浅谈突发溢油事件应急处置技术及装置的应用

马立学，王 晶，王鸯鸯，王则武，刘 青

（1.中国环境保护产业协会，北京 100037；2.环保部环境应急与事故调查中心，北京 100035）

浅谈突发溢油事件应急处置技术及装置的应用

马立学1，王 晶1，王鸯鸯1，王则武1，刘 青2

（1.中国环境保护产业协会，北京 100037；2.环保部环境应急与事故调查中心，北京 100035）

概述了海洋溢油应急处置的技术方法，分析了溢油应急处置装置设备的应用特点，为海洋溢油应急处置工作提供理论依据。

突发;溢油;应急处置

1 引言

随着海洋石油开发业和航运业的迅猛发展，在石油勘探、开发、炼制及运储的过程中，如果发生意外事故或操作失误，就会造成原油或油品从作业现场或储器里外泄，引起突发海洋溢油污染事件。近几年，重大溢油事件频发，2010年5月，美国墨西哥湾漏油事件震惊世界；2010年7月，大连中石油输油管道爆炸导致原油泄漏入海，造成严重的环境污染；2011年6月蓬莱发生19-3溢油事故，使我国海洋资源遭受了巨大损失。由于海上环境情况复杂，一旦发生海洋溢油污染，消除其危害及影响的成本巨大，风险极高，因此在发生海上溢油时，能否及时采取科学有效的应急处置措施，对保护环境资源、减轻污染危害起着至关重要的作用。

2 海洋溢油应急处置技术现状

海上溢油事件发生后，常规的处置方法是采用围油设施将溢油限制在一定区域内，然后再应用其它技术将溢油清除。溢油泄漏对策及清除技术的应用与溢油现场的环境、气象等具体情况密切相关，同时还需考虑措施及技术对环境的影响等。

目前，国际上通用的溢油应急处置技术可归纳为如下几种：

（1）水上围拦及溢油的回收

对于溢油中较厚油层的回收处理，可利用石油的物理性质，通过机械装置予以消除，这是目前国内外处理海上溢油的主要方法，但缺点是受风浪、黏度等因素影响较大。近20多年来，世界上已经研制出几百种溢油围栏、回收装置，其中最常用的是围油栏和各种收油器。

收油器是重要的收油设备，在溢油事件发生后，通过围油栏等围堵装置将溢油拦截在一定范围内，此时油层较厚不适于采用吸油毡等吸附性材料，可先使用收油器等收油设备完成大部分溢油的撇取、抽取和回收工作。目前国内收油技术发展较快，收油装置的抗流、抗浪、抗风性能总体较好，使用适应性强，对油层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来清除溢油的方法。溢油吸附材料是指能将溢油渗透到材料内部或吸附于表面的材料。理想的溢油吸附材料应疏水、亲油、溢油吸附量大、亲油后能保留溢油且不下沉，还应有足够的回收强度。吸附材料便于携带，操作方便，适用于吸附很薄的油层，通常在大型溢油事故的处理后期或较小的溢油事故中使用。溢油吸附材料主要有吸油毡、吸油棉、吸油围栏、吸油枕及活性炭等。吉林松花江污染事件应急处置中就是采用活性炭对污水进行治理；吸油毡在大连7.16事件处置中的用量也较多。

（3）消油剂消除剩余溢油

化学消油剂可以分解表面的浮油，使其沉浮在水面下。当消油剂均匀地喷洒在水面上与溢油混合时，表面活性剂的分子排列在油、水界面上，降低了油水界面的表面张力，使油膜分散成小油滴。被分散的小油滴的表面积远远大于油膜原来的表面积，它们很容易随着海水的流动而不断扩散。

采用化学消油剂分解水面浮油可使油品黏度降低并沉入水底，减少对水鸟等动物的危害；经过化学消解后的油品，生物消化进程更快且更不易被风吹动，可以防止稳定的“油中水”乳化的形成，有效避免了对海岸线的影响，降低火灾发生的危险。但是消油剂的使用会使油品渗透到更深的水下，对水下生物造成危害；且消油剂降低了轻碳成分蒸发的能力，消除了油的感光氧化作用（此作用较弱）；岸上使用会增加可渗透性油转变为可渗透多孔沉淀的数量，对海洋和海岸线上生长的动植物具有毒害作用。

