防城港港区石油污染海洋的防治措施
更新时间：2015-03-12 15:51
来源：论文网
作者:
阅读：1754
摘要：本文概述了石油污染在海洋中的原因、对生态环境和社会的危害，针对可能突发的漏油事件提出了管理措施和技术措施，其中在原有的技术措施中提出了微波技术、微生物表面活性剂和基因工程菌等新途降解海洋中的石油污染。为切实防治石油污染提供切实可行的意见和方法。
关键词：海洋,石油,污染,防治措施
前言
当美国墨西哥湾漏油造成无可估计的经济损失和生态破坏还未从人们的脑海中淡去时，中国大连新港的漏油事件破坏生态再一次刺激了人们的神经。在当代，石油作为全球性的污染物，据统计，世界上没制造6500桶石油，至少有2桶因种种原因流进大海!海洋石油来源可分为天然来源与人为活动来源两类。天然来源是指海底石油的渗漏、陆地渗漏、通过河流输送以及微生物对烃类的合成等;而人为活动来源则是多种途径的，主要的海洋石油来源主要是通过三个途径进入海洋的：(1)船舶和运输;(2)河流和沿海工业;(3)海上油井、输油管道及其他来源。其中海洋石油污染的主要来源是油轮溢油及其它航运溢油，大约每年为147万t，是石油年入海量的46%。据联合国环境规划署报告，全球每年生产的32×10t石油中，约有1/1000即32×10t进入海洋环境中。
防城港市作为广西重要的海路航道港口，每年无数的油船和货船将给防城港工口及附件的海洋带来生态危害，一但发生漏油事件而港区未能采取迅速准确的措施手段制止漏油事件，必将给当地海域带来无法估计的经济损失和生态破坏。海洋石油污染一旦发生将会对海洋生态平衡造成的恶劣影响，至少可延续数十年以上。本文通过以前漏油事件对海洋生态环境差生的破坏进行分析，提出切实可行的解决方案，未将来及时应对防城港港区突发漏油事件提供参考依据。
2石油污染在海洋中的危害
2.1石油污染给海洋生态带来的严重危害
2.1.1不透明的油膜降低了光的通透性，其反射的阳光比进入海水的量大2~4倍，使上层海水吸收的太阳热量减少10%，水温下降，使受污染海域藻类的光合作用受到严重影响，其结果一方面使海洋产氧量减少(据估计，海洋藻类光合作用所放出的氧气占全球产氧量的1/4)。另一方面，分散和乳化油侵入海洋植物体内，破坏叶绿素，阻碍细胞正常分裂，堵塞植物呼吸孔道，藻类生长不良影响和制约了海洋动物的生长和繁殖，从而对整个海洋生态系统发生影响。
2.1.2油膜覆盖于海面，通过海气界面向大气输送的水汽减少，使之接近于零，海面风传递给海面的动力通量锐减，大大阻碍了海水对大气中O和CO气体的吸收和交换。O的交换被阻碍导致海洋中的O被消耗后无法由大气中补充，同时石油的降解大量消耗水体中的O，然而海水复氧的主要途径大气溶氧又被油膜阻碍，直接导致海水的缺O。CO交换被阻首先破坏了海洋中CO平衡，妨碍海洋从大气中吸收CO形成HCO、CO盐缓冲海洋PH值的功能，从而，破坏了海洋中溶解气体的循环平衡。
2.1.3最严重的石油污染往往发生在生物生产力最丰富的近海区域。人类食用的绝大部分甲壳类和约一半的海洋鱼类出产于该区域。石油溢出后使污染区内的这两类海洋动物迅速死亡。海鸟也难以幸免。
