中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要隨著海洋石油開發(fā)的不斷深入，海上石油運(yùn)輸業(yè)和石油開采業(yè)的發(fā)展迅速，海洋溢油事故屢見不鮮，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)損失。目前我國的溢油處理技術(shù)仍然非常不成熟。本文綜述了溢油處理技術(shù)中物理方法、化學(xué)方法、生物方法的常見溢油處理技術(shù)方式的特定適應(yīng)環(huán)境、影響因素及其優(yōu)缺點(diǎn)，明確不同溢油處理方式的特點(diǎn)，總結(jié)了溢油事故處理如何將幾種方法相互配合才能有良好的處理效果。并結(jié)合調(diào)研針對(duì)溢油事故進(jìn)行了分析和具體的溢油處理方案的編制。關(guān)鍵詞：海洋溢油；溢油原因；處理技術(shù)；案例分析

ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofmarineoilexploitation,therapiddevelopmentofoffshoreoiltransportandoilexplorationindustry,marineoilspillsarecommon.Theoilspillaccidentscauseseriousenvironmentalpollutionandeconomiclosses.Atpresent,oilspillresponsetechnologyofourcountryisstillveryimmature.Inthisarticlethespilledoilprocessingtechnologyinthephysicalmethods,chemicalmethods,biologicalmethodsarereviewed.Theirspecificadaptationtotheenvironment,affectingfactors,advantagesanddisadvantagesarecompared,clearlydifferentoilspilltreatmentcharacteristicsaresummarized.Severalmethodsshouldbeusedinoilspillaccidenttreatmentinordertohaveagoodprocessingeffect.AlsoChengdaooilspillaccidentsareanalyzedandpreparationofspecificoilspillresponseprogramsaresuggestedinthepaper.Keywords:marineoilspill；oilspillreason；processingtechnology；caseanalysis

目錄第1章緒論 11.1研究背景 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2.1國內(nèi)海上溢油處理技術(shù)現(xiàn)狀 11.2.1國外海上溢油處理技術(shù)現(xiàn)狀 31.3本文主要研究內(nèi)容 5第2章溢油產(chǎn)生的原因與危害 62.1國內(nèi)外重大海洋溢油事故 62.1.1國外重大海洋溢油事故 62.1.2國內(nèi)重大海洋事故 72.2海上溢油產(chǎn)生的原因 72.2.1船舶溢油污染的原因分析 82.2.2海上油氣田溢油污染原因分析 82.3海上溢油的危害 9第3章溢油處理技術(shù) 113.1物理處理法 113.1.1圍油欄 113.1.2撇油器 153.1.3溢油回收船 203.2化學(xué)處理方法 263.2.1現(xiàn)場燃燒 263.2.2化學(xué)制劑 303.3生物處理法 363.3.1生物降解機(jī)理 363.3.2石油烴生物降解的影響因素 383.3.3生物降解溢油的優(yōu)點(diǎn) 393.3.4小結(jié) 393.4溢油處理技術(shù)目前存在問題及發(fā)展趨勢 403.4.1存在問題小結(jié) 403.4.2發(fā)展趨勢 41第4章案例分析 424.1事例背景 424.2溢油區(qū)周圍自然狀況 424.2.1氣候 424.2.2海洋水文 424.2.3地貌特征及底質(zhì)類型 434.3溢油污染情況 434.4溢油處理方案設(shè)計(jì) 434.4.1確定溢油處理方案采取的處理方針 434.4.2溢油處理方案 44第5章結(jié)論 50致謝 51參考文獻(xiàn) 52緒論P(yáng)AGE46第1章緒論1.1研究背景石油在未來相當(dāng)長的一短時(shí)間內(nèi)仍然將是全球最重要的基礎(chǔ)能源。根據(jù)國際能源署的預(yù)測，2030年全球石油消費(fèi)量為1.05億桶/天，較2008年的0.85億桶/天增長25%左右，那么在未來22年間，全球石油產(chǎn)量均每年至少要保證76.4萬桶/天的增量。隨著海洋石油開發(fā)的不斷深入，采油量的不斷上漲，加速了海上石油運(yùn)輸業(yè)和石油開采業(yè)的發(fā)展，油輪的不斷增多，海上石油勘探、開發(fā)及海底管線鋪設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，同時(shí)海洋溢油污染事件，尤其是重、特大溢油污染事件的風(fēng)險(xiǎn)亦隨之大大增加。自20世紀(jì)60年代以來，全球萬噸以上的溢油事件幾乎每年都會(huì)發(fā)生，嚴(yán)重影響了海洋環(huán)境。近幾十年來，重大海洋溢油污染事件帶來的災(zāi)難性后果讓人觸目驚心，其中有些事故的發(fā)生歸因于惡劣的天氣和海況，有些則純屬人為操作失誤，但其對(duì)環(huán)境的破壞都是難以估量的。20世紀(jì)70年代以來，海洋溢油事件在我國既有發(fā)生。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1973~2006年，我國沿海船舶溢油事件共發(fā)生2653起，總溢油量更是達(dá)到了37100噸。2010年7月16日，大連新港發(fā)生了舉國震驚的特大輸油管線爆炸事故。事故造成了大量原油外泄，污染了港口周圍大面積的海域，其中有些海域遭受到了嚴(yán)重污染，環(huán)境受到破壞，重創(chuàng)了當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)。此外，事故導(dǎo)致大連新港臨時(shí)關(guān)閉，影響了船舶的正常裝卸運(yùn)營，給港口和航運(yùn)業(yè)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)海上溢油處理技術(shù)現(xiàn)狀我國煙臺(tái)、秦皇島、天津海上溢油應(yīng)急反應(yīng)中心裝備了一定數(shù)量的油清除設(shè)備和器材，這些設(shè)備一般抗風(fēng)浪性和溢油清除功能和效果有限（如秦皇島海上溢油應(yīng)急反應(yīng)中心進(jìn)口的美國SLICKBAR公司動(dòng)態(tài)斜面式專用收油船，見圖1-1）。此外，殼牌公司在大亞灣興建的大型煉油項(xiàng)目配套建設(shè)了由我國自行生產(chǎn)的專用溢油應(yīng)急船，船上帶有圍油欄、收油機(jī)和油污水儲(chǔ)存功能（圖1-2）。目前，我國沿海城市、油運(yùn)公司和碼頭以及海上石油開采公司雖各自擁有一些溢油應(yīng)急設(shè)施設(shè)備，但應(yīng)急清污能力較低，只能應(yīng)對(duì)小型溢油，難以適應(yīng)控制和清除大面積溢油這一突發(fā)性海上環(huán)境安全事故的需要。圖1-1動(dòng)態(tài)斜面式專用收油船圖1-2我國自行生產(chǎn)的溢油應(yīng)急船我國目前真正能夠發(fā)揮收油作用的還是一些比較傳統(tǒng)的基本清污手段，如吸油氈、吸油索等，而現(xiàn)有輕型圍油欄在風(fēng)浪大、溢油面積大的時(shí)候難以圍住溢油，收油機(jī)的現(xiàn)場回收效率通常很差，僅能達(dá)到理論收油能力的1~10%，與國際上25%的平均實(shí)際回收效率相比還有不小的差距。國內(nèi)通常使用的充氣式圍油欄的釋放速度為14秒/米，與國際先進(jìn)水平相比，釋放速度相差4倍。此外，盡管目前國內(nèi)已經(jīng)掌握了一些有效清除海上大面積溢油的技術(shù)，但尚缺少集成化的、系統(tǒng)的快速清除海上油污技術(shù)。由于海上溢油情況千差萬別，不可能一項(xiàng)清除技術(shù)適用于所有情況，因此，當(dāng)事故發(fā)生時(shí)往往難以形成高質(zhì)量的溢油清除技術(shù)支持。綜合而言，海上溢油控制、處置、清除技術(shù)今后的發(fā)展趨勢為：從提高投資效益和收油效益兩方面考慮，我國均應(yīng)立足于自主研發(fā)收油機(jī)技術(shù)及其配套技術(shù)裝備，重點(diǎn)攻克能有效提高溢油遭遇率的專用收油船內(nèi)置收油機(jī)技術(shù)和能夠有效增厚油膜厚度的圍收集成收油技術(shù)。在研發(fā)溢油回收系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)攻克溢油品種和環(huán)境條件適用范圍寬的收油機(jī)技術(shù)、圍收集成收油系統(tǒng)設(shè)備功能集成與快速連接技術(shù)、圍油欄與溢油回收工作船柔性密封連接技術(shù)，可增強(qiáng)系統(tǒng)操作安全可靠性和降低作業(yè)強(qiáng)度的技術(shù)等[1]。