化学消油剂与水域溢油应用论文

2022-05-01

介绍冰区溢油清理技术和中海油溢油应急预案体系,特别是渤海溢油应急能力建设现状;对中海油目前开展的渤海冰期溢油机械清理由于各国经济都严重依赖石油,油田开发从陆地发展到海洋。随之而来的海上溢油事故也越来越频繁,给经济、环境、生态带来严重破坏,对各国环保能力提出严峻挑战。今天小编为大家推荐《化学消油剂与水域溢油应用论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!

化学消油剂与水域溢油应用论文 篇1:

海洋防污染之溢油分散剂生产管理现状探究

摘 要:本文通过梳理我国溢油分散剂产品类型、生产和研发能力,分析我国溢油分散剂产品生产、检验、认可审批的现状,提出了完善溢油分散剂产品指标体系、完善检测技术等建议,对提高溢油应急资源产品质量和质量监督管理工作起到指导作用。

关键词:溢油分散剂 产品质量 生产管理 现状 建议

溢油不仅污染海洋环境,也造成了海洋生物资源的锐减,直接或间接地威胁着人类的生存环境。在应急处置中,向溢油海面喷洒溢油分散剂是不可替代的主要处理手段,其主要目的是及时有效清除油污,阻止溢油侵入海岸线,最大程度地保护海洋生态环境,取得净环境效益的最大化。溢油分散剂的产品质量对其使用效果起着至关重要的作用。然而,目前我国对溢油分散剂产品的研发和生产及管理现状认识较不足,相关的研究工作非常薄弱。

溢油分散剂生产管理现状

1、管理部门和依据

我国为保护海洋环境制定了溢油分散剂认可和使用的法律法规、以及标准和准则。我国分散剂检验、认可和使用最初有平行的两套制度,主管机关分别为海事局和海洋局(见表1)。

2管理手段

2.1对产品质量的管理手段

2.1.1产品认证

产品认证分为强制认证、自愿性认证,其中强制认证又分为CCC认证和官方认证。

CCC认证。2001年12月,国家质检总局发布了《强制性产品认证管理规定》,以强制性产品认证制度替代原来的进口商品安全质量许可制度和电工产品安全认证制度。中国强制性产品认证简称CCC认证或3C认证,是一种法定的强制性安全认证制度,也是国际上广泛采用的保护消费者权益、维护消费者人身财产安全的基本做法。

CQC自愿性产品认证。CQC标志认证是中国质量认证中心开展的自愿性产品认证业务之一,以加施CQC标志的方式表明产品符合相关的质量、安全、性能、电磁兼容等认证要求,认证范围涉及机械设备、电力设备、电器、电子产品、纺织品、建材等500多种产品。

官方认证。目前各政府部门依照法律法规要求产品经营人经过其认证、认可方可进入市场的管理手段均可视为官方认证。目前,中国海事局对溢油分散剂产品的生产许可证制度,可视为官方认证的一种。

2.1.2监督检查

我国对于产品质量进行监管的方式主要包括:①抽查。主要包括两类:一是国家监督抽查,这是由国家质量技术监督局在每季度对产品质量进行抽查并发布公告。二是地方抽查,这是指地方质检部门根据市场质量状况和消费者及其团体对产品质量进行举报,选择抽查重点厂商的重点产品。②产品质量统一检查。这是指质量监督部门每年选取若干产品,在统一的时期内采用统一的检验方法,对于统一的产品进行检查。③日常监督检查。这个主要是由地方一级质量监督部门负责,对本地区的产品进行经常性的质量监管。

2.2对溢油分散剂研发和生产的管理手段

对于溢油分散剂产品而言,目前中国海事局对其使用的监管方式主要是:

管理部门颁发生产许可证,实行生产许可证制度。生产这些产品的企业要获得生产许可证后方可生产、销售;其认证流程大致如下:厂家申请溢油分散剂认证----上报到当地海事局----厂家溢油分散剂产品抽样----送至交通运输部环保中心---根据G18188标准开展产品检测---上报部海事局---认证证书/公布名单。

抽查。海事局对出厂的产品进行不定期抽检,抽检不合格的产品,取消产品型式认可证书。

3、溢油分散剂生产管理存在的问题

3.1 溢油分散剂产品管理在研发阶段存在的问题

目前溢油分散剂生产厂家研发能力弱,研发动力不足,其中一个重要原因是目前国家溢油分散剂检测技术中不含低温、环保、生物型溢油分散剂的检测指标,无法满足实际技术的检测需求,打击了溢油分散剂生产厂商的研发动力。

