淺談突發(fā)溢油事件應(yīng)急處置技術(shù)及裝置的應(yīng)用

馬立學(xué)，王 晶，王鴦鴦，王則武，劉 青

（1.中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會，北京 100037；2.環(huán)保部環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心，北京 100035）

淺談突發(fā)溢油事件應(yīng)急處置技術(shù)及裝置的應(yīng)用

馬立學(xué)1，王 晶1，王鴦鴦1，王則武1，劉 青2

（1.中國環(huán)境保護產(chǎn)業(yè)協(xié)會，北京 100037；2.環(huán)保部環(huán)境應(yīng)急與事故調(diào)查中心，北京 100035）

概述了海洋溢油應(yīng)急處置的技術(shù)方法，分析了溢油應(yīng)急處置裝置設(shè)備的應(yīng)用特點，為海洋溢油應(yīng)急處置工作提供理論依據(jù)。

突發(fā);溢油;應(yīng)急處置

1 引言

隨著海洋石油開發(fā)業(yè)和航運業(yè)的迅猛發(fā)展，在石油勘探、開發(fā)、煉制及運儲的過程中，如果發(fā)生意外事故或操作失誤，就會造成原油或油品從作業(yè)現(xiàn)場或儲器里外泄，引起突發(fā)海洋溢油污染事件。近幾年，重大溢油事件頻發(fā)，2010年5月，美國墨西哥灣漏油事件震驚世界；2010年7月，大連中石油輸油管道爆炸導(dǎo)致原油泄漏入海，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染；2011年6月蓬萊發(fā)生19-3溢油事故，使我國海洋資源遭受了巨大損失。由于海上環(huán)境情況復(fù)雜，一旦發(fā)生海洋溢油污染，消除其危害及影響的成本巨大，風(fēng)險極高，因此在發(fā)生海上溢油時，能否及時采取科學(xué)有效的應(yīng)急處置措施，對保護環(huán)境資源、減輕污染危害起著至關(guān)重要的作用。

2 海洋溢油應(yīng)急處置技術(shù)現(xiàn)狀

海上溢油事件發(fā)生后，常規(guī)的處置方法是采用圍油設(shè)施將溢油限制在一定區(qū)域內(nèi)，然后再應(yīng)用其它技術(shù)將溢油清除。溢油泄漏對策及清除技術(shù)的應(yīng)用與溢油現(xiàn)場的環(huán)境、氣象等具體情況密切相關(guān)，同時還需考慮措施及技術(shù)對環(huán)境的影響等。

目前，國際上通用的溢油應(yīng)急處置技術(shù)可歸納為如下幾種：

（1）水上圍攔及溢油的回收

對于溢油中較厚油層的回收處理，可利用石油的物理性質(zhì)，通過機械裝置予以消除，這是目前國內(nèi)外處理海上溢油的主要方法，但缺點是受風(fēng)浪、黏度等因素影響較大。近20多年來，世界上已經(jīng)研制出幾百種溢油圍欄、回收裝置，其中最常用的是圍油欄和各種收油器。

收油器是重要的收油設(shè)備，在溢油事件發(fā)生后，通過圍油欄等圍堵裝置將溢油攔截在一定范圍內(nèi)，此時油層較厚不適于采用吸油氈等吸附性材料，可先使用收油器等收油設(shè)備完成大部分溢油的撇取、抽取和回收工作。目前國內(nèi)收油技術(shù)發(fā)展較快，收油裝置的抗流、抗浪、抗風(fēng)性能總體較好，使用適應(yīng)性強，對油層的厚度也不再有苛刻的要求。

（2）吸附法

吸附法是采用溢油吸附材料來清除溢油的方法。溢油吸附材料是指能將溢油滲透到材料內(nèi)部或吸附于表面的材料。理想的溢油吸附材料應(yīng)疏水、親油、溢油吸附量大、親油后能保留溢油且不下沉，還應(yīng)有足夠的回收強度。吸附材料便于攜帶，操作方便，適用于吸附很薄的油層，通常在大型溢油事故的處理后期或較小的溢油事故中使用。溢油吸附材料主要有吸油氈、吸油棉、吸油圍欄、吸油枕及活性炭等。吉林松花江污染事件應(yīng)急處置中就是采用活性炭對污水進行治理；吸油氈在大連7.16事件處置中的用量也較多。

