華科海洋石油污染及凈化

1、海洋石油污染及凈化1 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前每年通過各種各樣的渠道泄入海洋的石油及石油產(chǎn)品，余額占全世界石油產(chǎn)量的0.5%，傾注到海洋中的石油量達(dá)到2001000萬噸。 每年由于航運(yùn)而排入海洋的石油污染達(dá)160220萬噸，其中1/3左右是油輪在海上發(fā)生事故而導(dǎo)致石油泄漏造成的。 每年死于海洋石油污染的海鳥多達(dá)數(shù)十萬只。 海洋石油污染現(xiàn)狀1. 1.世界嚴(yán)峻局勢世界嚴(yán)峻局勢2 我國海上各種溢油事故每年約發(fā)生500起； 近二十年來，沿海海域發(fā)生船舶溢油量在50噸以上的事故多達(dá)50余起； 沿海地區(qū)海水含油量已超過國家規(guī)定的海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的28倍； 2000年我國海水中油類含量超過國家級、級海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海域

2、仍有5.4104 km2。2. 2.令人堪憂的我國局勢令人堪憂的我國局勢3 2010年4月20日，英國石油公司在美國墨西哥灣租用的鉆井平臺“深水地平線”發(fā)生爆炸，導(dǎo)致大量石油泄漏，釀成一場經(jīng)濟(jì)和環(huán)境慘劇。實(shí)例.美國墨西哥灣原油泄漏4 墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺爆炸由一個(gè)甲烷氣泡引發(fā)。另外，漏油最后一道防線“防噴閥”先前發(fā)生過失效的狀況。 “深水地平線”裝備一套自動(dòng)備用系統(tǒng)。這套系統(tǒng)應(yīng)在工人未能啟動(dòng)“防噴閥”時(shí)激活它，但當(dāng)時(shí)也沒有發(fā)揮作用。 事發(fā)后，英國石油公司企圖借助水下機(jī)器人啟動(dòng)“防噴閥”，未能奏效。美聯(lián)社報(bào)道，自從聯(lián)邦政府監(jiān)管人員放松設(shè)備檢測后，數(shù)年間數(shù)座鉆井平臺的“防噴閥”未能發(fā)揮應(yīng)

3、有作用。泄漏原因5損失情況更糟糕糟糕透頂糟糕6 墨西哥灣在長達(dá)10年的時(shí)間里將成為一片廢海，造成的經(jīng)濟(jì)損失將以數(shù)千億美元計(jì)。損失情況漏油事件已經(jīng)對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成影響，海鮮和進(jìn)口食品價(jià)格已經(jīng)上漲，汽油也可能因此漲價(jià)。7火攻法小金鐘罩虹吸法引流法人工島圍欄沙壩化學(xué)分解處理方法有關(guān)方面在網(wǎng)上征求了近7800條來自全世界網(wǎng)民的建議，最奇特的方法還有“核爆法”和制作長寬兩英里的蜂窩水泥大盤法等。8 石油持續(xù)從海下流出；天然石油很容易跟海水融在一起；產(chǎn)生的粘稠混合物很難燃燒，甚至很難清理；這個(gè)季節(jié)的這片海域是非常脆弱的新生命的誕生地；海岸線上有大量很難清理的沼澤。最難清除的是沼澤地上的浮油，這里是深水地平線

4、泄漏的石油最先流向的地方。沼澤非常脆弱，清理浮油的嘗試會對它造成嚴(yán)重破壞。浮油一旦滲入，必須砍掉沼澤上的草才行。它還能滲透到土壤下面，在這種情況下很難清除石油。吃石油的正常細(xì)菌必須有氧氣才能產(chǎn)生作用，在沼澤地的土壤里，它們沒有足夠氧氣進(jìn)行這一過程。此時(shí)正值墨西哥灣一年一度的魚類產(chǎn)卵和浮游生物繁盛期，也是這個(gè)脆弱的生態(tài)系統(tǒng)最易遭受破壞的階段。泄漏清理9 7月15日，監(jiān)控墨西哥灣海底漏油油井的攝像頭拍攝的視頻截圖顯示，漏油油井裝上新的控油裝置后再無原油漏出的跡象。在墨西哥灣漏油事件發(fā)生近3個(gè)月后，英國石油公司15日宣布，新的控油裝置已成功罩住水下漏油點(diǎn)，“再無原油流入墨西哥灣”。 英國石油公司是在