溢油分散剂作为一种特殊的清污产品,使用溢油分散剂的目的就是降低减少溢油污染对环境的破坏,但是溢油分散剂产品是人工制造的,其使用无形当中给自然环境带来额外的环境负担,因此国外发达国家针对溢油污染环境的不同,提出不同的溢油分散剂使用条件,美国ASTM标准更是明确规定溢油分散剂在使用之前需要开展净环境效益分析,同时针对使用区域的不同、环境的不同,提出不同的溢油分散剂使用要求相关的标准。

目前,我国没有根据使用海洋、内河、湖泊等不同的使用环境,也没有根据冬季南方、北方不同的水温条件以及区域内敏感资源的不同提出对溢油分散剂不同的使用需求。在实际的溢油分散剂招投标中都没有提出各种技术要求,由于缺少使用需求,无法刺激溢油分散剂生产厂商开展新型溢油分散剂的研发,使得溢油分散剂产品市场一直处于保持现状的水平。

目前国家溢油分散剂检测技术中不含溢油分散剂低温、环保、生物降解型检测指标,相应的检测技术、方法以及标准都是缺少的,因此无法对这几类溢油分散剂进行产品认证,由此可以看出溢油分散剂生产厂商如果研发出新型的溢油分散剂产品,由于目前《溢油分散剂 技术条件(GB18188.1-2000)》中的检测指标单一,无法对其特殊指标进行科学化、标准化的检测,该项指标就无法得到国家的认可,该项研发技术只能止步于此,由于国家检测标准无法满足实际技术的检测需求,严重打击溢油分散剂生产厂商的研发动力,因此目前溢油分散剂产品质量水平一直保持最初的现状,产品发展滞后于国外发达国家水平。

3.2 溢油分散剂产品管理在生产与销售阶段存在的问题

为保障溢油分散剂产品具有有效地清除能力,海事局和海洋局对溢油分散剂产品均提出相应的管理要求,交通部海事局和海洋局提出的两项管理办法均提出对于生产出来的溢油分散剂产品开展相应的产品检测,只有通过检测的溢油分散剂才允许进入市场进行销售和使用。这些管理办法在实际操作中没有完全执行到位,主要体现在以下几个方面:

3.2.1产品入市的检测标准有待更新

由于分散剂在溢油处理过程中会产生二次环境污染问题,尽管目前生产的分散剂属无毒或低毒产品,但各国仍十分重视分散剂产品的认可管理工作。美国国家环保局需要对溢油分散剂所有产品进行毒理测试并将认可的产品列在国家应急计划应急资源清单中。目前ISO、IMO等国际组织目前尚未制定一个国际上统一的溢油分散剂检测方法,大部分国家制定了本国分散剂必须满足的技术指标和与这些技术指标对应的检测方法。

近几年来,交通部环境保护中心多次收到国外公司生产的分散剂产品,要求进行性能检测。某些产品已通过了本国实验室检测,并被列入国家溢油产品名录,但按照我国有关分散剂检测的国家标准,其检测结果往往不能满足国标规定的技术指标,由于我国现行的检测标准与国际上先进的标准和手段不一致,将国外先进的技术和研发的新成果拒之于门外。

3.2.2配方未提交,管理部门无法掌握溢油分散剂的技术水平

《消油剂产品检验发证管理办法》中明确提出溢油分散剂产品需要检验的生产厂家必须向当地海事主管部门提交产品原料、配方及生产工艺规程介绍。可是在实际管理中,该项要求并没有完全执行,生产厂商并没有将溢油分散剂配方按照要求提交给海事局,使得海事局无法从根本上掌握溢油分散剂成分构成,对其使用可能造成的环境污染危害无法了解。

3.2.3抽检和复检等监管手段未落实,无法保障产品质量

在目前我国对溢油分散剂产品质量监管模式下,可能会存在一些生产、销售产品的企业为了取得管理部门发放的资格认证,通过国家溢油分散剂产品检测机构的检测,获取生产、销售产品的许可证,对送检产品的质量要求特别高,一旦通过检测、生产、销售认可证书后,便放松了质量管理,为了获取高额利润,在平时的生产中擅自更改生产工艺、偷工减料、以次充好。如不按技术标准生产的溢油分散剂,不仅起不到消除油污的作用,在溢油应急使用过程中还有可能造成二次污染。

