海洋生态环境监测-海上溢油污染的危害与防治措施
环境科学王刚0918005
随着石油资源的不断开发利用，接踵而来的海洋水体油污染问题日趋严重,已对人们的生产生活造成严重危害。海洋污染科学研究组的调查和评估表明，石油是海洋环境中最普遍的污染物之一【1】, 其中，在海洋运输的油污染中，由油轮事故引起的污染最为严重【1，3】。据统计，每年因突发性溢油事故而流入江河、海洋的石油约为300—500×104 t【2】。目前我国海上的石油运输量仅次于美国、日本，居世界第三位，海上船舶溢油事故呈上升趋势，面临的海上防油污形势日趋严峻。由此看见，解决溢油污染的问题已刻不容缓。
1.溢油污染的危害
1.1 海上溢油危害产生的直接后果
石油进入海洋后造成的污染对海洋环境和海洋生物资源的危害是相当严重的一起大规模溢油污染事故能引起大面积海域严重缺氧, 使大量鱼虾、海鸟死亡浮油被海浪冲到海岸, 粘污海滩,造成海滩荒芜, 破坏海产养殖和盐田生产, 污染、毁坏滨海旅游区; 若清理不及时,还易发生爆炸和火灾,酿成更严重的经济损失和人员伤亡, 这些都是海上溢油危害产生的直接后果。
1.2 海上溢油危害的长期影响
海上溢油的油膜会大大降低海水与大气的氧气交换速度, 从而降低海洋生产力，破坏海洋的生态平衡; 石油中的芳香烃化合物极易进入水中并且停留很长时间, 在生物体内长期积累, 最终必将危害人体健康; 溢油沉降到海底后, 会危及底栖生物和甲壳类生物的正常发育; 而且沉降到海底的石油经微生物分解后, 密度变小, 会重新浮到海面。因此, 一次大的溢油事故造成的影响会延续十几年甚至更长时间。
2 污染防治措施
要保护好海洋环境, 应加强海洋石油开发和海上运输的管理, 减少海上溢油事故的发生, 同时要加强对海上溢油情况的监测, 提高应急反应能力和治理能力。
2.1 预防泄漏的措施
a 防止人为失误的措施。海上溢油事故统计表明, 60%~80%的事故是人为失误导致。防止人为失误的措施主要是加强训练, 增强配合协调性; 制定合理的工作程序和时间表, 以减少疲劳的影响;认真按操作规程操作; 提高设备自动化水平等。
b 海上( 或临海) 设施和管线的设计、检查和监控。大部分海上设施的大规模泄漏是由管线引起的, 且大部分是由外部损害、管线系统的老化引起的。因此海上设施和管线的设计、检查、监控是预防溢油事故的重要措施, 包括应用先进的检验、检测、维修、泄漏探测及控制技术, 提高监控能力,预防泄漏事故的发生。
c 提高油轮事故预防能力。根据事故统计分析, 40%的重大泄漏(1978- 1992 年)是由油轮触礁或碰撞引起, 提高油轮的防碰撞能力可以减少油的泄漏。例如: 设计双壳层油轮; 对船设计从预防泄漏的角度进行评估; 进行模型试验以评估油轮抵抗触礁和碰撞的能力等。;某些海域溢油污染的危害性可持续多年，对海洋生物进食规律及生殖规律等造成严重影响。此外，油污染还会破坏海滩休养地，
风景区及其景观。
2.2溢油的清除
发生溢油事故后, 常规的做法是应用围油设施将溢油限制在一定区域内, 然后再应用其它技术将溢油清除。可以采用的溢油泄漏对策和清除技术种类很多, 这些技术的应用与溢油现场环境、气象等方面条件密切相关, 同时还需要考虑这些技术对环境的破坏。
海洋溢油的处理技术
海洋溢油的治理方法按其性质可分为3种，物理方法、化学方法和生物方法。a．物理回收方法
（1）围油栏
