舟山港域溢油处理现状与回收技术分析

张 乐，竺柏康

（浙江海洋学院石油化工学院，浙江舟山 316004）

1 海上溢油事故的产生及特点

石油是当前世界上最重要的能源之一，随着世界经济持续发展，各国对石油的需求量也不断增加，推动了当前世界石油贸易的蓬勃发展。

当前，国际石油运输方式呈现多样化特点，包括油轮运输、铁路运输、管道运输和公路运输等，以管道运输和油轮运输（海洋运输）为主。管道运输作为一种新型运输方式，具有较好的发展前景，但由于受洲际地域限制，国际间石油贸易目前仍以油轮运输为主。据不完全统计，2011年，全球79.2%的石油贸易是通过油轮进行运输的。随着现代化造船技术的发展，油轮规模也随之迅速增长，出现大型油轮甚至巨型原油船（VLCC）和超巨型原油船（ULCC）。目前，世界上大约有油轮5 000艘，总载重吨位约4×109t，(20～30)万t级的巨型油轮已成为石油运输的主力。大规模的海洋运输和超级油轮的迅速发展，无疑增加了海上溢油事故发生的风险。

海上溢油事故是指由于油轮触礁、损毁和海上油气喷发造成的海面大面积油膜现象[1]。海上溢油的产生对生态环境有着直接威胁，并对人类的生产生活有着较大的负面影响。

根据我国海关统计，2012年1-5月，我国共进口原油1.183×108t，石脑油1.310×106t，燃料油1.203×107t，对外依存度达到55.2%，海上溢油事故发生的风险也不断增大。自1972年至今，我国平均每4天发生1起溢油事故，其中大规模海上溢油事故（100 t以上溢油事故）近30起，溢油量20余万t[2]。发生在我国近海的溢油事故主要原因是石油开采和油轮倾覆，分别占总事故发生率的18.4%和77.7%。

2010年6月，位于渤海的蓬莱19-3平台发生石油泄漏，事故导致840 km2海水变劣四类；此前的2010年7月，中石油大连新港油库因操作不当引起油罐起火爆炸，致使一座104m3油罐完全损毁，约1 500 t原油直接流入大连海域，430 km2海域遭受污染。

通过对近10年来海上溢油事故案例资料进行综合分析，海上溢油事故主要有以下几方面特点：

（1）突发性强：目前发生的较为严重的海上溢油事故多为突发性溢油（即事故性溢油），不论是油轮倾覆还是海上平台安全事故，其发生往往比较突然，难以预料，也导致海上溢油事故的处理往往难以顺利的开展，增加了海上溢油事故的危害性。

（2）影响范围广：海上溢油受物理、化学和生物的影响，因石油的性质、海洋水动力环境和海洋气象环境等条件而产生运动[3]，溢油的运动导致海面形成油膜，并使油膜不断扩散，使溢油影响范围扩大。

（3）危害性大：海上溢油对海洋环境和海洋生物资源造成严重的影响，一是污染海洋生物，影响人类健康，海上溢油事故发生后，原油分解产生苯等物质，对事故海域鱼类的饵料造成污染，给渔业造成持久的影响。同时，由于芳烃的有毒性，往往会给事故区人员身体造成影响；二是破坏生物链，油膜覆盖在海面上，由于石油分解消耗海水中的溶解氧，导致海水中氧含量下降，使海洋生物因缺氧死亡；三是恶化海洋环境，石油中所含烃类分解，释放出有毒物质，造成事故水域水质恶化，海洋生物的死亡腐败，同样也影响水质的变化。此外，由于石油资源的特殊战略性，海上溢油事故亦有可能对国内和国际政治产生严重影响。

（4）持续时间长：海上溢油事故发生后，尽管及时采取措施，但是仅能回收表层浮油，对海水中的游离分子并不能有效去除。受回收技术限制，由于海上溢油的流动性等因素，表层浮油也不能完全清除。在海上漂浮的油膜具有粘附力，更容易粘附在滩涂海礁上，影响生态环境。这些浮油在海洋中的残留时间为几周到几十年不等，导致受影响海域的生态平衡也较难得到恢复。

2 舟山港域溢油处理现状

舟山是我国重要的石油中转储运基地之一，舟山港在我国石油及其产品进口贸易中占有重要地位。目前，舟山全境目前拥有石油库总容量为2.1×107m3，预计到2015年末，舟山石油储量将增长到4×107m3，并稳居我国单一地区石油库总容量的首位。调研资料显示，2011年舟山港全年进口原油及其产品就达到2.5×107t，预计到2015年，舟山港域原油吞吐量将达到4.55×107t。舟山大量的石油储备和繁忙的石油运输业务，与舟山海域优良的深水岸线资源密切相关。根据舟山港航局的信息，舟山拥有水深20 m以上岸线107.9 km，水深15 m以上岸线198.3 km，舟山港域内适合开放建港的深水岸线54处，总长282 km。舟山由群岛组成，岛屿间航门、水道众多，主要有虾峙门水道、条帚门水道、佛渡水道等。