1.2.1國外海上溢油處理技術(shù)現(xiàn)狀當(dāng)海上發(fā)生溢油事故險(xiǎn)情，及時(shí)地將事故船舶中的貨油或燃料油抽吸出來并過駁到安全船只或浮動(dòng)油囊之內(nèi)，是一種有效的防范、減輕溢油事故損害發(fā)生的應(yīng)急措施。美國和新加坡等國的溢油應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)均配備了能夠進(jìn)行水下沉船抽油作業(yè)的高性能抽油泵和配套轉(zhuǎn)運(yùn)裝備，包括不需要潛水員的深水抽油遙控技術(shù)等。此外，在溢油事故發(fā)生的最初階段將溢油加以攔截和圍控，收集海面溢油或進(jìn)行現(xiàn)場焚燒，也是預(yù)防和清除溢油污染損害的首選方案。美國、挪威、英國、丹麥、澳大利亞等國已開展了多年的油污清除技術(shù)及裝備的研究，取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。例如：長期應(yīng)用于遠(yuǎn)海溢油應(yīng)急反應(yīng)的美國雙層構(gòu)造充氣式圍油欄密封性好，氣體不外泄，持續(xù)時(shí)間長，具有良好的承波性，占用空間少（圖1-3）。1990年清污中，安裝在“TV010”號(hào)船上的芬蘭LORS-5型內(nèi)置式收油機(jī)和“TV050”、“TV051”號(hào)船舶一起將全部泄漏溢油的60%成功回收（圖1-4）。美國鑒于1989年阿拉斯加“?？松?瓦爾迪茲號(hào)”大面積溢油事故因缺乏多功能溢油應(yīng)急船而蒙受重大污染損害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，研制了多艘將主要清污技術(shù)有效集成的溢油回收船配備于其境內(nèi)的主要溢油風(fēng)險(xiǎn)海域，隨時(shí)待命處理溢油。當(dāng)發(fā)生大面積溢油事故時(shí)，往往需要?jiǎng)佑枚喾N溢油清污技術(shù)裝備，包括：根據(jù)海流和風(fēng)況條件多點(diǎn)、多層布設(shè)圍油欄；采用撇油器和吸附材料回收溢油；出動(dòng)多功能溢油回收工作船；空中噴灑溢油分散劑等等。目前國際上清除水面溢油的方法大致分為物理法、化學(xué)法和生物法三類。其中，以物理法中的機(jī)械回收方法最為有益，不但保護(hù)了環(huán)境，還回收了資源，在能夠正常發(fā)揮作用的前提下，清除效率要顯著高于人力回收和采用吸油材料吸附溢油。圖1-3雙層充氣圍油欄圖1-4“TV010”號(hào)清污船在收油現(xiàn)行使用的機(jī)械回收裝置主要有粘附式、堰式、動(dòng)態(tài)斜面式、抽吸式及其它類型的收油機(jī)。目前世界上比較典型的收油機(jī)產(chǎn)品有，英國Vikma公司的盤式收油機(jī)、美國SlickBar公司的動(dòng)態(tài)斜面式（DIP）收油機(jī)、芬蘭Lomar公司的刷式收油機(jī)、挪威Framo公司的堰式收油機(jī)、丹麥Ro-Clean公司的復(fù)合式收油機(jī)等等[2]。1.3本文主要研究內(nèi)容本文旨在綜合國內(nèi)外海洋溢油處理技術(shù)方面的文獻(xiàn)，總結(jié)現(xiàn)在海洋溢油中應(yīng)用到的各個(gè)處理技術(shù)的作用原理，適用范圍，處理溢油的優(yōu)缺點(diǎn)，通過對(duì)這些技術(shù)的探討，對(duì)溢油處理方案的編制有良好的建議。主要研究內(nèi)容如下：（1）對(duì)海洋溢油事故的大量發(fā)生產(chǎn)生的原因進(jìn)行比較具體的總結(jié)和分析。再次，根據(jù)文獻(xiàn)和實(shí)例認(rèn)識(shí)海洋溢油產(chǎn)生的對(duì)自然環(huán)境和對(duì)經(jīng)濟(jì)等方面的破壞。（2）海洋溢油處理技術(shù)主要有物理方法、化學(xué)方法和生物方法。根據(jù)文獻(xiàn)等方面從圍油欄、撇油器和吸油材料等物理方法，燃燒、化學(xué)制劑等化學(xué)方法，生物方法等方面對(duì)其作用原理、使用條件、溢油處理優(yōu)缺點(diǎn)、發(fā)展趨勢等方面就行歸類總結(jié)。（3）綜合案例數(shù)據(jù)以及對(duì)溢油處理技術(shù)的分析，制定溢油處理方案。溢油產(chǎn)生的原因與危害第2章溢油產(chǎn)生的原因與危害隨著海洋石油的大規(guī)模開發(fā)，海洋溢油污染事件屢見不鮮，嚴(yán)重影響了海洋環(huán)境，影響人民的正常生活，阻礙經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。因此，認(rèn)識(shí)海洋溢油污染的現(xiàn)狀，了解海洋溢油污染的成因是非常必要的。2.1國內(nèi)外重大海洋溢油事故近年來發(fā)生了許多海洋溢油事故。2001年3月，一艘油船在德國西北海域與一貨輪相撞,在在波羅的海海面漏出1000噸石油，造成附近海域大面積污染，野生動(dòng)物大量死亡；2004年12月7目，“現(xiàn)代促進(jìn)”與“地中海伊倫娜”兩艘集裝箱船相撞，造成后者燃油艙破損，導(dǎo)致1200多噸船舶燃油溢出，清污費(fèi)用超過一億元；2007年12月7日，“河北精神”號(hào)在韓國海域與萬噸級(jí)拖輪相撞，導(dǎo)致油輪左側(cè)3個(gè)儲(chǔ)油箱破裂，1.081萬噸原油流入海中；2010年4月20日，位于墨西哥灣的“深海地平線”鉆油平臺(tái)爆炸沉沒，事故初期污染了大約4000多平方公里的海面，而且污染面積隨著時(shí)間的流逝而成倍增長，救災(zāi)的費(fèi)用超過10億美金；在國內(nèi)，船舶溢油事故也屢見不鮮，造成的后果則難以估量。1999年3月24日，“東海209”貨輪與“閩燃供2號(hào)”油輪在珠海發(fā)生碰撞，溢油589.7噸，珠海、深圳、中山、金星門、淇澳島等300多平方公里海域及55公里岸線遭到污染；2004年12月7日晚，兩艘外籍集裝箱船在珠江口水域相撞，一艘集裝箱船燃油艙破裂，450噸重油飄向大海，在海上形成了一條9海里的油帶，給珠江口水域的生態(tài)環(huán)境造成巨大的損害，并且嚴(yán)重影響到當(dāng)?shù)氐纳詈凸I(yè)用水；2009年9月15日，集裝箱船“圣狄輪”受臺(tái)風(fēng)“巨爵”影響漂至珠海高欄島長咀擱淺，導(dǎo)致燃油柜破裂數(shù)百噸燃油泄漏如海，給高欄島飛沙灘、三浪灣、西枕灣一帶海域和岸線帶來巨大危害[3]。一起又一起的船舶溢油事故，給我們賴以生存和發(fā)展的海洋甚至內(nèi)河環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難，據(jù)報(bào)道，近50年以來因石油類污染已導(dǎo)致1000多種海生生物滅絕，海洋生物已減少近40％。以下回顧幾起國內(nèi)外的重大溢油事故。2.1.1國外重大海洋溢油事故[4]“TorreyCanyon”號(hào)油輪事故“TorreyCanyon”號(hào)為利比里亞籍油輪，其在1967年發(fā)生的事故為世界第一次大規(guī)模海上溢油事故。事故原因是船長未聽取相關(guān)告誡，擅自將航線改變，從而使油輪以15.8節(jié)的速度撞上礁石，致使30000噸原油泄漏。事故發(fā)生后，盡管相關(guān)部門進(jìn)行了全力搶救，但是惡劣的天氣致使搶救工作全面失敗。最后不得不動(dòng)用空軍轟炸油輪，并進(jìn)行現(xiàn)場燃燒。溢油在強(qiáng)風(fēng)下不斷改變飄逸方向，影響了法國和英國部分地區(qū)，也包括了英吉利海峽內(nèi)的加爾塞島，遭遇污染的海岸線長達(dá)242海里。此次事故重創(chuàng)了這些地區(qū)的水產(chǎn)及旅游業(yè)，同時(shí)亦有的清除耗費(fèi)了大量的財(cái)力和人力，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1050英鎊。瑙魯茲海上油田事故伊朗瑙魯茲海上油田在兩伊戰(zhàn)爭中多次經(jīng)歷戰(zhàn)火，泄漏了大量原油。1983年2月10日，一艘油輪與瑙魯茲油田鉆井平臺(tái)相撞，造成油井以每天1500桶的速度漏油。在接下來的一個(gè)月，發(fā)生事故的鉆井平臺(tái)又遭到伊拉克直升機(jī)的襲擊，引發(fā)火災(zāi)。伊朗用了半年時(shí)間才撲滅燃燒的油井。伊拉克直升機(jī)還對(duì)附近一個(gè)鉆井平臺(tái)發(fā)動(dòng)過襲擊，造成原油泄漏，直至1985年5月才撲滅。這幾起事故共造成瑙魯茲油田8000萬加侖(約合26萬噸)的原油泄漏[4]?！巴郀柕掀潯碧?hào)觸礁事故1989年3月23日，美國?？松镜某?jí)油輪“瓦爾迪茲”號(hào)的船長飲酒后出現(xiàn)指揮失誤，油輪在通過阿拉斯加州的威廉王子灣時(shí)，與水下礁石相撞，船體裂開。超過5萬噸原油流入海水中。沿海1300公里區(qū)域受到污染，當(dāng)?shù)仵q魚和鯡魚近乎滅絕，迄今仍未恢復(fù)，數(shù)十家企業(yè)破產(chǎn)或?yàn)l臨倒閉，這曾是美國歷史上最嚴(yán)重的原油泄漏事故和海洋污染事故。據(jù)估計(jì)，此次事故造成約28萬只海鳥、2800只海獺、300只斑海豹、250只白頭海雕以及22只虎鯨死亡。