船舶溢油的危害及損害程度評估研究

本文通過建立溢油損害程度評估模型，運用模糊綜合評價方法對溢油的損害程度進行研究，從而提出了油污染事故評估的一般程序和技術。

石油污染對海洋環境和海洋生物資源的危害是相當嚴重的。通常，1升石油傾泄在海洋中，到完全淡化大約需要消耗海水中40萬升的溶解氧。石油在海面會形成一層油膜，隔絕大氣與海水的氣流交換，并減弱太陽光透人海水的能量。這種耗氧和隔絕會導致海水嚴重缺氧，并影響海洋綠色植物的光和作用。尤其海灣是較封閉的生態環境，水域淺，海水流動緩慢，一旦發生大規模的石油污染事件，將會導致海灣生態平衡失調若干年。

?藎溢油的危害

1、溢油對健康的危害

油對健康的危害最典型的是苯及其衍生物，在有些情況下，苯及其衍生物對人體的危害程度是比較重的，反應的癥狀像喝醉酒一樣，語無倫次，繼續在此環境中還會導致身體搖晃、思維混亂、喪失知覺。隨著吸入量繼續增加，還可能出現呼吸困難、心跳停止，甚至死亡。

造成上述中毒現象主要是由油的蒸氣引起的。當油蒸氣比空氣重時，煙霧和蒸氣會流動，并聚集在低洼或不通風的地方，此時進人該區域就會引起蒸氣中毒。除油的蒸氣會造成人體中毒外，油的毒性還會通過吸入、皮膚接觸、攝取這三種途徑對人體產生危害。

2、溢油對安全的危害

由于油具有易燃易爆危險性，當其溢出后，對個人安全和公共安全都會產生威脅。

在油溢出的初始階段，輕質原油及輕質煉制品的厚油區可能存在易燃氣體，這些氣體遇到明火就會燃燒而導致火災。原油及其煉制品易燃危險性主要取決于輕組分，輕組分沸點越低、含量越多，易燃危險性越大。

如果溢油區域離岸近，岸邊又有遮蔽物，那么，適宜的風向能將油氣吹至遮蔽區，當油氣濃度積累到一定程度時，有可能引發火災。

因此，進行溢油應急作業前，應了解溢油的類型、閃點等易燃危險性參數，以便采取相應的防范措施，避免因操作不當或疏于管理而造成火災事故。

3、溢油對環境的危害

油本身具有毒性，進入海洋后對海洋環境的危害也是多方面的。從自然環境到野生動物，從自然資源到養殖資源等都會受到不同程度的危害，并且這種危害的周期往往是很長的，因此溢油事故發生時，應立即采取應急措施保護這些資源。

?藎船舶油污事故損害程度評估模型

1、船舶油污事故損害評價指標體系的建立

船舶油污事故損害評價，既要考慮溢油本身的情況，還要考慮到溢油地區的氣象及水域環境等，構成船舶油污事故損害評價指標體系的因素錯綜復雜，一般情況下，我們很難考慮周全。本文在確定船舶油污事故損害評價指標時，主要從以下幾個方面入手：

（1）受溢油海域水文氣象情況：風；海水溫度；潮流；浪；能見度；

（2）污染情況；

（3）清污情況；

（4）溢油地點情況；

（5）對現有船舶溢油事故的統計分析：對船舶溢油事故進行調查是開發評價指標的一個重要手段，可以通過事故統計，了解危害程度與各個相關因素的關系，分析各因素對危害的影響規律；

（6）根據專家、相關主管機關人員、從業人員的意見：在確定評價指標時，采取定性分析并借助于專家調查。

2、船舶油污事故損害評價指標體系

根據上述分析的原則，系統分析與層次分析相結合，必須對每一個大類的指標進行細化，對所有定性指標和定量指標進行描述，并適應后續評價模型所需的信息和數據處理的要求。根據這一原則，我們將船舶油污事故損害因素分為三層：第一層為目標層，第二層為評價準則層，第三層為評價因素層，得到如圖1所示的港區船舶溢油風險評價指標體系。

3、因素集和評價集的確定

1）因素集的建立

設第一層次評價指標為U={U1，U2，U3，…，Un}，構成第一層評價因素集，即：

U＝（溢油海域水文氣象情況U1，污染情況U2，清污情況U3，溢油地點情況U4）

本文對評價指標體系進行分層后進行多層次評價，低層次評價得到的綜合評價向量繼續參與上一層次的評價，因此在每一層次的評價中，該層次的各因素集合即為當前的評價集。

設第二層次評價指標分別用uij（i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，n）表示，則將因素集U中的每一個因素ui按其屬性劃分為若干個子因素集合，如：

