海上石油污染

海上石油污染

石油入海後的變化 石油入海後即發生一系列複雜變化,包括擴散,蒸發,溶解,乳化,光化學氧化,微生物氧化,沉降,形成瀝青球,以及沿著食物鏈轉移等過程。這些過程在時、空上雖有先後和大小的差異,但大多是互動進行的。

概述,① 擴散,② 蒸發,③ 氧化,④ 溶解,⑤ 乳化,⑥ 沉積,⑦ 海洋生物對石油烴的降解和吸收,影響和危害,對環境的影響,海洋石油污染事故,防治,

概述

石油及其煉製品(汽油煤油柴油等)在開採、煉製、貯運和使用過程中進入海洋環境而造成的污染。是目前一種世界性的嚴重的海洋污染。
來源及入海途徑  進入海洋環境的石油及其煉製品主要來自:經河流或直接向海洋注入的各種含油廢水;海上油船漏油、排放和油船事故等;海底油田開採溢漏及井噴;逸入大氣中的石油烴的沉降及海底自然溢油等。目前經由各種途徑進入海洋的石油烴年約 600萬噸,排入中國沿海的石油烴年約10萬噸(數據僅供參考)。
海上石油污染主要發生在河口、港灣及近海水域,海上運油線和海底油田周圍。
參考:南洋東華生物公司網站

① 擴散

入海石油首先在重力、慣性力、摩擦力和表面張力的作用下,在海洋表面迅速擴展成薄膜,進而在風浪和海流作用下被分割成大小不等的塊狀或帶狀油膜,隨風漂移擴散。擴散是消除局部海域石油污染的主要過程。風是影響油在海面漂移的最主要因素,油的漂移速度大約為風速的百分之三。中國山東半島沿岸發現的漂油,冬季在半島北岸較多,春季在半島的南岸較多,也主要是風的影響所致。石油中的等非烴組分是表面活性劑,能促進石油的擴散。

② 蒸發

石油在擴散和漂移過程中,輕組分通過蒸發逸入大氣,其速率隨分子量沸點、油膜表面積厚度和海況而不同。含碳原子數小於12的烴在入海幾小時內便大部分蒸發逸走,碳原子數在12~20的烴的蒸發要經過若干星期,碳原子數大於20的烴不易蒸發。蒸發作用是海洋油污染自然消失的一個重要因素。通過蒸發作用大約消除泄入海中石油總量的1/4~1/3。

③ 氧化

海面油膜在光和微量元素的催化下發生自氧化和光化學氧化反應,氧化是石油化學降解的主要途徑,其速率取決於石油烴的化學特性。擴散、蒸發和氧化過程在石油入海後的若干天內對水體石油的消失起重要作用,其中擴散速率高於自然分解速率。

④ 溶解

低分子烴和有些極性化合物還會溶入海水中。正鏈烷在水中的溶解度與其分子量成反比,芳烴的溶解度大於鏈烷。溶解作用和蒸發作用儘管都是低分子烴的效應,但它們對水環境的影響卻不同。石油烴溶于海水中,易被海洋生物吸收而產生有害的影響。

⑤ 乳化

石油入海後,由於海流、渦流、潮汐和風浪的攪動,容易發生乳化作用。乳化有兩種形式:油包水乳化和水包油乳化,前者較穩定,常聚成外觀像冰淇淋狀的塊或球,較長期在水面上漂浮;後者較不穩定且易消失。油溢後如使用分散劑有助於水包油乳化的形成,加速海面油污的去除,也加速生物對石油的吸收。

⑥ 沉積

海面的石油經過蒸發和溶解後,形成緻密的分散離子,聚合成瀝青塊,或吸附於其他顆粒物上,最後沉降于海底,或漂浮上海灘。在海流和海浪的作用下,沉入海底的石油或石油氧化產物,還可再上浮到海面,造成二次污染。

