船长在港区未经允许私自把残油冲入海里是违法的。以下从法律责任、可能后果及建议措施三个角度进行详细分析：

一、法律责任

根据《中华人民共和国水污染防治法》第九十条的规定，违反本法规定，有下列行为之一的，由海事管理机构、渔业主管部门按照职责分工责令停止违法行为，处一万元以上十万元以下的罚款；造成水污染的，责令限期采取治理措施，消除污染，处二万元以上二十万元以下的罚款：

• 向水体倾倒船舶垃圾或者排放船舶的残油、废油的；
• 未经作业地海事管理机构批准，船舶进行散装液体污染危害性货物的过驳作业的；
• 船舶及有关作业单位从事有污染风险的作业活动，未按照规定采取污染防治措施的；
• 以冲滩方式进行船舶拆解的；
• 进入中华人民共和国内河的国际航线船舶，排放不符合规定的船舶压载水的。

船长未经允许私自将残油冲入海里，显然违反了上述法律的第一项规定，即“向水体倾倒船舶垃圾或者排放船舶的残油、废油的”，因此将面临相应的法律责任。

二、可能后果

1. 行政处罚：船长可能面临海事管理机构或渔业主管部门的行政处罚，包括罚款等。罚款的金额根据违法行为的严重程度和造成的后果而定，可能在一万元以上十万元以下，若造成水污染，罚款金额可能提升至二万元以上二十万元以下。

2. 治理措施：若船长的行为造成了水污染，海事管理机构或渔业主管部门将责令其限期采取治理措施，消除污染。这可能包括清理海面、修复受损环境等，所需费用将由船长或其所属的船舶承担。

3. 刑事责任：在极端情况下，如果船长的行为构成了严重污染环境罪等刑事犯罪，还可能面临刑事责任的追究。

三、建议措施

1. 立即停止违法行为：船长应立即停止将残油冲入海里的行为，防止污染进一步扩大。

2. 主动报告并接受处理：船长应主动向海事管理机构或渔业主管部门报告其违法行为，并积极配合相关部门的调查和处理工作。

3. 采取补救措施：若已造成水污染，船长应尽快采取补救措施，如清理海面、修复受损环境等，以减轻违法行为的后果。

4. 加强法律意识和环保意识：船长应加强对相关法律法规的学习，提高法律意识和环保意识，确保在未来的航行和作业中严格遵守相关规定。

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