海洋油气工程陆地终端运营对周边海域环境的影响及建议

曹保久，李冠城，王洽槟，刘 勤，穆桂珍，梁菊平，侯敏驰*

(1.中国海洋石油集团有限公司节能减排监测中心，天津 300452；2.生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心，广东 广州 510611)

南海位于中国大陆南方，是中国三大边缘海中最大、最深的边缘海，自然海域面积350万km2左右，南海海底近似长轴为北东-南西向的菱形海盆，海底地势自边缘向中心呈阶梯状下降，平均水深为1 212 m，最大水深为5 377 m[1]。南海蕴含极为丰富的油气资源，据初步估算，南海主要盆地的油气资源量为7.08×1010t，其中石油资源潜量为2.92×1010t，天然气资源潜量为5.82×1013m3，约占中国石油总资源量的三分之一[2]，是世界四大海洋油气聚集中心之一，享有“第二个波斯湾”之称[3-4]，属于国家级重要战略资源。其中，南海油气资源中超过70%蕴藏于深水区域，因此，对南海深水油气资源的开发，对保障中国能源安全和维护国家海洋权利具有重要的战略意义。

海洋油气的勘探、开采、储运和使用等各个环节都存在造成海洋石油污染风险。2010年墨西哥湾漏油事件和2011年渤海蓬莱19-3油田溢油事故，使海洋石油污染问题成为社会关注焦点。近岸海域石油污染不仅破坏周边海滨娱乐休闲海滩景观，还会对海洋生态系统造成巨大威胁，包括影响海鸟飞行能力、抑制生殖行为、干扰胚胎发育，抑制浮游植物光合作用，降低水域初级生产力[5]，阻碍浮游动物摄食、代谢、发育和生长[6-7]，增加海洋软体双壳类体内的石油烃含量、严重时导致其组织部分坏死[8-9]，导致鱼类雌雄比例失调、幼体致畸、成活率降低等[10]，污染严重的潮间带地区甚至造成底栖动物种群几乎完全消失[11]。本文通过研究分析2016—2021年某油气陆地终端污染物排放处理情况、周边海域海洋生态环境、风险防范措施和应急能力建设，旨在了解和掌握陆地终端运营期间对周边海域海洋生态环境质量的影响，总结建设单位对生态环境保护的经验做法，以期为中国后续陆地终端等海洋油气工程的开发运营提供建设性建议。

1 污染物排放处理情况

本文研究的陆地终端于2014年4月23日正式投产，运营期间产生的污染物主要有：生活污水、含油废水(包括天然气处理厂工艺废水、冲洗废水、初期雨水、清罐废水)、除盐水系统排放浓盐水及锅炉排污水、固体废物等。为了有效减轻对环境的污染，该终端贯彻落实环保措施，针对不同的污染源处理制定了有针对性的环境保护对策措施。