当发生溢油事故时，可用围油栏将这些油包围起来，缩小面积，防止其扩散。优质的围油栏必须具备易于展开和收回，易洗，耐磨，具有一定的强度以及抗风浪等性质【4】。围油栏的材料一般有耐油的聚乙烯、氯丁橡胶等。近几年，围油栏向决速、轻便、便于操作方向发展。在安特卫普港35 000 t漏油事故中，英国Vikana 公司生产的围油栏成功地围住了海面上溢油【5】。 Boom Vane是获得瑞典专利的新型围油栏，曾在1999年成功地处理美国哥伦比亚海岸的漏油事故【6】。
（2）机械式撇油器
这些年来已经有几十种适用于浅水处的机械式撇油器相继研制诞生，而且许多产品已经在国内国际市场上得到广泛应用。但对于在开放海域的应急应用，总体上看只有少数几种类型应用较为广泛。根据撇油器的物理学原理同和采用不同的结构形式，可设计多种多样的撇油器，其技术性能和特点也大不相同。通常将撇油器按照收油的原理进行分类，主要包括以下几种。
2.1 粘附式撇油器
该撇油器工作原理是利用对油具有粘附性质的材料(如聚丙烯、PVC和铝便是很好的吸附物质)让浮油吸附在一个运动的表面上，然后被运动部件带出水面，通过刮擦或挤压转移至贮油槽或输油泵中。这种形式的撇油器可以是旋转的盘片、鼓或刷子，也可以是吸油带、拖绳或硬毛刷。
2.2 抽吸式撇油器
这类撇油器工作原理是运用真空油槽车或小型真空设备，通过吸管连接一个撇油头，吸油的同时吸入空气，吸管口及管内空气高速流动，高速空气从水面上将油带走，然后转移到回收槽。由于吸管内的摩擦损耗，真空抽吸只是对轻质油有效，对于重质的油品儿乎是无效的。
2.3 堰式撇油器
堰式撇油器的工作原理就是通过特别设计的带折堰的堰缘使油溢入撇油器中，而水则被拦截在撇油器外。堰缘可以根据油水界面的变化而在水的作用下在垂直方向上调整，溢油通过堰缘不断进入收油器的腔体中，大多数堰式撇油器是通过自调节型的堰缘来完成的，它可以随泵的流量而或高或低。
2.4 其它的撇油器【3】
有些撇油器是利用过滤、机械截留以及吸附的原理工作的，例如油拖网等，随着油水的流动，油水一起进入网袋中，由于油的粘滞性被截留下来，水则通过网眼流出，而油则被截留下来。
b．化学法
现场焚烧也是一种有效的溢油处理技术, 可用于海上泄漏时快速有效地清除水面上的大量油品。现场焚烧是操作性强的溢油处理技术, 应用时需要界定可能漫
延的最大区域。当发生重大溢油事故导致大面积污染时, 采用焚烧处理可消除大部分溢油, 但需要在溢油初期尽快进行, 且油膜至少应有3 mm 的厚度。在美国，就地燃烧法多次应用于湿地、浅湖、内河以及其它处理方法不适用的场合中，其结果证明在含水率、油层厚度等合适的情况下就地燃烧是一种潜在的、有效地处理溢油的方式。
c．化学试剂法
1.1消油剂
对于厚度<3mm的薄油层，通过喷洒消油剂，改变油水界面的表面张力，使溢油分散，油膜消失。自从第一次使用消油剂至今已有30多年的历史，其发展经历三代：第一代是阴离子表面活性剂;第二代是非离子的表面活性剂，由醚型变为醋型，毒性变小;第三代是浓缩型的消油剂，有效成分为乳化剂、润湿剂和氧化剂等，其活性大、效率高。消油剂的优点是见效快，在恶劣的天气下，可以在短时间内处理大面积的溢油。其缺点是使用消油剂浪费能源;可能产生二次污染;使用条件受到限制，在低于5℃的水中几乎不能应用且只对中低粘度的油有效，所以各个国家对其使用都有专门的条例限制。不同的消油剂的有各自最佳的使用条件。但是，消油剂会通过食物链影响海洋动植物生态环境，所以，美国、德国、挪威等国家在对于使用消油剂后，其对海洋生物的可能产生的毒性影响一直进行跟踪观察。
1.2凝油剂
是通过增大油水界面张力将溢油包起来。近几年国外报道的凝油剂有聚丙烯醇醚和聚氧烷基乙二醇醚、皮革纤维等，但尚未在实际中得到应用，仍处于实验阶段。目前使用较多的酵母蛋白凝油剂，凝油性能较低且生产工艺复杂，成本偏高，价格昂贵，难以在实际中得到应用。不难看出，以后应主要研究开发起效快，低污染，低用量，低毒性，易于回收，不易受周围环境影响的新型凝油剂。