（4）物理消散

浮油表面有自然分解和损耗的趋势，在某种情况下，这种趋势可能会加速。这种分解的可能性和速率取决于：1）油的类型（轻油、低蜡油分解快）；2）水流状况（运动剧烈的海况会帮助分解）；3）风力（大风有助于分解）。当溢油对重要水域、浅海或近岸环境不发生威胁时，可选择物理消散处置溢油。

（5）现场焚烧

现场焚烧是一种有效的溢油处理技术，可用于油品泄漏时快速有效地清除水面上的大量油品。这种方法在墨西哥湾漏油事件中发挥了重要作用。但是，现场焚烧是操作性强的溢油处理技术，需要界定可能蔓延的最大区域，当发生重大溢油事件导致大面积污染时，在溢油初期，油膜在3mm以上厚度，可采用焚烧处理。

（6）生化补救

生化补救是向油层增加肥料助长、激活噬油细菌及真菌来分解消化油品。也可使用人工合成、培养或移植的微生物。2006年EKKO（中国香港）有限公司开发了一种适合清除污染的生物制剂-Devoroil，它对受原油、石油等烃类化合物污染的土壤和水体具有比较快速和高效的修复效果。

在大连中石油国际储运有限公司陆上输油管道爆炸火灾事故引发海洋污染事件的处置过程中，清污后期采用生物法开展清污工作；1989年埃克森·瓦尔迪兹号（Exxon Valdez）油轮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 溢油应急处置装置应用

（1）围油栏

近几年，围油栏向快速、轻便、便于操作的方向发展。英国维珂玛（Vikoma）公司生产的围油栏应用于安特卫普港，减轻了3.5万t漏油事故造成的污染[1]。Boom-Vane是获得瑞典专利的新型围油栏，曾在1999年成功地处理美国哥伦比亚海岸的漏油事故[2]。青岛华海环保公司研制开发的橡胶防火围油栏在灾害性污染防危反应论坛会议上演示，获得了专家的一致好评[3]。

目前，我国生产的围油栏的种类很多，主要生产厂家有青岛华海环保工业有限公司、青岛光明环保技术有限公司、山东泉运电气技术有限公司等。现有的围油栏产品类型在应用上归纳起来有如下特点：

1）PVC材料的围油栏（固体浮子式、充气式、快布放、围油栅等）便于储存与布放，因而更适用于应急处置。

2）橡胶材料围油栏的特点是强度高，耐油、耐候、耐磨，可在恶劣条件下工作，因而更适合长期布防。

3）固体浮子式围油栏由于其吃水深，更适用于拦截油层较厚的溢油，一般应集中布放在近海靠近漏油点的位置；充气围油栏吃水浅，干弦较大，抗风浪性能好，而且重量小便于拖动，因此更适合布放于远离岸边的薄层溢油区域。

4）防火型围油栏除具有普通围油栏拦截、控制、转移溢油的特性外，还常用于拦截燃烧的溢油、水面流淌火，也可以用于拖带溢油到合适的地点燃烧处理。

（2） 吸油材料

当溢油到达岸边及不易处理的狭窄海域时，可用吸油材料吸附；吸油材料适于吸附油层厚度为1～10mm的薄油层，或者用于采用回收机械收油使油层变薄、回收效率下降时，也可用于对水面上的浮油进行阻拦或作记号。

吸附材料按其原料属性分为天然吸附材料与合成吸附材料。

1）天然吸附材料主要有稻草、泥煤、锯末、鸡毛、玉米秸、炭灰块、雪、珍珠岩、蛭石和火山岩等。这些材料容易得到且数量多，吸油能力较好，但有的也吸附水分并易沉入水中，回收起来比较困难。