而在溢油分散剂管理办法中明确地提出了对溢油分散剂生产厂商的产品进行不定期抽检,抽检不合格的产品,取消其产品型式认可证书,禁止其生产销售溢油分散剂。尽管溢油分散剂管理办法规定了管理部门需要开展溢油分散剂的不定期抽验,可是在实际当中该项要求没有得以实施,没有按照要求实现对溢油分散剂产品的年度抽检和复检,主要原因是由于管理部门缺少足够的人力、财力,无法满足对溢油分散剂开展现场检查以及复检的要求,使得溢油分散剂日常监管处于空白。

4、对溢油分散剂研发和生产管理的建议

4.1完善溢油分散剂产品指标体系,开展自愿性环保产品认证

由于我国水域种类多,环境敏感度不同,对使用的溢油分散剂要求也有所不同,因此可借鉴美国ASTM的经验,在充分考虑我国水域环境、温度条件、生物敏感性等多种因素的基础上,提出不同环境下的溢油分散剂使用要求,通过对溢油分散剂产品性能的需求来要求溢油分散剂生产厂商开展相关方面的研究,以满足市场的需要。

随着溢油分散剂产品需求的不断增加,针对不同的需求指标,应开展相应的认证方法研究,建立一套科学、完整的溢油分散剂产品认证指标体系,通过溢油分散剂产品认证体系的建立,能够提出对提升溢油分散剂环境效益的一些关键指标,例如适用的油品粘度、适用的环境温度、毒性等级等指标进行检测和认证,并以此为基础开展溢油分散剂自愿性环保产品认证。生产厂家可以通过认证提高溢油分散剂产品的质量信誉和市场竞争力。对于溢油分散剂的购买方和使用者,通过认证能够为其提供丰富的产品信息,指导采购和使用,从而保护使用者的利益。通过开展溢油分散剂的非强制认证,推广环境有利产品的生产和使用,推动居住环境及自然环境的改善,力促达到自然环境的良性循环和社会经济的可持续发展。

4.2完善溢油分散剂检测技术,修改现行溢油分散剂产品技术条件标准,完善产品市场准入条件

随着我国对外经济贸易的不断深入,越来越多的国外溢油分散剂产品进入到中国市场,由于各国之间溢油分散剂产品的检测方法不同,其结果也是不一样的。基于这种情况,我国应加大对溢油分散剂效能实验方法的研究工作。开展各国不同检测方法之间的对比实验,掌握我国国标方法与国际上通用方法在检测结果上的差异,同时开展分散剂作用机理的研究,将影响分散效果的因素充分体现在检测方法和实验设计中,以提高利用实验室检测结果预测溢油现场应用效果的准确性。

目前我国现行溢油分散剂标准为《溢油分散剂 技术条件》(GB18188.1-2000)颁布至今已有14年的历史了,该项标准为溢油分散剂生产、检测建立了一道门槛,有效地保障了我国溢油分散剂产品的质量,但是随着科技不断地发展,新型产品不断的出现,再加上社会对于环境保护的敏感度不断提高,应对溢油分散剂国标的检测方法以及检测指标进一步修改完善,在提高溢油分散剂产品检测精度的同时开展对国内各种原油的粘度——温度变化曲线、温度对乳化率的影响、适用于海上各种原油的最佳溢油分散剂的筛选、低温溢油分散剂检验方法等方面的研究,最终建立一套全面系统的溢油分散剂指标体系,更好地指导溢油分散剂产品的生产和检测,通过标准的修订,以提高溢油分散剂产品的环境效益。

4.3加大人力、物力投入,加强质量监督管理,贯彻落实《消油剂产品检验发证管理办法》

溢油分散剂管理工作科学性极强,所涉及的学科包括海洋化学、物理、生物、地质、环境生态和社会经济等诸学科内容,而且需要各学科协同研究才行。因此需要对管理工作人员定期开展关于溢油分散剂产品的构成、毒性、使用条件以及发展趋势等方面的培训,能够对溢油分散剂产品危害性和管理必要性有着更加深刻的了解。

严格落实《消油剂产品检验发证管理办法》中的规定,加大人力、物力投入,申请建立消油剂质量监督管理专项资金,用于溢油分散剂质量的抽检和复检工作;加强对溢油分散剂生产厂家的违法违规的监督和处罚力度,建立有效的检查机制,建立畅通的检举机制,定期或不定期对溢油分散剂产品采取非例行抽查,发现问题及时公开上报,并追究其相关责任,一经查处弄虚作假,吊销其产品形式认可证书,并列入溢油分散剂生产厂家“黑名单”,不得进行溢油分散剂产品的销售。增加违规投诉的渠道,充分调动广大人民群众和媒体作用,使其达到对溢油分散剂行业违规违法的有效监管,有利于溢油分散剂行业的健康有序发展。