舟山海域内目前拥有3 000 t级及以上码头泊位80多个，其中石油产品（此处不包括化工品）码头泊位35处，分属26家企事业单位，主要有岙山基地油码头、册子原油中转码头、小洋山申港油码头等，分布在舟山港域定海港区、沈家门港区、马岙港区、高亭港区、老塘山港区和洋山港区，以舟山南部海域为主，如舟山本岛南部定海、沈家门等区域和六横、岙山等南部诸岛屿，最大的码头为中化兴中石油5号30万t级码头和中石化册子岛30万t级码头等。除此之外，舟山海域内还分布有东海平湖油气田至上海芦潮港海底输油管线、岙山—册子—镇海输油管线等一批输油输气管线，使得舟山港域尤其是舟山南部海域溢油防治工作面临严峻形势。

舟山某油库是当地具有代表性的国有企业油库，以成品油销售为主，现有库容53 400 m3，拥有一座5 000 t级油码头，年吞吐量约5×105t。该油库在海上溢油应急处理方面建立了一套比较完善的应急机制，在重大溢油事故发生时，能够确保第一时间将险情通知海事局，进行进一步控制和处理，有效地避免了溢油事故的发生。该油库常备应急物资，主要有围油栏、吸油毡、回收泵和消油剂。考虑到该油库可能发生溢油事故的油品主要是轻油，挥发较快，油品泄漏通常较少，且后期回收得到的油污水处理成本较高，进行深度处理难度较大，故该油库较少采用回收器械对污油进行回收，而是采取在事故发生后，先使用围油栏对事故海域进行围控，然后投放一定量的消油剂进行分散处理的方案。

而对于溢油事故的防治，油船企业的重视程度则相对较低。一般而言，经营油品运输和污油回收的油船企业在营运前都要与海事局签订《船舶污染清除协议》，规定了事故发生时船方的义务与责任，能够有效地防止事故的发生和进一步扩大。但受油船规模和空间布局限制，油船上并没有专门舱室存放溢油应急处理设备，更没有专门器械对溢漏油品进行处理。事故发生后，船方只能将事故情况通知海事局并等候处理，导致事故不能在初期得到控制，溢油量增加，油膜扩散，造成的危害也进一步扩大。

考虑到严峻的溢油防治形势，舟山当地已筹措专项资金建成应急物资储备库，专门用于存放海上溢油回收设备，包括有消油剂60余t，吸油剂近80余t以及各式溢油回收器械。有关部门亦正在研究成立专门的海上溢油应急指挥办公室，专门负责舟山海域海上溢油事故的防治。目前，已经在部分油码头安装溢油检测报警装置，能够在第一时间检测到溢油事故的发生。该检测装置通过与海事局联网，能够在第一时间内将险情上报。另外，针对可能发生的海上大型溢油回收事故，由舟山政府拨款建造的自航式海上溢油回收船也将在不久的将来交付使用，溢油回收的预防和治理能力将大大提高。

3 舟山港域的溢油回收技术分析及建议

按照处理溢油过程中油膜物理化学性质是否发生变化，将国际上普遍采用的溢油处理方法分为物理法和生化法两类。生化法在处理过程中改变了溢油的性质，使溢油不再适合回收以重新使用。且生化法往往会造成二次污染[4]，对生态系统造成负面影响，因此，生化法的使用饱受争议。随着科学技术的不断创新和发展，一些高新技术也逐渐被应用到海上溢油回收中[5-6]，如通过遥感技术来监测海上溢油，通过无线通信技术对海上溢油回收过程进行数据采集和过程控制，大大提高了回收效率，使得物理法在海上溢油回收应用中更受追捧。

表1 海上溢油回收主要方法及适用条件Tab.1 Methods of oil spill recovery and applicable conditions

由表中不难发现，影响溢油回收方法选择的因素主要为三个方面，分别为固定性因素（回收技术自身条件限制）、内因（由于油品性质所造成的因素，主要为油膜厚度和油品粘度，统称为对油的适用性）以及外因（水文条件，如海流、风力、浪高等，将此种因素称为对水文条件的适用性）。

