1 引言

随着化石燃料日益减少，更严格的排放法规开始生效，人口增长对能源的需求量增加，国际上一直支持更先进的推进系统和替代性绿色燃料的研发。世 界 经 济 论 坛（World Economic Forum）、 全球 海 事 论 坛（Global Maritical Forum） 和 海 洋 行动 盟 友（Friends of Ocean Action） 在 联 合 国 气候峰会上发起了“零排放联盟”（Getting to Zero Coalition），目标是到2030年使国际海运业脱碳；世界海事组计划于2050年将二氧化碳排放量减少至2008年的50%。因此，疏浚企业必须基于环境、效率两大重要指标，在加快创建和改进可持续运营的同时，实现绿色智能疏浚，以满足人口增长的需求，提高安全性能，减少对环境的影响，并保持盈利，塑造疏浚行业的未来。

2 环境要求与疏浚策略

国际四大疏浚公司分别采取强有力措施响应环境保护的号召。IHC于2017年为比利时德米集团建造了MINERVA号和SCHELDT RIVER号耙吸式挖泥船。这两艘船舶是世界上首次采用液化天然气（LNG）驱动的耙吸式挖泥船（TSHDS），并将成为进一步探索替代能源解决方案的先驱。Boskalis于2019年10月底宣布，其12 000m3耙吸挖泥船“Willem van Oranje” 轮 以 100% 生 物 燃 油 运行，代表着Boskalis在2015年与生物燃料供应商GoodFuels和发动机制造商Wirtsila共同启动的Boskalis生物计划进入下一关键阶段。荷兰疏浚巨头Van Oord也在其9535m3的耙吸挖泥船“HAM 316”轮中进行生物燃料试验，这是Shell第二代生物燃油的一项大规模试验计划，据Van Oord代表所述，Van Oord已经签署了一项绿色协议，目标于2050年减少70%碳排量。比利时疏浚巨头DEME正着手实施一项历经数年、投资数百万的可持续性行动计划，包括低排放燃料。至2030年，DEME现代疏浚船队的二氧化碳排放量将比2008年减少40%。展望2050年，对碳中性燃料的研究有希望将排放量减少近100%。

2.1 环境减扰策略

疏浚工程期间，各种场地限制要求进行大量的前期工作和调整，如遇到在任何情况下都不应被破坏或干扰的海草保护区、敏感红珊瑚的栖息地等疏浚红线区域。因此，在项目开始前和疏浚作业期间需要实施具体措施，以尽量减少对环境的影响，包括：

（1）在生物专家的监督下，将敏感物种转移到邻近的保护区：如巨型扇贝、海草、被红藻覆盖的岩石等等。

（2）部署测量浮标系统，以测量工程对保护区的影响。这些浮标及其锚上安装有特定的传感器。收集到的数据被实时转发到特殊的共享网站，让所有主要利益相关者都可以访问该网站。

（3）在生态边界红线区域安装水下隔泥网，以形成防止浊度传播的第一道屏障，使海草和珊瑚等都有充足的光线。

（4）对疏浚设备和方法进行特殊调整，并匹配不同的管理策略。

（5）环境专家小组不断分析浮标获得的数据，并实时调整施工方法。当其中一个环境参数（浊度、沉降、悬浮物和透光度）达到某一预定阈值时，触发自动警报，此时需对施工作业进行进一步调整，甚至暂时停工。

（6）同样，所有疏浚作业所产生的声音也需要受到密切监测，并设置警报，以避免对水下物种和水上环境造成干扰。

2.2 复杂疏浚土处理与进度控制

对污染土处理和基岩类土质等非常规施工土质，将对疏浚作业和浚后识别工作将造成极大影响。

2.2.1 污染土处理

多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）、重金属等这些化学物质对环境危害很大。考虑到高污染级别的土质，最重要的是谨慎地将土壤基质以尽可能不受干扰的形式远距离迁移到处理中心，并避免在水域或自然保护区中扩散。因此，采用特殊抓斗的机械疏浚方法比传统疏浚工具更为可取，如图1所示的水密生态抓斗。生态抓斗使用过程中，降低反铲动臂和斗杆的回收速度，可避免沉积物在水柱中散开；限制驳船装载量和航行速度，可避免在航行至处理区域期间产生溢流损失。

图1 水密生态抓斗

受污染沉积物的处理和再利用必不可少，将污染物送至土壤处理中心，对疏浚作业产生的不可分解沉积物进行处理和再利用，工艺如下：

（1）首先，将沉积物泵入一个大型污水贮留池，在贮留池中对沉积物进行曝气。同时，对所有沉积物进行详细的化学分析。

（2）在曝气之后，将土壤分成不同的部分：一部分是干净的沉积物，另一部分是含有污染物的细黏土。

（3）沉淀物通过水力旋流器将砂过滤出来再利用。污染物（多氯联苯、重金属、石油）往往只附着在较细的部分。在将细黏土分离后，与特定聚合物混合，通过腔体压滤机继续脱水过程。