歸根結(jié)底，《廢氣清潔系統(tǒng)指南》要求監(jiān)控的實際上不是排放氣體中多環(huán)芳烴的含量，而是石油的含量。[1]回顧過去，船舶排放水中石油含量的限值其是在2009年廢氣清潔系統(tǒng)指南之前商定的。然后討論了船舶在公海排放污水（如艙底含油污水）的石油含量限值是否應(yīng)為百萬分之十五，在港口等設(shè)施中應(yīng)為百萬分之五，或者總體上是否應(yīng)更低。[2]

但是，當(dāng)時討論的問題是：如何持續(xù)監(jiān)測遠(yuǎn)低于百萬分之十五的含油量。在此之前，國際海事組織在水包油傳感器方面的唯一經(jīng)驗是與含油艙底水處理系統(tǒng)結(jié)合使用，該系統(tǒng)由防止船舶污染國際公約附件 I（2003年）的一項相對較新的修正案規(guī)定。在那之前的經(jīng)驗并不樂觀（盡管今天傳感器被認(rèn)為是可靠的），原因不僅僅是該水包油傳感器無法監(jiān)測低范圍的油值。鑒于水包油傳感器的前景似乎并不樂觀，有人想到了使用多環(huán)芳烴傳感器的想法。

為什么將多環(huán)芳烴作為石油的替代品進(jìn)行監(jiān)測是有道理的

多環(huán)芳烴傳感器以前曾與石油鉆機(jī)和飲用水儲罐一起使用。眾所周知，石油中含有被描述為成巖作用的多環(huán)芳烴。[3]多環(huán)芳烴篩查技術(shù)可用于石油泄漏物的指紋識別，并且由于該物質(zhì)類型與多環(huán)芳烴成分之間具有統(tǒng)計學(xué)上的顯著相關(guān)性，因此它也可以識別油性物質(zhì)的類型。[4]（盡管已鑒定出大約660種母體多環(huán)芳烴化合物，但大約40種多環(huán)芳烴物質(zhì)可用于這種指紋識別。[7]）因此，在經(jīng)驗上，可以將油和多環(huán)芳烴含量聯(lián)系起來。

換句話說，多環(huán)芳烴可作為石油的替代品進(jìn)行監(jiān)測。這就是為什么人們將多環(huán)芳烴傳感器與洗滌器一起使用的原因，因為這兩者可以檢測到非常低的“油”含量。

用哪一種多環(huán)芳烴來監(jiān)測呢？

到目前為止都還不錯。但是，僅僅是將多環(huán)芳烴含量和油含量相關(guān)聯(lián)是不夠的，因為多環(huán)芳烴種類太多了，無法一次性對所有種類的多環(huán)芳烴含量進(jìn)行監(jiān)測。

在紫外光照射和激發(fā)下，可以通過其熒光發(fā)射來識別不同種類的多環(huán)芳烴。[5] 通過多環(huán)芳烴激發(fā)波長和發(fā)射波長，結(jié)合紫外光強(qiáng)度，將確定被檢測的多環(huán)芳烴的種類。[5]從多環(huán)芳烴的指紋數(shù)據(jù)來看，很明顯萘是重燃料油中的主要成分，其次是菲，苊和芴。

既然我們要監(jiān)測船舶排放水中的石油含量，那么如上文所言，監(jiān)測該排放水中最重要的多環(huán)芳烴物質(zhì)的含量而非監(jiān)測油含量，似乎是合乎邏輯的。而多環(huán)芳烴物質(zhì)中，顯而易見的選擇是萘。然而，事實并非如此。為什么呢？

現(xiàn)在，這是我個人的猜測。萘是多環(huán)芳烴物質(zhì)中最輕的一種。它也很易溶于水，因此更容易降解。[3]這可能就是為什么人們選擇在燃燒和降解方面更具持久性的菲作為參考監(jiān)測對象的原因。但是，這種選擇（我仍在這里推測）也可能與多環(huán)芳烴物質(zhì)發(fā)出熒光的強(qiáng)度有關(guān)。高強(qiáng)度的熒光比低強(qiáng)度的熒光更容易被檢測到。第三個原因可能是激發(fā)和發(fā)射之間的光譜重疊。如果此重疊太窄（類似波長），則可能會產(chǎn)生干擾。菲的激發(fā)波長和發(fā)射波長與萘的要遠(yuǎn)。[5] 但是，這些只是我的假設(shè)，因此，如果使用了該方法論的天才，也撰寫了一篇有關(guān)于此課題的論文，那將會很有幫助。

