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船舶污染防治智能化典范——三峽海事局與先河環(huán)保聯(lián)合攻關(guān)獲新成果

閱讀：392 發(fā)布時(shí)間：2024/1/8

編者按

近日，由三峽海事局聯(lián)合先河環(huán)保開(kāi)展的“三峽梯級(jí)樞紐水域船舶污染防治智能監(jiān)管技術(shù)研究”順利通過(guò)驗(yàn)收。該項(xiàng)目屬于長(zhǎng)江三峽河段智能通航交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)科技創(chuàng)新及轉(zhuǎn)化應(yīng)用項(xiàng)目，著重研究探索有利監(jiān)管三峽梯級(jí)樞紐河段船舶污染物的有效舉措，完善船舶污染物監(jiān)視、監(jiān)測(cè)和監(jiān)管水平，形成感知-預(yù)警-處置的智能監(jiān)管體系，降低監(jiān)督管理人力成本，創(chuàng)船舶污染防治智能化典范。

“三峽梯級(jí)樞紐水域船舶污染防治

智能監(jiān)管技術(shù)研究”順利通過(guò)驗(yàn)收

2023年11月30日國(guó)務(wù)院發(fā)布了《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動(dòng)計(jì)劃》（國(guó)發(fā)〔2023〕24號(hào)），又稱《新大氣十條》。第四條“優(yōu)化交通結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展綠色運(yùn)輸體系”中要求：持續(xù)優(yōu)化調(diào)整貨物運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，大宗貨物中長(zhǎng)距離運(yùn)輸優(yōu)先采用鐵路、水路運(yùn)輸。

大國(guó)重器三峽工程及其配套的葛洲壩水利樞紐工程是長(zhǎng)江航運(yùn)的重要樞紐，每年過(guò)閘船舶在4萬(wàn)艘次左右。大量過(guò)閘船舶集中通過(guò)壩區(qū)水域，帶來(lái)的污染防治問(wèn)題突出彰顯。做好國(guó)之重器三峽工程水域的船舶污染防治工作，促進(jìn)綠色航運(yùn)發(fā)展，有效減少污染排放，減輕航運(yùn)業(yè)對(duì)長(zhǎng)江水生態(tài)恢復(fù)的影響，成為航運(yùn)主管部門(mén)回應(yīng)“政治敏感度高、民生關(guān)聯(lián)度高、社會(huì)關(guān)注度高”的三峽水庫(kù)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。

“三峽梯級(jí)樞紐水域船舶污染防治智能監(jiān)管技術(shù)研究”屬于長(zhǎng)江三峽河段智能通航交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)科技創(chuàng)新及轉(zhuǎn)化應(yīng)用項(xiàng)目。項(xiàng)目著重研究探索有利監(jiān)管三峽梯級(jí)樞紐河段船舶污染物的有效舉措，完善船舶污染物監(jiān)視、監(jiān)測(cè)和監(jiān)管水平，形成感知-預(yù)警-處置的智能監(jiān)管體系，降低監(jiān)督管理人力成本，創(chuàng)船舶污染防治智能化典范。

項(xiàng)目承接方三峽海事局與先河環(huán)保聯(lián)合組建項(xiàng)目組，開(kāi)展了船舶尾氣排放監(jiān)測(cè)、溢油監(jiān)測(cè)和應(yīng)急值守智能化技術(shù)研究，分析了船舶尾氣監(jiān)測(cè)和溢油監(jiān)測(cè)報(bào)警難點(diǎn)，進(jìn)行了船舶尾氣監(jiān)測(cè)和溢油監(jiān)測(cè)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研建了“品”字形布局“嗅探式”船舶尾氣可視化抓拍在線檢測(cè)系統(tǒng)，研發(fā)了基于高光譜和溢油浮標(biāo)聯(lián)動(dòng)的綜合式水面溢油智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，取得2項(xiàng)發(fā)明專利和1項(xiàng)實(shí)用新型專利。

2023年12月14日，在長(zhǎng)江三峽通航管理局組織召開(kāi)的“三峽梯級(jí)樞紐水域船舶污染防治智能監(jiān)管技術(shù)研究”結(jié)題驗(yàn)收會(huì)議上，獲得評(píng)審專家的一致認(rèn)可，項(xiàng)目驗(yàn)收工作順利完成。