2.1.4海面浮油内所含的稠环芳香烃对生物体呈剧毒，且毒性明显与芳环的数目和烷基化程度有关。首先大分子化合物的绝对毒性很高，而在水中，低分子类由于具有很强的水溶性和后续的很大生物可利用率，据分析，污染海域鱼、虾及海参体内3,4-苯并芘(致癌物)浓度明显增高。一旦通过食物链进入人体，必将对人们身体健康带来巨大隐患。
2.1.5石油中有些烃类与一些海洋动物的化学信息(外激素)相同，或是化学结构类似，从而影响这些海洋动物的行为。许多鱼、虾、蟹、龟的行为，例如觅食、归巢、交配、迁徙等，均靠某些烃类传递信息。且海面浮油可萃取分散于海水中的氯烃，对浮游生物、甲壳类动物和晚上浮上海面活动的鱼苗产生有害影响，或直接接触后死亡，或影响其生理、繁殖与行为。因石油污染造成的这种化学信息泛滥对海洋生物的危害也是极其严重的。
2.1.6由于油轮溢油和油井喷油事件主要发生在近海区域，焦油团块在海浪作用下解体，成为微细颗粒，这些微粒最终被生物分解;另一部分则在海潮和风的作用下迅速的蔓延到滨海湿地，从而破坏了滨海湿地的生态系统。这些石油污染物在世界海洋中、海底和海岸长期存在，给海洋生态系统带来了灾难性的影响。
2.2石油污染给社会带来的严重危害
2.2.1由于石油污染抑制海洋中藻类的光合作用，降低溶解氧含量，破坏生物生理机能，海洋渔业资源正逐步衰退。
2.2.2据研究调查，在石油污染严重的海洋区域，赤潮的发生概率增加，极端气候对各地区社会和环境都带来负面影响。
2.2.3海洋石油极易贴岸而玷污海滩等极具吸引力的海滨娱乐场所，影响城市旅游业的发展和滨海城市形象。
2.2.4海洋中的石油易附着在渔船网具上，加大清洗难度，降低网具使用效率，提高捕捞成本，造成巨大经济损失。同时，对海滩晒盐厂，受污海水无疑难以使用，对于海水淡化厂和其他需要以海水为原料的企业，受污染海水将大幅增加企业生产成本。
3石油污染在海洋中的防治措施
3.1管理措施
3.1.1建立漏油防治管理体系
首先各级有关港区内的政府部门必须建立起相互联系的体系，改变过去各部门各自管理自己本区域的事务，增加相互交流，信息沟通，达到相互合作监督，避免突发漏油事故发生时缺少协调统一领导，造成错失最佳处理的时机，造成污染事态的扩大化。
3.1.2漏油发生源的管理
漏油发生源是指大型油轮、海底管线、原油终端等可造成泄露石油事故的点源。加强维修、检查、监督以及制定强制性的作业要求是比较有效的措施。浅海石油开发公司的漏油源主要来自于单井导管架平台和海上运输油轮。制定严格的装卸油制度和完善海上HSE管理体系，可以降低漏油源的漏油风险;对轮机操作人员和海上石油作业人员的良好教育，是保证制度和体系有效实施的关键;加强日常的巡回检查制度，保证安全设备设施完好有效，将漏油事故概率降到最小。
3.1.3漏油事故响应计划、训练与管理
漏油事故响应计划、训练与管理师通过制定详细可行的应急预案和配合默契的组织协调以提高应急响应的后果。包括应急组织、应急设施、应急能力、人员训练等方面。
3.2技术措施
目前国际上通行的治理及回收石油的技术、方法大概分以下几类：
3.2.1物理处理法：如使用清污船及附属回收装置、围油栏、吸油材料及磁性分离等。
3.2.2化学处理法：如燃烧、使用化学处理剂(如乳化分散剂、凝油剂、集油剂、沉降剂)等。
3.2.3生物处理法：人工选择、培育，甚至改良这些噬油微生物，然后将其投放到受污海域，进行人工石油烃类生物降解。