结语

我国对溢油分散剂的开发始于20 世纪70 年代。目前的分散剂主要用于近岸和浅海油田的溢油处理,但性能指标与国外产品仍有一定的差距。为了使溢油分散剂在溢油应急时发挥作用且又不造成我国海洋环境污染,对溢油分散剂产品的发展提出两点建议:一方面,今后我国亟需加强高质量环保溢油分散剂产品的研发, 实现使用后的净环境效益最大化,以消除人们对使用溢油分散剂时的疑虑。另一方面,通过完善溢油分散剂产品指标体系,完善检测技术,加强溢油分散剂产品的质量监督管理。

参考文献

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(作者单位:交通运输部科学研究院)

作者:马楠 田鑫

化学消油剂与水域溢油应用论文 篇2:

冰期溢油事故及渤海溢油应急体系

介绍冰区溢油清理技术和中海油溢油应急预案体系,特别是渤海溢油应急能力建设现状;对中海油目前开展的渤海冰期溢油机械清理

由于各国经济都严重依赖石油,油田开发从陆地发展到海洋。随之而来的海上溢油事故也越来越频繁,给经济、环境、生态带来严重破坏,对各国环保能力提出严峻挑战。根据美国国家调查委员会的报告,每年由于油轮事故,流入海里的原油估计高达300000t-400000t。近海油田的开发开采过程中也时有油污事故发生。开阔水域溢油清理的代价是巨大的,如果类似溢油发生在冰区,其处理难度和投入将会更高。

?荩冰区溢油清理技术现状

目前国外热衷于就地焚烧,研制各种化学消油剂、集油剂、吸附剂或是培育噬油菌等来帮助溢油清理,但是,对于高凝点的溢油,各种化学制剂对于凝固后的溢油都无能为力,而机械回收溢油既保护了环境,又回收了资源是最好的结果。从这一点出发,立足于溢油机械回收是渤海冰区发展的回收技术方向,对此也有论述。

在冰区,机械回收技术作业主要受到冰密集度控制。对于小型的撇油器,由于它只能在冰密集度低的条件下作业,并且需要其它设备给予保障,冰的厚度、强度和运动速度均体现在对破冰保障的影响上。有研究表明当冰密集度超过4成,小型撇油器作业就受到影响。当有破冰船作业时,破冰船就可以抵御海冰对撇油器的影响。机械回收溢油首先要求通过合理的围控手段将油膜集中到一定厚度再进行回收。因此机械回收溢油的效果就与整个技术的围控系统、撇取系统和存储系统息息相关,缺一不可。

围控系统:利用自然资源或人工屏障对结冰水面溢油实施围控与回收。对于含碎冰量多的水域,应首先考虑用海洋型充气式围油栏和栅栏式围油栏;在初冰期和融冰期可采用大型快速布防围油栏和小型围油栏以及栅栏式围油栏;对水面以下的溢油,可利用不同网孔的拖网。实施冰区溢油围控要注意正确运用围控策略。

撇取系统:冰区溢油围控或集中起来之后,一般要通过撇取系统将水面上的溢油回收起来或转送到第二层围控地点,然后再分离和处置。适合在冰区作业的撇油器有数种,一些用于回收低粘度的溢油,一些对高粘度的溢油有比较好的回收效果。对于陷入冰层下的油,可在冰面上打孔或开槽,再用泵抽吸冰层下面的溢油。刷式和绳式撇油器在低温和冰区条件下容易冻结,影响回收效果。

储存系统:污油和杂物储存能力不足,将会直接影响整个回收作业的进程。海上储存装置一般有油舱、油囊、浮筒和油驳。便携式储存装置可安放在船上或进行拖带。为了连续有效的机械回收,储存设施必须容量足够或有其他容器进行周转。

?荩中海油渤海溢油应急预案体系和应急能力建设

2008年,渤海共发现12起溢油量10t以下的小型油污染事件。其中,海洋油气田较集中的渤海湾有6起,占事故总数的50%。可想而知,这些事故发生在冬季冰期完全是有可能的。