2.1.2國內(nèi)重大海洋事故“東方大使”號(hào)事故“東方大使”號(hào)為巴拿馬籍油輪，1983年11月，該油輪在青島港黃島油區(qū)裝載完原油出港中途觸礁，3343噸原油因船體受損溢出。溢油污染了膠州灣及附近230多千米的海岸線，同時(shí)15000畝的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)和部分旅游區(qū)及浴場也受到了嚴(yán)重影響，其經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到上千萬。大連新港“7·16”輸油管道爆炸事故2010年7月16日晚18時(shí)許，大連市大連新港附近中石油的一條輸油管道發(fā)生爆炸起火。事故導(dǎo)致金石灘被污染，隨處可見油污帶，受污染海域約430平方公里，其中重度污染海域約為12平方公里，一般污染海域約為52平方公里。該事故對(duì)于大連灣的海水質(zhì)量、生態(tài)系統(tǒng)和海洋生物產(chǎn)生了很大的威脅，并嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)、旅游業(yè)和附近居民的生活。2.2海上溢油產(chǎn)生的原因所謂漏油，是由于石油的生產(chǎn)、提煉、裝卸、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、使用和處置等不當(dāng)造成石油的流失，從而對(duì)水生生物及其他生物造成損害，并且影響視覺和美學(xué)效果的現(xiàn)象?？梢?，不只是海上油井在采油過程中會(huì)發(fā)生漏油現(xiàn)象，在陸地石油勘探和開發(fā)的過程中，以及石油煉制及運(yùn)儲(chǔ)過程中由于意外事故或操作失誤，也會(huì)造成石油從作業(yè)現(xiàn)場或儲(chǔ)器里外泄，溢油流向地面、水面、海灘或海面，造成不同程度的環(huán)境污染和生態(tài)災(zāi)難[5]。海洋溢油污染可分為船舶溢油污染和海上油氣田溢油污染兩大類。2.2.1船舶溢油污染的原因分析船舶溢油污染是指原油或其產(chǎn)品在船舶海上運(yùn)輸?shù)倪^程中溢出所導(dǎo)致的污染，可占海洋油類污染總量的47%。該類污染的原因一般有以下兩個(gè)方面。這類溢油是由船員不遵守相關(guān)規(guī)定任意排放廢機(jī)油，以及包含大量油污的機(jī)艙艙底水、壓載水、洗艙水等廢水造成的。據(jù)國際海事組織估計(jì)，每年由各種污染源排入海洋環(huán)境的石油總量至少有3.2×106噸，其中由于機(jī)艙油污水和燃油渣的排放每年就有3×106噸。這類溢油主要由事故造成的，事故分為兩類，即傳播發(fā)生碰撞、擱淺、觸礁、著火爆炸等海損事故和油類作業(yè)時(shí)的事故。由于海損事故的不穩(wěn)定性，一般無法避免，但是一些因素會(huì)影響事故發(fā)生的概率。對(duì)于這些因素進(jìn)行分析，其中包括船舶類型（無論是溢油事故的發(fā)生率還是溢油量的大小，油輪都占主要部分）、船舶噸位（主要是通過對(duì)船舶操作性能的影響）、船舶年齡、船舶性能（船舶性能越高，發(fā)生溢油事故的概率就越小）、天氣海況[6]。除了上述主要因素，其他因素包括船員素質(zhì)、航道條件、導(dǎo)航設(shè)備、船舶交通密度和通信狀況等都會(huì)對(duì)船舶溢油產(chǎn)生影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，約有70%的油輪溢油事故歸因?yàn)槿藶橐蛩?。另一種事故性溢油在油類作業(yè)時(shí)產(chǎn)生，其可能發(fā)生裝油溢油（多發(fā)生在開始、換艙、掃線三個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻）、港內(nèi)加油溢油和船內(nèi)駁油溢油。從相關(guān)數(shù)據(jù)的分析可以打出如下結(jié)論：=1\*GB3①事故性溢油是船舶造成海洋溢油污染的主要原因；=2\*GB3②船舶重大溢油事故主要是由海損事故造成的；=3\*GB3③海損事故是對(duì)海洋環(huán)境危害最大的船舶溢油污染源[7]。2.2.2海上油氣田溢油污染原因分析海上油氣田溢油的風(fēng)險(xiǎn)存在于油氣田開發(fā)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，可能發(fā)生的事故包括井噴、輸油管破裂溢油、污油罐溢油和燃料油傳輸溢油等。以下分析海上石油開采過程中可能會(huì)發(fā)生溢油的設(shè)施及原因。鉆井平臺(tái)鉆井過程中最主要的溢油風(fēng)險(xiǎn)就是井噴，當(dāng)鉆遇地下異常高壓油、氣層時(shí)，如果井底壓力小于地層壓力，地層油氣流體將進(jìn)入井筒并推動(dòng)鉆井液外溢，即發(fā)生溢流。此時(shí)如果對(duì)地下油、氣壓力的控制措施不當(dāng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理溢流，就會(huì)造成油、氣、鉆井液迅速噴到地面，即發(fā)生井噴。井噴噴出物主要是原油、天然氣、地層水和鉆井時(shí)所使用的鉆井液。為避免井噴帶來的災(zāi)難性后果，一般會(huì)采取如為鉆井船和鉆井平臺(tái)配備管線內(nèi)液壓防噴裝置，在鉆井過程中及時(shí)調(diào)整泥漿比重、平衡井下地層壓力等預(yù)防性措施[8]。通常井噴的事故概率很低。根據(jù)國內(nèi)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，石油勘探開發(fā)工程鉆井過程中井噴事故概率為1.16‰左右。我國自1966年至2001年底先后在渤海、東海、南海東部和南海西部海區(qū)已經(jīng)鉆井1200多口，僅在鉆勘探井時(shí)發(fā)生過四次井噴，在生產(chǎn)井鉆井中尚未發(fā)生過井噴事故[9]。采油平臺(tái)采油平臺(tái)集生產(chǎn)性開采、處理和儲(chǔ)存于一體，管線、閥門、儲(chǔ)罐等裝置眾多，是海上溢油危險(xiǎn)點(diǎn)源最多的設(shè)施。為防治溢油，采油井(特別是高產(chǎn)井)都會(huì)安裝井下安全閥和封隔器，一旦發(fā)生事故，可自動(dòng)關(guān)閉油井；同時(shí)安裝各種監(jiān)控設(shè)備，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種意外情況。在生產(chǎn)階段可能引發(fā)平臺(tái)溢油的主要因素是生產(chǎn)工藝設(shè)施泄漏從而引起的爆炸。生產(chǎn)平臺(tái)上引起油氣泄漏的可能原因有：閥失效，管件失效(三通管、彎頭、法蘭、螺栓、螺母、墊片等)，焊縫失效，腐蝕，材料失效(管子、管件、容器破裂)，操作錯(cuò)誤，儀表和控制失效等[10]。海底管道引起海底管道與立管事故發(fā)生的外部原因有海面失落重物的撞擊、漁船拖網(wǎng)、挖泥、鋪管作業(yè)或拋錨、錨拖曳、錨鏈磨損管道、沉船以及自然災(zāi)害，內(nèi)部原因有管道腐蝕、材料與施工缺陷，此外還有人員誤操作等原因。2.3海上溢油的危害雖然海洋對(duì)石油污染有自凈能力,但不是無限的。石油進(jìn)入海洋后造成的污染對(duì)海洋環(huán)境和海洋生物資源的危害是相當(dāng)嚴(yán)重的。通常，升石油完全氧化需要消耗萬升海水中溶解氧，因此，一起大規(guī)模溢油污染事故能引起大面積海域嚴(yán)重缺氧，使大量魚蝦、海鳥死亡，或使經(jīng)濟(jì)魚、蝦、貝類產(chǎn)生油臭味，降低海產(chǎn)品的食用價(jià)值浮油被海浪沖到海岸，沾污海灘，造成海灘荒蕪，破壞海產(chǎn)養(yǎng)殖和鹽田生產(chǎn)，污染、毀壞濱海旅游區(qū)若清理不及時(shí)，還易發(fā)生爆炸和火災(zāi),釀成更嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，這些都是海上溢油影響的直接后果。而其長期影響導(dǎo)致的潛在危害則更加嚴(yán)重海上油膜會(huì)大大降低海水與大氣的氧氣交換，從而降低海洋生產(chǎn)力,破壞海洋的生態(tài)平衡石油中的毒性芳香烴化合物極易進(jìn)入水中并且停留很長時(shí)間，并在生物體中長期積累，最終必將危害人體健康濫油沉降到海底后，會(huì)危及底棲生物和甲殼類動(dòng)物的正常發(fā)育而且沉降到海底的石油經(jīng)微生物分解后，密度減小，會(huì)重新浮到海面。因此，一次大的溢油事故造成的影響會(huì)延續(xù)十幾年甚至更長時(shí)間[11]。綜合來看，海洋溢油污染的危害有如下兩方面：一，對(duì)于人類健康和公共安全的危害；二，對(duì)環(huán)境的危害，包括對(duì)鳥類及其他動(dòng)物的危害，對(duì)浮游生物的影響，對(duì)魚類的危害，對(duì)海洋哺乳動(dòng)物的危害已有對(duì)岸線灘涂的危害[12]。圖2-1被石油污染的鳥類由此可見,對(duì)于海上溢油給人類帶來的危害決不能掉以心。要保護(hù)好海洋環(huán)境,除了加強(qiáng)海洋石油開發(fā)活動(dòng)和海上運(yùn)輸?shù)墓芾?減少意外溢油事故的發(fā)生外,同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)海上溢油的監(jiān)測,提高對(duì)海上溢油事件的應(yīng)急反應(yīng)能力和溢油治理能力。