渤海冰區溢油應側重發展機械清理技術

摘 要：圍繞防范和清理渤海冬季冰區溢油，比較說明機械清理技術在渤海冬季冰期應用的可行性；介紹渤海溢油清理裝備的現狀和發展方向，并且建議未來針對機械清理技術應該關注的幾個要點。

關鍵詞：溢油 渤海 冰區 機械回收

2010年發生的墨西哥灣深水溢油事故以及大連7.16溢油事故給全世界人民敲響了海洋環保的警鐘。一般來說，石油對大部分水生物能構成危害。其次，它會引發火災等次生災害，還可能會導致海上和沿岸設施、船舶的損壞。渤海油氣田是我國第二大產油區，也是我國主要的石油生產基地。同時，由于渤海是半封閉的內海，海水交換周期長，自凈能力弱，14×106 km3水體需要20年才交換一次，加上冬季結冰，溢油清理難度很大。因此該海域如果冬季發生大規模石油污染，所造成的危害比其他海域要嚴重得多。

渤海溢油清理裝備現狀

為了開采北極及亞北極地區的油氣資源，美加兩國在20世紀70年代就對機械回收冰區溢油展開了廣泛的研究。在加拿大政府資助的北極海域溢油項目于1977年開始，一直延續至今。目的是發展冰區溢油的處理技術，目前已經發展到化學污染并且堅持每年有一次國際研討會。挪威、瑞典、芬蘭、德國、日本及英國也進行了類似的研究，但規模都不及北美。

目前國外熱衷于就地焚燒，研制各種化學消油劑、集油劑、吸附劑或是培育噬油菌等來幫助溢油清理，但是，對于高凝點的溢油，各種化學制劑對于凝固后的溢油都無能為力，而且回收溢油既保護了環境，又回收了資源是最好的結果，立足于溢油回收的手段仍然是機械回收技術。

渤海是中國緯度最高的海域，其水溫低于20℃的時間約占半年，低于l5℃的時間約占4個月。另外渤海有三個月的結冰期，其中遼東灣的冰情最重。因此從水溫角度出發，冬季前后和冰期水域使用消油劑清理溢油收到限制。

從渤海溢油品種上看，發生在運輸過程的溢油事故會涉及各種油品。但環渤海和渤海的原油多數為重質油，它們的原油凝固點較高，處于-4~26℃之間。在春、秋、冬季的大部分時間里，一旦原油溢入海洋，均能迅速凝成固體塊狀。

如果這時采用焚燒的方法，也不容易點火。即使能夠點化，環渤海是人口密集，工農業活動繁忙的地區，有諸多負面效應。生物方法是一般區域敏感型方法。為了保護生態，不應引進“異地菌種”，但目前國內發展，包括中海油發展的生物修復技術沒有耐低溫的菌種。發展低溫結冰水域的生物修復技術需要一定時間。

機械清理技術顯然成為渤海冬季冰區溢油清理的主流技術。中海油在這方面做了很多的努力，于2003年1月10日在北京正式掛牌成立“中海石油環保服務有限公司”，具有二級溢油應急響應能力，擁有多種溢油應急資源：三艘多功能溢油回收專用環保船，各種圍油欄、撇油器、消油劑噴灑裝置、高壓清洗機、儲油罐等等。它們提高了渤海開闊水域的溢油應急能力，但在冰期溢油響應方面，還未有相應的專門技術，在經驗和技術方面與國際上還有一定的差距。

2009-2010年冬季，中海油啟動首個冰期溢油清理技術的相關研究。其中完成的撇油器在冰區溢油回收效率試驗，結果顯示并非所有設備都適用于冰區工作，其中盤式撇油器在5成冰密集度的冰區無法正常工作；刷式撇油器和鼓式撇油器在冰區回收同樣的溢油比在開場水域花費的時間多一倍以上。其他一些回收裝置在冰區的收油效果也大打折扣。

渤海冰區機械溢油清理技術努力方向

溢油進入冰區，可能被吸附在冰的邊緣，也可能被困在冰堆里或者在冰面下運動。同時，冰也在風、流、溫度等作用下不斷運動，在新的地方融化或重新凍結，有些冰不僅遠離原來的位置，而且遠離以前相鄰的冰塊，這些都將推動溢油在冰區的擴散。如果，溢油在低溫下凝固，則溢油凝固塊和冰塊混在一起，甚至凍在一起，那么要回收溢油，就更加困難。

根據國外研究成果，機械回收溢油是通過合理的圍控手段將油膜集中到一定厚度再進行回收。機械回收，一般由圍控系統、撇取系統和存儲系統構成，缺一不可。

在冰區，機械回收技術作業主要受冰密集度控制。冰的厚度、強度和運動速度均體現在破冰保障上。作為小型的撇油器，由于它只能在冰密集度低的條件下作業，并且需要其它設備給予保障。當有破冰船作業時，破冰船就可以抵御海冰對撇油器的作用。根據國際上的總結，在沒有破冰船護駕時，撇油器只在4成以下的冰密集度條件下工作，典型情況是1成冰；有破冰船護駕時，可以在冰密集度9成以下的條件作業。

近期工作建議

重視低溫條件下油品的物理性質：機械回收效率涉及到回收設備材料同油品性質之間的關系。其中油品粘性非常關鍵。目前對環渤海油田原油、通過渤海輸運的原油的物理性質都缺少系統數據，因此限制了發展和改進機械清理技術設備的步伐。

繼續不同機械清理技術效率的研究：機械回收設備和技術有多種形式，這些設備獨立使用、聯合使用或者同其他技術結合使用，可以會提高回收效率。先已開展的研究積累了基本設施和經驗，深入系統的研究還需要深入。

關注破冰船護航和協助清理的配合方案：需要考慮建造或購買適用于冰區的多功能溢油回收工作船。在冰密集度比大條件下作業的小型設備，要有破冰船參與協助。

加強作業人員安全、高效操作的培訓：當冰情特別嚴重時可以考慮在冰面采用機械清理技術。但使用這種技術前，一定要事先確保冰層厚度與強度能足以承受作業人員和設備的重量。

(第一作者單位：中海石油環保服務有限公司)