5、對漏油油井進(jìn)行“油井完整性測試”后宣布這一結(jié)果的。該公司于10日卸除了舊的控制漏油裝置，換上了目前的控油罩。 據(jù)美國媒體報(bào)道，接下來需要觀察新控油罩封住漏油后，是否造成油井其他地方出現(xiàn)漏油點(diǎn)。 英國石油公司管理人員此前曾表示，即使新裝置能完全控制漏油，英國石油公司將繼續(xù)打減壓井，因?yàn)檫@是永久性封住漏油油井的最可靠方法。鬧劇終結(jié)尾10石油污染是指石油開采、運(yùn)輸、裝卸、加工和使用過程中，由于泄漏和排放石油引起的污染。石油污染定義11土壤污染水體污染（以海洋為主）空氣污染污染區(qū)域分類121.自然來源（約占8%）2.人類活動(dòng)（約占92%）來源1.慢性長期輸入2.突發(fā)性輸 入輸入類型海洋中石油烴類13輸

6、入類型：14漂浮在水面的油膜凝聚態(tài)殘留物（包括海上漂流的焦油球和沉積物中的殘留物）溶解分散態(tài)（包括溶解、乳化狀態(tài)）海洋石油烴類存在形式15石油進(jìn)入海洋后，首先在海面上擴(kuò)散形成油膜。隨著油膜的擴(kuò)散和風(fēng)、波、流的作用，油膜越來越薄，然后通過物理、化學(xué)過程發(fā)生轉(zhuǎn)化，部分蒸發(fā)，部分轉(zhuǎn)化成溶解態(tài)和乳化態(tài)，其殘留物凝固成固體顆粒，進(jìn)而發(fā)生各種降解沉淀。上述存在形式的發(fā)展16 .泄漏和排放進(jìn)入水體（江、河、湖、海）的石油和石油制品在水面形成的油膜會阻止空氣中的氧空氣中的氧進(jìn)入水體，而且石油的降解也需要消耗大量的氧，從而使被油污染水域部分缺氧，水生動(dòng)物則因缺氧而死亡。 .據(jù)研究，每滴石油在水面上能形成0.25

7、 m2的油膜，每噸石油可能覆蓋5106 m2的水面。油膜會隔絕大氣和海洋的氣體交換氣體交換，影響大氣和海洋的熱交換，對局部地區(qū)的水文氣象條件可能產(chǎn)生一定的影響。海洋石油烴類危害17 .不透明的油膜降低了光的通透性光的通透性,是受污染水域藻類光合作用受到嚴(yán)重影響。 .海面浮油內(nèi)的一些有毒物質(zhì)有毒物質(zhì)會進(jìn)入海洋生物的食物鏈。最嚴(yán)重的石油污染往往發(fā)生在生物生產(chǎn)力最豐富的近海區(qū)域，人類食用的絕大部分甲殼類和約一半海洋魚類都出產(chǎn)于該區(qū)域。海洋石油烴類危害18 .海洋浮油可萃取分散于海水中的氯烴氯烴，并把這些毒物濃集到海水表面，對浮游生物、甲殼類動(dòng)物和晚上浮上海面活動(dòng)的魚苗產(chǎn)生有害影響。 .石油中的有些烴

8、類與一些海洋動(dòng)物的化學(xué)信息化學(xué)信息外激素相同，或是化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，從而影響這些海洋動(dòng)物的行為。海洋石油烴類危害19觸目驚心20 在自然條件下，石油進(jìn)入海洋后，發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化。石油的自然凈化擴(kuò)散生物作用沉積乳化溶解氧化蒸發(fā)21石油運(yùn)動(dòng)和遷移過程22物理處理化學(xué)處理生物處理石油污染的治理23.圍欄法：用圍欄將其圍住，阻止其在海面擴(kuò)散，然后再設(shè)法回收。.撇油器：撇油器是在不改變石油的物理化學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上將石油回收。.吸油材料：可使用親油性的吸油材料，使溢油被粘在其表面而被吸附回收。1.物理處理法：圍堵和回收海面上殘留的石油，與其它處理方法（燃燒法、吸油材料、消油劑分解、生物降解等緊密配合。24