1.3集油剂
凝油剂是使溢油变成胶凝状凝固，而集油剂是将扩散的油聚集起来但不使其胶凝仪。集油剂的扩散速度，决定了其集油效果，而扩散速度取决于温度、集油，剂的活性成份及溶剂的性质。向海面溢油喷洒集油剂，降低水的表面张力，使油聚集。可以说集油剂是一种化学围栏，适用于港湾、海域内，可作为未铺设围油栏的一种辅助手段【7】。目前国外主要使用的集油剂有:聚丙烯酸胺系列，丙烯酸胺系列聚乙烯醇系列以及早期的间苯二酚，木素磺化盐，这些产品在满足环境毒性容忍度的条件下，在不同的场合中使用，取得良好的效果。中国目前研制开发出的集油剂有国产QS系列，N,N 一二烷基胺类表面活性剂等【8】。
d．生物处理法
生物法是通过微生物利用油类作为新陈代谢的营养物质将其降解，从而达到去除溢油污染的目的。目前,已知可降解石油的细菌和真菌有70多个属，约20()多种。其优点是高效、经济、安全、无二次污染;特别是对机械装置无法清除的薄油层而且化学药剂被限制使用时，生物法处理溢油的优越性更加显著。缺点是一旦出现大规模的溢油或是油层比较厚时，营养和氧气供应不足，细菌的生长受到抑制由此会影响生物法处理溢油的效果。1992日本制成由4种菌组合成的混合菌叫N 菌，它利用石油成份烃作惟一营养源，专门吞噬海面浮油，即可清除浮油，又可回收大量的菌体，处理溢油收到较好的效果【9】。
3.环境监测与恢复
a.残油的流放方式。溢油事故发生后, 溢油回收和清除技术都不可能将水中的溢油全部清除, 这些残留的油品会导致长久的环境污染。油品的种类不同, 其进入水域后的污染模式会有很大差别, 必须掌握这些油泄漏后在水中的污染情况, 即确定溢油在水中的流放方式, 并将这些信息融合到环境恢复计划中。因此, 对油品泄漏后在水中流放方式科学预测是环境恢复的重要依据。
b. 环境恢复的措施。溢油事故应急处理完成后, 必须采取适宜的恢复措施, 能够适应不同的海岸线类型、各种不同的条件及沼泽地等, 并对环境
恢复的有效性进行
4.小结
未来溢油将以大的溢油事件为主，海洋石油污染不会减弱而会日益严重。目前，我国渤海、黄海的石油污染比较严重。随着海上油田的不断开发、开采，石油运输量大幅度增加，溢油事故及开采过程中的跑冒滴漏将会有增无减，这对于我国的海洋生态环境是很大的挑战。21世纪海面溢油污染防治的主旨是:在不牺牲环境资源的情况下，实现经济的可持续发展。所以，在以后的时间里，根据我国的资金短缺、设备不足的实际情况，紧跟国际最新动态，不断开发新技术新工艺，发展回收率高，结构简单方便操作灵活，维修保养费用低的回收装置是当务之急。
参考文献
【1】陈贵峰，杜铭华.海洋浮油污染及处理技术[j].环境保护1997,1:10一13. 【2】刘天齐.环境保护概论[M].北京:高等教育出版社，1997 .
【3】陈国华.水体油污染治理[M].北京:化学工业出版社，2002.
【4】张国乐.环境保护概论[M].北京:中国轻工业出版社，1999 .
【5】林建.朱跃姿.蔡俊清，等.海上溢油的回收及处理[j].福建能源开发与节约2001,1:6一8
【6】王忠贤.国外水面浮油污染处理介绍[j].船舶，1994,1:26一36.
【7】金跃波.消油剂在海上污油处理上的应用[j].渔业现代化，1998,4:38一42. 【8】李世珍，侯正田.沿海地区溢油污染防治技术研究[j].海洋技术，1995,14(3):105一114.
【9】易少金，向兴发，肖稳发.海面浮油的生物处理技术[J].油气田环境保护，2002,12(2):4- 6.