污水处理方面，环境保护对策措施包括含油污水处理、生活污水处理、混合污水处理、工艺废水闭式排污系统、初期雨水和冲洗废水等污水收集系统。该终端运营期间，各工序含油废水通过闭式排污系统送入隔油池，采用自然上浮法去除可浮油污，再经气浮机进一步发泡气浮除油，除油后的废水进入调节池；生活污水经化粪池初步处理后进入调节池；初期雨水收集后分批排入调节池；上述各污水在调节池混合进入地埋式一体化污水处理装置处理，净化后废水进入集水池，含油污水和生活污水的处理流程见图1。地埋式一体化污水处理装置污水净化效率可达90%以上，出水水质的pH为6～9、CODCr≤30 mg/L、BOD5≤10 mg/L、石油类≤5 mg/L、挥发酚≤0.3 mg/L、氨氮≤5 mg/L、悬浮物(SS)≤10 mg/L，均能达到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》绿化、消防、道路喷洒用水标准及DB 44/26—2001《广东省地方标准水污染物排放限值》[12-13]。根据广东省市场监督管理局《广东省地方标准批准发布公告》(2021年第3号)批准发布的DB 44/T 1461.3—2021《用水定额第3部分：生活》[14]，浇晒道路和场地通用定额为2.0 L/(m2·d)，市内园林绿化通用定额为2.0 L/(m2·d)，该终端所在地雨量充沛，降水季节变化大，绿化和道路洒水按照冬季每周洒水2周，其他季节平均每月洒水1次，全年需洒水33次，厂区绿化面积36万m2，边坡绿化面积19.8万m2，道路占地面积约3万m2，故该终端厂区全年需绿化用水及道路洒水量约38 808 m3，地埋式一体化污水处理装置每年排放的处理水为28 343 m3，因此生活污水、含油废水经地埋式一体化污水处理装置处理后可全部用作终端厂区绿化用水及道路洒水。除盐水系统排放浓盐水及锅炉排污水进入100 m3循环水污水池，经污水提升泵进入多介质过滤器，过滤掉其中杂质后将含盐水送入二级反渗透装置，产出的除盐水返回循环水系统继续利用，浓缩盐水经三效蒸发器蒸发后回收进入循环水系统利用，蒸发结晶盐外委处理。因此，该终端的各种污水能全部得到有效净化处理及回用，不直接排放至环境。

图1 含油污水和生活污水的处理流程

固体废物处理方面，终端以零排放为工作目标，环境保护对策措施包括：COW油罐清洗工艺进行全封闭清洁实现无废物产生；含油固废在专用区域进行暂存，后由具有资质的危废回收部门进行回收；生活垃圾在厂区设专门区域进行暂存，由当地环卫部门进行收集处理。此外，码头港池及航道每年的疏浚淤泥物，由终端所在港区统一安排倾倒至当地管理部门选划的倾倒区。因此，各类固废均得到了合理有效的处置，不直接排放至环境。

2 海洋生态环境回顾性分析

本陆地终端的生活污水和含油污水处理达标后回用于厂区绿化，锅炉及除盐水系统排放的浓盐水经二级反渗透+加结晶蒸发处理后回用于循环水系统，各类污水经处理后全部回用，各类固体废物全部回收集中处理。依据本陆地终端的环境影响评价报告书要求，每年对陆地终端附近5 km范围海域开展海域跟踪监测，监测要素为海水水质(石油类)、沉积物(石油类)和海洋生物。本文通过对陆地终端周边海域及向外5 km海域共10个监测站位的监测数据进行综合分析，了解本陆地终端运营对周边海域生态环境的实际影响。监测站位布设示意见图2。

图2 调查海域监测站位布设示意

6次监测时间分别为2016年7月、2017年10月、2018年7月、2019年3月、2020年9月、2021年10月。监测项目的现场采样和实验室分析均按照GB 17378—2007《海洋监测规范》和GB/T 12763—2007《海洋调查规范》的要求进行[15-16]。水质采样：表层样为海面下0.5 m，底层样为离底2 m。沉积物采样：采集表层样，表层样为0～5 cm层。生物生态采样：浮游植物用浅水Ⅲ型浮游生物网由底层至表层垂直拖网进行一次采样；浮游动物采用浅水I型浮游生物网，从海底至海面垂直拖网进行一次采样；底栖动物采样使用阿氏拖网(定性)及挖泥器(定量)采样。各监测项目的分析方法见表1。2016—2019年监测数据来源于国家海洋局南海环境监测中心开展的跟踪监测，2020—2021年监测数据来源于生态环境部珠江流域南海海域生态环境监督管理局生态环境监测与科学研究中心开展的跟踪监测。