尋找多環(huán)芳烴物質(zhì)的來源

船舶發(fā)動機(jī)排出的廢氣，其中所含的多環(huán)芳烴物質(zhì)不會都被洗滌器捕獲，但大部分可以。（有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱我的下一篇博客文章。）盡管我們不知道這兩個品種的分布[6]，但其含量可能既有熱成因，也有巖石成因。但是，在一篇名為“通過使用多環(huán)芳烴的分子指標(biāo)，對其分子特征進(jìn)行源表征”的文章里，闡述了一種可以用于確定多環(huán)芳烴的起源方法。[7]

顯然，菲與蒽的比率是排放水中油含量的來源或起源的可靠指標(biāo)。[8]菲在熱力學(xué)上非常穩(wěn)定，而蒽不是。[7]因此，將廢水中的比例與典型的燃料比例進(jìn)行比較，可以看出多環(huán)芳烴的含量是代表燃燒的多環(huán)芳烴化合物（熱成因），還是代表燃料油中的多環(huán)芳烴化合物（巖石成因）。

如果我們查看沖洗水采樣活動的可用數(shù)據(jù)，例如CSA 2020沖洗水研究，[9]并且如果我們根據(jù)99.7％的平均值（256個樣本）查看P0 / A0比率，則得出P0 / A0比率為20。這表明廢氣中的多環(huán)芳烴含量是具有成巖作用的。換句話說，我們在排放水中看到的多環(huán)芳烴化合物代表未燃燒的燃油。這加強(qiáng)了以下論點：我們需要在廢氣清潔系統(tǒng)排放的水中檢測石油，而不是將多環(huán)芳烴含量作為孤立的物質(zhì)進(jìn)行檢測來代表排放水中油的含量。

為什么檢測結(jié)果與推測結(jié)果不符？

既然我們已經(jīng)建立了監(jiān)測菲在船舶排水中的含量代指其中油含量的邏輯，并且油含量確實是要監(jiān)測的物質(zhì)，那么還有一個問題仍待解決。為什么多環(huán)芳烴菲等效傳感器的讀數(shù)與實驗室使用氣相色譜-質(zhì)譜法（GC-MS）對水樣中的菲進(jìn)行分析的結(jié)果不同，到底哪一種方法被認(rèn)為是最精確的測量方法？

這個問題的答案具有交叉敏感性。其一，可能是由于光譜波段重疊[5]，[10]引起的（除了菲以外的其他多環(huán)芳烴物質(zhì)被當(dāng)做菲被檢測到），其二，可能是由于海洋環(huán)境中已經(jīng)存在的有機(jī)和/或生物物質(zhì)的“污染”引起的。[5]，[10]

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）需要在檢測之前提取和清理樣品，這對于在船上連續(xù)監(jiān)控是不可能的。人們只能接受這樣一個事實，即現(xiàn)場持續(xù)監(jiān)測所得數(shù)據(jù)永遠(yuǎn)不會與實驗室分析數(shù)據(jù)一致。 這兩者所用的方法沒有可比性。此外，人們還需要接受的是，多環(huán)芳烴菲等效測定值是類菲含量的一種表達(dá)，因此多環(huán)芳烴傳感器總是會高估實際的菲含量，從而高估了油含量。

最后，我們需要認(rèn)識到菲的測量實際上是油的測量。多環(huán)芳烴菲傳感器將永遠(yuǎn)無法提供廢氣清潔系統(tǒng)對一般多環(huán)芳烴污染的信息。該傳感器不適用于此目的。

觀看第二部分

在我的下一篇博客文章中，我將仔細(xì)考慮多環(huán)芳烴作為海洋環(huán)境中的一種物質(zhì)的含量?，F(xiàn)在，我可以說，科學(xué)家們在有關(guān)多環(huán)芳烴的影響、毒性效應(yīng)或積累方面的結(jié)論上并不一致。我不是海洋生物學(xué)專家，但令我驚訝的是，他們的結(jié)論可能是基于采用一些特定的多環(huán)芳烴物質(zhì)在實驗室的微環(huán)境下進(jìn)行實驗和測試所得出的。

我希望您能查閱并研讀這些相關(guān)的記錄。