（3）消油劑消除剩余溢油

化學(xué)消油劑可以分解表面的浮油，使其沉浮在水面下。當(dāng)消油劑均勻地噴灑在水面上與溢油混合時，表面活性劑的分子排列在油、水界面上，降低了油水界面的表面張力，使油膜分散成小油滴。被分散的小油滴的表面積遠遠大于油膜原來的表面積，它們很容易隨著海水的流動而不斷擴散。

采用化學(xué)消油劑分解水面浮油可使油品黏度降低并沉入水底，減少對水鳥等動物的危害；經(jīng)過化學(xué)消解后的油品，生物消化進程更快且更不易被風(fēng)吹動，可以防止穩(wěn)定的“油中水”乳化的形成，有效避免了對海岸線的影響，降低火災(zāi)發(fā)生的危險。但是消油劑的使用會使油品滲透到更深的水下，對水下生物造成危害；且消油劑降低了輕碳成分蒸發(fā)的能力，消除了油的感光氧化作用（此作用較弱）；岸上使用會增加可滲透性油轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓾B透多孔沉淀的數(shù)量，對海洋和海岸線上生長的動植物具有毒害作用。

（4）物理消散

浮油表面有自然分解和損耗的趨勢，在某種情況下，這種趨勢可能會加速。這種分解的可能性和速率取決于：1）油的類型（輕油、低蠟油分解快）；2）水流狀況（運動劇烈的海況會幫助分解）；3）風(fēng)力（大風(fēng)有助于分解）。當(dāng)溢油對重要水域、淺海或近岸環(huán)境不發(fā)生威脅時，可選擇物理消散處置溢油。

（5）現(xiàn)場焚燒

現(xiàn)場焚燒是一種有效的溢油處理技術(shù)，可用于油品泄漏時快速有效地清除水面上的大量油品。這種方法在墨西哥灣漏油事件中發(fā)揮了重要作用。但是，現(xiàn)場焚燒是操作性強的溢油處理技術(shù)，需要界定可能蔓延的最大區(qū)域，當(dāng)發(fā)生重大溢油事件導(dǎo)致大面積污染時，在溢油初期，油膜在3mm以上厚度，可采用焚燒處理。

（6）生化補救

生化補救是向油層增加肥料助長、激活噬油細菌及真菌來分解消化油品。也可使用人工合成、培養(yǎng)或移植的微生物。2006年EKKO（中國香港）有限公司開發(fā)了一種適合清除污染的生物制劑-Devoroil，它對受原油、石油等烴類化合物污染的土壤和水體具有比較快速和高效的修復(fù)效果。

在大連中石油國際儲運有限公司陸上輸油管道爆炸火災(zāi)事故引發(fā)海洋污染事件的處置過程中，清污后期采用生物法開展清污工作；1989年?？松ね郀柕掀澨枺‥xxon Valdez）油輪在阿拉斯加造成漏油后，也曾使用微生物清污，并取得了一定的效果。

3 溢油應(yīng)急處置裝置應(yīng)用

（1）圍油欄

近幾年，圍油欄向快速、輕便、便于操作的方向發(fā)展。英國維珂瑪（Vikoma）公司生產(chǎn)的圍油欄應(yīng)用于安特衛(wèi)普港，減輕了3.5萬t漏油事故造成的污染[1]。Boom-Vane是獲得瑞典專利的新型圍油欄，曾在1999年成功地處理美國哥倫比亞海岸的漏油事故[2]。青島華海環(huán)保公司研制開發(fā)的橡膠防火圍油欄在災(zāi)害性污染防危反應(yīng)論壇會議上演示，獲得了專家的一致好評[3]。

目前，我國生產(chǎn)的圍油欄的種類很多，主要生產(chǎn)廠家有青島華海環(huán)保工業(yè)有限公司、青島光明環(huán)保技術(shù)有限公司、山東泉運電氣技術(shù)有限公司等。現(xiàn)有的圍油欄產(chǎn)品類型在應(yīng)用上歸納起來有如下特點：