表1 水质和沉积物监测项目的分析方法

2.1 海水水质

2016—2021年的海水水质COD和石油类的监测结果显示，本陆地终端附近5 km范围海域海水中的COD平均值范围为0.91～1.69 mg/L，其中最大值出现在2019年3月，最小值出现在2017年10月；海水中的石油类平均值范围为0.001～0.027 mg/L，其中最大值出现在2016年7月，2021年10月的监测结果均未检出。2020年监测海域表层海水COD最大值出现在站位P5，为1.84 mg/L，距离陆地终端最近的站位P2的表层海水COD含量为1.25 mg/L，2021年COD最大值出现在站位P8，为1.50 mg/L。图4是近两年表层海水COD含量等值线分布，由图可知，本陆地终端邻近海域表层海水COD含量在整个监测海域处于较低水平。2020年和2021年监测海域表层海水石油类含量均未检出。由海水中COD和石油类含量的时间序列可知(图4)，历次海水监测中COD含量表现为小幅度波动，且近3 a内呈现出逐渐降低的趋势，海水中石油类含量总体上随时间呈现出降低的趋势。根据GB 3097—1997《海水水质标准》中规定的COD和石油类属于第一类海水水质的标准分别为小于等于2.00 mg/L和小于等于0.050 mg/L[17]，2016—2021年间本终端监测海域海水中的COD和石油类均符合第一类海水水质标准，表明该终端附近监测海域水质较好。

图3 历次海水COD和石油类监测结果

a)2020年

2.2 沉积物

2016—2021年该陆地终端附近5 km范围监测海域海洋沉积物中石油类的平均值范围为(20～169.7)×10-6，其中最大值出现在2021年10月，最小值出现在2017年10月。根据GB 18668—2002《海洋沉积物质量》中规定石油类属于第一类海洋沉积物质量的标准为小于等于500.0×10-6[18]，2016—2021年间监测海域海洋沉积物中的石油类均符合第一类海洋沉积物质量标准，由2020年和2021年海洋沉积物COD含量等值线分布(图6)可知，监测海域表层海洋沉积物石油类高值区不位于本陆地终端邻近海域，表明本终端附近海域表层海洋沉积物质量较好，本陆地终端的开发运营未对周边海域表层沉积物中的石油类产生可见影响，满足海域开发管理的要求。

图5 历次海洋沉积物石油类监测结果

a)2020年

2.3 海洋生物

2.3.1浮游植物

2016—2021年间该终端附近5 km范围监测海域浮游植物的种类数变化范围为33～78，最小值出现在2017年10月，最大值出现在2021年10月，历次监测中浮游植物种类均以硅藻为主，其次为甲藻。历次监测结果显示(图7)，浮游植物种类数总体上随时间呈现出逐渐增加的趋势，浮游植物的丰度变化范围为(9.9～16 750)×104个/m3，最小值出现在2017年10月，最大值出现在2020年9月。浮游植物多样性指数和均匀度除2020年9月较低外其余历次监测中均较高，监测中浮游植物丰富度在历次监测中均较高。2020年9月各监测站位浮游植物的主要优势种均为中肋骨条藻(Skeletonemacostatum)，在各监测站所占比例分别为99.41%、68.50%、73.51%、71.14%和94.68%，由于中肋骨条藻的大量存在，造成了2020年9月监测中浮游植物丰度远高于其余历次监测，多样性指数处于较低水平，种间分布较不均匀，但丰富度较高。

