舟山港域溢油處理現(xiàn)狀與回收技術分析

張 樂，竺柏康

（浙江海洋學院石油化工學院，浙江舟山 316004）

1 海上溢油事故的產生及特點

石油是當前世界上最重要的能源之一，隨著世界經濟持續(xù)發(fā)展，各國對石油的需求量也不斷增加，推動了當前世界石油貿易的蓬勃發(fā)展。

當前，國際石油運輸方式呈現(xiàn)多樣化特點，包括油輪運輸、鐵路運輸、管道運輸和公路運輸?shù)?，以管道運輸和油輪運輸（海洋運輸）為主。管道運輸作為一種新型運輸方式，具有較好的發(fā)展前景，但由于受洲際地域限制，國際間石油貿易目前仍以油輪運輸為主。據(jù)不完全統(tǒng)計，2011年，全球79.2%的石油貿易是通過油輪進行運輸?shù)摹ｋS著現(xiàn)代化造船技術的發(fā)展，油輪規(guī)模也隨之迅速增長，出現(xiàn)大型油輪甚至巨型原油船（VLCC）和超巨型原油船（ULCC）。目前，世界上大約有油輪5 000艘，總載重噸位約4×109t，(20～30)萬t級的巨型油輪已成為石油運輸?shù)闹髁Α４笠?guī)模的海洋運輸和超級油輪的迅速發(fā)展，無疑增加了海上溢油事故發(fā)生的風險。

海上溢油事故是指由于油輪觸礁、損毀和海上油氣噴發(fā)造成的海面大面積油膜現(xiàn)象[1]。海上溢油的產生對生態(tài)環(huán)境有著直接威脅，并對人類的生產生活有著較大的負面影響。

根據(jù)我國海關統(tǒng)計，2012年1-5月，我國共進口原油1.183×108t，石腦油1.310×106t，燃料油1.203×107t，對外依存度達到55.2%，海上溢油事故發(fā)生的風險也不斷增大。自1972年至今，我國平均每4天發(fā)生1起溢油事故，其中大規(guī)模海上溢油事故（100 t以上溢油事故）近30起，溢油量20余萬t[2]。發(fā)生在我國近海的溢油事故主要原因是石油開采和油輪傾覆，分別占總事故發(fā)生率的18.4%和77.7%。

2010年6月，位于渤海的蓬萊19-3平臺發(fā)生石油泄漏，事故導致840 km2海水變劣四類；此前的2010年7月，中石油大連新港油庫因操作不當引起油罐起火爆炸，致使一座104m3油罐完全損毀，約1 500 t原油直接流入大連海域，430 km2海域遭受污染。

通過對近10年來海上溢油事故案例資料進行綜合分析，海上溢油事故主要有以下幾方面特點：

（1）突發(fā)性強：目前發(fā)生的較為嚴重的海上溢油事故多為突發(fā)性溢油（即事故性溢油），不論是油輪傾覆還是海上平臺安全事故，其發(fā)生往往比較突然，難以預料，也導致海上溢油事故的處理往往難以順利的開展，增加了海上溢油事故的危害性。

（2）影響范圍廣：海上溢油受物理、化學和生物的影響，因石油的性質、海洋水動力環(huán)境和海洋氣象環(huán)境等條件而產生運動[3]，溢油的運動導致海面形成油膜，并使油膜不斷擴散，使溢油影響范圍擴大。

（3）危害性大：海上溢油對海洋環(huán)境和海洋生物資源造成嚴重的影響，一是污染海洋生物，影響人類健康，海上溢油事故發(fā)生后，原油分解產生苯等物質，對事故海域魚類的餌料造成污染，給漁業(yè)造成持久的影響。同時，由于芳烴的有毒性，往往會給事故區(qū)人員身體造成影響；二是破壞生物鏈，油膜覆蓋在海面上，由于石油分解消耗海水中的溶解氧，導致海水中氧含量下降，使海洋生物因缺氧死亡；三是惡化海洋環(huán)境，石油中所含烴類分解，釋放出有毒物質，造成事故水域水質惡化，海洋生物的死亡腐敗，同樣也影響水質的變化。此外，由于石油資源的特殊戰(zhàn)略性，海上溢油事故亦有可能對國內和國際政治產生嚴重影響。

