船舶水下辐射噪声议题介绍及思考建议

2021年6月-10月，我国福建和浙江沿海接连发生7次群发性鲸鱼搁浅事件，涉及包括瓜头鲸、糙齿海豚、瓶鼻海豚和布氏鲸在内的47头动物。中国科学院水生生物研究所对该事件开展调查研究，结果表明水下辐射噪声导致鲸类听觉损伤是引发此类事件的重要原因之一。

图1. 2021年6-10月福建和浙江沿海鲸鱼搁浅示意图

一、船舶水下辐射噪声的主要来源

船舶水下辐射噪声是指船舶搭载的机械设备和推进装置等产生并传播到水中的噪声，是人为水下噪声的主要来源。近年来，伴随船舶数量不断增多、主尺度不断增大，船舶引发的水下辐射噪声问题也愈发严重，据相关调查，小型船舶声压级范围在150-180dB，大型船舶声压级范围在180-200dB。

图2. 水下噪声示意图

根据船舶水下辐射噪声的发声机理，船舶水下辐射噪声分为螺旋桨噪声、结构噪声和流体噪声，其中螺旋桨噪声是船舶水下辐射噪声的主要来源。螺旋桨噪声分为非空泡噪声和空泡噪声，螺旋桨转速较低未产生空泡前，其噪声主要是由桨叶载荷引起的旋转噪声和涡流噪声，当螺旋桨转速较高产生空泡后，空泡在浆叶周围不断生成和溃灭，溃灭瞬间形成激波引起空泡噪声，并成为螺旋桨噪声的主要成分。结构噪声是船舶主机、发电机、空压机、泵等机械回转设备产生的振动或噪声通过船体结构向水中辐射而形成的噪声。流体噪声主要包含波浪抨击噪声以及流体作用于船体或船体附件引起船体局部振动产生的噪声。

二、水下辐射噪声对海洋动物的影响

与陆生动物凭借视觉、听觉、嗅觉等感官去感知周围的世界不同，海洋动物感知周围世界的主要方式是声音，船舶水下辐射噪声的频率范围可以覆盖海洋动物发声频率（如图3），因而会对海洋动物的交流形成掩蔽从而降低交流距离，同时噪声对海洋动物的导航、迁徙、躲避敌害以及聚群等行为也会产生影响，较高水平的噪声甚至会导致海洋动物听觉系统损伤或海洋动物死亡。

图3.船舶和海洋动物声音频率

明朝嘉靖年间，广东潮汕地区的渔民发明了捕获大黄鱼的捕捞方法：敲罟作业。使用几十条船把大黄鱼鱼群围起来，将敲竹板的声音传入水中，导致大黄鱼等石首鱼类的耳石共振，将大黄鱼震晕后浮上水面再进行捕捞。上世纪五六十年代，敲罟作业作为先进的捕鱼方法推广到江浙地区，仅二十年时间便导致东海大黄鱼资源急剧衰退几近灭绝，国务院也专门发文叫停敲罟作业，这也从侧面论证了水下噪声对海洋动物的巨大影响。

国际海事组织（IMO）关注到船舶水下辐射噪声问题可以追溯到2008年海上环境保护委员会（MEPC）第57次会议，美国提交了《国际航运噪声及其对海洋动物不利影响》的信息类提案。随后MEPC第58次会议成立由美国为协调人的会间通讯组，负责制定有关船舶减噪技术和航行与操作实践的非强制性技术导则。2014年MEPC第66次会议审议并通过《减少商业航运水下噪声以降低对海洋动物负面影响的导则》，并以MEPC.1/Circ.833 号通函正式对外发布。

2021年MEPC第76次会议同意在第八次船舶设计和建造分委会（SDC8）审议并修订2014版《减少商业航运水下噪声以降低对海洋动物负面影响的导则》，目标完成日期为2023。2022年SDC8会议成立由加拿大为协调人的会间通讯组，负责审议并修订旧版导则的具体工作，目前该部分工作正在进行中。

目前，我国将海洋强国、交通强国作为国家战略，同时高度重视海洋生态文明建设，加强海洋污染防治，保护海洋生物多样性。新版导则势必会导致船舶设计、建造和运营成本增加，中国必须以此为契机，迎接挑战，变中国航运发展的“桎梏”为反超其他航运强国的“机遇”。

一是加大船舶降噪技术研发力度。船舶水下辐射噪声与船舶能效息息相关，要系统研究船舶设计、建造和营运阶段对螺旋桨噪声、结构噪声和流体噪声的有效控制措施，不断推进抑制水下空化、柴电推进、风帆助推等新技术应用新船型开发，鼓励现有船采取增加尾流调节装置、优化航次计划等措施，不断降低船舶水下辐射噪声水平。

二是完善船舶水下辐射噪声规则。要坚持统筹规划、源头防控、分类管理、损害担责的原则，探索将船舶水下辐射噪声测量和限值要求纳入船舶技术法规体系可行性和必要性，充分发挥船舶技术法规在推进造船业和航运业健康有序发展中的指导、规范、引领和保障作用。

三是加强相关课题国际合作交流。相比欧美国家，我国在船舶水下辐射噪声课题研究方面起步较晚，我们必须及时掌握相关前沿动态、密切跟踪IMO议题进展、深度参与导则起草制定，维护我国航运业正当权益。