⑦ 海洋生物對石油烴的降解和吸收

北京大學BDB系列石油降解菌對中國海域做出來了巨大的貢獻,環境學院科學家在中國近海提取的本土微生物在降解石油烴方面起著重要的作用。投入使用後,烴類降解菌廣泛分布於海水和海底泥中(石油烴降解菌)。
除此,海洋植物海洋動物也能降解一些石油烴。浮游海藻和定生海藻可直接從海水中吸收或吸附溶解的石油烴類。海洋動物會攝食吸附有石油的顆粒物質,溶於水中的石油可通過消化道或鰓進入它們的體內。由於石油烴是脂溶性的,因此,海洋生物體內石油烴的含量一般隨著脂肪的含量增大而增高。在清潔海水中,海洋動物體內積累的石油可以比較快地排出,迄今,我們建議使用BDB石油降解菌,預防石油烴沿著食物鏈擴大惡化的趨勢愈來愈重。
石油泄入海後,從海中消失的速度及影響的範圍,依入海的地點、油的數量和特性,油的回收和消油方法,海洋環境的因素而有很大的差異。如較高的水溫有利於油的消失。實驗證明,油從水中消失一半所需的時間,在溫度為10°C時大約為 2個半月;當水溫升至18~20°C時,為30天;而在25~30°C時,降至20天(數據僅供參考)。滲入沉積物的石油消除較難,所需時間要幾個月至幾年。

影響和危害

對環境的影響

石油在海面形成的油膜能阻礙大氣與海水之間的氣體交換,影響了海面對電磁輻射的吸收、傳遞和反射。長期覆蓋在極地冰面的油膜,會增強冰塊吸熱能力,加速冰層融化,對全球海平面變化和長期氣候變化造成潛在影響。海面和海水中的石油會溶解鹵代烴等污染物中的親油組分,降低其界面間遷移轉化速率。石油污染會破壞海濱風景區和海濱浴場。如1983年12月,“東方大使”號油輪在青島膠州灣觸礁擱淺,溢油3000多噸,嚴重地污染了青島海濱及膠州灣。②對生物的危害。油膜減弱了太陽輻射透入海水的能量,會影響海洋植物的光合作用。油膜沾污海獸的皮毛和海鳥羽毛,溶解其中的油脂物質,使它們失去保溫、游泳或飛行的能力。石油污染物會干擾生物的攝食、繁殖、生長、行為和生物的趨化性等能力。受石油嚴重污染的海域還會導致個別生物種豐度和分布的變化,從而改變群落的種類組成。高濃度的石油會降低微型藻類的固氮能力,阻礙其生長,終而導致其死亡。沉降於潮間帶和淺水海底的石油,使一些動物幼蟲、海藻孢子失去適宜的固著基質或使其成體降低固著能力。石油會滲入大米草和紅樹等較高等的植物體內,改變細胞的滲透性等生理機能,嚴重的油污染甚至會導致這些潮間帶和鹽沼植物的死亡。石油對海洋生物的化學毒性,依油的種類和成分而不同。通常,煉製油的毒性要高於原油,低分子烴的毒性要大於高分子烴,在各種烴類中,其毒性一般按芳香烴烯烴環烴鏈烴的順序而依次下降。石油烴對海洋生物的毒害,主要是破壞細胞膜的正常結構和透性,干擾生物體的酶系,進而影響生物體的正常生理、生化過程。如油污能降低浮游植物的光合作用強度,阻礙細胞的分裂、繁殖,使許多動物的胚胎和幼體發育異常、生長遲緩;油污還能使一些動物致病,如魚鰓壞死、皮膚糜爛、患胃病以至致癌。③對水產業的影響。油污會改變某些經濟魚類的洄游路線;沾污魚網、養殖器材和漁獲物;著了油污的魚、貝等海產食品,難於銷售或不能食用。