（4）持續(xù)時間長：海上溢油事故發(fā)生后，盡管及時采取措施，但是僅能回收表層浮油，對海水中的游離分子并不能有效去除。受回收技術限制，由于海上溢油的流動性等因素，表層浮油也不能完全清除。在海上漂浮的油膜具有粘附力，更容易粘附在灘涂海礁上，影響生態(tài)環(huán)境。這些浮油在海洋中的殘留時間為幾周到幾十年不等，導致受影響海域的生態(tài)平衡也較難得到恢復。

2 舟山港域溢油處理現(xiàn)狀

舟山是我國重要的石油中轉儲運基地之一，舟山港在我國石油及其產品進口貿易中占有重要地位。目前，舟山全境目前擁有石油庫總容量為2.1×107m3，預計到2015年末，舟山石油儲量將增長到4×107m3，并穩(wěn)居我國單一地區(qū)石油庫總容量的首位。調研資料顯示，2011年舟山港全年進口原油及其產品就達到2.5×107t，預計到2015年，舟山港域原油吞吐量將達到4.55×107t。舟山大量的石油儲備和繁忙的石油運輸業(yè)務，與舟山海域優(yōu)良的深水岸線資源密切相關。根據(jù)舟山港航局的信息，舟山擁有水深20 m以上岸線107.9 km，水深15 m以上岸線198.3 km，舟山港域內適合開放建港的深水岸線54處，總長282 km。舟山由群島組成，島嶼間航門、水道眾多，主要有蝦峙門水道、條帚門水道、佛渡水道等。

舟山海域內目前擁有3 000 t級及以上碼頭泊位80多個，其中石油產品（此處不包括化工品）碼頭泊位35處，分屬26家企事業(yè)單位，主要有岙山基地油碼頭、冊子原油中轉碼頭、小洋山申港油碼頭等，分布在舟山港域定海港區(qū)、沈家門港區(qū)、馬岙港區(qū)、高亭港區(qū)、老塘山港區(qū)和洋山港區(qū)，以舟山南部海域為主，如舟山本島南部定海、沈家門等區(qū)域和六橫、岙山等南部諸島嶼，最大的碼頭為中化興中石油5號30萬t級碼頭和中石化冊子島30萬t級碼頭等。除此之外，舟山海域內還分布有東海平湖油氣田至上海蘆潮港海底輸油管線、岙山—冊子—鎮(zhèn)海輸油管線等一批輸油輸氣管線，使得舟山港域尤其是舟山南部海域溢油防治工作面臨嚴峻形勢。

舟山某油庫是當?shù)鼐哂写硇缘膰衅髽I(yè)油庫，以成品油銷售為主，現(xiàn)有庫容53 400 m3，擁有一座5 000 t級油碼頭，年吞吐量約5×105t。該油庫在海上溢油應急處理方面建立了一套比較完善的應急機制，在重大溢油事故發(fā)生時，能夠確保第一時間將險情通知海事局，進行進一步控制和處理，有效地避免了溢油事故的發(fā)生。該油庫常備應急物資，主要有圍油欄、吸油氈、回收泵和消油劑?？紤]到該油庫可能發(fā)生溢油事故的油品主要是輕油，揮發(fā)較快，油品泄漏通常較少，且后期回收得到的油污水處理成本較高，進行深度處理難度較大，故該油庫較少采用回收器械對污油進行回收，而是采取在事故發(fā)生后，先使用圍油欄對事故海域進行圍控，然后投放一定量的消油劑進行分散處理的方案。