其中，生物降解法的优点在于迅速、无残毒、低成本，是目前研究的重点。微生物降解石油烃的速率主要与微生物的种类和数量及其介质的温度有关，还与石油组分的性质和分散的程度有关，分散程度大，降解的速率也大。
4石油污染在海洋中的新技术
4.1微波加速油水分离与污油回收
从理论上讲，微波加热可加速油水分离过程，这主要是由于微波辐射可显著加快水中油滴的上升速度(或油中水滴的下降速度)和凝聚速率。微波加热的作用之一是可使乳浊液的黏度降低。若体系为油水乳浊液，即水中含油，油以油滴分散在水中，水相是连续的。与普通加热一样，微波加热可使乳浊液温度上升，但微波加热温度上升更快，且加热体内外温度可同时上升。
微波加热的另外一个作用是可加速凝聚过程。由于微波是频率很高的电磁波，施加微波后，会使极性分子加速旋转，从而中和胶体的ξ电势。下表所示为施加微波对油水乳浊液中油滴表面ξ电势的影响。施加微波后，油滴的ξ电势明显下降。由于ξ电势的降低，油滴凝聚速率加快，油滴直径迅速加大，见表1。
表1微波对油水乳浊液中油滴表面ξ电势的影响
4.2生物表面活性剂，加速石油的降解生物表面活性剂(Biosurfactants，简称BS)是细菌、真菌和酵母在某一特定条件下(如合适的碳源、氮源、有机营养物、pH值以及温度)，在其生长过程中分泌产生的具有一定表面活性的代谢产物，可以增强非极性底物的乳化作用和溶解作用，促进微生物在非极性底物中的生长;还能形成大小适宜的油滴，有助于底物和养分向微生物细胞的输送，大幅度提高石油的分解速率。
像石油这样高分子量的疏水性化合物能持久存在的原因之一是低水溶性，从而限制了微生物降解利用率。生物表面活性剂能加强其在键和基质(如烃类)上的生长，使其明显增加脱附趋势和增加在水中的溶解性。能明显降低表面张力的生物表面活性，使疏水物分子移动上也是有效的，可使其在生物降解方面得以利用。
4.3基因工程菌
基因工程菌是将不同细菌的降解基因进行重组，将分属于不同细菌个体中的污染物代谢途径组合起来以构建具有特殊降解功能的超级降解菌，可以有效地提高微生物的降解能力，从而提高生物修复效果。通常石油降解菌只能降解某一种石油成分，并且由于石油的种类不同，所需降解菌也不相同，天然环境中存在的石油降解菌不能高效地降解多种石油成分，同时，复杂的烃类化合物混合物的降解需要有混合菌株的参与，但不同菌株之间可能会产生竞争或拮抗作用，从而对降解产生负面影响。目前在研制基因工程菌时，都采用给细胞增加某些遗传缺陷的方法或是使用携带一段“自杀基因”，使该工程菌在非指定底物或非指定环境中不易生存或发生降解作用。
5结语
随着经济的增长，各个国家对石油的需求日益增大，石油污染已经成为环境领域中的一个突出问题。与传统的或现代的物理、化学和生物修复方法相比，关键还是要制定相关的政策和管理制度，从漏油发生源上降低发生的概率。同时，我们都要善于把各种治理方法技术之间的优势综合起来利用，各种技术之间的互补和辅助，处理效果更具有明显优势。但我们也应看到治理漏油事件涉及了微生物学、生态学、工程学、水文学、化学等多学科的知识，因此有必要加强该领域的研究。
参考文献
1 倪桂才, 高芹忠, 赵文芳. 石油污染对海洋生态环境的影响与防治对策[J]. 生产与环境,2005,5(12).