1）PVC材料的圍油欄（固體浮子式、充氣式、快布放、圍油柵等）便于儲存與布放，因而更適用于應(yīng)急處置。

2）橡膠材料圍油欄的特點是強度高，耐油、耐候、耐磨，可在惡劣條件下工作，因而更適合長期布防。

3）固體浮子式圍油欄由于其吃水深，更適用于攔截油層較厚的溢油，一般應(yīng)集中布放在近?？拷┯忘c的位置；充氣圍油欄吃水淺，干弦較大，抗風(fēng)浪性能好，而且重量小便于拖動，因此更適合布放于遠離岸邊的薄層溢油區(qū)域。

4）防火型圍油欄除具有普通圍油欄攔截、控制、轉(zhuǎn)移溢油的特性外，還常用于攔截燃燒的溢油、水面流淌火，也可以用于拖帶溢油到合適的地點燃燒處理。

（2） 吸油材料

當(dāng)溢油到達岸邊及不易處理的狹窄海域時，可用吸油材料吸附；吸油材料適于吸附油層厚度為1～10mm的薄油層，或者用于采用回收機械收油使油層變薄、回收效率下降時，也可用于對水面上的浮油進行阻攔或作記號。

吸附材料按其原料屬性分為天然吸附材料與合成吸附材料。

1）天然吸附材料主要有稻草、泥煤、鋸末、雞毛、玉米秸、炭灰塊、雪、珍珠巖、蛭石和火山巖等。這些材料容易得到且數(shù)量多，吸油能力較好，但有的也吸附水分并易沉入水中，回收起來比較困難。

在天然吸附材料中最常用的是自然植物，如稻草，它不僅具有一定的吸油能力，而且可以用繩子捆成捆，形成稻草圍油欄，起到圍控圍油欄和吸油圍油欄的作用。但是稻草捆容易破碎，回收困難。在溢油事故中首先應(yīng)考慮利用自然植物回收溢油。自然植物最適合用于近岸或岸線的溢油回收。

天然吸附材料中的無機材料吸油能力很強，多數(shù)無機材料常加工成細顆粒狀使用，便于從船上傾倒入海，或用噴射裝置撒在水面，但易被風(fēng)吹散，不易回收。被無機材料吸附的油可焚燒除去，但無機材料本身不燃，也不能再利用，且無機吸附材料不能被生物降解，所以應(yīng)完全回收。

2）合成吸附材料主要包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龍纖維和尿素甲醛泡沫等材料。合成吸附材料具有較高的親油性和疏水性，吸油量是其自身重量的10～25倍，有些合成吸附材料可以重復(fù)使用3～5次。使用合成吸附材料比天然吸附材料的費用高。

目前，常用的合成吸附材料有多種形狀，如帶狀、片狀、毯子、墊狀、松散的粒狀，綁扎成枕頭、圍油欄形狀等，不同形狀吸油性能區(qū)別不大。根據(jù)人們使用上的習(xí)慣，可把合成吸附材料分為吸油氈、吸油欄和吸油棉。生產(chǎn)廠家較多，包括浙江富朗海洋凈化科技有限公司、廣州富肯環(huán)保科技有限公司、青島金友環(huán)保技術(shù)有限公司、青島光明環(huán)保技術(shù)有限公司等。

（3） 收油器

當(dāng)溢油發(fā)生時，最重要的回收裝置即是收油器，近幾年溢油事件頻發(fā)，收油器產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，且產(chǎn)品性能與質(zhì)量堪比國外同類產(chǎn)品。一般說來，絕大多數(shù)收油器在風(fēng)速小于10m/s、波高小于0.5m時可正常使用[4]。就目前應(yīng)用較多的收油器按照收油原理分類總結(jié)應(yīng)用特點如下：

