錢國棟，何曉晨，趙宇鵬，安偉

(中海石油環(huán)保服務(天津)有限公司 天津 300457)

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岸灘溢油清理技術發(fā)展現(xiàn)狀及對我國應急能力建設的啟示

錢國棟，何曉晨，趙宇鵬，安偉

(中海石油環(huán)保服務(天津)有限公司 天津 300457)

大規(guī)模海上溢油造成的油污上岸現(xiàn)象會對岸灘環(huán)境及其生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞，應用高效的岸灘溢油清理技術手段對岸灘修復具有重要意義。文章對重點岸灘溢油事故進行統(tǒng)計，分析典型岸灘溢油事故的清理技術和方法，并著重介紹目前國際上先進的岸灘溢油清理技術裝備和產(chǎn)品；結合我國岸灘溢油清理技術現(xiàn)狀，從政策引導、技術研發(fā)、應急管理和公眾參與的角度提出對我國岸灘溢油清理能力建設的建議。

海上溢油；應急響應；海洋環(huán)境；裝備技術；污染治理

自20世紀中葉始，由于國際范圍經(jīng)濟復蘇的需求，海上石油開采和運輸活動日益頻繁，導致海上溢油事故時有發(fā)生，溢油上岸會對岸灘環(huán)境及其生態(tài)系統(tǒng)造成嚴重破壞。與溢油污染海面相比，溢油污染岸灘的行為特點更為復雜，岸灘上擱淺油污的處置難度更大。根據(jù)岸灘基質和溢油本身性質的不同，溢油會粘附在岸灘表面或下滲、埋藏[1]。岸灘上擱淺油污的流動性較低，常規(guī)的海上溢油應急設備如撇油器等不再適用，需要根據(jù)岸灘油污的特點選擇專業(yè)的清理設備。國際上經(jīng)過多年岸灘油污清理經(jīng)驗的積累和專業(yè)技術的改進，已相繼研發(fā)多種不同性能的岸灘溢油清理技術裝備，基本滿足岸灘溢油清理的需要[2]。目前我國在岸灘溢油清理技術領域的研究較少，而充分認識岸灘溢油清理技術的發(fā)展現(xiàn)狀，對于我國岸灘溢油清理技術能力的建設和提升非常重要。

1 岸灘溢油事故及清理手段

1.1 岸灘溢油事故統(tǒng)計

海上溢油事故發(fā)生后，在風、浪、流等環(huán)境條件的影響下，海面油污會發(fā)生漂移和擴散，往往造成油污上岸。通過對資料文獻的調研，從20世紀60年代至今，國際范圍內造成顯著岸灘污染的主要海上溢油事故共計11起。例如：1990年的Arabian Gulf Kuwait事故，溢油量為100萬t，污染沙灘500 km；2010年的Deepwater Horizon事故，溢油量65萬t，污染沙灘2 113 km。

1.2 典型岸灘溢油事故的清理技術

1969年，美國Santa Barbara 海峽的一個鉆井平臺發(fā)生原油泄漏，導致加利福尼亞州56 km海岸線受到污染，使約3 600只鳥死亡以及數(shù)不清的魚類和海洋無脊椎動物受到影響[3]。這一事故促進美國環(huán)境保護意識的覺醒，隨后美國出臺新的法規(guī)，并在聯(lián)邦政府和工業(yè)界的支持下開始研究和開發(fā)，其中就包括岸灘溢油清理技術和裝備的研發(fā)。國際范圍內海上溢油事故的持續(xù)發(fā)生，在一定程度上推動岸灘溢油清理技術的進步和革新。