2 万邦和.海洋石油污染及其危害.海洋环境科学,1986 (3):55~63
3 LevyEMetal.Globaloilpullution.IOC(c),198
4 郭清根.海洋石油污染的生物强化修复.当代经理人,2006(21):1410-1411
5 林建,朱跃姿,蔡俊青.海上溢油的回收及处理[J].福建能源开发与节约,2001(1):628
6 王伟洁,吴长江.海洋石油污染对渔业的危害及其防治对策.资源保护,1995(2):20-21
7 曲维政,邓声贵,岳淑红.海洋石油污染对海气正常交换过程的破坏性影响.自然灾害学报,2002(4):55-59
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
关键词：海洋,石油,污染,防治措施
前言
当美国墨西哥湾漏油造成无可估计的经济损失和生态破坏还未从人们的脑海中淡去时，中国大连新港的漏油事件破坏生态再一次刺激了人们的神经。在当代，石油作为全球性的污染物，据统计，世界上没制造6500桶石油，至少有2桶因种种原因流进大海!海洋石油来源可分为天然来源与人为活动来源两类。天然来源是指海底石油的渗漏、陆地渗漏、通过河流输送以及微生物对烃类的合成等;而人为活动来源则是多种途径的，主要的海洋石油来源主要是通过三个途径进入海洋的：(1)船舶和运输;(2)河流和沿海工业;(3)海上油井、输油管道及其他来源。其中海洋石油污染的主要来源是油轮溢油及其它航运溢油，大约每年为147万t，是石油年入海量的46%。据联合国环境规划署报告，全球每年生产的32×10t石油中，约有1/1000即32×10t进入海洋环境中。
防城港市作为广西重要的海路航道港口，每年无数的油船和货船将给防城港工口及附件的海洋带来生态危害，一但发生漏油事件而港区未能采取迅速准确的措施手段制止漏油事件，必将给当地海域带来无法估计的经济损失和生态破坏。海洋石油污染一旦发生将会对海洋生态平衡造成的恶劣影响，至少可延续数十年以上。本文通过以前漏油事件对海洋生态环境差生的破坏进行分析，提出切实可行的解决方案，未将来及时应对防城港港区突发漏油事件提供参考依据。
2石油污染在海洋中的危害
2.1石油污染给海洋生态带来的严重危害
2.1.1不透明的油膜降低了光的通透性，其反射的阳光比进入海水的量大2~4倍，使上层海水吸收的太阳热量减少10%，水温下降，使受污染海域藻类的光合作用受到严重影响，其结果一方面使海洋产氧量减少(据估计，海洋藻类光合作用所放出的氧气占全球产氧量的1/4)。另一方面，分散和乳化油侵入海洋植物体内，破坏叶绿素，阻碍细胞正常分裂，堵塞植物呼吸孔道，藻类生长不良影响和制约了海洋动物的生长和繁殖，从而对整个海洋生态系统发生影响。
2.1.2油膜覆盖于海面，通过海气界面向大气输送的水汽减少，使之接近于零，海面风传递给海面的动力通量锐减，大大阻碍了海水对大气中O和CO气体的吸收和交换。O的交换被阻碍导致海洋中的O被消耗后无法由大气中补充，同时石油的降解大量消耗水体中的O，然而海水复氧的主要途径大气溶氧又被油膜阻碍，直接导致海水的缺O。CO交换被阻首先破坏了海洋中CO平衡，妨碍海洋从大气中吸收CO形成HCO、CO盐缓冲海洋PH值的功能，从而，破坏了海洋中溶解气体的循环平衡。
2.1.3最严重的石油污染往往发生在生物生产力最丰富的近海区域。人类食用的绝大部分甲壳类和约一半的海洋鱼类出产于该区域。石油溢出后使污染区内的这两类海洋动物迅速死亡。海鸟也难以幸免。
2.1.4海面浮油内所含的稠环芳香烃对生物体呈剧毒，且毒性明显与芳环的数目和烷基化程度有关。首先大分子化合物的绝对毒性很高，而在水中，低分子类由于具有很强的水溶性和后续的很大生物可利用率，据分析，污染海域鱼、虾及海参体内3,4-苯并芘(致癌物)浓度明显增高。一旦通过食物链进入人体，必将对人们身体健康带来巨大隐患。
