國內外溢油水體污染應急技術現(xiàn)狀概述

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國內外溢油水體污染應急技術現(xiàn)狀概述

國外發(fā)達國家從20世紀70~80年代起逐漸建立了較完善的溢油應急管理體系，由國家溢油應急響應指揮中心統(tǒng)一協(xié)調，不同部門各司其職，分別應對海上、陸上溢油事故。我國目前已基本建成國家統(tǒng)一指導，各省市地區(qū)具體管理，企業(yè)執(zhí)行的溢油應急響應管理體系。但總體來看，我國管道突發(fā)溢油事故時在各個管道運營單位中的聯(lián)動響應不夠統(tǒng)一，溢油污染應急監(jiān)視及預測技術仍然比較落后，溢油應急物資設備配置標準不完善，溢油設備的研究不足，相關標準與國外的差距還比較大；溢油應急團隊的能力還有待加強，主要有以下幾個方面：

一、溢油污染應急監(jiān)視預測技術有待提高

溢油監(jiān)視是通過各種遙感技術、信息傳輸和處理來判讀溢油信息的過程。目前使用較多的為航空遙感監(jiān)視、衛(wèi)星遙感監(jiān)視以及雷達遙感監(jiān)視技術，其它還有船舶遙感監(jiān)視、固定點遙感監(jiān)視、浮標跟蹤遙感監(jiān)視、合成孔徑雷達監(jiān)視以及閉路電視監(jiān)視等，其中衛(wèi)星遙感監(jiān)視和航空遙感監(jiān)視技術應用較為廣泛。早在1972~1975年，美國就與歐洲國家合作，利用衛(wèi)星對地中海石油污染進行了監(jiān)視技術的應用。相對于衛(wèi)星遙感監(jiān)視技術，在飛機上裝配溢油監(jiān)視遙感平臺的航空遙感監(jiān)視技術更具有啟航快和機動靈活的特點，且距離海面高度適宜可控，容易獲得實時和清晰的溢油監(jiān)視/監(jiān)測圖像，更利于海上應急快速響應。發(fā)達國家中應用航空遙感監(jiān)視的達到了100%，而應用衛(wèi)星遙感監(jiān)視的占到44%。

我國溢油應急監(jiān)視技術應用研究起步較晚，在20世紀70年代采用航空遙感熒光分光光度計測定了水中油的含量和現(xiàn)場調查應用，交通部海事局目前部署海監(jiān)飛機對海上溢油進行監(jiān)視，與國外相比，設備集成度低，監(jiān)視水平尚處于定性階段，數(shù)據(jù)不能實時傳輸，信息處理能力弱，缺少適用于航空遙感的專用遙感器。在衛(wèi)星遙感方面，我國于2009年首次實現(xiàn)了利用衛(wèi)星遙感技術對海面溢油進行常規(guī)監(jiān)視，通過對便攜式地形成像儀Landsat-TM、氣象衛(wèi)星NOAA-AVHRR、NASA氣象衛(wèi)星Terra/Aqua-MODIS等衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)的分析來識別海面溢油，可根據(jù)煤油、輕柴油、潤滑油、重柴油和原有的最佳波段組合及其特征光譜曲線進行監(jiān)視。但目前提取溢油信息的理論研究尚不成熟，衛(wèi)星接收分辨率還較低。

溢油預測是通過計算機運算溢油數(shù)學模型預測溢油漂移和擴散的軌跡，對于控制事故有著極其重要的作用，和溢油監(jiān)視技術綜合應用，可增加溢油應急反映決策的科學性，提高反應效率。

國外針對溢油漂移擴散模型的研究始于20世紀60年代初。目前，許多國家根據(jù)溢油擴散模型的研究成果已建立起溢油預測系統(tǒng)。比較先進的有美國的OILMAP及SPEARS系統(tǒng)、英國的OSIS系統(tǒng)、挪威的Oscar系統(tǒng)、比利時的MU-SUCK系統(tǒng)、荷蘭MS4系統(tǒng)等。溢油預測系統(tǒng)能為國家溢油應急處置提供有效的數(shù)據(jù)支撐，提高溢油應急處置效率，降低處置成本，減少環(huán)境破壞。