在天然吸附材料中最常用的是自然植物，如稻草，它不仅具有一定的吸油能力，而且可以用绳子捆成捆，形成稻草围油栏，起到围控围油栏和吸油围油栏的作用。但是稻草捆容易破碎，回收困难。在溢油事故中首先应考虑利用自然植物回收溢油。自然植物最适合用于近岸或岸线的溢油回收。

天然吸附材料中的无机材料吸油能力很强，多数无机材料常加工成细颗粒状使用，便于从船上倾倒入海，或用喷射装置撒在水面，但易被风吹散，不易回收。被无机材料吸附的油可焚烧除去，但无机材料本身不燃，也不能再利用，且无机吸附材料不能被生物降解，所以应完全回收。

2）合成吸附材料主要包括聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙纤维和尿素甲醛泡沫等材料。合成吸附材料具有较高的亲油性和疏水性，吸油量是其自身重量的10～25倍，有些合成吸附材料可以重复使用3～5次。使用合成吸附材料比天然吸附材料的费用高。

目前，常用的合成吸附材料有多种形状，如带状、片状、毯子、垫状、松散的粒状，绑扎成枕头、围油栏形状等，不同形状吸油性能区别不大。根据人们使用上的习惯，可把合成吸附材料分为吸油毡、吸油栏和吸油棉。生产厂家较多，包括浙江富朗海洋净化科技有限公司、广州富肯环保科技有限公司、青岛金友环保技术有限公司、青岛光明环保技术有限公司等。

（3） 收油器

当溢油发生时，最重要的回收装置即是收油器，近几年溢油事件频发，收油器产业发展较快，且产品性能与质量堪比国外同类产品。一般说来，绝大多数收油器在风速小于10m/s、波高小于0.5m时可正常使用[4]。就目前应用较多的收油器按照收油原理分类总结应用特点如下：

1）亲油-吸附式收油机包括：盘式收油器、刷式收油器、绳式收油机等对油的黏度和运动速度有要求，一般黏度高的油回收效率较高，吸附材料运动速度快时收油效率较低，反之亦然。也就是说此类装置适合回收黏度高的油品。一般回收油品含水量较低。其中绳式收油器适合回收中、低黏度的油，可回收杂物之间的油，不受水面垃圾、冰块的影响；盘式收油器适合回收中、高黏度的油；刷式收油器收油范围较广，可回收各种黏度的油，如轻油、重油、乳化油、原油、成品油等。

2）带式收油器适合在较平静的水面工作，回收黏度较高的溢油。

3）空气传输式收油机包括真空式收油机、吸抽式收油机等适合各种溢油的回收，且对垃圾等的干扰不敏感。可回收结成小块或固体油。

4）过滤式收油机适用黏度较高的溢油回收，主要是回收大块的重油，如沥青、重油、焦油球等。

5）堰式收油机是最常用的收油机之一，可回收一切油类，但最适宜回收油层较厚的油污；操作灵活，但抗风浪性不好，回收油的含水率较高。

（4） 飞机喷洒消油剂

从飞机上喷洒消油剂现在已在数次溢油事件的应用中获得成功，飞机喷洒的最大特点是速度快，从而可把握喷洒的时机，同时还比水面船舶作业能更迅速地处理大面积溢油。另外，用飞机喷洒消油剂时，可以观察到溢油的全面情况，且其照明的角度和方向也有助于准确地喷洒消油剂。随着现代飞行技术、通讯导航技术和航空遥感监测技术的快速发展，飞机喷洒作业对气象的适应性大大提高，并可在较恶劣的海况下作业。

但空中喷洒只宜选用直接喷洒的浓缩型消油剂，因为这种消油剂仅需依靠波浪的运动即可与油层很好地混合，无需再搅拌。浓缩型消油剂还能使飞机保持最有效的装载能力。当然，海洋上空能见度好是实现空中喷洒的基础，由于这种喷洒是依靠波浪的作用使油膜分裂成液滴，因此在风平浪静的气候条件下，喷洒效果不明显。