1989年，Exxon油輪在威廉王子灣擱淺，1 100余n mile的岸線受到原油污染。在岸線清理的早期階段，優(yōu)先考慮對岸線上仍具有流動性的油污進行沖洗并圍控回收。由于崎嶇的巖石岸線類型，人員和機械裝置無法通過陸地到達岸線附近，只能采用裝載有雨淋系統(tǒng)的登陸艇開展油污清理作業(yè)。雨淋系統(tǒng)由液壓泵、軟管和歧管組成，可以調用大量的現(xiàn)場海水沖洗污染岸線。登陸艇還載有自調節(jié)壓力清洗單元，能夠提供沖洗用的小體積高壓水。登陸艇是Exxon Valdez溢油事故重要的岸線油污處理手段，共使用60余艘。隨著海岸上殘留油污體積逐漸減少并且風化成團，改用挖掘機和推土機進行固態(tài)油污的最后清理[4]。

1996年2月，Sea Empress油輪在英國威爾士附近海域發(fā)生觸礁，約10 000 t油水乳化物和360 t重質燃料油上岸，污染岸線長達200 km，污染岸線類型包括巖石、卵石、礫石、沙灘、泥灘等。英國交通運輸部海洋污染控制中心、當?shù)卣块T和油企業(yè)聯(lián)合開展岸灘清理作業(yè)。清理操作為[5-6]：①大片油污的清理。岸線上受污染的卵石被轉移至填埋場或清洗站處理。沙灘上的大量油污采用裝載有刮片的車輛刮進凹坑或溝槽，然后通過拖拉機或真空拖車轉移；同時采用大體積的低壓水沖洗，在與岸線平行的方向挖溝以圍控住油水混合物，通過真空罐車回收。②二次清理。巖石岸線的油污通過自然去除，在高敏感性區(qū)域采用人工刷洗或擦洗的方式清除；黏附在卵石上的油污采用人工刮擦的方式處理，或是將受污染的卵石轉移至低潮水位置進行沖浪洗滌；沙灘上原油污染的大量沙子通過鏟車轉移并處理，殘余的少量油污通過人工回收，或通過翻耕的方式加速原油風化消失；對于泥灘采用低壓水沖洗，或通過自然降解去除。

2010年4月，墨西哥灣Deepwater Horizon半潛平臺發(fā)生爆炸，造成87 d持續(xù)溢油，共約2 113 km海岸線受到污染，其中沙灘占50.8%、沼澤地占44.9%、其他類型岸線占4.3%[7]。泄漏的原油在海面發(fā)生顯著的蒸發(fā)和乳化形成穩(wěn)定的乳化物，到達沙灘岸線后易形成黏性的沙球或沙層；在風和波浪的沖刷作用下，表面油污會被掩埋。沙灘上表層油污的清理采用大量的拖帶式或自動力式沙灘清潔機；對于油污被埋藏至次表層的沙灘，采用Ozzies和SandShark兩種具有挖掘功能的篩分設備，其中SandShark是一種自走式裝載機牽引雙振動篩的拖車，在阿拉巴馬州和佛羅里達州的岸線清理中得到應用；對于更大埋藏深度的油污，使用農(nóng)業(yè)機械翻耕處理[8]。此外，沙灘溢油清理也采用原位清洗和沖浪洗滌的手段。

2 岸灘溢油清理技術設備

岸灘溢油清理包括機械清理、人工清除、高壓/低壓水沖洗、清洗、沖浪洗滌和自然修復等手段，常用的清理設備包括真空回收設備、親油材料黏附回收設備、海灘清潔機等專業(yè)設備，以及鏟車、挖掘機、平地機等通用農(nóng)耕設備。根據(jù)溢油形態(tài)、溢油量和岸線類型的不同，岸灘清理技術手段也有所不同。本文對幾種典型的專業(yè)清理設備和產(chǎn)品進行介紹。

2.1 真空回收設備

真空回收裝備包括便攜式真空系統(tǒng)、拖車或撬裝式真空系統(tǒng)和真空卡車等多種類型。其中，便攜式真空系統(tǒng)具有容量小、便于攜帶的優(yōu)點，可以在大型設備難以到達的崎嶇岸灘上使用；拖車或撬裝式真空系統(tǒng)可以回收較大體積的表層油污，但其有效性受到岸灘可達性和設備自身重量的限制。

