海上溢油風(fēng)險(xiǎn)分析及處置技術(shù)研究

樊寶安

中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司海洋石油船舶中心 山東 煙臺 265700

海上溢油是一項(xiàng)嚴(yán)重的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，可能對海洋生態(tài)系統(tǒng)、人類健康和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生不可估量的損害。為減少海上溢油風(fēng)險(xiǎn)，我國采取了一系列措施，包括加強(qiáng)船舶安全管理、實(shí)施海洋環(huán)境保護(hù)法規(guī)、提高應(yīng)急響應(yīng)能力等。使用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行溢油應(yīng)急響應(yīng)，加強(qiáng)監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，也是減少海上溢油風(fēng)險(xiǎn)的重要舉措。

1 海上溢油的風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 溢油事故原因

船舶溢油事故的原因可以歸納為船舶碰撞、船舶失控、機(jī)械故障、人為疏漏和惡劣天氣等因素。碰撞可能導(dǎo)致船體破損，燃油管道泄漏或油艙破裂，造成溢油。船舶失控指船只無法操縱，造成船體損傷或油艙泄漏。機(jī)械故障如發(fā)動(dòng)機(jī)故障或管道破裂可能引發(fā)溢油。人為疏漏包括操作失誤、不當(dāng)操作或不合理的維修等。惡劣天氣條件如強(qiáng)風(fēng)、巨浪和海況惡劣可能導(dǎo)致船只出現(xiàn)問題，造成溢油事故的發(fā)生。

1.2 主要風(fēng)險(xiǎn)源

船舶溢油的主要風(fēng)險(xiǎn)源包括貨物油、燃油和船舶化學(xué)品等。這些物質(zhì)在溢油事故中可能對海洋環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

首先是貨物油，包括原油、石油產(chǎn)品和化學(xué)品等。原油是一種復(fù)雜的混合物，含有各種有害物質(zhì)，如重金屬和多環(huán)芳烴等，對海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生潛在的毒性影響。石油產(chǎn)品如汽油、柴油和潤滑油等也具有一定的毒性和難降解性?；瘜W(xué)品則包括在船舶運(yùn)輸過程中可能使用的各種化學(xué)物質(zhì)，如危險(xiǎn)品和工業(yè)化學(xué)品。這些化學(xué)品的泄漏可能導(dǎo)致水體污染和生態(tài)系統(tǒng)受損。

其次是燃油，主要指船舶使用的燃料，如柴油和重油。燃油具有高粘度和高密度，一旦泄漏，很難迅速回收和清理。燃油的泄漏會(huì)導(dǎo)致水面形成油膜，對海洋生物和海灘等敏感生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害

2 溢油處置技術(shù)研究

2.1 物理方法

2.1.1 圍油欄技術(shù)

圍油欄技術(shù)是一種用于控制和收集溢油的方法，它通過設(shè)置欄桿如柵欄式圍油欄或隔離設(shè)備，將溢油限制在一定區(qū)域內(nèi)，阻止其進(jìn)一步擴(kuò)散。圍油欄可以使用不同的設(shè)計(jì)和材料，包括氣囊式、浮筒式和吸油毯式等。

氣囊式圍油欄是利用充氣的橡膠或塑料氣囊，通過浮力將溢油圈起來。它具有靈活性和適應(yīng)性，可以根據(jù)需要調(diào)整形狀和大小。然而，氣囊式圍油欄在堅(jiān)固性和抗風(fēng)浪能力方面可能存在一定局限性。

浮筒式圍油欄則是利用浮筒和連接桿件構(gòu)成圍油欄的框架，形成一個(gè)封閉的區(qū)域以收集溢油。這種圍油欄在穩(wěn)定性和耐久性方面較好，并且對風(fēng)浪的影響較小。吸油毯式圍油欄則是使用能夠吸附油污的吸油毯來阻止溢油的擴(kuò)散。

2.1.2 吸油技術(shù)

