本周《自然-气候变化》上在线发表的一项新研究显示，东亚海运贸易增加的空气污染是该地区每年上万过早死亡的原因之一，并且可能对当地和全球的气候产生显著影响。
这项研究由来自清华大学和美国杜克大学的几位学者完成，研究者发现，自2005年以来，东亚海上船舶交通增加了一倍以上，2013年，来自东亚的船舶的二氧化碳排放量占全球海运排放量的16%。海运带来的空气污染每年造成大约14500至37500人的过早死亡，并且给气候系统带来了短期和长期的变化。研究结果表明，控制船舶排放不仅对应对气候变化重要，也对减少贸易对于当地人群的健康影响有意义。
海运污染影响严重
该研究模拟出东亚地区19000艘大型远洋货轮的行驶轨迹并建立了船舶的排放清单。基于这个排放清单，研究者结合美国NASA的全球化学气候模式，模拟了多污染物作用下的气候变化的效应，发现在短期内，由于船舶排放的硫酸盐含量较大，所以呈现制冷效应。但是随着时间推移，二氧化碳的制暖效应逐渐占据主导的地位。第7年，制冷和制暖效应达到平衡，之后是单纯的变暖效应。
“以氮氧化物和PM2.5排放为例，中国海域内远洋船舶的排放量和中国机动车的排放量是1：2的关系。” 该研究的第一作者，清华大学环境学院副研究员刘欢对财新记者表示，将2013年船舶排放的PM2.5和氮氧化物的数据与中国机动车污染防治年报上2015年机动车排放的PM2.5和氮氧化物比，大概都呈现出这样的比例。
研究进一步评估了远洋船舶排放对于PM2.5和臭氧浓度产生的影响，以及它对人体健康的影响，发现远洋船舶排放对沿海地区人体健康的影响最为显著，但也可以传播到较远的内陆地区。
总的来讲，海运带来的空气污染造成每年东亚地区大约14500至37500人的过早死亡，其中跟颗粒物浓度有关的死亡大概占早死总数的三分之二。剩下的三分之一是与臭氧有关的早死。以PM2.5为例，研究者首先测算出船舶排放对于陆地上，特别是人口聚集区的PM2.5的浓度有多大的升高作用。之后根据单纯的浓度变化结合国际上流行病学的研究统计它对呼吸系统疾病、心血管疾病和肺癌的早死率的影响。
燃油品质为祸首
2016年1月，中国在珠三角、长三角、环渤海（京津冀）水域设立了三个船舶大气污染物排放控制区，将按照五个时间阶段逐步实施减排目标。研究团队下一步会与环保、交通部门配合，提供基础数据以帮助更合理地确定排放控制区的范围、重点控制的船舶类型和船舶燃料油的硫含量限制，试图减少船舶排放和对人体健康的影响。
目前，所有的远洋船舶在离岸较远的公海的范围上全部烧的是重油，因为重油的成本非常低。而根据相关规定，有的航运企业在取道欧洲和北美的排放控制区岸边时都需要换油。“到了中国的排放控制区应该也能够换油，因为我们这里人口更加密集”刘欢说，目前香港正在推动《乘风约章》，号召标杆企业来主动在靠港的时候主动换到低硫的燃油。一些大型的企业，中远等都主动签了协议。
然而，东亚地区的远洋船舶排放里只有不到40%来自本地的船舶，大约有65%的排放来自注册在其他国家或者地区的船舶。“不能只控制本国的船，而更应该强调对于所有国籍的船舶在进入我们这一区域的时候都进行一个排放控制。”刘欢说。
刘欢建议，未来进入船舶排放控制区的所有船舶必须做排放控制，更换成低硫的燃油。目前东亚地区的远洋船舶排放量大约有65%来自注册在其他国家或地区的船舶。“所以这也提示我们国家未来再进一步地控制船舶污染的政策制定中不能只控制本国的船，而更应该强调所有国籍的船舶在进入我们这一区域的时候都进行排放控制。”
根据《国际防止船舶造成污染公约》，船舶排放控制区主要通过对船舶采取强制措施以减少和控制硫氧化物、颗粒物或者氮氧化物的排放。硫氧化物和颗粒物排放控制通过控制燃油硫含量实现，而氮氧化物主要通过船舶发动机升级、连接岸电、使用清洁能源或尾气后处理等方式实现。
排放清单揭海运污染
此前，中国已有较完整的陆地污染源排放清单，但对海面污染源排放缺乏关注。而研究者发现，一些沿海城市的PM2.5模拟值总是比实际观测值低，因此推测可能其中一个原因是缺少海面上的排放信息。实际上，中国的沿海城市很多都是人口聚集的大城市，且距离港口较近，所以研究团队推测海面污染源排放对城市空气质量的影响可能较大，于是开始着手建立远洋船舶的排放清单。
这类区域尺度内的远洋船舶排放计算需要克服两个困难。首先是缺乏区域尺度上准确定量的方法。在全球尺度上，大部分研究者都使用燃料油的销售数据推算排放量。但由于船舶加油地的不确定性，如果只是按照各地的燃料油销售数据推算该区域的排放量就会产生较大偏差。
其次是缺乏基础数据。与陆地源不同的是，海洋上的排放主体来自世界各地，研究者很难直接获取船舶的详细数据。
此研究团队在方法和数据上做出了突破。他们在区域尺度采用动力法，用卫星和岸边基站追踪船舶轨迹以获取行驶数据，然后通过模拟每艘船在航行过程中的动力需求来进一步模拟船舶的排放量。同时，他们与不同的国际机构合作，收集各个国家船舶的具体技术信息，最后模拟出东亚地区19000艘大型远洋货轮的行驶轨迹并建立了船舶的排放清单。
