溢油應急綜合研究進展＊

英曉明 鄭 舒

(國家海洋局南海規劃與環境研究院)

0 引 言

隨著我國海上絲綢之路經濟的發展，港口船舶貿易量急速增大，原油進口和海上石油開采業繁榮發展，海洋溢油污染風險也隨之增加。1973—2013年，我國沿海發生溢油事故3 100多起，總溢油量達4.3萬t[1]。2004—2013年短短十年間國內即發生并處置溢油事件27次，均造成了巨大的經濟損失和不良的社會影響。海上溢油事故使水體缺氧造成海洋生物死亡、影響鳥類和養殖業等，近岸溢油污染將會直接影響到珍稀動植物的生存環境，破壞濕地、游樂場和浴場等[1-2]。溢油的應急處置對保護生態環境和減少社會經濟損失有著顯著作用。本文通過總結溢油應急處置方面的研究進展，為溢油防治和研發提供借鑒。

1 溢油應急管理體系

1.1 國外應急管理體系現狀

美國溢油應急響應體系分為三級：國家應急響應指揮中心、地區應急響應指揮中心及地方應急響應組織，由美國國家海岸警衛隊具體執行海上溢油應急處置。英國成立了海上污染控制中心，對海上溢油污染進行統一控制與響應，海上污染控制中心承擔大規模溢油事故中的海上溢油應急響應任務，同時擁有一支專業的溢油清理回收隊伍。法國溢油應急響應體系分為海上和陸上兩個系統：部級海事委員承擔海上溢油應急響應工作；民事安全委員會承擔陸上溢油應急響應工作，包括溢油應急計劃的審查、污染控制規劃及溢油應急演習[3]。澳大利亞的海上污染事故應急體系分工明確，包括澳大利亞海事局(AMSA)、各州/領地政府、國家海上石油安全與環保管理局(NOPSEMA)和油品、化學品碼頭公司等。AMSA代表聯邦政府行使海洋污染應急管轄權。澳大利亞的港口應急組織是州/領地政府主要依賴的一線應急力量[4]。加拿大溢油應急體系包括：加拿大運輸部、加拿大海岸警衛隊和加拿大環保部等，這些部門不僅履行自身職責，同時還必須以高度合作的精神與其他聯邦政府部門、省級和地方部門以及企業應急反應組織一起工作，形成一個有效與協作的溢油防備與反應體制[5]。由比利時、丹麥、法國、德國、愛爾蘭、荷蘭、挪威、瑞典、英國和歐盟組成的處置溢油污染的波恩協議締約方明確規定了締約方的權利和義務，尤其是主導方的責任，建立了兩級應急指揮機構，制定了溢油處置基金來源及經費使用制度，以及包含處置技術、應急演習、應急監測在內的一系列具體措施[6]。

1.2 國內應急管理體系現狀

目前為止，我國已基本建設形成五級應急管理體系：國家級、海區級、省(自治區、直轄市)級、港口級和船舶級，由海事行政主管部門具體負責溢油應急響應的組織管理，制定重大海洋溢油應急計劃[3]。我國建有國家重大海上溢油應急處置部際聯席會議制度，中國海上溢油應急中心是國家重大海上溢油應急處置部際聯席會議的日常辦事機構。在國際合作方面，我國與韓、日、俄等國共同編寫了《西北太平洋地區海洋污染防備與反應區域合作諒解備忘錄》，制定了《西北太平洋行動計劃區域溢油應急計劃》，加強了與周邊國家共同應對溢油污染的合作。此外，中國石油、中國海油和中國石化等企業也建立了標準化的溢油應急響應程序，建有集溢油應急計劃編制、溢油應急培訓、演練、指導和實戰于一體的溢油應急基地[3]。