吸油技術(shù)是一種用于回收漂浮在水面上的溢油物質(zhì)的方法。吸油設(shè)備包括吸油毛氈、吸油囊和油水分離器等。吸油毛氈是一種功能化纖維材料，具有高吸油能力和低浸水性。它可以迅速吸附漂浮在水面上的油污，并將其固定在毛氈材料的纖維結(jié)構(gòu)中。吸油毛氈廣泛應(yīng)用于溢油事故應(yīng)急響應(yīng)中，具有吸附效率高、操作簡便和易于收集處理的優(yōu)點(diǎn)。

吸油囊是一種靈活的收集裝置，通常使用防油材料制成。吸油囊可以浮在水面上，通過扎帶或其他連接方式與吸油設(shè)備連接，從而收集吸附了油污的吸油材料。吸油囊可以根據(jù)需要調(diào)整尺寸和形狀，適應(yīng)不同場合的應(yīng)急響應(yīng)需求。

油水分離器是一種用于分離漂浮在水面上的油污和水的裝置。它通?；谖锢碓?，如重力分離或離心分離，利用不同密度和粘度的油水之間的差異來實(shí)現(xiàn)分離。油水分離器可以使用不同的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，如板式分離器、旋轉(zhuǎn)式分離器或?yàn)V波分離器等。

吸油技術(shù)在溢油處理中起到了重要的作用，可以有效地回收漂浮在水面上的溢油物質(zhì)，減少對水體和環(huán)境的污染。然而，吸油設(shè)備的使用要根據(jù)具體情況和需求選擇合適的材料和技術(shù)，合理應(yīng)用吸油技術(shù)并配合其他方法，以實(shí)現(xiàn)對溢油的有效控制和處理。

2.2 化學(xué)方法

2.2.1 分散劑和乳化劑

分散劑和乳化劑是用于處理溢油的化學(xué)物質(zhì)，它們可以將溢油物質(zhì)分散成微小顆粒，并增加其曝氣表面積，以加速生物降解的速度。

分散劑是一種表面活性劑，它能夠降低溢油物質(zhì)之間的表面張力，使其分散成微小的液滴或顆粒。這樣可以增大溢油物質(zhì)與水之間的接觸面積，使生物降解的微生物更容易附著和分解溢油物質(zhì)。分散劑廣泛應(yīng)用于應(yīng)對海上溢油事故，能夠迅速將溢油物質(zhì)分散，并促進(jìn)溢油物質(zhì)的生物降解。

乳化劑則是一種能夠使油水兩相形成乳狀混合物的物質(zhì)。乳化劑可以將油污包裹在水中形成微乳液，使溢油物質(zhì)更易被微生物降解。乳化劑也常用于應(yīng)對溢油事故，利用其乳化作用促進(jìn)油污的分散和降解。

化學(xué)方法使用分散劑和乳化劑也可能對海洋生態(tài)系統(tǒng)造成副作用。分散劑和乳化劑在加速溢油物質(zhì)降解的同時(shí)，有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致毒性物質(zhì)的釋放和生物生態(tài)的擾動(dòng)。因此，在使用化學(xué)方法處理溢油時(shí)，需要謹(jǐn)慎評估副作用并采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣頊p少對海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響。

2.2.2 生物處理

生物處理是一種利用生物活性菌群對溢油物質(zhì)進(jìn)行降解和清除的技術(shù)。它包括利用具有降解能力的微生物，如原油降解細(xì)菌和海洋微生物等，來分解和代謝溢油物質(zhì)。生物處理技術(shù)在應(yīng)對溢油事故中受到廣泛關(guān)注，因?yàn)樗哂协h(huán)境友好的特點(diǎn)。通過合適的培養(yǎng)條件和維持適宜的菌落增殖，這些微生物可以有效地將溢油物質(zhì)降解為無害物質(zhì)，減少對水體和環(huán)境的污染。