真空回收設備適宜回收低、中黏度油污，對高黏油污回收效果較差。一些經(jīng)過改進的便攜式回收裝置包括清洗和真空回收功能，能夠使油污松散后方便回收。

2007年韓國在“Hebei Spirit”溢油事故處置中，采用Mini-Vac和SMBC-50兩種真空設備對沙灘表層的大片液體油污和乳化物進行回收，取得良好的效果。

2.2 親油材料黏附回收設備

岸灘上的液態(tài)油污可以采用親油材料黏附回收設備回收，這種設備由親油輥和刷式裝置組成，其中親油輥是包裹著親油材料的旋轉滾輪。親油回收設備包括手推式和機械掛帶式，適用于比較平坦的岸灘類型。

1979年，針對擱淺在海岸上的新鮮溢油，Cedre研制出一種沙灘油污選擇性能好、輕質、易操作的親油回收設備。由于親油材料對風化油污的吸附性能比較差，親油材料的選擇主要依靠物理黏附。親油回收設備在Erica和Prestige oil spills溢油事故處置中得到應用[9-10]，但由于其總體上應用有限，并沒有獲得很大關注。

2.3 海灘清潔機

大量的拖帶式或自動力式海灘清潔機用于休閑沙灘表層油污的清理，其作用原理是通過刮板或耙齒收集表層油污染沙子，然后經(jīng)過篩分將油污和沙子分離。海灘清潔機適用于清理固體或半固體油污殘留物，如焦油球與沙子的混合物，在許多沙灘油污清理作業(yè)中得到應用。

2.4 表面清洗劑

在早期的溢油應急處置作業(yè)中，通常使用消油劑輔助清洗岸線表層油污[11]。但消油劑會導致油污分散，增加油污回收難度；在沙灘上使用消油劑產(chǎn)品，分散油污會通過沙灘間隙下滲，造成油污沙子體積增大；消油劑的毒性也會對岸灘生物群體造成威脅。

1989年Exxon Valdez溢油事故發(fā)生后，表面清洗劑產(chǎn)品開始被研發(fā)[12-13]。表面清洗劑是由具有較高HLB值的表面活性劑組成，HLB值在11以上；與消油劑相比，表面清洗劑親水性更強、親油性較弱，能夠將油污從岸灘表層剝離而不會使油污分散；表面清洗劑專門應用于低潮時擱淺在海灘上的油污，由低壓水沖洗并通過撇油系統(tǒng)回收，這種方法可以在對岸灘造成最小物理損壞的前提下回收大量的油污。

由于以往對溢油事故的關注點主要集中在對海上油污的處置，對表面清洗劑應用的相關報道較少。實際上表面清洗劑在海上溢油造成的岸灘污染清理中具有良好的效果，可以推廣使用。但需注意其對岸灘表面老化油污的清洗效果不理想，高壓沖洗等高能量作用下可能會造成油污分散，生物毒性應進一步降低。

3 對我國岸灘溢油清理能力建設的啟示

3.1 我國岸灘溢油清理能力現(xiàn)狀

通過借鑒國外先進的岸灘溢油清理技術方法，并結合實際溢油處置經(jīng)驗，國內相關機構提出岸灘溢油清理的指導文件。但由于缺乏對專業(yè)技術的掌握和專業(yè)設備的支持，仍無法有效應對溢油污染岸灘的狀況。在2010年大連“7.16”輸油管線爆炸事故中，大面積海岸線受到原油污染，當時采用物理置換、人工清理和高壓清洗的手段進行油污清理，技術水平低下，清理作業(yè)產(chǎn)生大量廢棄物，同時缺乏對岸灘環(huán)境敏感性的考慮；在黃島“11.22”溢油事故處置中，由于巖石岸線地形限制，挖掘機等機械設備無法進入，而是主要依靠人工手段對石頭間隙的油污進行回收，作業(yè)效率較低。

為滿足渤海灣灘涂溢油應急處置的需要，中國石油海上應急救援響應中心從國外定制6臺小型專用兩棲溢油回收車。該回收車可在陸地和海水中安全航行，具有油污回收和臨時儲存能力[14]。中海石油環(huán)保服務(天津)有限公司目前已經(jīng)開展岸灘溢油清理相關技術和設備的研發(fā)，研發(fā)成果將直接應用于溢油應急處置作業(yè)，從而提高岸灘溢油清理作業(yè)能力和水平。