中国海洋石油总公司(简称中海油)自1982年成立以来,始终高度重视溢油应急工作。建立了一套完善的应急预案体系,实现了全面的应急管理。其海上溢油事故应急反应系统由5大部分组成,即:溢油信息收集子系统、溢油模拟子系统、环境与资源信息数据库、溢油应急指挥中心、 溢油应急处理子系统。针对突发事件危害程度、影响范围和控制事态能力,中海油将系统内部响应划分为3个级别。各级应急响应的应急预案职责和侧重点各不相同,但又保持有机联系,构成中海油完善的3级应急预案体系。

现场级应急响应:一个作业单元(平台、油矿、终端、工厂等)可利用自己或可调用的资源解决遭遇的突发事件,与之相对应的是作业现场的应急行动预案。属场(厂)内应急预案,该预案以现场设施、活动或场所为具体目标,针对某一重大工业危险源、特大工程项目、施工现场或拟组织的一项大规模公众集聚活动。要求具体、细致、严密;强调具体的应急救援对象和应急活动的实践性。场(厂)内应急预案由综合应急预案和具体行动方案组成。

公司级应急响应:所在地区或专业等所属公司组织的救援和控制行动,统一安排人员、设备或其它资源。该级响应需由应急指挥机构来统一指挥现场的应急救援和控制行动,与之相对应的所属单位的应急预案是区域性、综合性预案及专项预案的结合。其针对某一特定区域或某一专业领域的突发事件,侧重组织对现场突发事件的减损、救助、抢险和灾后恢复。所属单位的应急预案由综合应急预案和专项应急预案构成。

总部级应急响应:必须启动并利用总公司系统资源的突发事件,相应的总部危机管理预案是综合性的场外预案。该预案是公司总体、全面的预案。以场外指挥与集中协调为主;侧重在应急响应的组织协调;法律、商务及媒体管理。

为了更好的应对溢油,中海石油环保服务有限公司(简称COES)于2003年1月10日在北京正式挂牌成立。其主营业务是为渤海海域油气勘探开发作业者提供溢油应急服务,兼容污油水、垃圾处理、溢油回收设备维护保养、海洋测绘、海洋环境评价等业务。公司设置了溢油应急协调中心;专门负责处理溢油应急事故;并组建了的一支高素质、专业化的溢油应急队伍。

COES在渤海地区拥有塘沽基地、绥中基地、龙口基地,各种国际先进溢油应急设备百余套,并拥有专业溢油应急回收环保船。COES还与国家交通部救助打捞局签订了《应急响应资源共享与支持协议》,根据协议可以使用其船舶、飞机等资源。另外,COES同天津武警五支队签署了《海上溢油应急响应合作协议书》,通过为五支队武警官兵定期举办溢油应急知识及设备操作培训,在发生中、大型溢油事件时,作为后备溢油应急力量,共同抗御溢油污染。COES北方片区以塘沽基地为中心,绥中基地和龙口基地为辅助,共同负责渤海各油田发生的溢油应急反应作业。

渤海进入冬季均有海冰出现,不同冬季和统一冬季不同日期,海冰覆盖的范围不同。国家海洋环境预报中心能够发布冬季渤海海冰信息。

中海油天津分公司作为渤海湾海域的石油、天然气勘探的主要作业者,经过几十年的发展,已形成较完善的应急响应系统,体现了中海油赋予天津分公司在应急状态下的现场指挥、协调的主体地位。渤海发生海上溢油事件时,在应急反应过程COES的应急系统纳入到天津分公司的应急系统中,受应急指挥中心的指挥和领导,按照应急办公室的指示进行溢油应急设备的调运以及随后相关的溢油应急反应作业。

?荩渤海冰区溢油清理初步试验研究和计划

中海石油环保服务有限公司在溢油应急方面做了很多积极的努力,拥有了多种溢油应急资源,如各种围油栏、撇油器、消油剂喷洒装置、高压清洗机、储油罐等,还建造两艘专业的环保船。但由于我国溢油清理技术起步较晚,在经验和技术方面和国外都有差距。目前公司围绕机械清理溢油中的撇取系统中的基础问题,有计划地分期分批开展针对渤海海冰条件和拥有的各种撇油核心部件进行收油能力试验研究。