溢油處理技術(shù)第3章溢油處理技術(shù)3.1物理處理法目前處理溢油的物理方法主要有圍欄法、硬刷撇油器法、吸油材料法、活性炭吸附過濾法、激光處理法等。這些物理方法主要應(yīng)對(duì)大規(guī)模、大范圍的海面石油泄漏事故，通過物理措施將原油吸收、捕捉后再進(jìn)行分離、回收。但對(duì)于汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油，由于其密度小，粘度小，在海面擴(kuò)散速度快等特點(diǎn)，各種物理方法往往難以奏效。3.1.1圍油欄圍油欄是處理溢油事故中一種常用的設(shè)備，急流溢油中科學(xué)正確使用圍油欄對(duì)急流溢油的攔截、圍控、回收將是行之有效的。3.1.1.圍油欄一般為PVC（聚氯乙烯）材料制作的帶狀物，也可用其他諸如橡膠、泡沫塑料、稻草、木材、金屬等材料制作。一般主要由浮體、裙體、張力帶和配重等部分組成(圖3-1)。浮體主要起浮力作用，使圍油欄浮在水面上；裙體在水下形成一道屏障，防止溢油從下面流走；張力帶指一些能夠承受施加在圍油欄上的水平拉力的長帶構(gòu)件，主要用來承受風(fēng)、波浪、潮流和拖曳產(chǎn)生的拉力；配重指一些能夠使圍油欄下垂，并改善圍油欄性能的壓載物，一般垂直于裙體之下，起保護(hù)垂直平衡作用。用于布放的圍油欄，必須具備一定的抗風(fēng)、流和浪能力，另外，其裙體還必須具備一定的抗拉強(qiáng)度。一般來說，圍油欄的性能需要通過測試來確定，確定方法主要有兩種：=1\*GB3①直接將圍油欄置于實(shí)際海況中，測量其能夠攔截溢油的風(fēng)速、波高和流速的最大標(biāo)準(zhǔn)。=2\*GB3②在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)圍油欄分別進(jìn)行抗風(fēng)、抗浪、抗流的測試，根據(jù)結(jié)果推算其性能[13]。圖3-1圍油欄結(jié)構(gòu)示意圖目前使用的圍油欄分為三種類型：簾式圍油欄、籬式圍油欄和岸灘式圍油欄。（1）簾式圍油欄簾式圍油欄主要在海面平靜和海岸狀況良好的情況下使用，分為充氣式圍油欄和固體浮子式圍油欄。充氣式圍油欄的浮體為充氣式，一般為PVC材料制作。按充氣方式其又可進(jìn)一步分為壓力充氣式和自充氣式；按照氣室結(jié)構(gòu)，充氣式圍油欄又可分為單氣室和多氣室（一個(gè)氣室的長度為2~4米）。從實(shí)際情況來看，多氣室圍油欄漂浮能力更強(qiáng)，在其中一個(gè)氣室破損的情況下，整體圍油欄不會(huì)因此而下沉，因而應(yīng)用更廣泛。充氣式圍油欄布放速度慢，放氣后儲(chǔ)存體積小，表面平整，容易清潔，其中長氣室充氣圍油欄充氣簡單、快捷，但對(duì)刺傷、劃傷敏感，隨波性差[14]。圖3-2為某種已通過專利申請(qǐng)的新型多氣室充氣式圍油欄。圖3-2獨(dú)立氣道式多氣室圍油欄示意圖該圍油欄由段云平設(shè)計(jì)，是一種獨(dú)立氣道式多氣室圍油欄，組成部件如下：=1\*GB3①充氣浮筒；=2\*GB3②外套；=3\*GB3③拉鏈；=4\*GB3④加強(qiáng)；=5\*GB3⑤螺栓；=6\*GB3⑥活扣；=7\*GB3⑦氣閥；=8\*GB3⑧內(nèi)膽；=9\*GB3⑨鋼纜；=10\*GB3⑩氣管；eq\o\ac(○,11)拉頭。該新型多氣室圍油欄具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）分段組裝，安裝容易，使用方便。2）由于各氣室互不相通，各自獨(dú)立，一個(gè)部位破損漏氣不會(huì)影響其他氣室和整個(gè)圍油欄的使用。修理方便，只需更換某個(gè)破損內(nèi)膽即可。3）在內(nèi)膽外設(shè)有內(nèi)套和外套保護(hù)，可以承受較大的壓力，因此可以容納較大的充其量。4）該多氣室圍油欄除了可以圍控溢油，還可以攔截海藻、紅潮和水上漂浮物等，用途較為廣泛[15]。固體浮子式圍油欄的浮體外殼一般由PVC材料或橡膠、鋼制材料等制成（圖3-3），內(nèi)部由柱狀或粒狀的泡沫填充。與充氣式相比，固體浮子式布放速度更快，對(duì)刺扎不敏感，但占用的空間較大，且回收工作強(qiáng)度大。固體浮子式圍油欄中，浮體為耐熱鋼材質(zhì)材料制成的，也成防火圍油欄。該圍油欄的水下裙體一般由兩層涂覆的耐油、耐老化的阻燃橡膠的高強(qiáng)度織物熱組合而成，頂部的不銹鋼絲繩、腰部的高強(qiáng)度加強(qiáng)帶，以及底部的拉力配重鏈可構(gòu)成牢固的抗拉體系。該圍油欄一般為焚燒技術(shù)配合使用，由于其防火特性，該圍油欄特別適用于油港、油碼頭、石油鉆井平臺(tái)等高防火等級(jí)敏感區(qū)域，以及用于將溢油拖帶到適合的地點(diǎn)燃燒處理。圖3-3為某種已通過專利申請(qǐng)的高強(qiáng)度防火圍油欄。圖3-3某高強(qiáng)度防火圍油欄的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-3所示，該高強(qiáng)度防火圍油欄由王萬財(cái)和趙俊穎設(shè)計(jì)，其組成如下：=1\*GB3①快速連接器；=2\*GB3②連接螺栓；=3\*GB3③快速連接插銷；=4\*GB3④不銹鋼浮體外殼；=5\*GB3⑤裙體連接螺栓；=6\*GB3⑥裙體；=7\*GB3⑦圓柱狀連接插銷；=8\*GB3⑧不銹鋼柔性隔段；=9\*GB3⑨內(nèi)部耐高溫泡沫浮子；=10\*GB3⑩壓載鏈；eq\o\ac(○,11)不銹鋼拉力鋼纜；eq\o\ac(○,12)不銹鋼裙體壓板；eq\o\ac(○,13)快速連接器。該高強(qiáng)度防火圍油欄具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)采用不能燃燒的不銹鋼柔性隔段。2)不銹鋼浮體外殼內(nèi)有耐高溫泡沫浮子，耐溫可達(dá)100℃，具有不可燃燒性。3）采用的連接方式是雙鉸鏈?zhǔn)竭B接，具有牢靠、快捷、方便、不燃燒的優(yōu)點(diǎn)，使防火圍油欄能夠?qū)Σ?，可與普通圍油欄串聯(lián)配合使用。4)水下裙體為二層涂覆耐油、耐老化優(yōu)質(zhì)阻燃橡膠的高強(qiáng)度織物熱合而成，具有較高強(qiáng)度和耐老化性。5)圍油欄頂部的不銹鋼絲、腰部高強(qiáng)度加強(qiáng)帶和底部拉力配重鏈組成牢固的抗拉體系，采用包鏈?zhǔn)?、整體結(jié)構(gòu)簡潔明快[16]。（2）籬式圍油欄籬式圍油欄主要用于流速較大的海區(qū)，包布材料一般采用橡膠、PVC或聚氨酯等材料。其浮體為固體并以籬笆形式進(jìn)行排列，裙體材料多為玻璃纖維網(wǎng)絡(luò)或其他剛性材料。浮體與浮體之間利用柔性隔段連接，使圍油欄的浮動(dòng)更加靈活。圍油欄的張力帶通常采用帶子或鋼絲繩，并置于圍油欄內(nèi)層。圍油欄的配重一般為鋼絲繩、鋼制鏈條和鑄鐵塊等。根據(jù)浮體的布置形式和張力帶等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，籬式圍油欄可分為中心浮體式、外置浮體式和外加強(qiáng)帶式三種：1）中心浮體式圍油欄具有一組中心浮體群，即浮體在圍油欄中心線兩側(cè)且對(duì)稱，浮體群通常由固體泡沫盤組成，這種浮體盤相對(duì)減少了圍油欄的儲(chǔ)存體積。2）外置浮體式圍油欄的浮體一般設(shè)置在圍油欄的一側(cè)，也可以設(shè)置在圍油欄的雙側(cè)。3）外加強(qiáng)帶式圍油欄也分為兩種：一種是把加強(qiáng)帶配置在面向潮流方向的一側(cè)，即單側(cè)加強(qiáng)帶式圍油欄；另一種是把加強(qiáng)帶配置在兩側(cè)，并用鋼絲繩將加強(qiáng)帶固定在圍油欄的頂部和底部，即雙側(cè)加強(qiáng)帶式圍油欄[14]。籬式圍油欄抗潮流性能好，適用于較封閉的河域和河流的長期布放。中心浮體式圍油欄與水接觸面積小，搖擺性能差，容易出現(xiàn)翻滾。外置浮體式圍油欄與水接觸面積大，增強(qiáng)了抗翻滾性能，但外置浮體在水中強(qiáng)度較弱。外加強(qiáng)帶式圍油欄雖然抗潮流性能好，但布放復(fù)雜，回收時(shí)加強(qiáng)帶易纏繞，而且單側(cè)加強(qiáng)帶式圍油欄只能在單向潮流水域使用?？偟膩碚f，籬式圍油欄制造簡單，成本也較低，但缺點(diǎn)是儲(chǔ)存體積大。（3）岸灘式圍油欄岸灘式圍油欄具有在淺水區(qū)不易翻倒的優(yōu)點(diǎn)，特別適合布放在岸灘附近。其材料多為聚氨酯，由三個(gè)獨(dú)立官腔組成“品”狀，一根官腔位于上部，另外兩根管腔位于下部。上管腔充氣，為浮體；下管腔充水，為裙體，提供足夠的重量使圍油欄與地面或岸灘保持密封狀態(tài)。該圍油欄構(gòu)造獨(dú)特，干舷是上管腔的高度；吃水為下官腔充水后的垂直高度，約占圍油欄總高度的一半；張力帶為本身的結(jié)構(gòu)材料；而配重為底部兩個(gè)管腔中的水。適合布放在潮間帶或水陸交接處。布放這類圍油欄時(shí)，一般需要先選好地點(diǎn)，然后給下部的管腔和上部的管腔分別注水和充氣，注水量需要掌握好，過多會(huì)影響其與地面的密封效果。這種圍油欄具有如下特點(diǎn):=1\*GB3①使用范圍狹窄，適合布放在潮間帶和水路交界處；=2\*GB3②布放條件受限，一般布放在地勢平坦處，以保證其密封效果；=3\*GB3③可與其他類型的圍油欄對(duì)接使用；=4\*GB3④由于構(gòu)造獨(dú)特，外表脆弱，易被刺傷和劃破。