9、在溢油事故發(fā)生后,為了能找到與海面狀況和溢油類型相匹配的最合適的處理方法,必須建立一個(gè)圍欄、撇油器、重油撇油器、吸油材料、分散劑、凝油劑等等與溢油類型、發(fā)生地點(diǎn)海面狀況、水流速度、天氣狀況等因素相對應(yīng)的指導(dǎo)表. 以下資料數(shù)據(jù)選自海洋石油污染處理方法優(yōu)化配置及具體案例應(yīng)用王 輝, 張麗萍(浙江大學(xué)環(huán)資與資源學(xué)院, 土水資源與環(huán)境研究所, 浙江杭州 310029 )。2526分散劑分散劑可以減少石油和水之間的表面張力使溢油在水面乳化形成O/W型乳狀液,將浮油分散成油珠。凝油劑 它可使石油膠凝成粘稠物或堅(jiān)硬的果凍狀物。其優(yōu)點(diǎn)是毒性低, 不受風(fēng)浪影響,能有效防止油擴(kuò)散。其他化學(xué)制品用于破壞油水混合物的

10、破乳劑; 用于加速石油生物降解的生物修復(fù)化合物; 此外還有燃燒劑和粘性添加劑等。2.化學(xué)處理方法：改變石油的物理化學(xué)性質(zhì)，可以直接應(yīng)用于溢油處理，也可以作為物理處理的后續(xù)處理。27生物修復(fù)技術(shù)原理特點(diǎn)技術(shù)3.新興的溢油處理方法 生物修復(fù)技術(shù)28 原理：某些天然存在于海洋或土壤中的微生物有較強(qiáng)的氧化分解石油的能力, 可以利用微生物的這一特性來清除海上溢油。 特點(diǎn)：生物處理法不會引起二次污染, 可以和其他能夠加快生物自然降解的添加劑結(jié)合使用, 與化學(xué)、物理方法相比, 生物修復(fù)對人和環(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% 。原理特點(diǎn)29投加表面活性劑促進(jìn)微生物對石油烴的

11、利用；提供微生物生長繁殖所需的條件 (提供O2或其他電子受體, 施加營養(yǎng))；添加能高效降解石油污染物的微生物。技術(shù)30烷烴仲醇酮酯伯醇和脂肪酸羥酸、醛進(jìn)一步代謝生物降解的機(jī)理鏈烷烴伯醇醛和脂肪酸進(jìn)一步代謝氧化酶攻擊末端甲基氧化 -氧化插入氧次末端氧化裂解氧化 -氧化31石油的理化性質(zhì)微生物的種類環(huán)境因素影響生物修復(fù)的因素環(huán)境參數(shù)：溫度 營養(yǎng)鹽 氧 陸源污染物32 目前看來, 油污染海灘的生物修復(fù)主要以施加營養(yǎng)為主, 缺乏同其他幾種技術(shù)的交叉和融合。同時(shí), 由于生物修復(fù)面對的是多相、非均質(zhì)的復(fù)雜系統(tǒng), 涉及到微生物學(xué)、工程學(xué)、生態(tài)學(xué)、地質(zhì)學(xué)、化學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識, 其作用機(jī)理仍不甚明了。目前生物

12、修復(fù)的發(fā)展耐鹽植物或?yàn)橛行緩?3 1.生態(tài)問題：人為改造生態(tài)環(huán)境，引來外來生物而造成的生物入侵問題已不勝枚舉。因此應(yīng)在采取生物修復(fù)法解決海洋石油污染問題前重點(diǎn)評估生態(tài)破壞問題。 2.營養(yǎng)鹽的二次污染問題：如果海域發(fā)生大規(guī)模石油污染，大范圍的營養(yǎng)鹽投入，一般會因投入量過剩而造成某種程度的富營養(yǎng)化生物修復(fù)存在的問題34減少石油污染抑制溢油污染的最好方法就是控制溢油事故的發(fā)生, 這比處理溢油帶來的可以預(yù)計(jì)和難以預(yù)料的后果要好的多。然而溢油事故總是要發(fā)生的, 我們采用各種物理的、化學(xué)的等方法去處理溢油污就是為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境, 而海岸生態(tài)環(huán)境則是溢油污染處理的主要目標(biāo)。最后值得關(guān)注的問題351.制定有

