灘涂溢油應(yīng)急處置技術(shù)及應(yīng)用

趙紹禎

（中國(guó)石油海上應(yīng)急救援響應(yīng)中心 唐山 063200）

1 灘涂溢油的特點(diǎn)

（1）灘涂溢油危害大于陸地和海上溢油。由于海灘、河灘和湖灘上敏感資源區(qū)域豐富、溢油滯留時(shí)間長(zhǎng)、處理清潔度低、影響范圍廣，等量溢油事故對(duì)資源和環(huán)境的破壞和危害程度要大于陸地和海上。長(zhǎng)期滯留在灘涂上的油品滲入巖石、沙泥后，特別是粘度高的原油，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間理化作用后形成“板結(jié)的瀝青”狀物質(zhì)與地表膠連，很難徹底清除。大連2010年“7·16”輸油管線爆炸溢油事件，造成大面積海岸線受到原油污染，無(wú)法短時(shí)間內(nèi)用人工方法徹底清潔，海濱浴場(chǎng)的沙灘及附近的防波堤只能用置換的方法治理，消耗費(fèi)用巨大。

（2）處置效果差，難度大。不論溢油的油源來(lái)自陸地和海上，一旦進(jìn)入灘涂后，由于油品附著在灘涂上，常規(guī)應(yīng)急設(shè)備不適用，其清理效率和難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于海上和陸地。根據(jù)多次溢油應(yīng)急處置經(jīng)驗(yàn)，灘涂上的溢油流動(dòng)性喪失，常規(guī)的收油機(jī)、收油網(wǎng)等設(shè)備無(wú)法使用。

（3）地理環(huán)境復(fù)雜。由于灘涂松、土質(zhì)軟、承載力差，人員和常規(guī)機(jī)械難于進(jìn)入作業(yè)，給溢油應(yīng)急和油污清理帶來(lái)困難。在渤海灣局部地區(qū)如大港油田灘涂，含沙量極低，灘涂作業(yè)區(qū)域淤泥深度達(dá)5 m以上，若此地區(qū)發(fā)生溢油事故，一般機(jī)械設(shè)備難以進(jìn)入開(kāi)展收油作業(yè)。

（4）灘涂和海上溢油的應(yīng)急處置技術(shù)既有聯(lián)系又有特點(diǎn)。溢油從海上或陸地（水面）進(jìn)入灘涂后，由于吃水淺，大型專用溢油回收船舶無(wú)法進(jìn)入，收油能力失效。但是借助兩棲車（船）收油裝置進(jìn)入灘涂后，溢油搜尋、部分收油方式、圍控方法、吸附材料和消油劑的使用，仍然有相似之處可供借鑒。

（5）灘涂冰區(qū)溢油處置存在較大難度。首先由于潮差作用，結(jié)冰時(shí)多為堆積冰，冰面犬牙交錯(cuò)極不規(guī)則，普通冰面運(yùn)載設(shè)備難以到達(dá)作業(yè)區(qū)域；其次，溢油發(fā)生后，隨著時(shí)間的推移，溢油存在狀態(tài)紊亂、層理無(wú)序，一種收油方式難以清除所有溢油。再次，冬季施工對(duì)所收油品的轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)運(yùn)造成較大困難。2010年“11·11”昌圖管道泄漏溢油事故，溢油處在冰層下面，隨著水流擴(kuò)散，給溢油清除工作帶來(lái)了極大的困難。同時(shí)，由于外界溫度低于原油凝點(diǎn)，原油流動(dòng)性降低，無(wú)法用導(dǎo)油泵將回收的溢油進(jìn)行高效轉(zhuǎn)運(yùn)。