我國于20世紀80年代初基于Fay理論改進方面進行了溢油模型研究。對于溢油的風化影響、漂移過程、溶解乳化等方面的預測模型均進行了相關研究。國家海洋局海洋環(huán)境保護研究所開發(fā)了基于油粒子概念的二維溢油軟件包和三維溢油軟件包。遼河油田在二維溢油軟件包的基礎上開發(fā)出了“溢油動態(tài)可視系統(tǒng)OE5YS”，已被納入遼河油田灘海開發(fā)區(qū)溢油應急計劃中。目前，各個重要海域也逐漸在建立溢油應急預測系統(tǒng)?？傮w來看，我國在溢油模型預測上的研究水平已基本與國際達到同步，已初步具備溢油應急預報的基礎條件，但是在數(shù)據(jù)采集、環(huán)境評估及溢油應急預報的系統(tǒng)化、商業(yè)化方面與發(fā)達國家相比還存在較大差距。

二、溢油污染應急技術標準還有很大提升空間

國外關于溢油應急的技術標準較為全面，僅美國標準化協(xié)會（如ASTM、API等）關于溢油應急的技術標準達66項，涵蓋了溢油應急處置從設備、測試到應用系統(tǒng)幾乎所有的技術內容，是目前溢油應急處置技術領域主要的參考標準，且注重現(xiàn)場應用指導，而我國這方面的標準主要是交通運輸部行業(yè)標準，多數(shù)偏重于管理及實驗室指導，對現(xiàn)場的應急指導尚顯不足，有較大的提升空間。具體來說，溢油鑒別技術標準與國外標準相當，尚未有涉及溢油遙感監(jiān)測和預測方面的標準；圍油欄標準雖然質量較好，但還需要針對現(xiàn)場應用制定選型和鏈接相關標準；吸油氈標準質量相對較差，試驗方法過于粗略，還需提升技術指標要求；分散劑標準在現(xiàn)場試驗及使用操作方面還有不斷完善的需求；另外，產品標準研究工作不足，性能指標不完善，例如現(xiàn)有標準體系尚未涉及設備現(xiàn)場應用選型、溢油健康安全防護標準、生物修復標準、清洗劑標準等。因此我國應大力加強溢油標準規(guī)劃，完善溢油應急標準體系建設。

三、溢油應急防控技術研究不足，技術有待提高

溢油應急處置技術中主要采用圍油欄法控制溢油。國外圍油欄的研究始于20世紀30年代左右，圍油欄的開發(fā)，使溢油圍控技術上有了快速發(fā)展，特別是防火圍油欄的發(fā)明，使現(xiàn)場燃燒技術得以更好的實施應用。另外，新型的聚氨酯圍油欄，抗拉強度高，能快速布放、重量輕，強度、壽命又長，是今后快速布放圍油欄的發(fā)展趨勢。充氣圍油欄由于充氣操作麻煩，占用人工，布設時間長，有逐步被快布放圍油欄取代之勢。我國于20世紀80年代開始對圍油欄開展選型和改進研究，通過對圍油欄性能進行試驗研究，于2001年制定了圍油欄的行業(yè)標準JT/T-2001《圍油欄》。通過對傳統(tǒng)型圍油欄攔油失效的原因進行分析，提出了具有導流層結構的新型圍油欄，對原有充氣式圍油欄的充氣閥進行了改進，可以實現(xiàn)水面上的自動回收，提高了圍油欄的效率。另外青島華海環(huán)保公司研制開發(fā)的防火圍油欄，取得了很好的現(xiàn)場應用效果。

在溢油回收設備方面，目前世界上比較典型的收油機產品有，英國Vikma公司的盤式收油機、美國SlickBar公司的動態(tài)斜面式（DIP）收油機、芬蘭Lomar公司的刷式收油機、挪威Framo公司的堰式收油機、丹麥Ro-Clean公司的復合式收油機等。國外開發(fā)的高效收油機設備，給溢油回收帶來了很大便利。我國從上世紀80年代開始對收油機進行應用研究，近年來開展了收油機的原理、結構優(yōu)化模擬以及收油效率等性能綜合評價方面的研究，填補了國內這方面研究的空白，對收油機的選型提供了科學依據(jù)，但總體來說研究較少。

總之，我國雖然對海洋和大河的船舶溢油應急管理已初見成效，但在溢油水體污染管理和技術方面相比國外還較為落后，尚缺乏對陸上管道泄漏導致河流、濕地沼澤、冰區(qū)及地下水的溢油污染應急處置經驗，出現(xiàn)問題很難在短時間內找到合適的搶修措施和方法，還無法應對大規(guī)模的溢油事故，為此，應當進一步加強溢油應急相關技術的深化研究，加強我國溢油污染應急反應體系建設，提高專業(yè)管道維搶修隊伍的溢油環(huán)境應急處置能力，以適應經濟社會發(fā)展和能源安全供給的要求。

趙云峰 標準化所