2 溢油處置的法律法規

溢油應急處置的法律法規依據主要有《中華人民共和國環境保護法》《中華人民共和國海洋環境保護法》《中華人民共和國海上交通安全法》《中華人民共和國突發事件應對法》《國家突發環境事件應急預案》《中華人民共和國防治船舶污染海洋環境管理條例》《中華人民共和國海洋石油勘探開發環境保護管理條例》《國家重大海上溢油應急能力建設規劃(2015—2020年)》《國家重大海上溢油應急處置預案》和《1990年國際油污防備、反應和合作公約》等。

3 溢油應急物資

在國外，美國阿拉斯加地區海岸警衛隊建立了12個溢油應急中心，配備有圍油欄及相關牽引機械、各種吸附材料、發動機組、應急燈和私人設備等，靠近海域的溢油應急中心則另配備1 524 m的海上圍油欄和溢油回收系統的船舶。加拿大辛斯科特市的東部溢油應急組織(ECRC)配備了較為齊全的溢油應急物資，包括圍油欄、收油機、圍控性船舶、承載性船舶、便攜式儲油囊、足夠的清污設施及移動通信設備等，ECRC能夠在18 h內處理2 500 t溢油，具有較強的溢油應急處置能力。挪威有15個大型固定式溢油應急中心，擁有150多名溢油物資操作維護人員，配備了20套圍油欄(約400 m/套)、溢油分散劑及20臺可回收輕油和重油的高效率收油機[3]。澳大利亞建設了9個國家設備庫和10個消油劑存儲庫，同時在管轄海域部署了應急拖帶設備。澳大利亞有6個機場可供消油劑噴灑飛機起降，在機場附近，設有消油劑儲備庫、存儲消油劑和空中噴灑裝置[4]。

我國已在大連、煙臺、青島、上海、寧波、珠海等地針對船舶溢油污染建設了16個國家溢油應急設備庫[7]，并陸續在深圳、湛江、揚州、秦皇島等地建立了溢油應急設備庫，計劃在天津、青島、大連、寧波、珠江口等地建立處理能力達到1 000 t溢油的應急中心[3]。溢油應急設備庫具有一定的覆蓋范圍，如超出此范圍，響應時間較長，且設備庫造價較高，單一依靠設備庫聯防打造區域應急網絡覆蓋全難度較大。針對此問題，趙明強等[8]提出以“設備庫+移動應急站+船舶”為支撐，打造“區域溢油應急快速響應平臺”，提升港口碼頭區域溢油應急能力。

4 溢油應急處置研究進展

4.1 溢油應急處置技術

馮友良等[9]對我國近海海洋溢油災前監測預警進行了分析總結，溢油監測模式主要有：遙感監測、船舶監測、船舶交通管理系統監測、視頻監控系統監測、固定點監測和浮子跟蹤監測等。目前，無人機和水下機器人也在溢油監測方面進行了應用。裴玉起[10]等系統梳理了溢油事故應急的物理、化學和生物處置方法，物理方法有圍油欄法、吸附法、撇油器法和油拖把法等，化學方法有燃燒法、分散劑法、凝油劑法等，生物方法有酵母菌法、微生物法等，并對每種方法的適用范圍和優缺點進行了分析。

岸灘溢油處置流程主要包括三個階段：灘涂大片溢油清除、隱蔽區域溢油清除和殘存溢油清除。國內現今岸灘溢油處置技術主要以物理方法為主，包括犁耙岸灘、沖刷岸灘、人工鏟鎬岸灘、機械推鏟岸灘、真空式收油機和巖石收油機、低壓及高壓熱水清除等。國外從事岸灘溢油處置技術及裝備主要有岸灘收油機(LRC)、鏟式收油機(LRB)等[1]。

海底管道維修包括水上維修和水下維修兩類，對于淺海區域海底管道，有水上維修和水下維修兩種方式，但對于深海海底管道，一般都采用水下維修。海底管道維修又可分為干式維修和濕式維修兩種。濕式維修包括不停產開孔維修、卡維修和法蘭對接維修等。海底井噴封堵方法包括鋼筋水泥控油罩封堵法、吸油管法、滅頂法、蓋帽法、打減壓井法。英國BP公司一直使用蓋帽法控制原油泄漏，并取得了成功[11]。