（6）突破灘涂收油的難點(diǎn)在于解決“進(jìn)得去、收得來(lái)”?！斑M(jìn)得去”，就是應(yīng)用水陸兩棲設(shè)備，確保漲潮（水）和落潮（水）都能行走作業(yè)；“收得來(lái)”，即是在水陸兩棲設(shè)備上安裝合適的收油設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，克服以往灘涂、岸線上發(fā)生溢油事故時(shí)，只能使用人海戰(zhàn)術(shù)，收油效率低、耗時(shí)費(fèi)力的做法。大港油田配備的履帶式兩棲溢油回收車，除了可以在陸地和海水中安全航行，還可以在深度達(dá)3 m的淤泥中以10 k m／h的速度航行，很好地解決了“進(jìn)得去、收得來(lái)”的問(wèn)題。

2 灘涂溢油應(yīng)急處置技術(shù)措施

2.1 收集信息，為灘涂應(yīng)急做好準(zhǔn)備

（1）溢油信息。事故發(fā)生后應(yīng)以最快的速度準(zhǔn)確全面地收集現(xiàn)場(chǎng)的溢油信息（包括溢油地點(diǎn)、溢油源頭、時(shí)間、溢油量、溢油速率、油膜位置、油膜面積、溢油漂移方向和速率等）。

（2）環(huán)境信息。收集現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境信息（包括通往現(xiàn)場(chǎng)的道路情況、地形、地貌等），為溢油處置方案的制定提供依據(jù)。

1.反芻動(dòng)物。主要發(fā)生于犢牛和羔羊，表現(xiàn)為食欲下降、運(yùn)動(dòng)失調(diào)、不能站立、嚴(yán)重腹瀉、脫水。因腦灰質(zhì)軟化（大腦皮質(zhì)壞死）主要表現(xiàn)神經(jīng)癥狀如易興奮、痙攣、四肢抽搐呈驚厥狀、倒地后牙關(guān)緊閉、眼球震顫、角弓反張。嚴(yán)重者強(qiáng)直性痙攣，在12～72 h昏迷死亡。

（3）敏感資源。收集污染點(diǎn)及岸線周邊的敏感資源信息。如飲用水取水口、珍稀動(dòng)物棲息地等。

（4）監(jiān)視和追蹤溢油。根據(jù)事故大小和影響范圍，利用衛(wèi)星遙感、直升飛機(jī)和船舶溢油雷達(dá)（如中石油應(yīng)急101、102船等都配備了此類雷達(dá)）以及人工方式對(duì)溢油動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)。利用應(yīng)急輔助決策系統(tǒng)模擬溢油漂移路徑、溯源和計(jì)算并制定處置技術(shù)方案（包括動(dòng)用的人力、物資和裝備等）。

（5）建立通信系統(tǒng)。接到事故報(bào)警后，要在第一時(shí)間搭建陸地、灘涂和海上的通信平臺(tái)。通過(guò)車載岸灘指揮系統(tǒng)，將灘涂現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)救援信息通過(guò)靜中通衛(wèi)星實(shí)時(shí)傳送語(yǔ)音、視頻至指揮中心，指揮中心將指揮決策信息以視頻、語(yǔ)音、傳真和電子文本等形式準(zhǔn)確下達(dá)到事故現(xiàn)場(chǎng)指揮部；通過(guò)船載動(dòng)中通衛(wèi)星系統(tǒng)與指揮中心實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和視頻的互通。在指揮中心、船舶、車載岸灘通訊車上建立視頻會(huì)議功能，根據(jù)事故處理進(jìn)展情況，通過(guò)視頻會(huì)議進(jìn)行技術(shù)討論，及時(shí)調(diào)整處理方案，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)搶險(xiǎn)工作。由于現(xiàn)場(chǎng)情況瞬息萬(wàn)變，搶險(xiǎn)時(shí)機(jī)稍縱即逝，信息暢通至關(guān)重要。衛(wèi)星通信受環(huán)境影響最小，是各種通信手段中最可靠有效的手段，在專業(yè)搶險(xiǎn)隊(duì)伍和有條件的組織應(yīng)當(dāng)配備，為搶險(xiǎn)提供可靠的保障。根據(jù)灘涂溢油應(yīng)急需要，同時(shí)配備常規(guī)通信手段，如短波電臺(tái)（SSB）、海事甚高頻電臺(tái)（VHF）、對(duì)空超短波電臺(tái)（或?qū)χv機(jī)）、對(duì)空甚高頻電臺(tái)（或?qū)χv機(jī)）等，以保證常規(guī)通信，并能與直升機(jī)聯(lián)系。中心在處理大連7·16溢油應(yīng)急事故行動(dòng)中，大量使用衛(wèi)星通信、短波電臺(tái)、海事甚高頻電臺(tái)、溢油雷達(dá)、通信指揮車等先進(jìn)通信設(shè)備，確保指揮中心能夠準(zhǔn)確把握事故現(xiàn)場(chǎng)信息，為合理制定應(yīng)急處置方案，調(diào)配應(yīng)急資源發(fā)揮了重要作用。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)處置主要裝備