舟山群岛区域属于亚热带湿润气候，季风显著，夏季盛行偏南风，冬季盛行偏北风，风力相对较弱，年均4-6级。海域表层水温平均约17.1℃，2月为8.3℃，8月为24.8℃。潮汐属不规则半日潮，受太平洋沿岸潮波运动的影响所产生。有数据记录，定海本岛附近海域平均潮差在2.10 m，潮位相对较低。受钱塘江和甬江入海影响，舟山海域沿岸流速约20 cm/s。

由以上信息，可以得出不同回收方法对各影响因素的适用情况，见表2。

表2 不同回收方法对各影响因素的适用情况Tab.2 The suitability of different recovery methods to the influencing factors in Zhoushan harbor

综合表1和表2可见，不同的回收方法所需要的回收环境不同，在使用过程中各有利弊。通过对舟山海域已有事故案例分析可知，虽然舟山海域并非溢油事故多发区域，且泄漏量不大，但是存在的溢油风险日益增大。因舟山海域内航运油品多为原油或燃料油，油品粘度较高，受潮流影响，海上油膜扩散较快，但扩散方向多为向岸线靠近或聚集移动。舟山海域内事故发生时，溢油量通常小于20 t，在海浪影响下，快速扩散形成的油膜较薄，故不宜采用机械法进行回收。从表2中可见，采用吸附法进行回收限制条件较多，需考虑浪高和溢油粘度、油膜厚度是否适用。在采用堰式撇油器进行海上溢油回收作业时，针对不同的油膜厚度，仅需通过调节回收器堤堰的高度即可改变回收污油中的油水比。

同时还需考虑人工成本和物资成本对回收方法选用的影响。机械法和抽吸法为机械作业，自动化程度较高，所需人工较少，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较多的人力支持。此外，由于吸附材料的循环利用程度较低，所需物资成本与采用另外两种方法相比较高。

综合分析后可知，采用抽吸法（撇油器）进行回收更合适。通过对不同厂家生产的撇油器的规格进行综合后了解到，溢油事故发生后，采用堰式撇油器对溢油进行回收处理，其效率往往能达到90%以上。当前较多采用的“围油栏+撇油器”工艺，即在事故初期及时施放围油栏对溢油进行围控，再使用撇油器进行溢油回收，能够进一步提高撇油器的回收效率，减少海水中的污油残留，回收效率甚至接近100%。

需要指出，舟山海域近岸水质大部分为重度污染，东部海域为中度污染，较少有清洁海域[7]。在储油基地附近，水质状况相对较差，在采用抽吸法（撇油器）进行回收时，对后期油水分离技术的要求也相对较高。

在海上溢油的处理过程当中，除了要及时采取措施做好溢油事故的处理工作之外，建议从以下几个方面进行完善：

（1）健全管理机制：坚持“预防为主”理念，建立完善的应急处理机制，并加强演练；推动政府的立法完善，建立适合地区实际情况的溢油事故灾害评价体系，并建立专门的溢油事故处理法规对事故责任进行落实；完善HSE体系，提高操作人员素质，严格按章操作。

（2）革新回收技术：不断深入对海上溢油回收技术的研究，优化现有的回收技术，并提高后期油污水处理技术。

（3）合理规划油库布局：在满足安全的前提下尽量集中布置，并在条件适合的地区建造油船溢油废油回收应急油库（罐），用于废油的储存和后期分离。

（4）改变油轮舱室格局：对于较大型油轮，增设溢油回收设备舱，配备围油栏等事故初期处理设备，使事故在初期能够得到较好控制。

4 结语

随着对抽吸法进行溢油回收的研究不断深入以及工艺技术的持续改进，撇油器的性能也在不断提高。在舟山港域溢油风险进一步加大的背景下，采用抽吸法（撇油器）进行海上溢油回收能够应对较大型的海上溢油事故，更加及时、迅速、彻底的清理海上油污。可以预见，在舟山海域采用撇油器进行海上溢油回收的方法前景更加广阔。

[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,朱跃姿,蔡俊清,等.海上溢油的回收及处理[J].福建能源开发与节约,2001(1):6.

[3]孙文心,江文胜,李 磊.近海环境流体动力学数值模型[M].北京:科学出版社,2004.

[4]李品芳,陈鹭玲.关于化学消油剂的几点思考[J].交通环保,2002,23(3):31.

[5]蒋廷虎,殷佩海,刘德洪.计算机技术在海上溢油应急处理中的应用[J].大连海事大学学报,1997,23(3):55-58.

[6]王 峰,孙永明,郑卓胤.基于人工水母的海上溢油回收研究[J].中国水运,2010,10(6):39-40.

[7]舟山市海洋与渔业局.2010年舟山市海洋环境公报[R].2010.