海洋石油污染及治理措施

1、海洋石油污染及治理措施石油是海洋環(huán)境最為重要的污染物之一。它不僅威脅著海洋生態(tài)安全，而且其致癌物通過(guò)在海洋生物體內(nèi)濃縮蓄積給人類(lèi)也會(huì)造成嚴(yán)重的健康危害。嚴(yán)峻的海洋石油污染的現(xiàn)實(shí)已經(jīng)使其治理工作迫在眉睫。石油的理化性質(zhì)石油烴生物降解的程度取決于油的化學(xué)組成、微生物的種類(lèi)和數(shù)量以及環(huán)境參數(shù),如溫度、營(yíng)養(yǎng)鹽、陸源污染物、鹽度、海流、氧含量等。石油在海水中存在的物理形式對(duì)石油的生物降解有很大影響。液態(tài)芳烴在水-烴界面能被細(xì)菌代謝,但在固態(tài)時(shí)卻很難被利用。石油化學(xué)組分不同也明顯地影響它們被降解的速率。在各組分中,飽和烴最容易降解,其次是低分子量的芳香族烴類(lèi)化合物,高分子量的芳香族烴類(lèi)化合物、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)

2、則極難降解。不同烴類(lèi)化合物的降解率模式是:正烷烴分枝烷烴低分子量芳香烴多環(huán)芳烴。石油烴類(lèi)化合物組成成分的差異直接影響其生物降解速率,低硫、高飽和烴的粗油最易降解,高硫、高芳香烴類(lèi)化合物的純油則很難降解。1我國(guó)及全球海洋石油污染的現(xiàn)狀海洋占了地球表面積的71%，為人們提供了豐富的生產(chǎn)、生活資源和空間資源，是全球生命支持系統(tǒng)的重要組成部分。近十年來(lái)，隨著沿海河口、港灣地區(qū)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，造成海洋環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問(wèn)題日益嚴(yán)重。海上的石油勘探與開(kāi)發(fā)及航運(yùn)事故中的大量溢油等龐雜的污染物進(jìn)入河口、海灣和近岸海域，使得沿海海域的水質(zhì)、底質(zhì)和生態(tài)環(huán)境不斷惡化，我國(guó)近海承受著前所未有的環(huán)境污染壓力。這些有毒

3、污染物在環(huán)境中的積累和食物鏈的累積效應(yīng)已成為當(dāng)今一大不可忽視的環(huán)境問(wèn)題。目前全球面臨的主要近海污染問(wèn)題是石油等有機(jī)物污染、富營(yíng)養(yǎng)化、赤潮、重金屬污染、非降解垃圾污染以及放射性污染等。近年來(lái)，隨著我國(guó)沿海城市的開(kāi)發(fā)，使得港口碼頭年吞吐量逐年增加，加之港口碼頭水體遷移能力差，導(dǎo)致潮流速度減少，流向改變，水交換能力變?nèi)?，淤積速度增大，這樣污染物的稀釋擴(kuò)散和自?xún)糇饔貌焕?，這給海洋環(huán)境帶來(lái)很大的壓力，近海海域石油污染亦呈增加趨勢(shì)。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)世界主要石油泄漏的事故也頻頻發(fā)生：2010年1月23日美國(guó)得克薩斯州阿瑟港油輪與牽引船相撞，造成船體損壞，泄露原油數(shù)量高達(dá)1.1萬(wàn)桶，約170萬(wàn)L。2010年

4、4月20日，英國(guó)石油公司墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺(tái)爆炸，每天有2.53萬(wàn)桶原油流入墨西哥灣，形成5180km2的污染區(qū)，造成美國(guó)史上最大的海洋環(huán)境災(zāi)難。2010年7月16日，我國(guó)遼寧大連新港鎮(zhèn)中石油儲(chǔ)備庫(kù)輸油管道爆炸起火，據(jù)估算有1500t原油進(jìn)入海洋，受污染海域擴(kuò)大到430km2。2011年6月，中海油康菲油田出現(xiàn)漏油事故，在蓬萊19-3油田海域和西北部海域溢油污染面積超過(guò)5500km2，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)十億人民幣。國(guó)土資源部最新數(shù)據(jù)顯示，最近的“十一五”期間，全國(guó)發(fā)生41起海洋石油勘探開(kāi)發(fā)溢油事故。由此可見(jiàn)，重大海洋石油污染事故屢屢發(fā)生，海洋石油污染事態(tài)極其嚴(yán)重。2社會(huì)危害(1)石油污染對(duì)

5、漁業(yè)的危害:由于石油污染抑制光合作用,降低溶解氧含量,破壞生物生理機(jī)能,海洋漁業(yè)資源正逐步衰退。(2)石油污染刺激赤潮的發(fā)生:據(jù)研究,在石油污染嚴(yán)重的海區(qū),赤潮的發(fā)生概率增加,雖然赤潮發(fā)生機(jī)理尚無(wú)定論,但應(yīng)考慮石油烴類(lèi)在其中的作用。(3)石油污染對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響:海洋中的石油易附著在漁船網(wǎng)具上,加大清洗難度,降低網(wǎng)具效率,增加捕撈成本,造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。而對(duì)海灘曬鹽廠,受污海水無(wú)疑難以使用,對(duì)于海水淡化廠和其他需要以海水為原料的企業(yè)。(4)石油污染對(duì)旅游業(yè)的影響:海洋石油極易貼岸而玷污海灘等極具吸引力的海濱娛樂(lè)場(chǎng)所,影響濱海城市形象。3海洋石油污染的防治措施目前，常用的海洋石油污染的治理方法