不同撇油头在有冰条件下的回收能力试验:为评价进口多功能撇油器应对渤海冬季溢油的能力,分别对刷式、盘式、鼓式三种撇油头在无冰和有冰(冰密集度约5成)条件下进行收油速率测试(见图1和图2)。结果发现三种撇油方式的回收速率不仅与撇油头类型有关,同时也取决于是否有冰;在有冰条件下,三种撇油头收油效果都受到影响,其中盘式撇油器受影响最大,无法回收溢油;在有冰条件下加大鼓式撇油头泵速会提高总回收速率,但含水率同时提高;对凝固原油,撇油器无能为力。试验结果对正确评估三种类型的撇油头在有冰和无冰情况下的收油效果和相关单位应具备的清除溢油能力以及今后引进设备提高应急能力将起到借鉴作用。

吸油绳在有冰条件下的回收能力试验:为评价吸油绳在5成密集度结冰环境下的回收能力,模拟低温冰水混合物,将轻质原油和重质原油分别按先加冰后加油,以及先加油后加冰的顺序,分别就5种长度和3种不同运动速度,开展吸油绳回收能力试验。吸油率定义为吸油绳单位重量吸附的原油重量,试验发现轻质原油与重质原油相比,低温环境下收油绳在轻质原油中表现出较好的吸油率和黏附率,而重质原油往往凝结成块状漂浮或悬浮于冰水混合物中,降低了收油绳的吸油效率和黏附率。另外,随移动速度的增加能够提高收油绳的吸油效率,而黏附率并没有差异。这意味着增大收油绳移动速度可能是提高吸油绳回收能力的一种途径。

图2 试验的撇油头和冰块

吸油毡在有冰条件下的回收能力试验:根据初步试验进程,已经安排和策划了国产吸油毡在5成结冰密集度环境和不同水温环境的试验研究。

完成上述试验将形成机械清理渤海冰区溢油撇取系统的基本科学数据。而机械清理溢油还涉及到围控系统和储存系统。因此针对渤海海冰冰情下的溢油清理有许多深入研究的内容。目前的初步研究成果同规模化系统试验研究以及生产作业应用还有相当远的距离,未来将针对3个系统开展更多、更深入的研究。如在撇取系统中将进行更多类型的撇油器在不同冰密集度下工作效率的研究,各种撇油器收油速率随泵转速的变化曲线,各种撇油器对固体溢油回收效果的研究,溢油乳化对机械回收的影响;对围控系统将重点开展有冰条件下的船舶作业技术,冰对围油栏的作用力和不同冰条件下的作业容许速度等研究;对存储系统研究低温下污油的自动阀门启闭、设备保温、冰油分离等技术。

?荩结语

尽管中海油在应对溢油方面取得一定进步,但由于相对其它海洋石油国家在应对溢油方面起步较晚,技术和设备还有差距。虽然应对开阔水域的溢油事故具备一定能力,但目前渤海基地的装备并不完全能适合渤海冰期使用。随着我国经济的高速发展对石油的需求增大,发生溢油事故的机率也在增大。因此,COES在现有基础上还将针对渤海冰期应急技术,加大对溢油应急领域的投入,紧盯冰期溢油应急领域的最先进技术和设备,取长补短,加强COES和基地应急能力建设,和针对应急设备的冰区溢油机械回收研究,以便处理冬季突发性溢油事件。

(作者单位:中海石油环保服务有限公司)

作者:王东 陈宇 高祁 禹精瑞 李志军

化学消油剂与水域溢油应用论文 篇3:

生物降解法在长江上海段溢油回收应用的展望

摘 要:本文通过分析目前长江上海段溢油回收技术的局限性,结合沿岸生态敏感区的特性,探讨了生物降解法在长江上海段溢油回收应用的可行性与优势,并为该方法在长江上海段的应用提供了建议。

关键词:长江上海段;溢油回收;生物降解法;应用前景

2010年4月20日,“深水地平线”海上钻井平台在墨西哥湾水域发生爆炸并沉没,致使490万桶原油持续泄漏了87天。接连数周,原油不断地流入墨西哥湾,很快波及了濒临海湾的美国五个州。美国海岸警卫队和救灾部门提供的资料显示,浮油的覆盖面积长达160公里,最宽处甚至达到72公里。从空中看,浮油稠密区像一只只触手,伸向海岸线。仅路易斯安那州统计,该州就有超过160公里的海岸受到了原油泄漏的污染,污染范围甚至超过了密西西比州和阿拉巴马州海岸线的总长,原油泄漏事件使得墨西哥湾沿岸的生态环境正在遭遇"灭顶之灾"。同时相关专家还指出,此次原油泄漏事件可能导致墨西哥湾沿岸1000英里长的湿地和海滩被毁。