海洋石油污染事故

主要指油輪失事和海上油田井噴等事故。近20年來,已發生多起超級油輪事故,如1967年 3月“托利卡尼翁”號油輪在英吉利海峽觸礁失事是一起嚴重的海洋石油污染事故。該輪觸礁後,10天內所載的11.8萬噸原油除一小部分在轟炸沉船時燃燒掉外,其餘全部流入海中,近140公里的海岸受到嚴重污染。受污海域有 25000多隻海鳥死亡,50~90%的鯡魚卵不能孵化,幼魚也瀕於絕跡。為處理這起事故,英、法兩國出動了42艘船,1400多人,使用10萬噸消油劑,兩國為此損失 800多萬美元。相隔11年,1978年超級油輪“阿莫戈·卡迪茲”號在法國西北部布列塔尼半島布列斯特海灣觸礁,22萬噸原油全部泄入海中,是又一次嚴重的油污染事故。
直至目前,最嚴重的海上油田井噴事故是墨西哥灣“Ixtoc-I”油井井噴,該井1979年6月發生井噴,一直到1980年 3月24日才封住,共漏出原油47.6萬噸,使墨西哥灣部分水域受到嚴重污染。
內容
由於世界石油運輸主要依靠海上運輸,而油船在航行中擱淺、碰撞、觸礁、起火爆炸以及船體本身結構破損等造成的溢油事故,在世界各地,每年大約溢出原油20萬噸~40萬噸。
1967年3月下旬,位於英國康沃爾海岸到錫利群島之間的馬溫特海灣,到處都是一片死亡景象。螃蟹海膽鰲蝦和各種魚類陳屍海灘,海面上是一大片醬黑粘稠的原油。原來在這個月的18日,一艘美國的超級油輪“托里·卡尼”號不慎碰觸在名叫“七塊石”的暗礁上,8個油槽當即損壞6個,石油大量泄漏出來。為打通航道,最後用飛機炸沉了油船,所載70多萬噸原油全部瀉入大海。
1978年3月下旬,美國巨型油輪“阿莫柯·卡迪茲”號在法國布勒塔尼海岸線外觸礁斷裂為二。兩個星期之內,它往海中漏出的原油達22萬噸,造成歷史上最大的漏油事件,浸污海灘達160千米長,不計其數的魚類死亡。
1989年3月24日,美國9.5萬噸級的“埃克林·瓦爾德茲”號油輪在阿拉斯加州威廉王子灣觸礁,船體破裂,2.32萬桶的原油泄漏在海上。油膜覆蓋了大約1600平方千米的海水。水上的浮油蔓延達4600平方千米。使1萬隻海獺,10萬隻海鳥受害。
1991年1月17日開始的海灣戰爭破壞了大批油井,使大量的原油流入海中,形成的原油帶長96千米,寬16千米,漂流的原油估計多達1100萬桶,這是海上石油污染事件中最嚴重的一起。海灣地區有700多口油井在燃燒,每小時噴出1900噸二氧化硫等污染物質,其煙霧擴散到印度,俄羅斯和非洲部分地區,並造成地中海、整個海灣地區以及伊朗部分地區降黑雨。
墨西哥灣擁有282口海底油井,再加固態垃圾的傾倒,嚴重污染了200萬平方千米海域,來自油井的油和其他燃料,在海的表面形成厚厚的凝聚層。由於油的污染,沿海的一些海鳥不再下蛋,即使下蛋,蛋殼也很容易破碎。有毒物質也影響到了像螈魚和其他游入江河產卵的魚類的正常回遊規律,因為它們被受到污染物的海流所包圍。墨西哥海軍打撈出16.1萬種浸在水中的含油物,以及來自墨西哥海灘與港口中的1202噸垃圾。

防治

制定有關法規,制止海洋活動過程中非法排放含油污水,嚴格控制沿岸煉油廠和其他工廠含油污水的排放。監測監視海區石油污染狀況,改進油輪的導航通訊等設備的性能,防止海難事故。發生石油污染後,可套用圍油欄等把浮油阻隔包圍起來,防止其擴散和漂流,並用各種機械設備儘量加以回收,對無法回收的薄油膜或分散在水中的油粒,靜止使用所謂低毒性化學消油試劑,採用BDB石油降解菌噴灑,用本地生物的方法修復石油水域污染。
鑒於回收和消除海上油污的技術和方法尚待改進,港灣和近海地形複雜,因此,目前尚難全部消除海上油污。若遇上惡劣的氣象條件,石油收回處理方式需要改進。

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