由于海灘發(fā)生溢油時(shí)，受潮水作用，溢油位置不固定，一般分割成3部分，即海上、灘涂和岸線。因此收油作業(yè)時(shí)采取交叉作業(yè)方式。即海上、灘涂和岸線同時(shí)處置，投入的應(yīng)急物資裝備是3種處理方式的集成。

（1）專用應(yīng)急船舶。滿足海上溢油圍控、回收、存儲(chǔ)需要。每一組至少配備多功能收油船、圍油欄拖帶船各1艘，根據(jù)事故大小配備船組的數(shù)量。由于近海作業(yè)要求船舶吃水要小，一般在3.5 m以下。每條專用收油船上可搭載2～4艘小型溢油回收船，以便在大船不能進(jìn)入的海域投放小船作業(yè)，小船的吃水應(yīng)在1 m以下。為了提高海上收油效率，大船的收油量要在200 m3／h以上，收油方式采用動(dòng)態(tài)斜面、內(nèi)置式等。多功能回收船其單船污油艙的艙容要在500 m3以上，配有150 m3／h以上的過(guò)駁泵，滿足污油水過(guò)駁需要。配備衛(wèi)星通信系統(tǒng)，便于船舶、岸灘和陸地三地信息傳遞。大船作為母船和海上指揮船舶，滿足小船連續(xù)作業(yè)的燃油、淡水補(bǔ)給和人員食宿等。搶險(xiǎn)時(shí)根據(jù)事故大小調(diào)用大型油輪接受污油水。

（2）兩棲溢油回收車。灘涂上的溢油清理難度遠(yuǎn)大于海上，而且情況更為復(fù)雜。通過(guò)實(shí)踐，目前兩棲車成熟車型主要有浮箱鏈軌式、浮箱螺旋式、浮箱輪式等，為了保證兩棲車能夠較好地完成溢油回收，需要具有3種以上的溢油回收方式，如鏟式、刷式、真空式等。為了配合現(xiàn)場(chǎng)收油，要具有清垃圾、挖掘、清淤等功能。兩棲車主要技術(shù)指標(biāo)：滿足灘涂（特別是泥灘）溢油回收和運(yùn)送應(yīng)急物資及人員需要，能夠在淤泥中行走，同時(shí)具備一定的水中航行的能力，泥中空載爬行速度10～20 k m／h，水中航行不小于5 kn；收油能力不低于50 m3／h。滿足陸路運(yùn)輸要求，其重量小于20 t，長(zhǎng)度不大于12 m，寬度不大于3.5 m，高度不大于3.3 m；具有一定的污油臨時(shí)存儲(chǔ)能力（不小于2 m3）。同時(shí)，可以通過(guò)泵組將臨時(shí)儲(chǔ)存的污油水通過(guò)管線輸送到儲(chǔ)油囊等存儲(chǔ)裝置里，輸送距離不小于100 m。為了滿足渤海灣灘涂應(yīng)急需要，經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)研究，中心已經(jīng)從國(guó)外訂制了6臺(tái)小型專用溢油回收車，同時(shí)正在和國(guó)內(nèi)廠家合作研制大型溢油回收車，以滿足大型溢油事故處置的需要。近幾年，通過(guò)科研攻關(guān)，與生產(chǎn)制造廠家密切結(jié)合，兩棲車技術(shù)日臻成熟，對(duì)車體和其搭載收油機(jī)類型進(jìn)行了持續(xù)優(yōu)化，較好地解決了“進(jìn)不去、無(wú)法收”的灘涂溢油回收技術(shù)難題。