U1＝（風u11，能見度u12，海水溫度u13，波浪u14）

2） 評價集的建立

評價集是由評價對象可能作出的評價結果所組成的集合，可以表示為：

V={v1，v2，…，vn}，其中元素vj(j=1，2，…，m)是若干可能做出的評價結果，模糊綜合評價的目的就在于通過對評價對象綜合考慮所有影響因素，從評價集V中獲得一個最佳的評價結果。評語等級分得越細，評價就會越準確，但其評價過程也相應繁瑣，越難以掌握，所以需要選取適當的評價等級。

我們將評價集定義為5個等級，描述為V={v1，v2，v3，v4，v5}來表示評價等級，對應的等級評語及其相應量化的值為V＝{影響極小，影響較小，影響一般，影響較大，影響極大 }＝{0－0.5，0.5－2，2－3.5，3.5－4.5，4.5－5}

4、評價指標隸屬度的確定

在風險評價中，評價標準是依據人的知識經驗得到的指標因素相對于每一危險等級的危險程度的定量化或定性化描述。由于指標本身及其危險等級的模糊性，很難把某一指標的危險程度具體地規定為它的某一危險等級，各危險等級之間很難有一個明確的界限。任一指標危險度都是在其前后相鄰的危險等級之間處于某種模糊的分布狀態。要實現對這種模糊的分布狀態的量化描述，就需要通過隸屬函數來進行轉換，這種轉換的過程就是單因素評價的實現過程。

隸屬函數的確定是模糊數學在應用中的基本問題。在對系統或對象進行綜合評價時，以隸屬函數為基礎建立的評價指標隸屬度模糊關系矩陣，相當于一個模糊變換器，在輸入確定后，它就成了決定輸出即綜合評判結果的關鍵。

5、評價指標的權重分配

評價理論中兩個重要部分：評價對象賴以根據的因素評價集和因素相對重要性大小的估測——權重。所謂權重乃是表征因素相對重要性大小的表征度量值。因素模糊子集A確定得恰當與否，直接影響綜合評判的結果。

6、權重的確定方法

A值的確定方法有多種，在實際常用的方法有：德爾斐（Delphi）法、層次分析法等。

德爾斐法，也稱為專家評議法，它是利用專家集體智慧來確定各因素在評價問題中的重要程度系數（權重系數）。求權重wi的工作，必須有專家來進行，要求專家不但要有淵博的專業知識，而且熟悉和掌握所研究問題的全部具體情況。

層次分析法，是把m個評價因素排成一個m階判斷矩陣，專家通過對因素兩兩比較，根據各因素的重要程度來確定矩陣中元素值的大小，最后計算判斷矩陣的最大特征值及其對應的特征向量。這個特征向量就是所要求的權重wi值。

根據以上對權重確定方法的分析，德爾斐（Delphi）法由主觀判斷確定，具有較大的主觀性。本論文的評價因素多為定性的因素，即原始數據定量程度不夠，而且船舶油污事故損害程度評價指標體系為多層次的指標體系，因此，本文采用了定性和定量相結合的層次分析法來確定各指標的權重。

7、多級模糊綜合評價模型

確定各層次指標因素的權重集w后，在單因素評價的基礎上，就可以從指標最底層開始向上逐層進行多因素的模糊綜合評價。

1）初次評價

對每個Ui的Ki個因素，按初始模型作綜合評判，設Ui因素重要度模糊子集為Ai，Ui的Ki因素的總評價矩陣為Ri，就可得到：

其中Ai為通過層次分析法而獲得的權重，Ri為因素對應的隸屬度。

2）二次評價

設劃分后的因素集U＝{U1，U2，…，UN}的因素重要度模糊子集為A，U的總評價矩陣R：

由此可得到總的二次綜合評價結果：B＝A·R

3）模糊結果的單值化處理

由于評價結果是一個模糊向量，不能直接用于被評對象間的排序評優。所以就需要作進一步的分析處理，使模糊向量單值化。

設各等級標準值的集合用一個向量S表示S=（s1，s2，…，sm）

S是評價集V的模糊子集。

設最高等級的可能性為5，則有5?厶S1?酆S2?酆…?酆Sm?厶0

這樣確定溢油可能性程度SS可通過模糊合成法得出

因素集U的權重A=(w1，w2，…，wn)

則油污損害程度SS=B·S

?藎結語

溢油事故處理的好壞取決于事故應急處理決策的正確與否。溢油事故發生后，準確地評估溢油的危害程度，啟動相應的溢油應急計劃，采取及時有效的應急反應措施，合理調配資源，對最大限度地降低損失具有積極的現實意義。