海运是全球贸易的重要组成部分，但它也造成了严重的空气污染。船舶排放各种气体和颗粒污染物，包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、煤烟、有机污染物和重金属。这些排放影响环境和人类健康，导致酸雨、烟雾形成、生态系统养分积累、气候变化和呼吸系统疾病。了解和监测这些排放对于制定有效的缓解战略至关重要。
BSH船舶排放测量网络
德国联邦海事和海道管理局（BSH）运营着一个专门的船舶排放测量网络，用来跟踪海面的空气污染。该网络由固定和移动测量站组成，这些测量站战略性地布局在主要航线附近。这些监测站位于航道的下风位置，距离船只交通线不到2公里，可以进行24/7的连续监测。该网络使用最先进的仪器来检测和分析过往船舶的污染物，为法规遵从和科学研究提供有价值的数据。如何测量船舶排放？
BSH测量网络采用气体分析仪和颗粒物测量设备的组合来实时评估船舶排放。测量站配备：- 气体分析仪检测二氧化硫，二氧化碳和氮氧化物浓度。
- 超细颗粒物测量仪器，包括快速电迁移粒径谱仪3091（FMPS）和光学颗粒物粒径谱仪3330（OPS），用于测量颗粒物数量浓度和尺寸分布。
- 气象传感器和AIS接收器测量各个船舶的排放羽流
- 近实时数据分析，计算单个船舶硫氧化物，氮氧化物和颗粒物的排放系数。
- 自动报告系统，如果燃料中的硫含量超过监管限制，就会发出警报。
FMPS™提供超细粒径分布的实时测量，捕捉船舶排气羽流的动态变化，而OPS测量较大的颗粒物，以提供排放颗粒物质的全面视图。这种监测方法可以监测一段时间内的排放趋势。然而，风力依赖仍然是一个挑战，因为它影响了准确捕获船舶排放羽流的能力。
图1：粒径分布的测量显示，在数浓度（上）和粒径分辨（下）中，可以清楚地识别船舶排气羽流，并且可以识别不同船舶的不同排放行为（取决于发动机类型和燃料）。FMPS和OPS的总颗粒物计数以蓝色和黄色表示（上图）。粒径为300 nm时，FMPS与OPS的交点用黑线表示（下图）。
船舶排放的颗粒物有多大？
BSH排放监测倡议的主要重点之一是超细颗粒物(UFPs)的测量，由于它们对人类健康和环境的影响，这一点尤为重要。从测量站收集的数据显示：- 90%的排放粒子小于80 nm。
- 50%的颗粒小于40 nm。
- 75%的粒子质量来自小于200nm的粒子。
从这一发现可以得出结论，为了有效减少与船舶有关的空气污染，必须解决超细颗粒物问题，因为它们占排放的大部分。
了解排放颗粒物的粒径分布对于评估其在大气中的生命周期、传输行为和潜在的健康影响至关重要。
关键要点
BSH船舶排放测量网络的研究结果强调，需要持续监测超细颗粒物，以更好地了解和减轻海上运输对环境的影响。随着法规的发展，正在进行的研究和技术进步将在减少航运造成的空气污染和改善沿海社区及其他地区的空气质量方面发挥关键作用。
数据由联邦海事和水文测量局（BSH）收集并提供。