13、關(guān)法規(guī)，制止海洋活動(dòng)過程中非法排放含油污水，嚴(yán)格控制沿岸煉油廠和其他工廠含油污水的排放。2.監(jiān)測監(jiān)視海區(qū)石油污染狀況，改進(jìn)油輪的導(dǎo)航通訊等設(shè)備的性能,3.發(fā)生石油污染后,可應(yīng)用圍油欄等把浮油阻隔包圍起來，防止其擴(kuò)散和漂流，并用各種機(jī)械設(shè)備盡量加以回收，對無法回收的薄油膜或分散在水中的油粒，可以噴灑各種低毒性的化學(xué)消油劑。防治措施36 1967年3月，利比里亞油輪托雷峽谷號在英國錫利群島附近海域沉沒，12萬噸原油傾入大海，浮油漂至法國海岸。 1978年3月，利比里亞油輪阿莫科加的斯號在法國西部布列塔尼附近海域沉沒，23萬噸原油泄漏，沿海400公里區(qū)域受到污染。 1979年6月，墨西哥灣一處油井發(fā)

14、生爆炸，100萬噸石油流入墨西哥灣，產(chǎn)生大面積浮油。 1989年3月，美國埃克森公司瓦爾德斯號油輪在阿拉斯加州威廉王子灣擱淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區(qū)域受到污染，當(dāng)?shù)仵q魚和鯡魚近于滅絕，數(shù)十家企業(yè)破產(chǎn)或?yàn)l臨倒閉。這是美國歷史上最嚴(yán)重的海洋污染事故。 1991年1月，海灣戰(zhàn)爭期間，伊拉克軍隊(duì)撤出科威特前點(diǎn)燃科威特境內(nèi)油井，多達(dá)100萬噸石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里區(qū)域。歷史上重大石油污染事件觸目驚心37 1992年12月，希臘油輪愛琴海號在西班牙西北部拉科魯尼亞港附近觸礁擱淺，后在狂風(fēng)巨浪沖擊下斷為兩截，至少6萬多噸原油泄漏，污染加利西亞沿岸200公里區(qū)域。 1996年

15、2月，利比里亞油輪海上女王號在英國西部威爾士圣安角附近觸礁，14。7萬噸原油泄漏，致死超過2.5萬只水鳥。 1999年12月，馬耳他籍油輪埃里卡號在法國西北部海域遭遇風(fēng)暴，斷裂沉沒，泄漏1萬多噸重油，沿海400公里區(qū)域受到污染。 2002年11月，利比里亞籍油輪威望號在西班牙西北部海域解體沉沒，至少6。3萬噸重油泄漏。法國、西班牙及葡萄牙共計(jì)數(shù)千公里海岸受污染，數(shù)萬只海鳥死亡。歷史上重大石油污染事件觸目驚心38 2007年11月，裝載4700噸重油的俄羅斯油輪“伏爾加石油139”號在刻赤海峽遭遇狂風(fēng)，解體沉沒，3000多噸重油泄漏，致出事海域遭嚴(yán)重污染。 2010年4月，位于美國南部墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺發(fā)生爆炸，事故造成的原油泄漏形成了一條長達(dá)100多公里的污染帶，造成嚴(yán)重污染。 2010年7月16日18時(shí)20分，在宇宙寶石油輪已暫停卸油作業(yè)的情況下，輝盛達(dá)公司和祥誠公司繼續(xù)向輸油管道中注入含有強(qiáng)氧化劑的原油脫硫劑，造成輸油管道內(nèi)發(fā)生化學(xué)爆炸，大火頃刻而發(fā),迅速殃及大連保稅區(qū)油庫，一個(gè)10萬立方米油罐爆裂起火。導(dǎo)致1500噸原油泄露,曾經(jīng)碧波蕩漾的大連灣油污遍布。歷史上重大石