一般來說，優(yōu)質(zhì)的圍油欄應(yīng)具有以下特性：=1\*GB3①易展開和回收；=2\*GB3②具有高浮沉比率；=3\*GB3③良好的靜力學(xué)和動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性；=4\*GB3④良好的流體力學(xué)特性；=5\*GB3⑤密實(shí)且不阻塞；=6\*GB3⑥易水洗；=7\*GB3⑦接臺(tái)部件可抗紫外線和抗水解；=8\*GB3⑧抗磨損、抗穿刺和抗油。圍油欄需要既能防止溢油在水平方向上的擴(kuò)散，又能防止原油凝結(jié)成焦油球，在海面垂直方向上的擴(kuò)散。為了能夠理想的防止已有擴(kuò)散，根據(jù)已有興致和已有還去水文氣象條件及周圍環(huán)境狀況確定圍油欄的布放也是相當(dāng)重要的。圍油欄的布放方法有如下五種。（1）包圍法適用于溢油初期或者單位時(shí)間溢出量不多，以及風(fēng)和潮流都較小的情況下使用，用來包圍溢油源。根據(jù)溢油回收工作的需要，應(yīng)設(shè)作業(yè)船，油回收船的進(jìn)出口。（2）等待法適用于溢出量大、圍油欄不足或者風(fēng)和潮流影響大、包圍溢油困難的情況下使用。(3)閉鎖法該方法在港域狹窄的水道、運(yùn)河等發(fā)生溢油時(shí)使用。(4)誘導(dǎo)法適用于溢出量大，風(fēng)和潮流影響大、溢油現(xiàn)場用圍油欄圍油不可能的時(shí)候，或者為了保護(hù)海岸及水產(chǎn)資源，可利用圍油欄將溢油誘導(dǎo)至能夠警醒回收作業(yè)或者污染較小的海面。(5)移動(dòng)法在深水的海面或風(fēng)、潮流大的情況下，以及在使用錨不可能或者溢油在海面漂浮的范圍已經(jīng)很廣泛的情況下使用。該方法需要兩艘作業(yè)船配合工作。上述五種方法屬于基本的布放方法。實(shí)際布放時(shí)需要圍油欄作業(yè)隊(duì)伍做到及時(shí)有效。圍油欄的布放可根據(jù)具體情況靈活應(yīng)用，可以多種方法同時(shí)進(jìn)行，但要考慮到自然條件的變化，有計(jì)劃的展開[17]。3.1.2撇油器溢油回收器是指在水面捕集浮油的機(jī)械裝置。撇油器(oilSkimmer)是主要的收油裝置之一，其適用范圍廣，收油效果好，抗風(fēng)等級(jí)高，適用于中等以上規(guī)?；虼竺娣e集中回收溢油[18]。撇油器分類撇油器的作用原理為：利用油和油水混合物的流動(dòng)特性、油水的密度差以及材料對(duì)油/油水混合物的吸附性，將油從水面上分離出來。其一般組成有組成：撇油頭、傳輸系統(tǒng)、動(dòng)力站。對(duì)其作用效果的主要影響因素有：撇油器的工作環(huán)境、回收的溢油種類、油膜厚度、海況、水面垃圾。下表3-1簡單介紹不同種類撇油器的原理以及特點(diǎn)。圖3-4堰式撇油器原理示意圖（a）(b)圖3-5真空式撇油器

表3-1各種撇油器簡介名稱定義組成原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)堰式撇油器借助重力使油從水面流入集油器內(nèi)的油泵進(jìn)入儲(chǔ)油容器的裝置撇油器浮體、集油器、堰邊高度調(diào)整裝置、動(dòng)力系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)。利用溢油重力和流動(dòng)性，調(diào)整堰式撇油器的堰邊剛好低于油膜表面，讓油通過堰邊流進(jìn)集油器，通過泵將集油器內(nèi)的溢油泵送到儲(chǔ)油容器(圖3-4)。尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)容易、回收速率高、適用范圍廣。堰邊高度調(diào)整困難，受波浪、油膜厚度影響大、對(duì)水面垃圾敏感、受粘度影響大、不適用于回收高粘度油。真空式撇油器（圖3-5）利用吸入泵或真空泵在真空儲(chǔ)油罐內(nèi)建立真空并通過撇油頭處的壓力差回收油水混合物的裝置。撇油頭、軟管、真空泵、動(dòng)力站。利用真空泵在撇油頭產(chǎn)生真空，將水面上或地面上的溢油吸入真空儲(chǔ)油罐內(nèi)。操縱裝置小、技術(shù)要求簡單，維護(hù)容易，造價(jià)低廉?；厥招实?、真空罐車式的回收效率低于10%。盤式撇油器（圖3-6）利用吸油材料制作的盤片在油水混合物中旋轉(zhuǎn)，盤片旋出時(shí)，吸附的溢油被刮片刮入集油器，并泵送到儲(chǔ)油容器的溢油回收設(shè)備。盤片、刮片、集油器、輸油軟管、動(dòng)力站和泵。盤片種類：平面圓盤、外沿呈T形的圓盤。親油材料制作的盤片旋入油膜，刮片將盤片吸附的溢油刮入集油器內(nèi)，通過泵將回收的溢油泵入儲(chǔ)油裝置。適用范圍：港口、近岸水域回收中、低粘度的油。對(duì)輕質(zhì)油具有良好的適應(yīng)性、回收效率高、對(duì)垃圾適應(yīng)性好、維護(hù)簡單?；厥招实停?0-60m3/L）、適應(yīng)粘度范圍受限制（盤片不吸附高粘度的油）、對(duì)海草和波浪適應(yīng)性差。繩式撇油器（圖3-7），分為臥式、立式用環(huán)型繩拖把吸附水面溢油，通過輥?zhàn)訑D壓裝置將繩拖把吸附的溢油擠出并存放在集油器內(nèi)的裝置。繩拖把、擠壓輥、集油器、動(dòng)力站、液壓馬達(dá)繩式撇油器使用環(huán)型繩拖把，擠壓輥驅(qū)動(dòng)繩拖把并擠壓粘附的溢油，集油器收集擠壓的溢油?；厥招矢摺⒏采w面積大、維護(hù)容易、造價(jià)低廉。對(duì)海草適應(yīng)差、回收速率低、適應(yīng)粘度范圍受限、布放繩拖把困難。帶式撇油器（圖3-8a），分為吸附式帶式撇油器、非吸附式帶式撇油器利用傳送帶回收水面溢油的機(jī)械裝置。吸附式帶式撇油器組成：吸附帶、刮片（或壓輥）、傳動(dòng)裝置和集油器向下傳動(dòng)，親油帶推動(dòng)水線下的浮油，被粘附的油在系統(tǒng)頂部用擠壓皮帶或刮板將油回收，沒被粘附的油集中在皮帶后面的儲(chǔ)存區(qū)，被回收的油和集中在皮帶后面的油通過吸管泵入儲(chǔ)油槽。向上傳動(dòng)，親油帶接觸油膜，油膜和浮體雜物粘附在帶上被帶走，油被輥軸擠壓機(jī)擠壓進(jìn)入油槽，雜物被刮入儲(chǔ)存箱(圖3-8b)?；厥账俾矢?、回收效率高、適應(yīng)區(qū)域廣、隨波性好。結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、需有起吊設(shè)備配合作業(yè)、造價(jià)高。圖3-6盤式撇油器圖3-7繩式撇油器(a)(b)圖3-8吸附式帶式撇油器撇油器可以是自由漂浮的，安裝在船舷旁的，建在船上的，置于圍油欄頂點(diǎn)的，由吊臂控制或手持的等。撇油器的工作原理有吸附／親油、機(jī)械傳輸、抽吸、傾斜板、渦旋、過濾等。（1）吸附／親油原理該原理是利用油粘附在某些物質(zhì)上的能力(如聚丙烯、PVC和鋁便是很好的吸附物質(zhì))讓浮油吸附在一個(gè)運(yùn)動(dòng)的表面上，然后被帶出水面，最后通過刮擦或擠壓轉(zhuǎn)移至貯油槽或輸油泵中。這種形式的撇油器可以是旋轉(zhuǎn)的盤片、鼓或刷子，也可以是吸油帶、拖繩或硬毛刷。硬毛刷和齒形盤片還綜合了機(jī)械傳輸原理[19]。（2）機(jī)械傳輸原理該原理包括任何以機(jī)械方式，如鏟、刷、漿、螺桿等將浮油轉(zhuǎn)移出來的操作，它們都沿一個(gè)水平軸將油和水推進(jìn)回收器中。這一原理總是和一個(gè)或多個(gè)其他原理綜合運(yùn)用。對(duì)于其他各種撇油原理．加上機(jī)械傳輸可以大大改善處理高度油和浮渣的能力，并在一定程度上可以降低含水事。加機(jī)械傳輸法可以很好地解決由于天氣惡劣和回收油包水溢油頭時(shí)的困難[20]。（3）抽吸原理抽吸原理的應(yīng)用方式現(xiàn)在有兩種:空氣傳輸和水下抽吸。a.空氣傳輸這類撤油器通常運(yùn)用真空油槽車或小型真空設(shè)備．用吸管連接一個(gè)撇油頭但是真空抽吸只是對(duì)非常輕的油有效。由于吸臂內(nèi)的摩損損耗，當(dāng)抽吸的最大壓力為80~90kpa時(shí)，對(duì)于粘度高的油品幾乎是無效的。真空設(shè)備能回收溢油的原理在于吸油的同時(shí)吸人空氣。使管口及管內(nèi)空氣高速流動(dòng)，高速空氣從水面上將油帶走．然后轉(zhuǎn)移到回收槽中。b.水下抽吸即水下孔吸式、堰式。外形似一只漏斗，底部安裝排水泵，上部裝有吸油泵，其吸口深人浮油層中，漏斗固定于浮力箱上來進(jìn)行浮力調(diào)節(jié)。工作時(shí)排水泵不斷地從漏斗內(nèi)吸水。并從漏斗底部向外排出，使漏斗內(nèi)的水位下降。海水和浮油連續(xù)不斷地從上部進(jìn)入，使漏斗內(nèi)的浮油層積厚，油泵則將浮油吸入并轉(zhuǎn)送至回收槽中?，F(xiàn)在的堰式撇油器,其堰緣大都可以在水的作用下垂直方向上調(diào)整，或整個(gè)撇油器可以是用空氣壓艙來上下（通過將水泵入、泵出一個(gè)浮體中)[21]。但是通常大多數(shù)是通過調(diào)節(jié)型的堰緣來完成的，可以隨泵的速度而或高或低。堰撇油器可以是自由漂浮(固定于浮體上)的，也可以是固定吊臂或手持的，或與其他的各種撇油器結(jié)臺(tái)起來。一種特殊結(jié)合是堰式圍油欄，即在圍油欄的頂點(diǎn)處安裝堰、漏斗、輸油泵。還有兩種設(shè)計(jì)是在圍油欄上裝兩個(gè)或更多的堰。還有一些多功能的收油結(jié)合，以堰式撇油器為基礎(chǔ)，附上不同的盤片、硬毛刷或其他傳輸裝置。(4)傾斜板原理傾斜板式撇油器只是在油水面上向前運(yùn)動(dòng)，使板下的油進(jìn)入收集槽，在這里浮油會(huì)再次上浮。