侯恕萍等[12]針對常規情況船舶溢油設計了近體應急圍油欄，能夠解決現有船載圍油欄布放操作不便捷和溢油圍控面積較大的問題，當船舶發生破損溢油事故后，船舶近體應急圍油欄能夠快速地完成布放，將溢油等漂浮物圍控在較小范圍內。

吳亮等[13]通過分析溢油對水體及海底生態系統的影響，提出三維溢油應急響應技術的概念，建議使用漁網狀深水吸油拖欄進行三維應急響應，禁止使用消油劑，推薦溢油應急組織使用工業凝膠劑。

4.2 溢油應急綜合評估

柴田等[14]建立了二級海上溢油應急能力評估指標體系，采用層次分析法給出不同層次指標的權重，一級指標包括風險識別與控制能力、應急資源保障能力、應急處置能力、應急預案準備能力和應急恢復能力，二級指標包括溢油風險識別、監測技術的先進性和準確性、預測結果的準確性、通信聯絡系統、環境敏感資源的風險可視化、應急設備保障、物質與交通運輸保障、技術保障、應急設備庫的規模和配置、應急反應裝備時間、指揮協調能力、事態評估、應急設備庫的位置、現場處理能力、應急隊伍能力、應急預案的可操作性、應急預案內容完備性、應急演練和培訓、善后處置、災害損失評估和事故調查。曹巍等[15]結合港口碼頭危化品突發事故應急處置的復雜性、不確定性、經驗缺失和設備設施專一等特點，構建了一套港口碼頭危化品突發事故應急預案評估指標體系，為應急預案的持續改進提供參考。張倩[16]等通過對影響溢油污染程度的相關因素進行綜合全面的分析，利用模糊綜合評估方法，構建更加完善的海洋溢油污染評估指標體系，并提出新的影響因子隸屬度函數，為海洋溢油污染等級評估提供科學支撐。

王海燕等[17]采用結構方程模型，構建了船舶溢油應急保障能力分析的路徑模型，分析得出影響近岸水域船舶溢油應急保障能力的指標體系為資金與政策保障、人員保障、物資保障、技術保障、應急響應能力和溢油影響范圍，人員保障是溢油應急能力的主導因素。張志昂[18]等利用群模糊評價方法，建立一種基于證據推理和決策偏好的船舶溢油事故應急處置方法，能夠對多種應急方案進行最優決策。張欣等[19]在總結和分析船舶溢油應急演練影響因素的基礎上，構建了包括演練準備、演練實施和演練后評估3個階段的應急演練評價指標體系，并運用貝葉斯網絡進行船舶溢油應急演練績效的定量化評價。

4.3 溢油預測預警和應急決策支持系統

目前國際上主流的溢油預測預警系統有美國的OILMAP、英國的OSIS、挪威的OSCAR、意大利的BOOM、西班牙的MOHID-TESEO及丹麥的MIKE溢油分析模型等[20-21]。潘紅磊等[22]對國外溢油快速反應技術，包括海陸空立體化溢油應急反應系統、航空遙感監視監測海上溢油、海上溢油浮標跟蹤定位技術、溢油預測與預警技術、海上溢油應急反應決策輔助支持系統進行了系統的梳理和分析，為我國海洋溢油防治提供借鑒。

陳榮昌等[23]開發了基于三維GIS的海上溢油應急決策支持與調度指揮平臺，該平臺包括事故報告、初始評估、處置方案、調配方案和動態評估等5個階段決策過程，能夠進行重大海上溢油處置可視化演習演練，主要用于重大海上溢油事故應急處置的決策支持和指揮調度。

安偉等[24]基于POM模式建立了σ坐標系下的中國近海三維水動力模型，在此基礎上結合“粒子跟蹤法”設計溢油三維模型，通過浮標漂移試驗對系統的預測性能進行了驗證。張曉霞[1]構建了海洋溢油脆弱性分區模型，利用Delft3D數值模式，建立了三維溢油數學模型，并重點對海洋溢油應急資源優化調配模型開展研究，采用了ArcGIS Engine平臺，開發了海洋溢油應急決策支持系統(OSDSS-GIS)，為海洋溢油相關管理提供輔助決策支持。