6、主要有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。3.1物理處理法主要是用物理方法和機(jī)械裝置消除海面及海岸帶油污染，又可分為：清污船和回收裝置?；厥昭b置種類(lèi)較多，可根據(jù)海況和氣象條件的不同，選用不同的裝置；圍油欄。當(dāng)石油泄露到海面后，首先用圍油欄將其圍住，防止其擴(kuò)散，然后再處理、回收。圍油欄具有滯油性、隨波性強(qiáng)等性能。一般常用于港口碼頭；吸油材料。具有親油憎水性，可在其表面吸附石油，然后通過(guò)回收吸油材料方式回收石油。其原料包括高分子材料、無(wú)機(jī)多孔物質(zhì)和纖維等。3.2化學(xué)處理法主要包括以下幾種:燃燒法。通過(guò)燃燒將大量浮油在短時(shí)間內(nèi)徹底燒凈,但不完全燃燒會(huì)放出濃煙，產(chǎn)生大量芳烴化合物，仍會(huì)污染海洋和大氣；乳化劑

7、?？梢詫⒂土７稚⒊尚∮偷?。使其易于和海水充分混合利于降解。但只能處理低濃度油，且使用時(shí)有必要考慮其本身的毒性；凝油劑?？蓪⒂湍鄢烧吵砦镄纬梢环N回收的凝聚物的物質(zhì)，用機(jī)械方法除去；集油劑?？稍黾佑捅砻鎻埩?，增加油膜厚度，然后用物理方法除去。該法需定期用藥，且用量較大；沉降劑?？墒故臀匠两档胶５?，但這樣會(huì)將油污染帶到海洋底部，危害底棲生物。3.3生物處理法與化學(xué)、物理方法相比，生物修復(fù)對(duì)人和環(huán)境造成的影響小，且修復(fù)費(fèi)用僅為傳統(tǒng)物理、化學(xué)修復(fù)的30%50%。生物修復(fù)以其投入小，無(wú)二次污染的優(yōu)勢(shì)被視為最有前途和經(jīng)濟(jì)有效的環(huán)境治理方式。20世紀(jì)80年代末美國(guó)在ExxonVadez油輪石油泄露的生物

8、修復(fù)項(xiàng)目中，短時(shí)間內(nèi)清除了污染，治理了環(huán)境，是生物修復(fù)成功應(yīng)用的開(kāi)端，同時(shí)也開(kāi)創(chuàng)了生物修復(fù)在治理海洋污染中的應(yīng)用。海洋中降解石油烴微生物的分布特點(diǎn)海洋中石油降解微生物的分布特點(diǎn)為近海、海灣等石油污染嚴(yán)重的地區(qū),石油降解微生物的數(shù)量亦多。在遠(yuǎn)洋,石油降解微生物的數(shù)量和石油的多少無(wú)關(guān),而與細(xì)菌數(shù)量多少有關(guān),即海水中養(yǎng)分多則細(xì)菌數(shù)量多,相應(yīng)地石油降解微生物也多。因此在外洋由于營(yíng)養(yǎng)貧乏,石油降解微生物很少,一旦受到污染,不容易很快消除,后果較為嚴(yán)重。降解石油烴微生物通常生長(zhǎng)在油水界面上,而不是油液中。石油降解微生物的種類(lèi)和數(shù)量對(duì)海洋石油烴的降解有明顯影響。不同微生物種類(lèi)對(duì)石油烴的降解能力差別較大，同一

9、菌株對(duì)不同烴類(lèi)的利用能力差別也較大，混合培養(yǎng)的微生物對(duì)石油烴的降解比純培養(yǎng)快。石油污染能夠誘導(dǎo)降解石油的微生物種群生長(zhǎng)，未受石油污染地區(qū)的石油降解菌不到1，但受污染地區(qū)石油降解菌比例和數(shù)量明顯上升，說(shuō)明石油污染能富集石油降解菌。4.海洋石油生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例20世紀(jì)80年代末美國(guó)成功修復(fù)ExxonValdez油輪石油泄漏，開(kāi)創(chuàng)了生物修復(fù)在治理海洋污染中的應(yīng)用。受污染的海面和海灘通?？刹捎?種方式進(jìn)行修復(fù)：投加表面活性劑，增加石油(1)與海水中微生物的接觸面積；投加高效降解(2)石油的微生物，增加微生物的種群數(shù)量；投(3)加氮、磷等營(yíng)養(yǎng)源，促進(jìn)土著微生物對(duì)石油的降解1。由于表面活性劑可能具有毒性并在環(huán)境中積累；引入高效降解菌不能對(duì)土著微生物保持長(zhǎng)久競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)會(huì)引起相應(yīng)的生態(tài)和社會(huì)問(wèn)題，不同學(xué)者對(duì)是否應(yīng)投入高效微生物及其是否在生物修復(fù)中起作用意見(jiàn)不一，因此對(duì)投加營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行石油污染海洋環(huán)境生物修復(fù)研究相對(duì)較多。目前主要有3種形式：緩釋型。該類(lèi)營(yíng)養(yǎng)3(1)鹽具有合適的釋放速率，通過(guò)海潮可緩慢釋放營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。親油型。親油肥料可使?fàn)I養(yǎng)鹽“溶(2)解”到油中，在油相中螯合的營(yíng)養(yǎng)鹽可以促進(jìn)細(xì)菌在表面生長(zhǎng)。水溶型。該類(lèi)產(chǎn)品會(huì)被海水(3)溶解，可以解決下層水體及沉積物的污染問(wèn)題海洋石油污染是當(dāng)前國(guó)際上較為突出的問(wèn)題，全球每天都有大小船只和油輪穿梭于各大海域中，油輪的溢油沉船事件也時(shí)有發(fā)生，