a)丰度

2.3.2浮游动物

2016—2021年间该终端附近5 km范围监测海域浮游动物的种类数变化范围为25～40，波动幅度小，最小值出现在2017年10月，最大值出现在2019年3月，历次监测中浮游动物第一优势类群均为桡足类。历次监测结果显示(图8)，浮游动物的丰度平均值变化范围为20.77～26 747.80 ind/m3，生物量平均值变化范围为27.44～3 376.95 ind/m3，丰度和生物量呈现相似的变化趋势，其中2019年3月种浮游动物具有极高的丰度和生物量，远高于其余历次监测。浮游动物多样性指数和均匀度在2019年3月监测结果中很低，分别仅为0.19和0.04，其余历次监测中均较高，浮游动物丰富度在历次监测中呈现出先降低后增加的变化趋势。夜光虫(Noctilucascintillans)属于冷水性种类，适合生长的水温是19～22℃，常见于近岸水体，其在南海海域繁殖高峰期通常发生在春末夏初[19-20]，水温是影响夜光虫季节变化的主要因素[21-22]。历次监测时间只有2019年3月是在春季，其余历次监测均在夏秋季，2019年3月监测结果发现原生动物夜光虫丰度极高，其数量分布基本决定了浮游动物的数量分布，其优势度高达0.983。正是因为夜光虫的大量爆发，占据了极大的数量优势，导致2019年3月浮游动物丰度和生物量显著高于其余几次监测，浮游动物的种类多样性指数和均匀度则显著低于其余几次监测。张景平等[23]认为浮游动物多样性指数适用于评价珠江口海域的水质污染程度，监测海域除2019年3月夜光虫爆发导致浮游动物多样性指数较低外，其余历次监测中浮游动物多样性指数均较高，表明本陆地终端监测海域基本未受到污染。众多研究表明，冲淡水是影响珠江口浮游动物群落结构变化的主要原因[24-26]。本陆地终端监测海域位于珠江口西侧，受珠江冲淡水、沿岸流、外海水的多重影响，环境变化剧烈，河口环境的变化可能是导致浮游动物群落变动的主要环境因素。

a)丰度、生物量

2.3.3底栖动物

2016—2021年间该终端附近5 km范围监测海域底栖动物的种类数变化范围为17～56，最小值出现在2021年10月，最大值出现在2019年3月。历次监测结果显示(图9)，底栖动物的栖息密度变化范围为72.00～278.00 mg/m3，2019年3月和2021年10月栖息密度相对较低，分别为72.00、79.00 ind/m2，其余3次栖息密度均高于260.00 ind/m2。底栖动物的生物量变化范围为0.92～20.80 mg/m3，最小值出现在2017年10月，最大值出现在2020年9月。底栖动物多样性指数、均匀度和丰富度的变化范围分别为1.47～3.26，0.76～0.88和0.81～2.46。历次监测结果显示监测区域底栖动物以环节动物门多毛纲为主，其中奇异稚齿虫(Paraprionospiopinnata)均为近几年的主要优势种，底栖动物栖息密度和生物量指标变化明显，差距可达一个数量级以上；多样性指数存在一定幅度的波动，但总体上较高；均匀度波动范围很小且均较高。Molvaer等[27]运用香浓威纳指数值来判定水域环境的状况，H′>4表示环境质量较好，3

a)栖息密度、生物量

3 风险防范措施和应急能力建设

本陆地终端的风险防范措施主要包括工艺技术设计安全防范措施、自动控制设计安全防范措施、火灾报警系统等。具体措施主要有储罐设置了独立的雨水排放控制阀门，一旦发生泄漏，可将泄漏出的液体围在一定范围内，防止进入雨水系统；设灌区防火堤，容纳泄漏油及消防水；采用密闭输送和装卸工艺，所有介质均通过输油泵和密闭管道输送到输油臂装船，输油臂和管道内油品的流速控制在规定的安全流速范围内；管道运行的压力、温度以及流量等工艺参数，采用PLC系统实时采集监控，设定温度、压力操作参数安全值，并设有超值报警；输油臂与船舶接口处配备“双球阀切断+紧急脱离接头(ERS系统)”，在船舶发生火灾或者超限漂移等紧急情况下可快速切断输油管路，并使输油臂和船舶集油口自动脱离；油品及化学品输送管道设有压力和温度检测以及超高报警，信号送到操作室，由操作员监控；在码头装卸平台处设置可燃气体检测器；在码头、配电室及控制室区域设置手动报警按钮、火灾探测器及声光报警器等。