李紅清等[25]將案例推理人工智能技術(CBR)和GIS技術引入到溢油應急資源配置方案的制定中，解決資源配置方案制定過程中資源種類、數量確定以及海陸應急資源運輸等問題，并對CBR涉及的案例表示、案例檢索、案例調整和案例學習等核心問題進行了系統研究，結合GIS技術支持下的陸海統籌資源運輸，研發了溢油應急資源配置專家系統。趙琛等[26]運用GIS技術和紅外技術對應急資源調運進行研究，研發出一種海上船舶溢油應急決策支持系統，能夠對應急資源進行優化調度。

國內還有國家海洋信息中心研發的中國海洋溢油一體化多節點協同預測預警系統、國家海洋環境監測中心研發的海上溢油預報系統、國家海洋環境預報中心研發的渤海溢油應急預報系統、中海石油環保服務有限公司研發的中國近海海上溢油預測與應急決策支持系統、中科院南海海洋所研發的南海海上溢油漂移擴散預測微機視算系統、大連海事大學研發的海上溢油應急反應專家系統與海上溢油應急反應模擬訓練系統等[20，23]。

4.4 其他方面

為減少船舶溢油事故應急反應人員失誤概率，提升應急處置效率，張欣[27]在對應急人員可靠性主要影響因素識別的基礎上，利用模糊貝葉斯網絡(BN)構建了船舶溢油應急人的可靠性分析(HRA)模型，將應急反應流程抽象為可進行概率推算的BN，對單個應急任務和全過程人的可靠性實現了定量化的評估，并進行了船舶溢油事故的實例研究。

廣州港為預防和控制海域突發污染，嘗試建立區域聯防機制，共同委托進行區域船舶污染風險評估，對區域內各單位應急資源進行優化、整合和統一調配，提高了區域應對船舶突發污染事故的整體應急處置能力[28]。

鄒長軍等[29]構建了基于紋理投影技術的動態海面溢油可視化技術、基于質點彈簧模型的海上圍油欄運動建模技術和基于多邊形裁剪海上動態溢油交互技術，并成功應用于基于VR技術的海上溢油應急演練系統，該海上溢油應急演練模擬系統，可以大幅提升應急人員的應急能力，降低實際應急演練的成本。

為了達到應急資源調配機制建設的全面性和合理性，姜瑤等[30]提出重大海上溢油應急資源調配機制體系，包括應急資源協調請求機制、應急資源需求再確認機制、應急資源信息化管理機制、應急資源協調與調動機制、信息反饋機制與應急資源補充調配機制和應急資源調配保障機制。

5 展 望

目前，隨著國家機構改革的不斷深入，應急管理部的成立，將形成對溢油等突發災害事件的綜合統籌管理，我國溢油應急管理體系將進一步得到健全，處置溢油等災害事件將更加有力、高效。按照黨中央、國務院關于減災工作“兩個堅持，三個轉變”的要求，未來溢油應急管理應在風險防控方面加強管理，建立健全溢油風險隱患排查和治理長效機制，定期開展形式多樣的防災減災意識宣傳，從而降低溢油災害風險。整合國內沿海石油化工企業信息、海上石油平臺及輸油管道信息、溢油應急設備庫信息、溢油應急物資信息、溢油應急隊伍信息、溢油監測預警及應急處置、恢復與重建等信息和技術，建立溢油綜合應急平臺，是高效處置溢油事故的重點研發技術。開展溢油生物處置技術的研究和應用，是溢油生態修復技術的熱點方向。

6 結束語

海上溢油一旦發生，將會給海洋生態環境造成巨大危害，給社會經濟造成巨大損失。因此，應急管理部門必須高度警惕，不斷健全應急預案，升級應急裝備，加強應急演練，完善應急決策支持系統，提高應急監測和處置技術水平。