4 溢油处置案例分析

（1）大连中石油国际储运有限公司陆上输油管道爆炸火灾事故引发海洋污染事件

2010年7月16日18时，国际储运公司原油罐区输油管道在被违规加注原油硫化氢脱除剂作业过程中发生爆炸，引起火灾，并因溢油造成海洋污染。罐组内的消防水及溅入罐组内的泡沫、油品全部流入3000m3事故池或残存在103#罐内，而罐组外管道爆炸流出的热油和消防水则在地面流淌，经雨水井系统进入泄洪渠排海口入海。应急工作组在港区排洪渠入海口设置7道围油栏，控制溢油扩散。海面上燃烧的原油烧毁了港池内设置的四道围油栏，原油扩散至港池外部海域，造成海洋污染。清污指挥部门确定了“围、追、堵、清”的清污工作思路。采用清污船、收油机、高压水枪药剂喷刷、干冰高压冲洗、吸油毡、活性炭及草帘吸附、机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。在后期处置中使用23t吃油细菌。

在整个应急处置过程中用到的装备有围油栏、吸油毡、撇油机、收油船、储油桶；采用的处置方法包括围油栏拦截，人工打捞，收油机、收油船收集，吸油毡、草帘吸附，高压水枪冲刷，生物、化学等后期补充清污方法。

（2）中石油公司兰（州）郑（州）长（沙）成品油输油管道渭南支线泄漏事件

2009年12月30日凌晨，中国石油天然气集团公司（以下简称中石油）兰郑长成品油管道渭南分输支线因第三方施工发生柴油泄漏事件，150多m3柴油进入赤水河，流入渭河，又汇入黄河，黄河三门峡大坝上游水质受到污染。在专家建议和各方的共同努力下，陕豫两省政府和中石油采取了控源、上截、中间治、下防等综合措施，共使用吸油毡19.5m2、吸油拖栏4164m、围油栏4580m、凝油剂4.9m3，调配活性炭85t，投入工程抢险车10台、环保监测车9台、吸油船和抢险渡船各1艘等。经过全力拦截打捞泄漏柴油，控制了污染范围，并回收了50m3的溢油，取得了预期效果。

5 应急后物料的处置

由于事故中的溢出油品具有黏性和毒性，因此应急后的物料需要进行回收处置。一般用过回收的围油栏、收油器等都沾有油污，如不加处理，不仅会造成二次污染，还会降低围油栏和收油器的使用寿命，且影响再次使用的效果及布防效率。

用后的围油栏可以采用高压水枪冲洗的方式，或者使用专用的围油栏清洗机加以清洗；收油器的处理可根据沾有的油品特性采用不同的处理方法，如轻质、低黏度的油品，可采用水管冲洗，但对于高黏度或已经结块的油品，则需采用专用工具加以处理。目前我国已有多家企业生产收油器清洗机，其产品可实现高温高压冲洗，对于难处理的油品均有较好的清理效果。冲洗水可回收至污水处理厂处理。

对于吸油毡、吸油枕等吸附材料，回收后应及时集中，可采用焚烧炉焚烧处理或掩埋，部分物料可经挤压处理后晾干续用。活性炭吸附材料回收后送至专业的固废处理中心进行焚烧处理。

6 结语

随着石油开采及使用量的增加，在开采、输送、存储等各个环节都可能发生溢油污染事件，溢油造成的污染将会日益严重，因而溢油应急处理处置工作面临巨大挑战。虽然，溢油处置装置技术是我国突发水污染事件应急处置技术中发展较快、较完善的领域，但是相对国外的技术，还需进一步开发、研制抗浪、抗风的快速收集装置。对于废油的处理通常采用垃圾掩埋法，但是会产生二次污染，而焚烧处理法需要较高的技术支持及费用，因此废油处置处理新技术的开发就显得尤为紧迫重要。

[1]王忠贤.国外水面无忧污染处理介绍[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]丁立荣.新型围油栏和水面溢油回收设备演示获得圆满成功[J].交通环保，2001，（3）.

[4]陈国华.水体油污染治理[M].北京：化学工业出版社，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