隨著油層不斷增高，內(nèi)部的撇油堰可將油回收，再用泵轉(zhuǎn)移到回收槽中。(5)渦旋原理該原理是在撇油器的中心生成一個(gè)渦旋，運(yùn)用一個(gè)大直徑的離心泵或螺旋槳，通過旋轉(zhuǎn)并從回收腔底排出水。從而水和油就被“拉向”撇油器，同時(shí)產(chǎn)生了一個(gè)向心作用，促使渦旋中心的油層不斷變厚。中心的油用泵抽走，或通過中心一個(gè)簡單的堰回收。有一種生成渦旋的方式是通過圓形腔體向前運(yùn)動(dòng)迫使油和水以切線方向進(jìn)入腔體，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，水從底部流走，而油在中心不斷積厚，最終被抽走。(6)過濾原理上述帶式撇油器同時(shí)也可以具有過濾功能。屬于過濾撇油的還有網(wǎng)狀轉(zhuǎn)鼓，它是由一個(gè)水平方向的金屬網(wǎng)狀鼓組成，沿著一個(gè)具有固定漏斗的圓管旋轉(zhuǎn)。網(wǎng)狀轉(zhuǎn)鼓的直徑大小不一，可以大到和入口一樣，也可以小到和水平管一樣。它通過旋轉(zhuǎn)將油和浮渣帶出水面，而水可以流過。漏斗剛好在水面上，所以濃縮的油就被刮進(jìn)了漏斗，不帶水或帶很少的水。漏斗內(nèi)有一個(gè)螺桿將收集的油送進(jìn)輸油泵中。網(wǎng)狀轉(zhuǎn)鼓綜合了過濾和機(jī)械傳輸原理，還有一定程度上的吸附原理。油器的種類很多，而且大都綜合了多種撇油原理。不同撇油器的適用條件差異很大，通常配合起來使用效果會(huì)更好。撇油器的標(biāo)稱回收速率是指在理想條件下的最大回收速率。而現(xiàn)場條件絕大多數(shù)達(dá)不到這些條件，因此，實(shí)際的回收速率平均約達(dá)標(biāo)稱的25％。ExxonValdez事件和《美國90油污法》頒布后，處理量大的撇油器和油泵更受青睞。但是從實(shí)際的觀點(diǎn)出發(fā)，即使是最佳的清掃形式，同時(shí)用一個(gè)50~100m3／3.1.3溢油回收船溢油回收船是專門設(shè)計(jì)用來回收水面溢油和油垃圾的船舶。溢油回收船主要包括溢油回收裝置、回收油儲(chǔ)存艙、駁運(yùn)裝置、機(jī)械動(dòng)力系統(tǒng)和垃圾回收設(shè)備等裝備。對(duì)溢油回收船功能的要求取決于使用海域和海域環(huán)境。溢油回收裝置、駁運(yùn)裝置和存儲(chǔ)能力應(yīng)相匹配，動(dòng)力裝置有快速反應(yīng)能力，溢油回收作業(yè)時(shí)能夠低速航行，并具有一定的拖帶能力。按照船舶建造的規(guī)范，溢油回收船可分為航行于近海海域、港口水域和遮蔽水域三類。溢油回收船的性能和特點(diǎn)是由溢油回收裝置的性能和特點(diǎn)決定的。因此，按照溢油回收裝置的性能和特點(diǎn)可將溢油回收船分為抽吸式、黏附式、水動(dòng)力式和堰式四種類型。圖3-9海特191抽吸式溢油回收船是一種利用泵抽吸水面浮油的船舶，有浮體抽吸式和真空抽吸式兩種。抽吸式溢油回收船的溢油回收裝置工作原理類似于真空撇油器，當(dāng)船舶前進(jìn)時(shí)，通過船舶前面的導(dǎo)油臂將水面溢油引導(dǎo)向溢油回收艙，然后通過吸頭將溢油泵入儲(chǔ)存艙。因此，其適用于平靜水域，波浪大時(shí)回收效率明顯下降，特別適用于回收油層較厚的低黏度油。這種溢油回收船結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低廉，適用于港口水域。黏附式溢油回收船是一種利用親油材料制成的繩、帶和桶黏附溢油的原理進(jìn)行回收溢油的船舶。其工作原理如同繩式撇油器、帶式撇油器、鏈?zhǔn)狡灿推骱屯笆狡灿推?。這種回收船舶制造簡單，船舶較小，適用于在港區(qū)水域回收各種類型的溢油，也可以隨母船到近海進(jìn)行作業(yè)。水動(dòng)力式溢油回收船是利用旋轉(zhuǎn)的傳送帶產(chǎn)生的水動(dòng)力引導(dǎo)溢油進(jìn)入溢油回收艙，借助油水比重差，溢油重新浮于水面，積聚一定厚度，被泵送到存儲(chǔ)艙的傳播。根據(jù)旋轉(zhuǎn)的傳送帶的布放形式又可分為浸沒式和漂浮式。工作原理類似于動(dòng)態(tài)斜面式撇油器和非吸附式撇油器。這種工作原理適宜建造大型的近海回收船，并可以附加布放和拖帶圍油欄、噴灑溢油分散劑、采取消防救生等應(yīng)急指揮措施，還可以攜帶其他類型的撇油器進(jìn)行工作。堰式溢油回收船是利用堰板或掃油臂引入油水混合物，然后進(jìn)行油水分離的船舶。當(dāng)船舶前進(jìn)時(shí)，水面溢油通過可調(diào)堰板或掃油臂進(jìn)入油水分離艙，利用油水比重差，油水自然分離，將艙底部的水排出回收油。上述幾種溢油回收船都可以配合圍油欄進(jìn)行作業(yè)，也可以獨(dú)立工作，若要充分發(fā)揮溢油回收船的作用，還應(yīng)注意下列事項(xiàng)：①考慮溢油現(xiàn)場的天氣和海況。溢油回收船的回收效率與天氣和海況有關(guān)，回收船舶的航行能力也受到天氣和海況條件的影響，應(yīng)考慮回收船的航行區(qū)域和抗風(fēng)等級(jí)。②溢油回收船的回收裝置不同，適用的溢油類型的種類和規(guī)模來選擇具有不同回收裝置的回收船舶。例如，對(duì)高黏度、規(guī)模大的溢油，應(yīng)選擇帶式等回收船舶；對(duì)低中黏度的溢油應(yīng)選擇水動(dòng)力、偃式等回收船舶。③在溢油回收作業(yè)時(shí)，應(yīng)考慮回收船舶的應(yīng)急反應(yīng)能力。溢油回收船舶能否發(fā)揮作用，關(guān)鍵取決于回收船舶能否在溢油大面積擴(kuò)散前往趕到現(xiàn)場，并跟蹤溢油?；厥兆鳂I(yè)時(shí)，還應(yīng)考慮溢油的儲(chǔ)存能力。近海作業(yè)時(shí)，還需要考慮子母船舶配合作業(yè)。3.1.4吸油材料能利用其表面、間隙以及空腔的毛細(xì)管作用，或者分子間的物理凝聚力形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)吸附油及油脂，能起到集中和臨時(shí)固定油及油脂類有機(jī)物的作用。適用于淺海、岸邊，以及比較平靜的場所。吸油材料的性能也不斷得到完善[22]。吸油材料的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由傳統(tǒng)向高性能型演化的過程。最初人們利用海綿、粘土等多孔性物質(zhì)來吸油，可是結(jié)果并不理想，這種吸油材料有著明顯的缺點(diǎn)：（1）吸油量不大，吸油倍率（質(zhì)量比）較??；（2）油水選擇性不高，往往吸油的同時(shí)也吸水；（3）吸油后保油性差，稍一加壓就會(huì)重新漏油。這些缺點(diǎn)的存在使得它們的應(yīng)用受到限制。后來，人們受到表面活性劑表面改性的啟發(fā)，用吸油墊來作吸油材料[23]，吸油墊本身是親油物質(zhì)或經(jīng)改性后是親油物質(zhì)，因此吸油墊的吸率和油水選擇性都有所提高，可是在加壓力下重新漏油的問題卻仍不能解決。最近幾年來，研究人員們受到高吸水樹脂的某些理論的啟發(fā)，使吸油材料向高吸油樹脂發(fā)展。目前研究較多的高吸油樹脂往往是低交聯(lián)的聚合物，它以親油性單體為基本單位，經(jīng)適度交聯(lián)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，吸收的油以范德華力保存在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。這種吸油材料吸油倍率高、油水選擇性好，且保油性能大大提高，不易重新漏油，是一種高性能的新型材料。高吸油樹脂在原則上采用親油性單體，經(jīng)適度交聯(lián)制得。如1966年美國道化學(xué)公司以烷基乙烯為單體，經(jīng)交聯(lián)制得一種非極性的高吸油樹脂，1973年日本三井石油化學(xué)公司以甲基丙烯酸烷基酯或烷基苯乙烯為基本單體，經(jīng)交聯(lián)制得一種極性樹脂[24]，1989年日本村上公司用三異丙苯基過氧化物交聯(lián)制得的醋酸乙烯－氯乙烯共聚體也是一種極性高吸油樹脂，1990年日本觸媒化學(xué)工業(yè)公司以丙烯酸類單體為原料，制得的側(cè)鏈上有長鏈烷基的一種中等極性的高吸油樹脂。目前，高吸油樹脂已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。例如：利用它的吸油性，高吸油樹脂可以用于工業(yè)含油廢水處理、食品廢油處理、海面石油泄漏處理等；還有利用其對(duì)油的緩釋性，來做緩釋基材；也可以作為油污過濾材料、橡膠改性劑、紙張用添加劑、粘膠添加劑等來使用[25]。吸油材料的分類吸油材料可以按照不同的分類方法進(jìn)行多種分類。按構(gòu)成材料種類的不同吸油材料可分為無機(jī)吸油材料，有機(jī)吸油材料和復(fù)合吸油材料三大類。其中有機(jī)吸油材料又可以分為合成有機(jī)吸油材料和天然有機(jī)吸油材料。按照吸油材料的吸油機(jī)理可以分為包藏性，凝膠型和包藏凝膠復(fù)合型。無機(jī)類吸油材料主要有石墨、分子篩、活性炭、膨潤土、粉煤灰等。它們的優(yōu)點(diǎn)是材料相對(duì)便宜,缺點(diǎn)是大部分吸油量小(一般<5g／g)，保油率差、吸油同時(shí)也吸水。針對(duì)無機(jī)吸油材料的缺點(diǎn)，可對(duì)其進(jìn)行改性研究[26]。無機(jī)吸油材料吸油率低。