3.2 啟示和建議

3.2.1 加強政策引導，推進溢油應急能力建設規(guī)劃實施

2016年1月，由交通運輸部牽頭制定的《國家重大海上溢油應急能力建設規(guī)劃(2015—2020年)》得到國務院批復，其中對岸灘溢油清理能力建設做出明確規(guī)劃。《規(guī)劃》指出，要設立重大科研專項，加大灘涂溢油清除技術及裝備的研發(fā)，實現(xiàn)“沿海各省(自治區(qū)、直轄市)岸線溢油清除能力和回收物陸上接收處理能力可達到10 000 t”的規(guī)劃目標。該《規(guī)劃》的提出可以引導政府各主管部門和科研單位提高積極性，推進岸灘溢油清理技術能力建設。

3.2.2 加強岸灘溢油清理關鍵技術和裝備研發(fā)

“十一五”和“十二五”期間，在國家相關部門的支持下，交通運輸部、國家海洋局、環(huán)保企業(yè)和科研院所等單位開展多項海上溢油應急處置技術和裝備的研發(fā)，有效提升了我國海上溢油應急處置能力。但目前在岸灘溢油清理領域研發(fā)投入較少、技術水平落后，導致岸灘清理作業(yè)人員投入多、清理周期長、環(huán)境影響大。未來應加大研發(fā)投入，借鑒海上溢油應急處置相關經(jīng)驗，通過技術創(chuàng)新或將其他行業(yè)的先進技術應用到岸灘清理中，研制巖石岸線大規(guī)模油污遠距離回收系統(tǒng)、履帶式沙灘液態(tài)油污真空回收車、撬裝化原位清洗技術裝備，開發(fā)高效、易降解的表面清洗劑產(chǎn)品，提高對溢油污染岸灘的應急處置能力。

3.2.3 優(yōu)化岸灘溢油清理管理方式和公眾參與

岸灘溢油事故的應對涉及許多部門，各部門之間應以問題為導向，通過共同參與，統(tǒng)籌考慮并制訂有效的岸灘溢油清理對策和執(zhí)行方案。

在面對重大應急事故時，由于專業(yè)應急力量有限，公眾參與往往會發(fā)揮重要作用，尤其是在岸灘溢油清理作業(yè)中，有大批志愿者參與其中。但公眾對溢油的危害認識不足以及缺乏自我保護意識，專業(yè)機構應加強對公眾在自身安全防范和溢油清理基礎知識方面的培訓，使公眾更安全、更有效地參與溢油清理工作。

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Developing Status of Shoreline Cleanup Technology and Its Enlightenment on the Construction of Emergency Capacity in China

QIAN Guodong，HE Xiaochen，ZHAO Yupeng，AN Wei

(China Offshore Environmental Service(Tianjin)Co.，Ltd.，Tianjin 300457，China)

When oil spill in large scales occurs in offshore，the spilled oil will eventually reach the shoreline，which can cause severe damage to shoreline environment and ecosystem.It is important to build effectively shoreline cleanup technology to restore shoreline.In this study，the shoreline oil spill accidents were listed，and the cleanup technologies and methods of the main accidents were analyzed，then the advanced equipment and product used for shoreline cleanup were introduced.In view of the situation of the shoreline cleanup technology in China，the suggestions for the construction of the shoreline cleanup capacity were proposed from the perspective of policy guidance，technology research and development，emergency management and public participation.

Oil spill，Emergency response，Marine environment，Equipment technology，Pollution control

2016-05-23；

2016-10-31

中海油能源發(fā)展安全環(huán)保公司項目“岸灘溢油應急處置技術研究”(RLXMLZ-2015-09).

錢國棟，博士，研究方向為石油污染防治技術，電子信箱：qiangd@coes.org.cn

P7

A

1005-9857(2016)12-0049-05