李勇 赵建成 朱昱光 陆悦铭
近百年来,全球经济迅猛发展,催生了石油工业及运输业快速发展,随之而来便是频发的海上溢油事故。海上溢油是石油开采、运输、装卸过程中发生的事故,还有战争导致的原油泄漏等,均对海洋生态环境造成不同程度的污染和灾害。
一、溢油的危害
海上溢油发生后,对海洋生态环境、安全生产生活、人身健康等3个方面带来严重的危害。
(一)任何种类的原油或油品在海上发生泄漏时,由于油质成分、黏性不同,会在海面形成薄厚不等的一片油膜,降低浮游植物的光合作用,影响海水中的含氧量,容易造成水生物大量死亡。溢油会黏附在海鸟羽毛上,使其失去保温与飞行能力,无法飞行的海鸟最终会因溺水、饥饿或失去体温而死亡。油污中含有的有害物质会在鱼、虾、贝壳等生物内不断累积,并通过食物链不断传递,若人类食用了受污染的海产品,会危害人体健康。
(二)由于石油或油品具有易燃易爆的危险特性,当其溢出后,对个人安全和公共安全都会产生威胁。在油溢出的初始阶段,或轻质原油及輕质炼制品的厚油区可能存在易燃气体,这些气体遇到明火就会燃烧而导致火灾。
(三)石油对人类健康的危害最典型的是苯及其衍生物,它可以影响人体血液,长期暴露在这种物质的环境中,会造成较高的癌症发病率。此外,溢油还会对渔业、旅游业等造成不同程度的影响……
大量鱼类死亡
死亡的鲸鱼
二、溢油应急处置
各国都在探索海上溢油回收的途径和技术,以减少海上溢油对海洋生态环境的损害。目前,常用的海上溢油应急处置方法主要有4种。
(一)机械回收法,即利用围油栏进行海上溢油圈控,再利用收油机等将上层的溢油或油水混合物吸进船舱内;经油水分离后,将海水排出、溢油存储在专门的船舱内并送岸上处理。用特制的亲油疏水拖网或吸油棉、吸油索、吸油枕(一般用各类毛发和秸秆、海绵和塑料等),在海面把溢油吸起来,在回收船上把溢油挤出来或刮下来,亲油疏水继续循环使用,优点是溢油可继续使用。
利用围油栏进行海上溢油圈控
(二)化学消油法,即在有溢油的海面上撒分散剂(分散剂通常是由表面活性剂、渗透剂、助溶剂等组成的均匀透明液体)分解海面的溢油,使其沉浮到水下,随海水流动而扩散,便于海水自身的净化功能降解和净化;在有溢油的海面撒凝油剂,它与分散剂相反,可以使溢油凝成浮在水面的黏稠物、果冻状物或硬油块,方便打捞和有效防止溢油扩散;在有溢油的海面周围撒集油剂,也称“化学围油栏”,短时间内溢油将向中心集中,从而起到围油栏的作用,把油控制起来,也方便打捞溢油和防止溢油扩散。这些方法的弊端是容易产生二次污染和溢油不能得到继续利用。随着技术的进步,化学消油法的危害会越来越小。
使用飞机在溢油的海面上撒分散剂
(三)物理消散法,即通过作用外部环境加速溢油的自然分解和损耗,其中有大家熟悉的现场焚烧、高温暴晒,不是所有的溢油都能燃烧,不完全燃烧带来的浓烟废气也是污染物是该方法的局限性。
将围油栏圈控的海上溢油进行现场焚烧
(四)生物降解法,即利用某些天然存在于海洋或土壤中、实验室培育有较强氧化分解石油能力的微生物——嗜油细菌来把溢油“吃掉”,变为CO2和H2O,达到清除海上溢油的目的,将是未来发展的方向。
上述4种处理方法中,只有生物修复法不会引发二次污染,对环境友好,对人和环境造成的影响最小,但是目前仍然受到技术和成本的限制,还难以应对所有的海上大规模溢油事故;化学消油法和物理消散法也存在一定的局限性;机械回收法还是首选,能快速清理溢油。
三、溢油回收船主要作业方式介绍
溢油回收船主要作业方式有2种:一种是在两舷侧布置伸出舷外的有溢油回收装置,平时收起来放在舷边,当进行溢油回收作业时,船舶低速前行,溢油在回收装置的引导下进入舷侧的溢油回收门,然后进入回收舱。另一种是在船艏布置特别的溢油回收装置,平时收起来放在船艏,当进行溢油回收作业时,该装置伸出船艏并且张开一定的角度,船舶低速前行,溢油通过船艏的回收装置和引导设备进入溢油回收舱。
撒了某嗜油细菌的溢油海面
在两舷侧布置伸出舷外的溢油回收装置
还有一种是通过不停滚动的亲油疏水“传送带”,溢油被吸附于“传送带”表面而进入回收舱,在回收舱中溢油被刮下来后,继续去吸附溢油。
由于受回收舱舱容的限制,储存在回收舱中的溢油满了后必须输往油驳或岸上的废油处理设备。双体溢油回收船因此面世,双体船与单体船相比,最突出的优点在于前者的作业宽度大,舱容大,回收溢油效率提高。
在船艏布置特别的溢油回收装置
吸附于“传送带”进入回收舱
四、一艘能张“嘴”的吞油船
可能出于提高回收溢油效率的考虑,德国C.Lühring造船厂研制和建造了一艘特种的溢油回收双体船“BOTTSAND”号,它与其他双体船不同,在非作业时是一艘单体船,只有需要进行回收溢油作业时,这艘船可从船体中心轴线分开而成为一种双体船,这样可以增加它的作业宽度,从而提高了回收溢油效率。分开的船体是通过位于接近船艉的一个链轴连接在一起的。
“BOTTSAND”号开始张“嘴”
“BOTTSAND”号完全“张嘴”俯视图
“BOTTSAND”号船艉,链轴清晰可见
“BOTTSAND”号航行中
德国海军“BOTTSAND”号溢油回收船,配置常规动力全回转舵桨(双机双桨);其船长46.3 m,宽12 m,回收舱容积790 m3,最大溢油回收能力140 m3/h;船体前部可张开形成65°的扫油功能的“嘴”;配备了7名船员。
五、结束语
“你如何对待别人,别人就会如何对待你。”我们的生态环境已经越来越脆弱,我们真的不能再给它添麻烦了。石油业已经走了很远,而溢油事故不断向我们表明,必须总结经验教训做得更好,才能使海上钻井和石油生产更加安全。相对而言,溢油在大海的处理相对简单,一旦受天气和海况、围油和回收速度等复杂条件影响,溢油可能祸及海岸线,而海岸线往往有取水口、沙滩、岩石、湿地和敏感地区等,清理工作更加艰难,清理后的油泥、污泥运输和贮存十分复杂,处理将更加耗时、耗资、耗力,需要我们防患于未然。溢油的生物降解技术被认为是净化海洋石油污染的最根本、有效技术之一,它最大的优点是不会产生二次污染,需要科技工作者攻克难关。