而對于溢油事故的防治，油船企業(yè)的重視程度則相對較低。一般而言，經營油品運輸和污油回收的油船企業(yè)在營運前都要與海事局簽訂《船舶污染清除協(xié)議》，規(guī)定了事故發(fā)生時船方的義務與責任，能夠有效地防止事故的發(fā)生和進一步擴大。但受油船規(guī)模和空間布局限制，油船上并沒有專門艙室存放溢油應急處理設備，更沒有專門器械對溢漏油品進行處理。事故發(fā)生后，船方只能將事故情況通知海事局并等候處理，導致事故不能在初期得到控制，溢油量增加，油膜擴散，造成的危害也進一步擴大。

考慮到嚴峻的溢油防治形勢，舟山當?shù)匾鸦I措專項資金建成應急物資儲備庫，專門用于存放海上溢油回收設備，包括有消油劑60余t，吸油劑近80余t以及各式溢油回收器械。有關部門亦正在研究成立專門的海上溢油應急指揮辦公室，專門負責舟山海域海上溢油事故的防治。目前，已經在部分油碼頭安裝溢油檢測報警裝置，能夠在第一時間檢測到溢油事故的發(fā)生。該檢測裝置通過與海事局聯(lián)網，能夠在第一時間內將險情上報。另外，針對可能發(fā)生的海上大型溢油回收事故，由舟山政府撥款建造的自航式海上溢油回收船也將在不久的將來交付使用，溢油回收的預防和治理能力將大大提高。

3 舟山港域的溢油回收技術分析及建議

按照處理溢油過程中油膜物理化學性質是否發(fā)生變化，將國際上普遍采用的溢油處理方法分為物理法和生化法兩類。生化法在處理過程中改變了溢油的性質，使溢油不再適合回收以重新使用。且生化法往往會造成二次污染[4]，對生態(tài)系統(tǒng)造成負面影響，因此，生化法的使用飽受爭議。隨著科學技術的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，一些高新技術也逐漸被應用到海上溢油回收中[5-6]，如通過遙感技術來監(jiān)測海上溢油，通過無線通信技術對海上溢油回收過程進行數(shù)據(jù)采集和過程控制，大大提高了回收效率，使得物理法在海上溢油回收應用中更受追捧。

表1 海上溢油回收主要方法及適用條件Tab.1 Methods of oil spill recovery and applicable conditions

由表中不難發(fā)現(xiàn)，影響溢油回收方法選擇的因素主要為三個方面，分別為固定性因素（回收技術自身條件限制）、內因（由于油品性質所造成的因素，主要為油膜厚度和油品粘度，統(tǒng)稱為對油的適用性）以及外因（水文條件，如海流、風力、浪高等，將此種因素稱為對水文條件的適用性）。

舟山群島區(qū)域屬于亞熱帶濕潤氣候，季風顯著，夏季盛行偏南風，冬季盛行偏北風，風力相對較弱，年均4-6級。海域表層水溫平均約17.1℃，2月為8.3℃，8月為24.8℃。潮汐屬不規(guī)則半日潮，受太平洋沿岸潮波運動的影響所產生。有數(shù)據(jù)記錄，定海本島附近海域平均潮差在2.10 m，潮位相對較低。受錢塘江和甬江入海影響，舟山海域沿岸流速約20 cm/s。

由以上信息，可以得出不同回收方法對各影響因素的適用情況，見表2。

表2 不同回收方法對各影響因素的適用情況Tab.2 The suitability of different recovery methods to the influencing factors in Zhoushan harbor

綜合表1和表2可見，不同的回收方法所需要的回收環(huán)境不同，在使用過程中各有利弊。通過對舟山海域已有事故案例分析可知，雖然舟山海域并非溢油事故多發(fā)區(qū)域，且泄漏量不大，但是存在的溢油風險日益增大。因舟山海域內航運油品多為原油或燃料油，油品粘度較高，受潮流影響，海上油膜擴散較快，但擴散方向多為向岸線靠近或聚集移動。舟山海域內事故發(fā)生時，溢油量通常小于20 t，在海浪影響下，快速擴散形成的油膜較薄，故不宜采用機械法進行回收。從表2中可見，采用吸附法進行回收限制條件較多，需考慮浪高和溢油粘度、油膜厚度是否適用。在采用堰式撇油器進行海上溢油回收作業(yè)時，針對不同的油膜厚度，僅需通過調節(jié)回收器堤堰的高度即可改變回收污油中的油水比。