而且大部分是粉狀、粒狀產(chǎn)品，因此在運(yùn)輸、使用和回收上屬于勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，造成使用成本偏高。雖然改性處理可以克服其部分缺點(diǎn)。但真正得到廣泛使用的還是有機(jī)類吸油材料。有機(jī)類吸油材料主要可分為合成和天然兩大類。合成有機(jī)類吸油材料。合成有機(jī)類吸油材料應(yīng)用最多的是高吸油性樹脂。通?？煞譃橐员┧狨ヮ悶橹饕獑误w，以烯烴為主要單體(烯烴分子不含極性基團(tuán)，對(duì)油品的親和力更強(qiáng))、以橡膠為主要單體以及聚氨酯類等，高吸油性樹脂是當(dāng)今吸油材料發(fā)展的主要方向。合成有機(jī)類吸油材料最大的問題是使用后降解很慢或不能生物降解。通過填埋處理，對(duì)環(huán)境不友好，通過焚燒處理成本又很高。同時(shí)也會(huì)造成二次污染。天然有機(jī)類吸油材料具有廉價(jià)、易得、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，近年來得到廣泛關(guān)注。復(fù)合類吸油材料主要有無機(jī)與有機(jī)材料復(fù)合、天然有機(jī)與合成有機(jī)材料的復(fù)合以及其他新型復(fù)合材料。膨脹石墨—酚醛樹脂基活性炭復(fù)合材料利用兩者的優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ)，能形成新的更大“貯油空間”。對(duì)生活污油類等有機(jī)大分子物質(zhì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的吸附能力。曹亞峰等首次以棉纖維為基材，通過與丙烯酸長鏈酯進(jìn)行接枝聚合，制備出具有高吸油倍率的復(fù)合吸油材料，對(duì)乙醇、水等極性溶劑幾乎不吸收[27]。合成的吸油材料對(duì)煤油的吸油倍率達(dá)到16.0g/g，對(duì)甲苯的吸油倍率達(dá)到12.8g/g。采用甲基丙烯酸烷基脂與木漿纖維素交聯(lián)聚合制備的復(fù)合高吸油性材料，與傳統(tǒng)的單體聚合物制備的高吸油材料相比較，其吸油倍率和吸油速率得到明顯改善。綜合生產(chǎn)成本有所降低。甲基的存在增加了樹脂網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的孔隙和包容性，對(duì)于極性越小的油品(如苯、二甲苯)吸油倍率越高。此外。新型的碳／碳復(fù)合材料也開始被用于吸油性能的研究。吸油材料的吸油機(jī)理吸油機(jī)理到目前為止研究得不是很多，大部分只能從定性的角度來分析，能夠量化的很少。大部分研究人員都認(rèn)為吸油機(jī)理[28]基本上可以分為包藏型、凝膠型和吸藏凝膠復(fù)合型。（1）包藏型包藏型的吸油材料往往是具有疏松多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，它利用毛細(xì)管現(xiàn)象吸油。（2）凝膠型凝膠型的吸油材料大多是低交聯(lián)的親油高聚物。它的吸油機(jī)理類似于高吸水樹脂的吸水機(jī)理，原則上用親油基取代高吸水樹脂中的親水基，使高吸水樹脂轉(zhuǎn)化為高吸油樹脂。利用高聚物中的親油基與油分子相互親和作用力作為吸油推動(dòng)力，油吸入后儲(chǔ)藏在樹脂內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)空間中，高聚物交聯(lián)度越低，則它的網(wǎng)絡(luò)空間越大，吸油儲(chǔ)油能力也越大，但同時(shí)，由于交聯(lián)度降低將會(huì)導(dǎo)致高聚物在油中的溶解度增大。（3）包藏凝膠復(fù)合型即以上兩種機(jī)理的結(jié)合。吸油材料的吸油機(jī)理可以用圖3-10來表示。與吸水樹脂相比，吸油樹脂的吸收倍率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸水樹脂的吸收倍率。這其中的原因除了吸油樹脂發(fā)展得比較緩慢之外，還有一些本質(zhì)上的原因：（1）液體密度不同。水的密度大于油的密度，如果兩樹脂吸收同樣體積的水和油，它們的吸收倍率會(huì)相差很多。（2）吸收推動(dòng)力不同。在吸油樹脂中只能由范德華力作吸油推動(dòng)力，而范德華力是一種弱推動(dòng)力。而在吸水樹脂中，其推動(dòng)力除了范德華力之外，還有很強(qiáng)的氫鍵作用力和滲透壓作用，而后兩種作用力在吸油樹脂中是無法實(shí)現(xiàn)的。圖3-10典型的吸油材料的吸油機(jī)理示意圖各類吸油材料的應(yīng)用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)（1）天然無機(jī)類的包藏型主要應(yīng)用于在油炸食品廢油處理，工廠廢油處理，漏油處理等領(lǐng)域；其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，使用安全，可以燃棄。但是這種材料受壓會(huì)漏油且體積大，同時(shí)吸水。（2）有機(jī)合成的包藏型主要應(yīng)用于工廠廢油處理，工廠排水混入油處理，流出油處理，漏油處理等。優(yōu)點(diǎn)是吸油速率快，可以燃棄。但是同樣受壓會(huì)漏油且體積大，同時(shí)吸水。（3）有機(jī)合成的凝膠型主要應(yīng)用在油炸食品廢油處理，油黏度調(diào)整劑，流出油處理，漏油處理等領(lǐng)域。優(yōu)點(diǎn)是使用安全，可以燃棄，體積小。但是卻需要加熱熔融且價(jià)格昂貴。（4）復(fù)合型主要應(yīng)用于廢油處理，漏油處理。優(yōu)點(diǎn)是可以燃棄，體積小。但是其吸油量少，而且吸油速率慢，價(jià)格昂貴。(1)固體顆粒狀型：粒徑為數(shù)百微米的粘著性固體粒子，可用于一般性廢油。(2)織物型：將高吸油性樹脂負(fù)載于合成纖維上制成濾布狀或袋狀，可用作過濾器除去空氣中的油分或除去水中的懸浮油，也可用于制造工業(yè)用或家庭用的油抹布。（3）填充型：把粒狀固體吸油材料填充在合成纖維袋中，可用于廢油、漏油的處理。（4）片狀型：把吸油材料包裹于纖維中制成片狀，用于廢油、漏油的處理，或作油柵和油抹布。（5）液體型：主要是用于海上原油泄漏處理的凝膠型吸油材料。（6）乳液型：粒徑為1μm以下的高分子乳液，其對(duì)油分子具有很強(qiáng)的親合力，主要用于油煙過濾器中，油煙通過時(shí)油分被吸附掉。小結(jié)吸油材料應(yīng)具備吸油性能好、價(jià)格合理、易于再生利用的特點(diǎn)。廉價(jià)、商效、環(huán)保的復(fù)合吸油材料將成為研究的熱點(diǎn)。隨著環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，使用可生物降解吸油材料的呼聲也會(huì)越來越強(qiáng)烈。同時(shí)隨著對(duì)可生物降解吸油材料開發(fā)研究的不斷深入。對(duì)其加工工藝進(jìn)行不斷改進(jìn)。各種價(jià)格便宜、吸油性能卓越的可生物降解吸油材料將會(huì)不斷投放市場，成為吸油材料的主導(dǎo)產(chǎn)品。3.2化學(xué)處理方法3.2.1現(xiàn)場燃燒現(xiàn)場燃燒是指在溢油現(xiàn)場燃燒漂浮在水面上的油。這種技術(shù)主要用于處理近海大型溢油事故。同時(shí)，應(yīng)急反應(yīng)人員還逐漸認(rèn)識(shí)到這種燃燒技術(shù)能夠進(jìn)行快速、安全和有效地處理諸如近海石油勘探、生產(chǎn)、海上輸油管線、油輪事故等發(fā)生的溢油事故，也適用于特定的河流環(huán)境中發(fā)生的溢油事故[29]。盡管用于現(xiàn)場燃燒的設(shè)備和技術(shù)都得到了很大的發(fā)展，溢油的燃燒并不能代替溢油的圍控和溢油的自然消失。無論在什么情況下，雖然人們都會(huì)使用傳統(tǒng)的圍油欄和撇油器進(jìn)行圍控和機(jī)械回收技術(shù)，且能安全有效地發(fā)揮圍油欄和撇油器的作用。然而，在某些情況下，現(xiàn)場燃燒(或使用化學(xué)消油劑)可能是快速而安全地消除大量溢油的唯一方法。(1)點(diǎn)火和燃燒對(duì)油和水的要求如果油層足夠厚、點(diǎn)火區(qū)域面積足夠大和點(diǎn)火溫度足以使油蒸發(fā)，那么就可以燃燒水面上的大部分原油和煉制油。為了防止油層的熱量向油層下面的水產(chǎn)生傳輸損失，油層的最小厚度不少于2～3mm。所有使用新鮮原油進(jìn)行燃燒試驗(yàn)的結(jié)果顯示，當(dāng)油層厚度降低到約1～2mm時(shí)燃燒很快停止。如果油層太薄，水冷卻速度快，熱量損失很快，使油溫降低到油蒸發(fā)溫度以下，而不足以支持油的燃燒。如蒸發(fā)成分少的柴油、風(fēng)化乳化的原油以及C級(jí)燃料油，這種最小燃燒厚度可能達(dá)到8～10mm。維持燃燒的關(guān)鍵是使用防火圍油欄或利用冰或岸線等自然條件圍控溢油保持這一厚度。試驗(yàn)證明，最有效的溢油點(diǎn)火裝置是盡可能多的向油層傳輸熱量、且產(chǎn)生極少的波動(dòng)。使用飛機(jī)布放凝膠燃油是最有效的快速、安全、費(fèi)用消耗最少的點(diǎn)火方法之一。最適合進(jìn)行現(xiàn)場燃燒的環(huán)境條件是波高小于1m、風(fēng)速小于7m/s。適宜于燃燒的時(shí)間條件范圍很寬，從幾個(gè)小時(shí)到幾天。