1）親油-吸附式收油機包括：盤式收油器、刷式收油器、繩式收油機等對油的黏度和運動速度有要求，一般黏度高的油回收效率較高，吸附材料運動速度快時收油效率較低，反之亦然。也就是說此類裝置適合回收黏度高的油品。一般回收油品含水量較低。其中繩式收油器適合回收中、低黏度的油，可回收雜物之間的油，不受水面垃圾、冰塊的影響；盤式收油器適合回收中、高黏度的油；刷式收油器收油范圍較廣，可回收各種黏度的油，如輕油、重油、乳化油、原油、成品油等。

2）帶式收油器適合在較平靜的水面工作，回收黏度較高的溢油。

3）空氣傳輸式收油機包括真空式收油機、吸抽式收油機等適合各種溢油的回收，且對垃圾等的干擾不敏感?？苫厥战Y(jié)成小塊或固體油。

4）過濾式收油機適用黏度較高的溢油回收，主要是回收大塊的重油，如瀝青、重油、焦油球等。

5）堰式收油機是最常用的收油機之一，可回收一切油類，但最適宜回收油層較厚的油污；操作靈活，但抗風(fēng)浪性不好，回收油的含水率較高。

（4） 飛機噴灑消油劑

從飛機上噴灑消油劑現(xiàn)在已在數(shù)次溢油事件的應(yīng)用中獲得成功，飛機噴灑的最大特點是速度快，從而可把握噴灑的時機，同時還比水面船舶作業(yè)能更迅速地處理大面積溢油。另外，用飛機噴灑消油劑時，可以觀察到溢油的全面情況，且其照明的角度和方向也有助于準(zhǔn)確地噴灑消油劑。隨著現(xiàn)代飛行技術(shù)、通訊導(dǎo)航技術(shù)和航空遙感監(jiān)測技術(shù)的快速發(fā)展，飛機噴灑作業(yè)對氣象的適應(yīng)性大大提高，并可在較惡劣的海況下作業(yè)。

但空中噴灑只宜選用直接噴灑的濃縮型消油劑，因為這種消油劑僅需依靠波浪的運動即可與油層很好地混合，無需再攪拌。濃縮型消油劑還能使飛機保持最有效的裝載能力。當(dāng)然，海洋上空能見度好是實現(xiàn)空中噴灑的基礎(chǔ)，由于這種噴灑是依靠波浪的作用使油膜分裂成液滴，因此在風(fēng)平浪靜的氣候條件下，噴灑效果不明顯。

4 溢油處置案例分析

（1）大連中石油國際儲運有限公司陸上輸油管道爆炸火災(zāi)事故引發(fā)海洋污染事件

2010年7月16日18時，國際儲運公司原油罐區(qū)輸油管道在被違規(guī)加注原油硫化氫脫除劑作業(yè)過程中發(fā)生爆炸，引起火災(zāi)，并因溢油造成海洋污染。罐組內(nèi)的消防水及濺入罐組內(nèi)的泡沫、油品全部流入3000m3事故池或殘存在103#罐內(nèi)，而罐組外管道爆炸流出的熱油和消防水則在地面流淌，經(jīng)雨水井系統(tǒng)進入泄洪渠排?？谌牒?。應(yīng)急工作組在港區(qū)排洪渠入海口設(shè)置7道圍油欄，控制溢油擴散。海面上燃燒的原油燒毀了港池內(nèi)設(shè)置的四道圍油欄，原油擴散至港池外部海域，造成海洋污染。清污指揮部門確定了“圍、追、堵、清”的清污工作思路。采用清污船、收油機、高壓水槍藥劑噴刷、干冰高壓沖洗、吸油氈、活性炭及草簾吸附、機械挖掘以及人工刷洗等方法清理海上浮油和清洗海岸油污。在后期處置中使用23t吃油細菌。

在整個應(yīng)急處置過程中用到的裝備有圍油欄、吸油氈、撇油機、收油船、儲油桶；采用的處置方法包括圍油欄攔截，人工打撈，收油機、收油船收集，吸油氈、草簾吸附，高壓水槍沖刷，生物、化學(xué)等后期補充清污方法。