同時還需考慮人工成本和物資成本對回收方法選用的影響。機械法和抽吸法為機械作業(yè)，自動化程度較高，所需人工較少，且回收效率高，其中又以抽吸法效果最好。吸附材料的施放和回收往往需要較多的人力支持。此外，由于吸附材料的循環(huán)利用程度較低，所需物資成本與采用另外兩種方法相比較高。

綜合分析后可知，采用抽吸法（撇油器）進行回收更合適。通過對不同廠家生產的撇油器的規(guī)格進行綜合后了解到，溢油事故發(fā)生后，采用堰式撇油器對溢油進行回收處理，其效率往往能達到90%以上。當前較多采用的“圍油欄+撇油器”工藝，即在事故初期及時施放圍油欄對溢油進行圍控，再使用撇油器進行溢油回收，能夠進一步提高撇油器的回收效率，減少海水中的污油殘留，回收效率甚至接近100%。

需要指出，舟山海域近岸水質大部分為重度污染，東部海域為中度污染，較少有清潔海域[7]。在儲油基地附近，水質狀況相對較差，在采用抽吸法（撇油器）進行回收時，對后期油水分離技術的要求也相對較高。

在海上溢油的處理過程當中，除了要及時采取措施做好溢油事故的處理工作之外，建議從以下幾個方面進行完善：

（1）健全管理機制：堅持“預防為主”理念，建立完善的應急處理機制，并加強演練；推動政府的立法完善，建立適合地區(qū)實際情況的溢油事故災害評價體系，并建立專門的溢油事故處理法規(guī)對事故責任進行落實；完善HSE體系，提高操作人員素質，嚴格按章操作。

（2）革新回收技術：不斷深入對海上溢油回收技術的研究，優(yōu)化現(xiàn)有的回收技術，并提高后期油污水處理技術。

（3）合理規(guī)劃油庫布局：在滿足安全的前提下盡量集中布置，并在條件適合的地區(qū)建造油船溢油廢油回收應急油庫（罐），用于廢油的儲存和后期分離。

（4）改變油輪艙室格局：對于較大型油輪，增設溢油回收設備艙，配備圍油欄等事故初期處理設備，使事故在初期能夠得到較好控制。

4 結語

隨著對抽吸法進行溢油回收的研究不斷深入以及工藝技術的持續(xù)改進，撇油器的性能也在不斷提高。在舟山港域溢油風險進一步加大的背景下，采用抽吸法（撇油器）進行海上溢油回收能夠應對較大型的海上溢油事故，更加及時、迅速、徹底的清理海上油污。可以預見，在舟山海域采用撇油器進行海上溢油回收的方法前景更加廣闊。

[1]RITCHIE W.Maritime oil spills-Environmental lessons and experiences with special reference to low-risk coastlines[J].Journal of Coastal Conservation,1995(1):63.

[2]林 建,朱躍姿,蔡俊清,等.海上溢油的回收及處理[J].福建能源開發(fā)與節(jié)約,2001(1):6.

[3]孫文心,江文勝,李 磊.近海環(huán)境流體動力學數(shù)值模型[M].北京:科學出版社,2004.

[4]李品芳,陳鷺玲.關于化學消油劑的幾點思考[J].交通環(huán)保,2002,23(3):31.

[5]蔣廷虎,殷佩海,劉德洪.計算機技術在海上溢油應急處理中的應用[J].大連海事大學學報,1997,23(3):55-58.

[6]王 峰,孫永明,鄭卓胤.基于人工水母的海上溢油回收研究[J].中國水運,2010,10(6):39-40.

[7]舟山市海洋與漁業(yè)局.2010年舟山市海洋環(huán)境公報[R].2010.