渤海冰区溢油应侧重发展机械清理技术

  摘 要：围绕防范和清理渤海冬季冰区溢油，比较说明机械清理技术在渤海冬季冰期应用的可行性；介绍渤海溢油清理装备的现状和发展趋势，并且建议未来针对机械清理技术应该关注的几个要点。

  2010年发生的墨西哥湾深水溢油事故以及大连7.16溢油事故给全世界人民敲响了海洋环保的警钟。一般来说，石油对大部分水生物能构成危害。其次，它会引发火灾等次生灾害，还可能会导致海上和沿岸设施、船舶的损坏。渤海油气田是我国第二大产油区，也是我国主要的石油生产基地。同时，由于渤海是半封闭的内海，海水交换周期长，自净能力弱，14×106 km3水体需要20年才交换一次，加上冬季结冰，溢油清理难度很大。因此该海域如果冬季发生大规模石油污染，所造成的危害比别的海域要严重得多。“[NextPage]”

  为了开采北极及亚北极地区的油气资源，美加两国在20世纪70年代就对机械回收冰区溢油展开了广泛的研究。在加拿大政府资助的北极海域溢油项目于1977年开始，一直延续至今。目的是发展冰区溢油的处理技术，目前已发展到化学污染并且坚持每年有一次国际研讨会。挪威、瑞典、芬兰、德国、日本及英国也进行了类似的研究，但规模都不及北美。

  目前国外热衷于就地焚烧，研制各种化学消油剂、集油剂、吸附剂或是培育噬油菌等来帮助溢油清理，但是，对于高凝点的溢油，各种化学制剂对于凝固后的溢油都无能为力，而且回收溢油既保护了环境，又回收了资源是最好的结果，立足于溢油回收的手段仍然是机械回收技术。

  渤海是中国纬度最高的海域，其水温低于20℃的时间约占半年，低于l5℃的时间约占4个月。另外渤海有三个月的结冰期，其中辽东湾的冰情最重。因此从水温方面出发，冬季前后和冰期水域使用消油剂清理溢油收到限制。

  从渤海溢油品种上看，发生在运送过程的溢油事故会涉及各种油品。但环渤海和渤海的原油多数为重质油，它们的原油凝固点较高,处于-4~26℃之间。在春、秋、冬季的大部分时间里,一旦原油溢入海洋,均能迅速凝成固体块状。

  如果这时采用焚烧的方法，也不容易点火。即使能够点化，环渤海是人口密集，工农业活动繁忙的地区，有诸多负面效应。生物方法是一般区域敏感型方法。为保护生态，不应引进“异地菌种”，但目前国内发展，包括中海油发展的生物修复技术没有耐低温的菌种。发展低温结冰水域的生物修复技术需要一定时间。

  机械清理技术显然成为渤海冬季冰区溢油清理的主流技术。中海油在这方面做了很多的努力，于2003年1月10日在北京正式挂牌成立“中海石油环保服务有限公司”，具有二级溢油应急响应能力，拥有多种溢油应急资源：三艘多功能溢油回收专用环保船，各种围油栏、撇油器、消油剂喷洒装置、高压清理洗涤机、储油罐等等。它们提高了渤海开阔水域的溢油应急能力，但在冰期溢油响应方面，还未有相应的专门技术，在经验和技术方面与国际上还有一定的差距。

  2009-2010年冬季，中海油启动首个冰期溢油清理技术的相关研究。其中完成的撇油器在冰区溢油回收效率试验，结果显示并非所有设备都适用于冰区工作，其中盘式撇油器在5成冰密集度的冰区无法正常工作；刷式撇油器和鼓式撇油器在冰区回收同样的溢油比在开场水域花费的时间多一倍以上。其他一些回收装置在冰区的收油效果也大打折扣。[NextPage]

  溢油进入冰区，可能被吸附在冰的边缘，也可能被困在冰堆里或者在冰面下运动。同时，冰也在风、流、温度等作用下不断运动，在新的地方融化或重新冻结，有些冰不仅远离原来的位置，而且远离以前相邻的冰块，这些都将推动溢油在冰区的扩散。如果，溢油在低温下凝固，则溢油凝固块和冰块混在一起，甚至冻在一起，那么要回收溢油，就更加困难。

  根据国外研究成果，机械回收溢油是通过合理的围控手段将油膜集中到一定厚度再进行回收。机械回收，一般由围控系统、撇取系统和存储系统构成，缺一不可。

  在冰区，机械回收技术作业主要受冰密集度控制。冰的厚度、强度和运动速度均体现在破冰保障上。作为小型的撇油器，由于它只能在冰密集度低的条件下作业，并且需要其它设备给予保障。当有破冰船作业时，破冰船就可以抵御海冰对撇油器的作用。根据国际上的总结，在没有破冰船护驾时，撇油器只在4成以下的冰密集度条件下工作，典型情况是1成冰；有破冰船护驾时，可以在冰密集度9成以下的条件作业。

  重视低温条件下油品的物理性质：机械回收效率涉及到回收设备材料同油品性质之间的关系。其中油品粘性最重要。目前对环渤海油田原油、通过渤海输运的原油的物理性质都缺少系统数据，因此限制了发展和改进机械清理技术设备的步伐。

  继续不同机械清理技术效率的研究：机械回收设备和技术有多种形式，这些设备独立使用、联合使用或者同其他技术结合使用，可以会提高回收效率。先已开展的研究积累了基本设施和经验，深入系统的研究还需要深入。

  关注破冰船护航和协助清理的配合方案：需要仔细考虑建造或购买适用于冰区的多功能溢油回收工作船。在冰密集度比大条件下作业的小型设备，要有破冰船参与协助。

  加强作业人员安全、高效操作的培训：当冰情很严重时可优先考虑在冰面采用机械清理技术。但使用这种技术前，一定要事先确保冰层厚度与强度能足以承受作业人员和设备的重量。(第一作者单位：中海石油环保服务有限公司)