（2）中石油公司蘭（州）鄭（州）長（沙）成品油輸油管道渭南支線泄漏事件

2009年12月30日凌晨，中國石油天然氣集團公司（以下簡稱中石油）蘭鄭長成品油管道渭南分輸支線因第三方施工發(fā)生柴油泄漏事件，150多m3柴油進入赤水河，流入渭河，又匯入黃河，黃河三門峽大壩上游水質(zhì)受到污染。在專家建議和各方的共同努力下，陜豫兩省政府和中石油采取了控源、上截、中間治、下防等綜合措施，共使用吸油氈19.5m2、吸油拖欄4164m、圍油欄4580m、凝油劑4.9m3，調(diào)配活性炭85t，投入工程搶險車10臺、環(huán)保監(jiān)測車9臺、吸油船和搶險渡船各1艘等。經(jīng)過全力攔截打撈泄漏柴油，控制了污染范圍，并回收了50m3的溢油，取得了預(yù)期效果。

5 應(yīng)急后物料的處置

由于事故中的溢出油品具有黏性和毒性，因此應(yīng)急后的物料需要進行回收處置。一般用過回收的圍油欄、收油器等都沾有油污，如不加處理，不僅會造成二次污染，還會降低圍油欄和收油器的使用壽命，且影響再次使用的效果及布防效率。

用后的圍油欄可以采用高壓水槍沖洗的方式，或者使用專用的圍油欄清洗機加以清洗；收油器的處理可根據(jù)沾有的油品特性采用不同的處理方法，如輕質(zhì)、低黏度的油品，可采用水管沖洗，但對于高黏度或已經(jīng)結(jié)塊的油品，則需采用專用工具加以處理。目前我國已有多家企業(yè)生產(chǎn)收油器清洗機，其產(chǎn)品可實現(xiàn)高溫高壓沖洗，對于難處理的油品均有較好的清理效果。沖洗水可回收至污水處理廠處理。

對于吸油氈、吸油枕等吸附材料，回收后應(yīng)及時集中，可采用焚燒爐焚燒處理或掩埋，部分物料可經(jīng)擠壓處理后晾干續(xù)用。活性炭吸附材料回收后送至專業(yè)的固廢處理中心進行焚燒處理。

6 結(jié)語

隨著石油開采及使用量的增加，在開采、輸送、存儲等各個環(huán)節(jié)都可能發(fā)生溢油污染事件，溢油造成的污染將會日益嚴(yán)重，因而溢油應(yīng)急處理處置工作面臨巨大挑戰(zhàn)。雖然，溢油處置裝置技術(shù)是我國突發(fā)水污染事件應(yīng)急處置技術(shù)中發(fā)展較快、較完善的領(lǐng)域，但是相對國外的技術(shù)，還需進一步開發(fā)、研制抗浪、抗風(fēng)的快速收集裝置。對于廢油的處理通常采用垃圾掩埋法，但是會產(chǎn)生二次污染，而焚燒處理法需要較高的技術(shù)支持及費用，因此廢油處置處理新技術(shù)的開發(fā)就顯得尤為緊迫重要。

[1]王忠賢.國外水面無憂污染處理介紹[J].船舶，1994（1）： 26-36.

[2]BoomVane-a River/Sweep Boom Deployment Device Fast Water Oil Spill Control Technology for Rivers and Vessel Sweep Systems [J].Science&Technology Bulltin.2001.6.5（6）：363-364.

[3]丁立榮.新型圍油欄和水面溢油回收設(shè)備演示獲得圓滿成功[J].交通環(huán)保，2001，（3）.

[4]陳國華.水體油污染治理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

Preliminary Discussion about Oil Spill Emergency Disposal Technology and Device Applications

MA Li-xue1, WANG Jing1, WANG Yang-yang1, WANG Ze-wu1, LIU Qing2
(1.China Association of Environmental Protection Industry, Beijing 100037;2.Center of Environmental Emergency and Accident Investigation, Beijing 100035, China)

The paper summarizes the disposal technology of marine oil spill emergency, analyzes the application characteristics on marine oil spill emergency disposal device, provides a theoretical basis for the marine oil spill emergency handling work.

burst; oil spill; emergency disposal

X55

A

1006-5377（2012）05-0017-04