2.3 熱力學(xué)方法

熱力學(xué)方法是一種利用熱力學(xué)原理進(jìn)行溢油處理的技術(shù)，其中包括燃燒、蒸發(fā)和蒸餾等過程。這些方法通過控制溫度和壓力來實(shí)現(xiàn)對溢油物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和分離。燃燒是一種常見的熱力學(xué)方法，通過高溫燃燒將溢油物質(zhì)轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無害物質(zhì)。這種方法通常能夠迅速清除大量的溢油，但燃燒過程會(huì)產(chǎn)生煙霧和有害氣體，可能對空氣質(zhì)量和大氣環(huán)境造成影響。蒸發(fā)和蒸餾則是利用溫度升高將溢油物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體，然后通過冷凝收集回收。這些方法可以有效地將溢油物質(zhì)從液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，使其更易收集和處理。

3 船舶溢油處置技術(shù)的應(yīng)用

3.1 環(huán)保型分散劑技術(shù)

環(huán)保型分散劑技術(shù)是一種有效的船舶溢油處置技術(shù)。它通過加入具有分散作用的化學(xué)劑到溢油區(qū)域，將原本形成的大型油塊分散成微小的油滴。這樣做的目的是增大油與水的接觸面積，促進(jìn)生物降解和溶解作用的發(fā)生。

環(huán)保型分散劑技術(shù)不會(huì)引起二次污染。分散劑通常是無毒或低毒的化學(xué)物質(zhì)，它們在溢油處置后很快被稀釋和降解。因此，其使用對水體和生物環(huán)境的影響較小。該技術(shù)操作簡便，適用于緊急響應(yīng)和應(yīng)急處置。它可以迅速部署到溢油現(xiàn)場，在事故發(fā)生后的短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮作用。

3.2 吸油氈和吸油栓技術(shù)

吸油氈和吸油栓是一種常用的船舶溢油處理技術(shù)，主要采用吸附原理來清除溢油。吸油氈是一種具有親油性的材料，可迅速吸附溢油物質(zhì)并將其固定在表面，達(dá)到快速清除溢油的效果。吸油栓則是一種特殊設(shè)計(jì)的管道，通過將其插入到溢油物質(zhì)中，利用親油性材料吸附油脂，再通過機(jī)械設(shè)備進(jìn)行收集和處理。

吸油氈和吸油栓技術(shù)主要適用于應(yīng)急響應(yīng)和小規(guī)模溢油處理。在應(yīng)急情況下，吸油氈可以快速投放到溢油現(xiàn)場，通過與溢油物質(zhì)接觸吸附油脂，并通過人工或機(jī)械手段進(jìn)行收集和處理。吸油栓則是一種更專業(yè)化的設(shè)備，通過將其插入到油污海域，利用親油性材料吸附溢油物質(zhì)，再通過泵浦等設(shè)備將吸附的油脂抽取出來。

3.3 高壓水噴洗技術(shù)

高壓水噴洗技術(shù)是一種利用高壓水射流的力量和分散能力來清洗和沖刷污染表面的技術(shù)。在船舶溢油事件中，可以使用高壓水噴洗設(shè)備將高壓水射流噴灑到油污表面，用沖擊力將油污沖刷和清除。

高壓水噴洗技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：首先，高壓水射流的沖擊力強(qiáng)大，能夠有效地清除船體和設(shè)備表面的溢油物質(zhì)。它可以將粘附在表面的油脂和污染物徹底沖刷掉，有效清洗污染區(qū)域。其次，高壓水噴洗技術(shù)不需要使用化學(xué)物質(zhì)，避免了污染物傳播和化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境的潛在危害。此外，高壓水噴洗設(shè)備操作簡單，可以快速投入使用。

4 結(jié)論

船舶溢油事故對海洋環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅，因此，進(jìn)行海上溢油風(fēng)險(xiǎn)分析和處置技術(shù)研究具有重要意義。通過綜合分析溢油事故的原因和主要風(fēng)險(xiǎn)源，我們可以制定相應(yīng)的預(yù)防措施和管理策略。溢油處置技術(shù)的研究和應(yīng)用是船舶溢油事故應(yīng)對的核心。物理、化學(xué)和熱力學(xué)等方法均在溢油處置中發(fā)揮著重要作用。然而，不同技術(shù)存在局限性和適用性，需根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的處置技術(shù)。通過綜合分析溢油風(fēng)險(xiǎn)和研究溢油處置技術(shù)，可以為預(yù)防和應(yīng)對船舶溢油事故提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。