一直以来,湿地这一重要的生态屏障,都在遭受海上溢油事件的污染,墨西哥湾事件对湿地的威胁也并非只此一例。2017年7月,中国籍船舶“宇顺*”轮在长江上海段外高桥航道发生碰撞后,为防止船体倾覆,将货油舱NO.2(p)&NO.3(p)内装载的燃油泵出入江,造成了外高桥航道水域严重的油污污染。据海事部门估算,虽然清污团队调用了全部应急清污资源,该事故依然造成了88.19吨180cst燃料油溢入长江,在带来大面积油污污染的同时,还严重威胁了该水域下游的崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区。

显而易见,在发生海上溢油事故后,由于事故的突发性和清污方法的多样性,人们往往没有考虑到溢油回收处理技术在某个特殊水域的独特性及有效性。清污团队常常是把能够调用的应急资源不管其是否适用,都将全部用上。然而,对于不适用的清污设备,这显然是一种资源浪费,并且在很大程度上降低了海上溢油处理的效率,其对沿岸湿地的保护也往往是收效甚微。

1长江上海段溢油回收处理技术现状

长江上海段是上海市经济可持续发展的黄金水道,沿岸的湿地资源更是极为珍贵,在维护长江生态环境中发挥着重要作用。然而,长江上海段现有的溢油回收处理技术貌似并没有对这一重要资源实施针对性的保护。

目前,长江上海段的溢油回收处理技术包括围油栏围控法、撇油器回收法、吸油材料法等物理方法和化学消油剂法、生物制剂法等化学方法。同时,每种溢油回收处理技术对于处理濒临湿地的溢油污染,又存在一定的局限性,如表1所示。

时至今日,当发生溢油事故时,长江上海段溢油回收处理的通常做法是首先布置围控措施,即用围油栏对海上溢油进行围控,而后对溢油进行回收。目前海上溢油最环保的处理方式是利用机械手段将溢油进行回收,常用的机械设备有撇油器、带状油回收器、油拖网、抽油泵、液压式油抓斗、溢油回收船以及溢油储存设备等。回收的溢油亦需要通过油回收装置,如油水分离器等进行复杂的处理,质量达标的可以再次利用。同时,针对不能回收的海上溢油,清污团队会根据实地情况分别采用燃烧法或喷洒分散剂,对其进行最终处置,从而达到尽量减小海上溢油对环境造成的污染。

然而,当海上溢油大范围侵袭长江上海段沿岸的湿地时,由于湿地的生态特性,使得传统的溢油处理方式将不再有效。我们需要更加环保高效的溢油处理方法,以应对未来可能发生的大规模海上溢油事故对长江上海段沿岸湿地造成的灾难性影响。此时,生物降解法也许正是我们所需要的新型溢油回收处理方法,该方法可称作生物制剂法的升级版,既保留了生物制剂法的环保特性,又拥有高吸收高效能的溢油回收特性。

2“油污零殘留”的生物降解法

生物降解法是利用自然生命体将石油中富含环芳烃化合物生物降解成二氧化碳和水,并修复受污染的土壤或物体表面的行为,将土壤和物体表面恢复到不再对环境有害的状态。当发生海上溢油事故时,生物降解法更加环保,并且可以在相对较短的时间内取得显著的效果。生物降解法的核心是高分子吸收剂。高分子吸收剂是以亲油性单体聚合而成的低交联度聚合物,分子间具有三维交联网状结构。当高分子吸收剂接触到溢油时,高分子吸收剂的体积会发生膨胀,其膨胀度与高分子吸收剂本身的结构有关。当油分子和高分子表面接触时,材料表面的高分子开始发生溶剂化作用。同时,由于交联结构的存在,高分子吸收剂不会溶于油,而油分子则包裹在网络结构中,从而达到吸油、储油的目的。

值得关注的是,2010年BP公司为应对墨西哥原油泄漏事件,紧急从加拿大调集的除油剂中就包括了780袋高分子吸收剂,可见生物降解法已经在国际上广泛应用。根据BP公司在事件后期的反馈,清污单位针对岸边的石油污染地使用了生物降解法,为事故后草类的生长打下了良好的基础,同时也保护了鸟类的生存环境。