为了提高安全管理水平，使安全生产管理有据可依，以及在应急突发事件情况下能够及时有序的采取应急处置措施，本陆地终端不仅编制了综合应急预案、专项应急预案、现场处置方案和溢油应急计划等方案，同时结合该终端生产作业和设施的特点编制了《终端健康安全环保管理手册》和《终端管理手册》，对终端安全管理的方针、政策、目标以及安全管理组织机构进行了明确说明，并规定了各岗位人员安全岗位职责和管理程序等内容。为提高溢油应急专业队伍建设，建设单位与中海环保签订了溢油应急服务合同，由其提供分公司级溢油应急服务、现场级和总部级的溢油应急支持，以及人员应急培训、演习和溢油应急设备维护等相关服务。为应对可能发生的应急突发事件，终端配备了撇油器、围油栏、围油栏动力站、消油剂喷洒装置、转盘收油器、收油器动力站、轻便储油罐、浮式储油囊、油拖网、消油剂、吸油毛毡、吸油毯等溢油应急资源。为检验应急响应机制，锻炼应急队伍，测试溢油应急设备的适用状态，持续改善和提高溢油应急响应能力，该终端按照法规要求及演习计划定期开展相应的演习和进行溢油应急专业知识培训，演习和培训记录详细完整。同时为加强在应急情况下与周边企业的合作，充分合理利用现有资源，提高应急能力，有效防范火灾、爆炸等灾害，终端与周边企业签署了“消防应急及救援互助协议”，有助于更好的保证协议双方的安全生产。

4 结论

本陆地终端运营期间通过一系列的水污染防治措施，实现了各类污水全部得到有效净化处理及回用，不外排，各种固废均得到合理有效的处置，不直接外排。2016—2021年运营期间，本陆地终端附近5 km范围监测海域海水中COD和石油类含量均符合第一类海水水质标准，COD含量呈现小幅度波动且近年来有逐渐降低的趋势，石油类含量总体上随时间呈现出降低的趋势，表层海洋沉积物中的石油类均符合第一类海洋沉积物质量标准，表明本陆地终端附近监测海域海水水质和海洋沉积物质量较好。本陆地终端附近监测海域海洋生物种类较丰富，生态环境质量较好，河口环境的变化可能是影响监测海域海洋生物群落变动的主要因子。该终端通过系统地管理、合理采取风险防范措施，使得项目运营风险水平维持在低水平，同时努力加强自身应急能力建设，编制各类风险应急预案，配备齐全的溢油应急资源，尽最大能力降低对海洋生态环境的污染程度。

综上所述，本陆地终端的运营未对周边海域海洋生态环境产生明显影响，采取的环保措施发挥了应有的作用，切实可行的风险防范措施和应急能力建设提升了突发事件的预防和应急处置能力，保障了终端的安全健康生产。

5 建议

随着中国经济的快速发展和世界油价的不断攀升，石油供需矛盾日益突出，在陆地油气资源发现日渐减少的背景下，开发海洋油气资源已成为人类的必然选择。据自然资源部海洋战略规划与经济司发布的《2021年中国海洋经济统计公报》显示[28]，经初步核算，2021年海洋油、气产量分别比上年增长6.2%和6.9%，海洋原油增量占全国原油增量的78.2%，有效保障了中国能源稳定供给和安全。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出“十四五期间要加快深海、深层和非常规油气资源利用，推动油气增储上产”。在中国深水油气开发稳步前进的同时，也应深刻认识到海洋生态环境保护是海洋油气开发产业发展和海洋油气资源可持续利用的环境基础。为此，针对后续陆地终端等海洋油气工程的开发运营提出以下几点建议，以期助力实现经济效益和海洋生态环境保护的双赢。

a)严格贯彻落实切实可行的环境保护对策措施，对各类污染物进行收集、处理，不直接排放至环境，力争把工程运营所带来的环境不利影响降到最低程度，使项目所在区域的环境质量得到有效保护。

b)尽可能采取一切环境风险防范措施，使得项目风险水平维持在较低水平，避免事故的发生，同时配备齐全的风险应急设施，制定合理有效的风险应急预案，建立应急联动机制，保证突发事故发生后能迅速采取积极有效应对措施。

c)加强工程项目周边海域海洋环境的跟踪监测，掌握工程项目运营期间工程所在海区的海洋环境质量状况，以及对海洋环境造成的影响范围和程度，为建设单位推出减缓环境影响的对策措施提供基础数据支撑。