如果由于風(fēng)和海況原因，使溢油迅速擴(kuò)散失去現(xiàn)場燃燒的時(shí)機(jī)。即使有可能控制集中一部分溢油，溢油可能已經(jīng)風(fēng)化和或乳化而不能點(diǎn)火燃燒。通過對(duì)控制的不同乳化程度的溢油進(jìn)行試驗(yàn)顯示，含水量達(dá)50％～70％的溢油也可以點(diǎn)火燃燒，但是，含水量僅10％～20％的溢油點(diǎn)火燃燒極其困難。(2)燃燒速率與效率水面上溢油的燃燒速率是指油層厚度降低的速率，或單位區(qū)域面積內(nèi)溢油容積的減少速率。燃燒效率是指由于燃燒使油從水面上消失的百分比。燃燒效率主要由開始燃燒時(shí)的油層厚度和燃燒后的油層厚度決定?？刂七M(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)表明燃燒效率高于90％，有些燃燒實(shí)驗(yàn)顯示燃燒效率高達(dá)98％～99％[30]。在許多情況下使用現(xiàn)場燃燒技術(shù)消除大量因近海石油勘探、裝卸作業(yè)、海上輸油管線和油船泄漏產(chǎn)生的溢油是非常有效的?，F(xiàn)場燃燒分成3個(gè)階段：圍控欲燃燒的溢油；燃燒圍控或自然圍控的溢油；控制和抑制意外的著火。使用防火圍油欄和航空點(diǎn)火系統(tǒng)控制收集燃燒的溢油。一些關(guān)鍵要素包括：使燃燒的溢油與溢油源保持一定的安全距離；在溢油源的下游進(jìn)行控制燃燒溢油；在海底井噴或損壞的油船的下風(fēng)處立即圍控并燃燒溢油；收集、積厚并點(diǎn)燃已經(jīng)擴(kuò)散的溢油；在岸線攔截處控制燃燒溢油。在下列情況下，溢油擁有相對(duì)的厚度。如風(fēng)將溢油吹向一個(gè)海岸線、浮冰等屏障；在大船、島嶼等的下風(fēng)處；在比較平靜的水面上瞬間泄漏出很多的溢油，形成幾個(gè)毫米厚的臨時(shí)均衡油層。一旦點(diǎn)燃溢油，因燃燒形成的熱力作用使邊緣的溢油向著火區(qū)域流動(dòng)，增加油層厚度，促進(jìn)燃燒。在溢油現(xiàn)場，為了減少著火和爆炸帶來的危險(xiǎn)，有時(shí)讓溢油中的易燃物質(zhì)自然揮發(fā)。從另一方面說，如果對(duì)溢油立即采取圍控措施，可能發(fā)生火災(zāi)，損壞距離溢油現(xiàn)場最近的船舶、設(shè)施或設(shè)備，還可能導(dǎo)致溢油源二次著火，造成更大的損失。使用防火圍油欄阻止燃燒溢油的擴(kuò)散或攔截將要燃燒的油膜，使燃燒的溢油與附近的船舶、碼頭、設(shè)施隔斷，也可以使用防火圍油欄圍控燃燒的溢油，以便進(jìn)行泡沫來滅火。成功燃燒水面溢油需要兩個(gè)先決條件：一個(gè)條件是增加溢油油層厚度的手段；另一個(gè)條件是點(diǎn)火的安全方法。溢油可以被岸線、浮冰或其他物體自然地圍控。防火圍油欄也可以圍控溢油，增加溢油的油層厚度，實(shí)現(xiàn)在溢油源現(xiàn)場燃燒或遠(yuǎn)離溢油源燃燒。(1)防火圍油欄早在70年代，加拿大DOME石油公司研制了一種不銹鋼制成的防火圍油欄，成本昂貴，且笨重。在80年代早期，SHELL石油公司研制了一種在破冰條件下具有溢油應(yīng)急反應(yīng)能力的防火圍油欄。目前，3M公司最新一代防火圍油欄更加牢固、耐火時(shí)間更長。其圍油欄是由陶瓷纖維和耐高溫的浮芯組成。這種防火圍油欄的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作與傳統(tǒng)圍油欄非常相似，并經(jīng)過48h的燃燒試驗(yàn)。美國OILSTOP公司最新研制了體積較小的充氣式防火圍油欄。圖3-11防火圍油欄作業(yè)(2)點(diǎn)火系統(tǒng)一旦使用防火圍油欄圍控溢油，就要燃燒被控制的溢油，根據(jù)要點(diǎn)燃的溢油種類選擇點(diǎn)火裝置。對(duì)一大型溢油、連續(xù)溢油的油層或防火圍油欄已經(jīng)控制的溢油只使用一個(gè)點(diǎn)火裝置就足以。如果溢油已經(jīng)風(fēng)化或乳化，或溢油被風(fēng)波浪攪動(dòng)，可能需要多個(gè)點(diǎn)火裝置才能點(diǎn)火成功。在所有情況下，為了使點(diǎn)火裝置向油膜傳遞足夠的熱量蒸發(fā)溢油并點(diǎn)燃溢油，要求點(diǎn)火裝置對(duì)油層造成最小的擾動(dòng)是非常重要的。在有些情況下，點(diǎn)火源可以是浸有油的破布。還有一些專用的點(diǎn)火裝置，包括：美國SIMPLEX公司生產(chǎn)的直升飛機(jī)拋投點(diǎn)燃火炬裝置，該點(diǎn)火裝置噴灑出大量的凝固燃油滴落在油層表面燃燒。加拿大研制了兩種手動(dòng)點(diǎn)火裝置，“PYROID”和“DOME”點(diǎn)火裝置。安裝在直升飛機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)火裝置噴灑出很多聚苯乙烯小粒，利用噴灑這些聚苯乙烯小粒時(shí)釋放出的化學(xué)熱量點(diǎn)燃這些小粒。最近，加拿大環(huán)保組織做了用商用激光點(diǎn)燃溢油的試驗(yàn)，在一些平靜的水面情況下試驗(yàn)取得了成功。安全注意事項(xiàng)在所有的溢油應(yīng)急反應(yīng)中，人身安全最為重要，在制定任何燃燒程序、現(xiàn)場燃燒或特殊燃燒計(jì)劃時(shí)都必須優(yōu)先制定安全計(jì)劃。指揮人員必須通盤考慮現(xiàn)場燃燒潛在的爆炸危險(xiǎn)性，這種危險(xiǎn)評(píng)估至少包括下列因素：根據(jù)估計(jì)的燃燒溢油的數(shù)量、燃燒速率和燃燒控制措施進(jìn)行預(yù)測燃燒的規(guī)模和持續(xù)的時(shí)間；由于潮流變化、設(shè)備失敗或拖帶圍油欄等情況應(yīng)考慮燃燒地點(diǎn)的變化或可能的變化(這包括因人員、動(dòng)物、船舶等靠近燃燒區(qū)域，直接暴露在燃燒產(chǎn)生的熱量中或暴露在燃燒所產(chǎn)生的煙霧中，而進(jìn)行移動(dòng))；由于偶然或應(yīng)急反應(yīng)原因，可能從燃燒控制區(qū)域?qū)θ紵缬偷囊苿?dòng)和持續(xù)時(shí)間失去控制；應(yīng)考慮到象錨泊船舶、碼頭、橋梁等一些固定的設(shè)施設(shè)備或地點(diǎn)會(huì)直接暴露在溢油燃燒的火焰中或燃燒產(chǎn)物的集中地區(qū)。任何涉及現(xiàn)場燃燒的人員都應(yīng)經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，具備應(yīng)變能力。享受國家職業(yè)安全和健康管理的有關(guān)規(guī)定的權(quán)利，包括涉及有毒有害廢棄物的處理及其應(yīng)急反應(yīng)。更適用于國家有關(guān)規(guī)定，制定有關(guān)安全操作程序。包括使用足夠長的防水圍油欄拖欄，偵察飛機(jī)進(jìn)行偵察，船舶位于上風(fēng)處，監(jiān)測人們居住地區(qū)的空氣質(zhì)量，并提供足夠的人員安全設(shè)備。環(huán)境注意事項(xiàng)人們對(duì)現(xiàn)場燃燒最關(guān)注的是由燃燒產(chǎn)生的煙霧。石油燃燒的主要產(chǎn)物有：煙灰—顆粒狀的會(huì)下沉、煙氣—一氧化碳、二氧化碳和二氧化硫、未燃燒的碳?xì)浠衔锖腿紵Ｓ嗟臍堄辔铩ｋm然煙灰只占燃燒產(chǎn)物比例的很小部分，由于煙灰明顯可見，所以人們更加關(guān)注。由于燃燒限制在防火圍油欄圍控的區(qū)域內(nèi)，典型的火焰直徑不大于30m，燃燒形成的煙灰距離燃燒地點(diǎn)大約有1nmile左右，開始煙灰相對(duì)集中，后來逐漸分散，變成灰色煙云，在沒有風(fēng)的情況下，擴(kuò)散速率逐漸減小。如果稍微有風(fēng)，燃燒同樣規(guī)模的溢油所產(chǎn)生的煙霧就會(huì)被沖淡，使用同樣的檢測設(shè)備就很難進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢測。在圍油欄控制內(nèi)的油的燃燒情況與油池中的油燃燒情況進(jìn)行許多方面的比較，實(shí)驗(yàn)表明，現(xiàn)場燃燒所產(chǎn)生的煙霧中一氧化碳、二氧化氮等含量很低。大約95％的碳燃燒成二氧化碳。人們關(guān)注的環(huán)烷烴也燃燒到較低水平，達(dá)到國家大氣標(biāo)準(zhǔn)[14]。對(duì)一次特定的溢油事故，要做好燃燒溢油區(qū)域的空氣影響和非燃燒區(qū)域的潛在影響的比較。如果對(duì)溢油事故不采取燃燒措施，溢油中的易揮發(fā)組分蒸發(fā)和其他組分散發(fā)到進(jìn)入大氣中。未燃燒的溢油可能移動(dòng)到淺水區(qū)和更敏感的環(huán)境區(qū)域。溢油還可能影響岸線或沉積到海底。在有些情況下，總的感覺是燃燒產(chǎn)生的負(fù)面影響減少，燃燒產(chǎn)物(溫度、空氣污染)的影響時(shí)間短，損害減少。無論采取何種燃燒形式，溢油燃燒產(chǎn)生的殘余物數(shù)量遠(yuǎn)比原來的溢油數(shù)量少，一般只占溢油的2％~5％。由于水的冷卻，燃燒殘?jiān)?，粘度很高，在風(fēng)和流的作用下，積聚在一起，容易使用圍油欄圍控。在所有情況下，為了確保安全地進(jìn)行現(xiàn)場燃燒，減少對(duì)環(huán)境的影響，應(yīng)對(duì)控制燃燒的規(guī)模進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)現(xiàn)場燃燒進(jìn)行精心計(jì)劃。只有