3生物降解法应用的可行性及其优势

一直以来,在长江上海段航行的国内船舶都具有船龄长、设备老旧、溢油事故发生率高的特征;而沿岸的航空煤油码头、海滨油库、何家湾油库、上海炼油厂和长兴造船厂等潜在的溢油设施,以及在吴淞口锚地繁忙的船舶供受油作业,都增加了发生溢油事故的隐患。一旦溢油事故产生的油污迅速扩散,便会对两岸的崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区造成严重的污染。同时,2016年5月1日修订后的《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》明确规定了禁止在内河水域使用溢油分散剂,避免因使用溢油分散剂对内河水域环境造成二次污染,这一规定无疑又对长江上海段溢油回收处理提出了新的要求。因而,作为化学消油剂法潜在的替代方法,生物降解法很可能会成为现阶段长江上海段溢油处理的最佳选择。

当溢油事故发生,湿地前沿预先铺设的高分子吸收剂,首先接触到油污,前者会立即将油分子封裹,并不再泄露,便于后期处理及安全存放。此外,使用后的吸油劑可以直接填埋,因为高分子吸收剂自身含有的腐殖酸,通过空气和微生物的共同作用,能够在半年至一年的时间内,将吸收的碳氢化合物生物降解成二氧化碳和水,有效防止了污染液的二次污染。与此比较,当溢油事故发生,化学分散剂处理法却很难对油污进行彻底清理,一部分油污有可能附着在动植物表面,甚至直接渗入土壤,接触植物根和根茎,杀死了植物。同时,相比于传统的聚丙烯吸油毡,高分子吸收剂还有着吸收速度快的特点。当油品发生泄漏后,吸收剂基本可以在10分钟之内完全吸收,只有少数吸收速度需要15分钟以上,如表2所示。

当长江上海段发生溢油事故时,传统的机械回收如围油栏围控法、撇油器回收法,并不能有效地回收湿地前沿的溢油带,甚至一旦溢油随着潮水涌上湿地滩涂,机械处理法便再无计可施。此时,以生物降解法联合机械处理法回收油污的办法,体现出了生物降解法在长江上海段的可行性和必要性。在被溢油覆盖的水面上,清污人员可以先使用撇油器和吊杆等机械收集水面溢油,然后再喷洒可生物降解的高分子吸油剂吸取残余浮油。同时,在濒临崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区的水域或者滩涂上,清污人员可以提前以隔离带的方式铺设生物降解材料。针对来不及铺设隔离带的区域,清污人员可以直接在水面或陆地铺设吸收包吸收,或使用消防炮以及其他喷洒设备直接喷洒吸收剂颗粒到泄漏液体表面,待吸收后收集处理。

当然,生物制剂法同样拥有短板,其高昂的价格并不能使其在溢油事故中广泛应用。然而,笔者认为生物降解法高昂的价格并不能掩盖其他方面的优势,在长江上海段溢油回收中的应用恰逢其时。

4生物降解法在长江上海段的展望

结合当前生物降解回收技术的研究进展和长江上海段的特征,建议未来在从以下几个方面开展工作。

一是深入生物降解法技术的研究。研究不同生物降解材料的吸油效果,并对其进行分析评价;进行不同原油与降解材料直接匹配研究,进一步优化和细化工艺条件。溢油的种类繁多、性质各异,溢油事故发生时,海洋的水文、气象、以及事故发生的地点等环境因素又会千差万别,因此要根据具体情况选择不同的生物降解材料和回收技术,最大限度地达到满意的回收效果。

二是细化溢油回收应用技术的研究。针对长江上海段溢油的特殊性,在实际开展溢油回收的过程中可能会存在较大风险。因此,建议结合江面风浪等作业条件,开展生态敏感区溢油回收试验和现场应用技术的研究,深入分析不同条件下生物降解的回收技术,减少与实际误差,为溢油事故提供真实可靠的数据支撑和相应技术支持。

三是开展生物降解法在溢油回收演练中的应用,结合生物降解法与其他溢油回收方法各自的优势,科学分配,提升溢油事故应急响应能力。由于溢油的种类繁多、性质各异,长江上海段水文气象等复杂条件,因此要针对不同特性的溢油以及自然条件,根据生物降解回收应用技术,选择合适的高分子吸收剂和回收装置,缩短溢油应急响应时间。

5 结束语

综上所述,随着生物降解技术逐渐发展成熟,以及人们海洋环保意识的加强和相关环保标准的严格,未来生物降解法将在海洋环境保护领域起到举足轻重的作用,特别是针对在长江上海段生态敏感区发生的溢油污染事故,生物降解的溢油回收方法将具有非常广阔的应用前景。

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作者:洪飞 李高

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