“嗅探式”船舶尾氣可視化抓拍

在線檢測(cè)系統(tǒng)介紹

設(shè)備安裝示意圖

“嗅探式”船舶尾氣可視化抓拍在線檢測(cè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果：

以船舶上行方式過(guò)閘記錄53艘，全部檢出，實(shí)現(xiàn)過(guò)閘船舶尾氣監(jiān)測(cè)覆蓋率100%。其中，燃油硫含量≥6ppm（0.0006%mm），相對(duì)誤差范圍≤±30%，數(shù)據(jù)相關(guān)性R值為0.83，滿足《船舶大氣污染物排放監(jiān)測(cè)通用要求》（JT/T1360-2020）規(guī)定，可以作為遠(yuǎn)程篩查的參考依據(jù)。

XHSEM8000W船舶尾氣監(jiān)測(cè)微型站性能特點(diǎn)：

① 檢出限高

采用4電極氣體傳感器，配合高精度低噪聲放大電路，可提供較高的信噪比。SO2檢出限要求為≤1ppb,示值誤差≤1%FS。

② 抗干擾性強(qiáng)

將多種傳感器的數(shù)據(jù)綜合分析計(jì)算用來(lái)得到SO2的氣體濃度。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試設(shè)備經(jīng)歷了實(shí)驗(yàn)艙模擬大氣環(huán)境實(shí)驗(yàn)-標(biāo)氣校準(zhǔn)-環(huán)境模擬校準(zhǔn)（交叉干擾）等工藝步驟，有效減輕氣體交叉干擾。

XHSEM8000W船舶尾氣監(jiān)測(cè)微型站的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)質(zhì)控

③ 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)

采用恒溫氣室的設(shè)計(jì)，將包裹電化學(xué)傳感器的金屬氣室恒溫在一個(gè)特定的溫度，在這個(gè)溫度下傳感器有最佳的響應(yīng)靈敏度，還能消除環(huán)境溫度變化對(duì)傳感器的影響。

④ 應(yīng)用范圍廣

除監(jiān)測(cè)SO2/CO2參數(shù)外，還可以監(jiān)測(cè)CO/NO/NO2/O3/PM2.5/PM10/TVOC等參數(shù)；可在船舶大氣污染物排放控制區(qū)內(nèi)，為提升海事部門(mén)對(duì)船舶硫氧化物和顆粒物、氮氧化物的排放監(jiān)管水平，提供智能化技術(shù)手段。

綜合式水面溢油智能監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)介紹

綜合式水面溢油智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種用于監(jiān)測(cè)、預(yù)警和溢油事故應(yīng)急處置的監(jiān)管系統(tǒng)。它通過(guò)集成溢油監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)分析和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溢油情況，及時(shí)發(fā)出預(yù)警，并協(xié)助應(yīng)急人員采取措施進(jìn)行救援和清理工作。

綜合式水面溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分及功能：

監(jiān)測(cè)設(shè)備和傳感器

包括岸基高光譜成像水面溢油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、浮標(biāo)式油污監(jiān)測(cè)傳感器、計(jì)算機(jī)設(shè)備等。這些設(shè)備用于監(jiān)測(cè)水體范圍、溢油范圍、溢油厚度等關(guān)鍵參數(shù)

XHGGP-90C塔式成像高光譜儀工作示意圖

數(shù)據(jù)采集與傳輸

監(jiān)測(cè)設(shè)備收集到的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)急指揮中心或監(jiān)測(cè)中心。數(shù)據(jù)傳輸可以采用有線或無(wú)線方式，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。

數(shù)據(jù)分析與處理

收集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)預(yù)處理和分析，利用預(yù)設(shè)的算法和模型進(jìn)行數(shù)據(jù)解讀和溢油預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)分析可以幫助確定溢油規(guī)模和影響范圍、溢油厚度等，為應(yīng)急響應(yīng)提供依據(jù)。

預(yù)警系統(tǒng)

基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果，預(yù)警系統(tǒng)可以發(fā)出警報(bào)、報(bào)警信號(hào)或自動(dòng)觸發(fā)應(yīng)急措施。預(yù)警系統(tǒng)可以通過(guò)多種方式進(jìn)行通知，如聲音警報(bào)、短信通知、電子郵件等。

應(yīng)急響應(yīng)與管理

當(dāng)溢油事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)急值守系統(tǒng)將自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。應(yīng)急響應(yīng)包括調(diào)度應(yīng)急人員、調(diào)配應(yīng)急資源、組織救援和清理工作等。系統(tǒng)還提供應(yīng)急決策支持工具，協(xié)助決策者進(jìn)行實(shí)時(shí)決策和調(diào)度。

綜合式水面溢油監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析和應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制的整合，提高了對(duì)溢油事故的監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力，使應(yīng)急響應(yīng)更加及時(shí)和有效，減少了溢油事故的影響和損害。