书航行。对于既是海运大国、又是造船和船用设备主要国家的日本而言，这一公约既是管制，也是凭借环保技术贡献世界的机遇。

压载水处理装置如何杀灭生物

为满足D-2标准，船舶安装的是压载水处理装置（压载水管理系统）。由于必须配合船期高速处理数万吨海水，各国厂商开发了多种方式，取得型式认可的装置已投入实用。主流设计是“过滤＋杀菌”的两段式组合。

第一阶段：用过滤器滤除较大的生物

装载压载水时，海水首先通过细密的过滤器（约50微米），物理去除浮游动物和幼体等相对较大的生物以及泥沙。被滤出的生物就地返回大海——即它们原本所在的港口海域，从而将对生态系统的影响降到最低。

第二阶段：用紫外线或氯杀灭微小生物

对于穿过过滤器的浮游植物和细菌，主要采用两种杀菌方式。紫外线（UV）方式让海水从强力紫外线灯之间流过，损伤生物的DNA使其无法繁殖。由于不使用药剂，排放时的环境负荷较小是其优点。另一种是电解（氯）方式，通过电解海水生成次氯酸等杀菌成分，杀灭舱内生物。它易于处理大量海水，但排放前需要中和残留的氯。

经过严格认可试验方能安装

并非任何厂商的装置都能随意安装。根据IMO制定的导则和规则，只有通过陆上试验和实船试验证明能满足D-2标准、取得“型式认可”的装置才被允许装船。使用氯等药剂（活性物质）的方式，还须就排放时的环境影响履行IMO专门委员会的额外认可程序。这是一种要求在全球水温、浊度、盐度各异的海域都能稳定发挥性能的高门槛环保设备。

在处理装置的全球市场上，日本的船用设备厂商和造船相关企业也开发并供应取得型式认可的装置，发挥了日本在过滤技术和紫外线技术上的优势。这既是一个覆盖全球所有远洋船舶的巨大市场，也是保护海洋生态系统的环保技术最前线。

尚存的课题——仅靠公约守护不了的海洋

压载水管理公约的生效和处理装置的普及，是海洋外来物种防控的重大进步。但问题并未就此解决。让我们梳理一下尚存的课题。

船体附着（生物污损）不在公约范围内

船舶运送外来物种的途径不止压载水。直接附着在船底、船舵和螺旋桨上被运走的“生物污损（biofouling）”，是与压载水并列的重要入侵途径。紫贻贝和藤壶类中的许多物种，被认为主要是通过船体附着扩散的。生物污损不在BWM公约的管辖范围内；IMO制定了污损管理导则以促进防控，但它不像公约那样具有法律约束力。由于附着还会直接导致燃油效率恶化（即二氧化碳排放增加），防污涂料和船体清洗技术的开发正在推进。

装置的切实运行与核查体制

处理装置仅仅装上是没有意义的，关键在于是否被正确运行、是否切实满足D-2标准。现场特有的运行难题也已被指出：浑浊的港湾中紫外线效果下降，寒冷海域则需要设备防冻。建立港口国监督（PSC）框架下的压载水检查体制，开发能现场快速测定生物浓度的分析技术，是让公约真正发挥实效的关键。

与气候变化的相互作用

海水温度上升，可能助推那些曾被水温屏障挡住的外来物种成功定居。而且，随着全球变暖使北冰洋海冰减少、连接亚欧的北极航线利用增多，原本几乎没有交集的海域将被航线连接起来，产生新的生物迁移风险。外来物种防控是一个与气候变化以及国际海运脱碳密不可分、持续变化的课题。

支援发展中国家与国际合作

如果只有发达国家的船舶合规，压载水防控收效甚微。IMO与联合国开发计划署（UNDP）、全球环境基金（GEF）共同实施了“GloBallast计划”，支援发展中国家在其港口建立监测体制、制定法规。海洋是相连的：只要有一个港口管理松懈，那里就会成为新的入侵门户。让全球所有港口步调一致——听起来朴实无华，这正是压载水防控的本质。

结语——与隐形乘客共存的时代，我们能做什么

压载水问题诞生于两种不可或缺的价值相互碰撞之处：支撑世界贸易的海运，与海洋的生态系统。既然船舶不可能消失，那么用技术和国际规则把生物迁移降到最低——这就是历时二十年铸就的压载水管理公约给出的答案。在每年数十亿吨海水和约7,000种生物不停流动的海洋上，能否把这一机制培育得真正行之有效，将左右海洋生物多样性的未来。

与我们生活的关联

压载水看似是遥远的海运行业话题，实际上与我们的消费生活直接相连。购买进口商品，就意味着有船从大洋彼岸驶来——而这些船带着压载水和船体污损的风险抵达。我们当然不能停止贸易，但了解问题的结构、支持推进防控的企业和制度，看似迂回，却是切实的支撑。

这个故事中也蕴含着希望。从斑马贻贝和霍乱的教训中诞生了国际公约，二十年间处理装置遍及全球船队——这一事实表明，只要国际社会通力合作，就能对地球规模的环境问题有所作为。尽管并不完美，“发现问题、制定规则、以技术作答”的路径，对气候变化、海洋塑料等其他问题同样是可借鉴的范本。

• 关注海洋外来物种的新闻，掌握准确的知识（外来物种不是“坏蛋”，根源在于人类活动）
• 垂钓或海上休闲时，不要把生物或海水带到其他海域（一桶水也可能成为小小的“压载水舱”）
• 发现陌生生物时，向都道府县的水产、环境部门或研究机构的窗口报告
• 了解那些致力于处理装置、防污技术等守护海洋技术的企业

被丰饶海洋环绕的日本，作为外来物种的接收方、输出方，以及海运和造船的主要国家，始终是这一问题的当事者。为了把堪称世界顶级的日本海洋生物多样性传递给下一代，让我们在全社会加深对“船舶运载的隐形乘客”的理解。