2.1.5石油中有些烃类与一些海洋动物的化学信息(外激素)相同，或是化学结构类似，从而影响这些海洋动物的行为。许多鱼、虾、蟹、龟的行为，例如觅食、归巢、交配、迁徙等，均靠某些烃类传递信息。且海面浮油可萃取分散于海水中的氯烃，对浮游生物、甲壳类动物和晚上浮上海面活动的鱼苗产生有害影响，或直接接触后死亡，或影响其生理、繁殖与行为。因石油污染造成的这种化学信息泛滥对海洋生物的危害也是极其严重的。
2.1.6由于油轮溢油和油井喷油事件主要发生在近海区域，焦油团块在海浪作用下解体，成为微细颗粒，这些微粒最终被生物分解;另一部分则在海潮和风的作用下迅速的蔓延到滨海湿地，从而破坏了滨海湿地的生态系统。这些石油污染物在世界海洋中、海底和海岸长期存在，给海洋生态系统带来了灾难性的影响。
2.2石油污染给社会带来的严重危害
2.2.1由于石油污染抑制海洋中藻类的光合作用，降低溶解氧含量，破坏生物生理机能，海洋渔业资源正逐步衰退。
2.2.2据研究调查，在石油污染严重的海洋区域，赤潮的发生概率增加，极端气候对各地区社会和环境都带来负面影响。
2.2.3海洋石油极易贴岸而玷污海滩等极具吸引力的海滨娱乐场所，影响城市旅游业的发展和滨海城市形象。
2.2.4海洋中的石油易附着在渔船网具上，加大清洗难度，降低网具使用效率，提高捕捞成本，造成巨大经济损失。同时，对海滩晒盐厂，受污海水无疑难以使用，对于海水淡化厂和其他需要以海水为原料的企业，受污染海水将大幅增加企业生产成本。
3石油污染在海洋中的防治措施
3.1管理措施
3.1.1建立漏油防治管理体系
首先各级有关港区内的政府部门必须建立起相互联系的体系，改变过去各部门各自管理自己本区域的事务，增加相互交流，信息沟通，达到相互合作监督，避免突发漏油事故发生时缺少协调统一领导，造成错失最佳处理的时机，造成污染事态的扩大化。
3.1.2漏油发生源的管理
漏油发生源是指大型油轮、海底管线、原油终端等可造成泄露石油事故的点源。加强维修、检查、监督以及制定强制性的作业要求是比较有效的措施。浅海石油开发公司的漏油源主要来自于单井导管架平台和海上运输油轮。制定严格的装卸油制度和完善海上HSE管理体系，可以降低漏油源的漏油风险;对轮机操作人员和海上石油作业人员的良好教育，是保证制度和体系有效实施的关键;加强日常的巡回检查制度，保证安全设备设施完好有效，将漏油事故概率降到最小。
3.1.3漏油事故响应计划、训练与管理
漏油事故响应计划、训练与管理师通过制定详细可行的应急预案和配合默契的组织协调以提高应急响应的后果。包括应急组织、应急设施、应急能力、人员训练等方面。
3.2技术措施
目前国际上通行的治理及回收石油的技术、方法大概分以下几类：
3.2.1物理处理法：如使用清污船及附属回收装置、围油栏、吸油材料及磁性分离等。
3.2.2化学处理法：如燃烧、使用化学处理剂(如乳化分散剂、凝油剂、集油剂、沉降剂)等。
3.2.3生物处理法：人工选择、培育，甚至改良这些噬油微生物，然后将其投放到受污海域，进行人工石油烃类生物降解。
其中，生物降解法的优点在于迅速、无残毒、低成本，是目前研究的重点。微生物降解石油烃的速率主要与微生物的种类和数量及其介质的温度有关，还与石油组分的性质和分散的程度有关，分散程度大，降解的速率也大。
4石油污染在海洋中的新技术
4.1微波加速油水分离与污油回收
从理论上讲，微波加热可加速油水分离过程，这主要是由于微波辐射可显著加快水中油滴的上升速度(或油中水滴的下降速度)和凝聚速率。微波加热的作用之一是可使乳浊液的黏度降低。若体系为油水乳浊液，即水中含油，油以油滴分散在水中，水相是连续的。与普通加热一样，微波加热可使乳浊液温度上升，但微波加热温度上升更快，且加热体内外温度可同时上升。