（3）岸線清理設(shè)備。主要包括大型真空收油機(jī)（4 m3及以上）、小型真空收油機(jī)、高壓清洗機(jī)（包括加熱型，便于冬季作業(yè)）、巖石收油機(jī)等，污油水存儲(chǔ)、灘涂用吊裝設(shè)備和運(yùn)輸設(shè)備。為了滿足灘涂和岸線之間作業(yè)，防止人員陷入淤泥中，應(yīng)配備一定數(shù)量的充氣式橡膠氣墊（專利產(chǎn)品），便于人員行走和作業(yè)，單節(jié)長(zhǎng)3 m，寬1.5 m，根據(jù)灘涂長(zhǎng)度任意連接。大連“7·16”事故后期防波堤清洗作業(yè)，高溫高壓清洗機(jī)發(fā)揮了主要作用。

2.3 灘涂溢油應(yīng)急技術(shù)措施

（1）自然處置法。所謂自然法就是溢油由潮水自然分區(qū)，海面上的溢油按照海上收油方式，根據(jù)船舶吃水情況，由大船和小船負(fù)責(zé)回收［2］；滯留到灘涂上的溢油由兩棲溢油回收車回收；粘附到岸壁上的溢油采用岸線清理設(shè)備進(jìn)行清理和回收。此類方法的特點(diǎn)是分區(qū)簡(jiǎn)單，圍控容易操作，但由于受到潮汐作用，收油時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

（2）分區(qū)處置法。所謂分區(qū)法即是根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)灘涂地貌情況人為分成若干處理區(qū)域，用圍油欄將海水全部或部分隔斷，形成獨(dú)立的處理區(qū)域，降低潮水對(duì)灘涂溢油回收作業(yè)的影響，實(shí)現(xiàn)灘涂溢油處置的連續(xù)作業(yè)，提高處置效率。此類方法的特點(diǎn)是分區(qū)圍控作業(yè)較復(fù)雜，圍油欄需要根據(jù)潮水和水流進(jìn)行調(diào)整，但是作業(yè)區(qū)域形成后可以實(shí)現(xiàn)灘涂溢油的連續(xù)作業(yè)，收油效率高，縮短了總體應(yīng)急時(shí)間。在使用圍油欄對(duì)作業(yè)區(qū)域進(jìn)行分割時(shí)，需要根據(jù)灘涂的水深、水流、溢油規(guī)模等因素選擇合適強(qiáng)度、高度、浮重比的圍油欄，根據(jù)污染區(qū)域及分割區(qū)域的大小，確定圍油欄的長(zhǎng)度。圍油欄在海水中需要用錨進(jìn)行固定，防止圍油欄被海水沖走，同時(shí)錨繩可以有效分擔(dān)圍油欄上張力帶所受到的力。固定圍油欄用錨數(shù)量，需要根據(jù)圍油欄張力帶的抗拉強(qiáng)度和圍油欄所受到的海水沖擊力及灘涂地貌決定。

（3）交叉作業(yè)法。即根據(jù)灘涂地形情況，因地制宜地將自然處置法與分區(qū)處置法結(jié)合，部分適合分區(qū)處理的進(jìn)行分區(qū)，不適合分區(qū)的部分采用自然法進(jìn)行溢油處理。此類方法的處置效果優(yōu)于自然處置法。

2.4 灘涂溢油處置注意事項(xiàng)

