國內外溢油水體污染應急技術現狀概述

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國內外溢油水體污染應急技術現狀概述

國外發達國家從20世紀70~80年代起逐漸建立了較完善的溢油應急管理體系，由國家溢油應急響應指揮中心統一協調，不同部門各司其職，分別應對海上、陸上溢油事故。我國目前已基本建成國家統一指導，各省市地區具體管理，企業執行的溢油應急響應管理體系。但總體來看，我國管道突發溢油事故時在各個管道運營單位中的聯動響應不夠統一，溢油污染應急監視及預測技術仍然比較落后，溢油應急物資設備配置標準不完善，溢油設備的研究不足，相關標準與國外的差距還比較大；溢油應急團隊的能力還有待加強，主要有以下幾個方面：

一、溢油污染應急監視預測技術有待提高

溢油監視是通過各種遙感技術、信息傳輸和處理來判讀溢油信息的過程。目前使用較多的為航空遙感監視、衛星遙感監視以及雷達遙感監視技術，其它還有船舶遙感監視、固定點遙感監視、浮標跟蹤遙感監視、合成孔徑雷達監視以及閉路電視監視等，其中衛星遙感監視和航空遙感監視技術應用較為廣泛。早在1972~1975年，美國就與歐洲國家合作，利用衛星對地中海石油污染進行了監視技術的應用。相對于衛星遙感監視技術，在飛機上裝配溢油監視遙感平臺的航空遙感監視技術更具有啟航快和機動靈活的特點，且距離海面高度適宜可控，容易獲得實時和清晰的溢油監視/監測圖像，更利于海上應急快速響應。發達國家中應用航空遙感監視的達到了100%，而應用衛星遙感監視的占到44%。

我國溢油應急監視技術應用研究起步較晚，在20世紀70年代采用航空遙感熒光分光光度計測定了水中油的含量和現場調查應用，交通部海事局目前部署海監飛機對海上溢油進行監視，與國外相比，設備集成度低，監視水平尚處于定性階段，數據不能實時傳輸，信息處理能力弱，缺少適用于航空遙感的專用遙感器。在衛星遙感方面，我國于2009年首次實現了利用衛星遙感技術對海面溢油進行常規監視，通過對便攜式地形成像儀Landsat-TM、氣象衛星NOAA-AVHRR、NASA氣象衛星Terra/Aqua-MODIS等衛星圖像數據的分析來識別海面溢油，可根據煤油、輕柴油、潤滑油、重柴油和原有的最佳波段組合及其特征光譜曲線進行監視。但目前提取溢油信息的理論研究尚不成熟，衛星接收分辨率還較低。

溢油預測是通過計算機運算溢油數學模型預測溢油漂移和擴散的軌跡，對于控制事故有著極其重要的作用，和溢油監視技術綜合應用，可增加溢油應急反映決策的科學性，提高反應效率。

國外針對溢油漂移擴散模型的研究始于20世紀60年代初。目前，許多國家根據溢油擴散模型的研究成果已建立起溢油預測系統。比較先進的有美國的OILMAP及SPEARS系統、英國的OSIS系統、挪威的Oscar系統、比利時的MU-SUCK系統、荷蘭MS4系統等。溢油預測系統能為國家溢油應急處置提供有效的數據支撐，提高溢油應急處置效率，降低處置成本，減少環境破壞。

我國于20世紀80年代初基于Fay理論改進方面進行了溢油模型研究。對于溢油的風化影響、漂移過程、溶解乳化等方面的預測模型均進行了相關研究。國家海洋局海洋環境保護研究所開發了基于油粒子概念的二維溢油軟件包和三維溢油軟件包。遼河油田在二維溢油軟件包的基礎上開發出了“溢油動態可視系統OE5YS”，已被納入遼河油田灘海開發區溢油應急計劃中。目前，各個重要海域也逐漸在建立溢油應急預測系統。總體來看，我國在溢油模型預測上的研究水平已基本與國際達到同步，已初步具備溢油應急預報的基礎條件，但是在數據采集、環境評估及溢油應急預報的系統化、商業化方面與發達國家相比還存在較大差距。

二、溢油污染應急技術標準還有很大提升空間

國外關于溢油應急的技術標準較為全面，僅美國標準化協會（如ASTM、API等）關于溢油應急的技術標準達66項，涵蓋了溢油應急處置從設備、測試到應用系統幾乎所有的技術內容，是目前溢油應急處置技術領域主要的參考標準，且注重現場應用指導，而我國這方面的標準主要是交通運輸部行業標準，多數偏重于管理及實驗室指導，對現場的應急指導尚顯不足，有較大的提升空間。具體來說，溢油鑒別技術標準與國外標準相當，尚未有涉及溢油遙感監測和預測方面的標準；圍油欄標準雖然質量較好，但還需要針對現場應用制定選型和鏈接相關標準；吸油氈標準質量相對較差，試驗方法過于粗略，還需提升技術指標要求；分散劑標準在現場試驗及使用操作方面還有不斷完善的需求；另外，產品標準研究工作不足，性能指標不完善，例如現有標準體系尚未涉及設備現場應用選型、溢油健康安全防護標準、生物修復標準、清洗劑標準等。因此我國應大力加強溢油標準規劃，完善溢油應急標準體系建設。

三、溢油應急防控技術研究不足，技術有待提高

溢油應急處置技術中主要采用圍油欄法控制溢油。國外圍油欄的研究始于20世紀30年代左右，圍油欄的開發，使溢油圍控技術上有了快速發展，特別是防火圍油欄的發明，使現場燃燒技術得以更好的實施應用。另外，新型的聚氨酯圍油欄，抗拉強度高，能快速布放、重量輕，強度、壽命又長，是今后快速布放圍油欄的發展趨勢。充氣圍油欄由于充氣操作麻煩，占用人工，布設時間長，有逐步被快布放圍油欄取代之勢。我國于20世紀80年代開始對圍油欄開展選型和改進研究，通過對圍油欄性能進行試驗研究，于2001年制定了圍油欄的行業標準JT/T-2001《圍油欄》。通過對傳統型圍油欄攔油失效的原因進行分析，提出了具有導流層結構的新型圍油欄，對原有充氣式圍油欄的充氣閥進行了改進，可以實現水面上的自動回收，提高了圍油欄的效率。另外青島華海環保公司研制開發的防火圍油欄，取得了很好的現場應用效果。

在溢油回收設備方面，目前世界上比較典型的收油機產品有，英國Vikma公司的盤式收油機、美國SlickBar公司的動態斜面式（DIP）收油機、芬蘭Lomar公司的刷式收油機、挪威Framo公司的堰式收油機、丹麥Ro-Clean公司的復合式收油機等。國外開發的高效收油機設備，給溢油回收帶來了很大便利。我國從上世紀80年代開始對收油機進行應用研究，近年來開展了收油機的原理、結構優化模擬以及收油效率等性能綜合評價方面的研究，填補了國內這方面研究的空白，對收油機的選型提供了科學依據，但總體來說研究較少。

總之，我國雖然對海洋和大河的船舶溢油應急管理已初見成效，但在溢油水體污染管理和技術方面相比國外還較為落后，尚缺乏對陸上管道泄漏導致河流、濕地沼澤、冰區及地下水的溢油污染應急處置經驗，出現問題很難在短時間內找到合適的搶修措施和方法，還無法應對大規模的溢油事故，為此，應當進一步加強溢油應急相關技術的深化研究，加強我國溢油污染應急反應體系建設，提高專業管道維搶修隊伍的溢油環境應急處置能力，以適應經濟社會發展和能源安全供給的要求。

趙云峰 標準化所