微波加热的另外一个作用是可加速凝聚过程。由于微波是频率很高的电磁波，施加微波后，会使极性分子加速旋转，从而中和胶体的ξ电势。下表所示为施加微波对油水乳浊液中油滴表面ξ电势的影响。施加微波后，油滴的ξ电势明显下降。由于ξ电势的降低，油滴凝聚速率加快，油滴直径迅速加大，见表1。
表1微波对油水乳浊液中油滴表面ξ电势的影响
| 温度/℃ | 微波辐射 | ξ电势/mV | ξ电势降低百分率/% |
| 116.8 | 无 | 55.2 | |
| 有 | 45.1 | 18.3 | |
| 103.8 | 无 | 55.9 | |
| 有 | 45.8 | 18.1 | |
| 96.0 | 无 | 38.0 | |
| 有 | 34.7 | 8.68 |
像石油这样高分子量的疏水性化合物能持久存在的原因之一是低水溶性，从而限制了微生物降解利用率。生物表面活性剂能加强其在键和基质(如烃类)上的生长，使其明显增加脱附趋势和增加在水中的溶解性。能明显降低表面张力的生物表面活性，使疏水物分子移动上也是有效的，可使其在生物降解方面得以利用。
4.3基因工程菌
基因工程菌是将不同细菌的降解基因进行重组，将分属于不同细菌个体中的污染物代谢途径组合起来以构建具有特殊降解功能的超级降解菌，可以有效地提高微生物的降解能力，从而提高生物修复效果。通常石油降解菌只能降解某一种石油成分，并且由于石油的种类不同，所需降解菌也不相同，天然环境中存在的石油降解菌不能高效地降解多种石油成分，同时，复杂的烃类化合物混合物的降解需要有混合菌株的参与，但不同菌株之间可能会产生竞争或拮抗作用，从而对降解产生负面影响。目前在研制基因工程菌时，都采用给细胞增加某些遗传缺陷的方法或是使用携带一段“自杀基因”，使该工程菌在非指定底物或非指定环境中不易生存或发生降解作用。
5结语
随着经济的增长，各个国家对石油的需求日益增大，石油污染已经成为环境领域中的一个突出问题。与传统的或现代的物理、化学和生物修复方法相比，关键还是要制定相关的政策和管理制度，从漏油发生源上降低发生的概率。同时，我们都要善于把各种治理方法技术之间的优势综合起来利用，各种技术之间的互补和辅助，处理效果更具有明显优势。但我们也应看到治理漏油事件涉及了微生物学、生态学、工程学、水文学、化学等多学科的知识，因此有必要加强该领域的研究。
参考文献
1 倪桂才, 高芹忠, 赵文芳. 石油污染对海洋生态环境的影响与防治对策[J]. 生产与环境,2005,5(12).
2 万邦和.海洋石油污染及其危害.海洋环境科学,1986 (3):55~63
3 LevyEMetal.Globaloilpullution.IOC(c),198
4 郭清根.海洋石油污染的生物强化修复.当代经理人,2006(21):1410-1411
5 林建,朱跃姿,蔡俊青.海上溢油的回收及处理[J].福建能源开发与节约,2001(1):628
6 王伟洁,吴长江.海洋石油污染对渔业的危害及其防治对策.资源保护,1995(2):20-21
7 曲维政,邓声贵,岳淑红.海洋石油污染对海气正常交换过程的破坏性影响.自然灾害学报,2002(4):55-59
声明：转载此文是出于传递更多信息之目的。若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请作者持权属证明与本网联系，我们将及时更正、删除，谢谢。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