灘涂收油方案要根據(jù)潮汐情況制定與時(shí)間相對(duì)應(yīng)的有水區(qū)和無(wú)水區(qū)作業(yè)指導(dǎo)書，指導(dǎo)收油作業(yè)。無(wú)水區(qū)采用兩棲車收油，兩棲車在作業(yè)時(shí)要將車前溢油清理干凈后再行進(jìn)，防止輾壓后無(wú)法回收剩余油。灘涂收油方式優(yōu)先采用真空方式，對(duì)坑洼地段（水深10～30 c m）溢油采用輪轂式收油機(jī)。對(duì)于粘度大、溢油厚度超過(guò)10 mm的成片均布溢油采用鏟式收油方式回收。

兩棲車回收的污油水通過(guò)過(guò)駁泵和一定長(zhǎng)度管線（小于100 m）輸送到儲(chǔ)油囊中，待收油作業(yè)完成后用兩棲車拖拽到岸邊，用吊車吊到岸上。也可以等到漲潮時(shí)用船舶將儲(chǔ)油囊拖拽到海面，將污油水轉(zhuǎn)移到大船的污油艙，運(yùn)至碼頭統(tǒng)一回收處理。小型專用溢油回收船收集到的污油水通過(guò)過(guò)駁泵轉(zhuǎn)移到多功能船上集中處理。灘涂用儲(chǔ)油囊不宜過(guò)大，一般選用容量在15 m3以內(nèi)的，便于現(xiàn)場(chǎng)操作。

灘涂用儲(chǔ)油槽不宜采用支架式儲(chǔ)油槽，要用新型充氣式“不倒翁”儲(chǔ)油槽?？朔捎跒┩康鼗绍?，常規(guī)儲(chǔ)油槽容易傾覆和現(xiàn)場(chǎng)搭建困難的問(wèn)題。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要可選用容量規(guī)格為5，10，15，20 m3的儲(chǔ)油槽。儲(chǔ)油槽盛滿后通過(guò)過(guò)駁泵和管線將污油水輸送到岸上處理。

采用機(jī)械方式收油時(shí)要根據(jù)油品的種類和粘度選擇合適的收油機(jī)。刷式、帶式、動(dòng)態(tài)斜面式等收油機(jī)適合于高粘度油品回收；輪轂式、堰式、盤式、真空式、動(dòng)態(tài)斜面式等適合中、低粘度油品回收。由于油品經(jīng)風(fēng)化和乳化后粘度會(huì)發(fā)生變化，應(yīng)采用多功能收油機(jī)，一個(gè)收油機(jī)上同時(shí)配備多種收油頭（盤式、刷式、輪轂式），可以靈活應(yīng)對(duì)不同粘度的油品，提高收油效率。

灘涂收油要準(zhǔn)備多種物資。灘涂收油比海上和陸地收油復(fù)雜，處理手段應(yīng)多樣化，因此要準(zhǔn)備各種規(guī)格的圍油欄、吸油拖纜、吸油氈、消油劑、凝油劑、收油網(wǎng)等常規(guī)收油物資，以便根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行靈活處置。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)陸上和海洋石油勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入和海上油品運(yùn)輸業(yè)務(wù)不斷增加，發(fā)生大的溢油事故甚至災(zāi)難性溢油事故的潛在風(fēng)險(xiǎn)將長(zhǎng)期存在，一旦海上發(fā)生溢油事故一定會(huì)上灘上岸，造成灘涂溢油事故，因此對(duì)灘涂溢油應(yīng)急處置技術(shù)的研究十分必要。結(jié)合灘涂（巖灘、沙灘、泥灘）特點(diǎn)，不斷研究溢油回收處置的新技術(shù)、新工藝、新裝備、新材料，并有效地應(yīng)用到應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)提高收油效率、縮短搶險(xiǎn)周期、降低環(huán)境污染和保護(hù)應(yīng)急人員安全都具有重要意義。

［1］ 劉功臣，姜 勇，鄭和平，等.溢油應(yīng)急培訓(xùn)教程［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 吳之慶.關(guān)于消油劑合理使用和執(zhí)法管理現(xiàn)狀的探討［J］.海洋環(huán)境保護(hù)，1997，16（1）：60-66.