海洋油氣工程陸地終端運營對周邊海域環境的影響及建議

曹保久，李冠城，王洽檳，劉 勤，穆桂珍，梁菊平，侯敏馳*

(1.中國海洋石油集團有限公司節能減排監測中心，天津 300452；2.生態環境部珠江流域南海海域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心，廣東 廣州 510611)

南海位于中國大陸南方，是中國三大邊緣海中最大、最深的邊緣海，自然海域面積350萬km2左右，南海海底近似長軸為北東-南西向的菱形海盆，海底地勢自邊緣向中心呈階梯狀下降，平均水深為1 212 m，最大水深為5 377 m[1]。南海蘊含極為豐富的油氣資源，據初步估算，南海主要盆地的油氣資源量為7.08×1010t，其中石油資源潛量為2.92×1010t，天然氣資源潛量為5.82×1013m3，約占中國石油總資源量的三分之一[2]，是世界四大海洋油氣聚集中心之一，享有“第二個波斯灣”之稱[3-4]，屬于國家級重要戰略資源。其中，南海油氣資源中超過70%蘊藏于深水區域，因此，對南海深水油氣資源的開發，對保障中國能源安全和維護國家海洋權利具有重要的戰略意義。

海洋油氣的勘探、開采、儲運和使用等各個環節都存在造成海洋石油污染風險。2010年墨西哥灣漏油事件和2011年渤海蓬萊19-3油田溢油事故，使海洋石油污染問題成為社會關注焦點。近岸海域石油污染不僅破壞周邊海濱娛樂休閑海灘景觀，還會對海洋生態系統造成巨大威脅，包括影響海鳥飛行能力、抑制生殖行為、干擾胚胎發育，抑制浮游植物光合作用，降低水域初級生產力[5]，阻礙浮游動物攝食、代謝、發育和生長[6-7]，增加海洋軟體雙殼類體內的石油烴含量、嚴重時導致其組織部分壞死[8-9]，導致魚類雌雄比例失調、幼體致畸、成活率降低等[10]，污染嚴重的潮間帶地區甚至造成底棲動物種群幾乎完全消失[11]。本文通過研究分析2016—2021年某油氣陸地終端污染物排放處理情況、周邊海域海洋生態環境、風險防范措施和應急能力建設，旨在了解和掌握陸地終端運營期間對周邊海域海洋生態環境質量的影響，總結建設單位對生態環境保護的經驗做法，以期為中國后續陸地終端等海洋油氣工程的開發運營提供建設性建議。

1 污染物排放處理情況

本文研究的陸地終端于2014年4月23日正式投產，運營期間產生的污染物主要有：生活污水、含油廢水(包括天然氣處理廠工藝廢水、沖洗廢水、初期雨水、清罐廢水)、除鹽水系統排放濃鹽水及鍋爐排污水、固體廢物等。為了有效減輕對環境的污染，該終端貫徹落實環保措施，針對不同的污染源處理制定了有針對性的環境保護對策措施。

污水處理方面，環境保護對策措施包括含油污水處理、生活污水處理、混合污水處理、工藝廢水閉式排污系統、初期雨水和沖洗廢水等污水收集系統。該終端運營期間，各工序含油廢水通過閉式排污系統送入隔油池，采用自然上浮法去除可浮油污，再經氣浮機進一步發泡氣浮除油，除油后的廢水進入調節池；生活污水經化糞池初步處理后進入調節池；初期雨水收集后分批排入調節池；上述各污水在調節池混合進入地埋式一體化污水處理裝置處理，凈化后廢水進入集水池，含油污水和生活污水的處理流程見圖1。地埋式一體化污水處理裝置污水凈化效率可達90%以上，出水水質的pH為6～9、CODCr≤30 mg/L、BOD5≤10 mg/L、石油類≤5 mg/L、揮發酚≤0.3 mg/L、氨氮≤5 mg/L、懸浮物(SS)≤10 mg/L，均能達到GB/T 18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》綠化、消防、道路噴灑用水標準及DB 44/26—2001《廣東省地方標準水污染物排放限值》[12-13]。根據廣東省市場監督管理局《廣東省地方標準批準發布公告》(2021年第3號)批準發布的DB 44/T 1461.3—2021《用水定額第3部分：生活》[14]，澆曬道路和場地通用定額為2.0 L/(m2·d)，市內園林綠化通用定額為2.0 L/(m2·d)，該終端所在地雨量充沛，降水季節變化大，綠化和道路灑水按照冬季每周灑水2周，其他季節平均每月灑水1次，全年需灑水33次，廠區綠化面積36萬m2，邊坡綠化面積19.8萬m2，道路占地面積約3萬m2，故該終端廠區全年需綠化用水及道路灑水量約38 808 m3，地埋式一體化污水處理裝置每年排放的處理水為28 343 m3，因此生活污水、含油廢水經地埋式一體化污水處理裝置處理后可全部用作終端廠區綠化用水及道路灑水。除鹽水系統排放濃鹽水及鍋爐排污水進入100 m3循環水污水池，經污水提升泵進入多介質過濾器，過濾掉其中雜質后將含鹽水送入二級反滲透裝置，產出的除鹽水返回循環水系統繼續利用，濃縮鹽水經三效蒸發器蒸發后回收進入循環水系統利用，蒸發結晶鹽外委處理。因此，該終端的各種污水能全部得到有效凈化處理及回用，不直接排放至環境。

圖1 含油污水和生活污水的處理流程

固體廢物處理方面，終端以零排放為工作目標，環境保護對策措施包括：COW油罐清洗工藝進行全封閉清潔實現無廢物產生；含油固廢在專用區域進行暫存，后由具有資質的危廢回收部門進行回收；生活垃圾在廠區設專門區域進行暫存，由當地環衛部門進行收集處理。此外，碼頭港池及航道每年的疏浚淤泥物，由終端所在港區統一安排傾倒至當地管理部門選劃的傾倒區。因此，各類固廢均得到了合理有效的處置，不直接排放至環境。

2 海洋生態環境回顧性分析

本陸地終端的生活污水和含油污水處理達標后回用于廠區綠化，鍋爐及除鹽水系統排放的濃鹽水經二級反滲透+加結晶蒸發處理后回用于循環水系統，各類污水經處理后全部回用，各類固體廢物全部回收集中處理。依據本陸地終端的環境影響評價報告書要求，每年對陸地終端附近5 km范圍海域開展海域跟蹤監測，監測要素為海水水質(石油類)、沉積物(石油類)和海洋生物。本文通過對陸地終端周邊海域及向外5 km海域共10個監測站位的監測數據進行綜合分析，了解本陸地終端運營對周邊海域生態環境的實際影響。監測站位布設示意見圖2。

圖2 調查海域監測站位布設示意

6次監測時間分別為2016年7月、2017年10月、2018年7月、2019年3月、2020年9月、2021年10月。監測項目的現場采樣和實驗室分析均按照GB 17378—2007《海洋監測規范》和GB/T 12763—2007《海洋調查規范》的要求進行[15-16]。水質采樣：表層樣為海面下0.5 m，底層樣為離底2 m。沉積物采樣：采集表層樣，表層樣為0～5 cm層。生物生態采樣：浮游植物用淺水Ⅲ型浮游生物網由底層至表層垂直拖網進行一次采樣；浮游動物采用淺水I型浮游生物網，從海底至海面垂直拖網進行一次采樣；底棲動物采樣使用阿氏拖網(定性)及挖泥器(定量)采樣。各監測項目的分析方法見表1。2016—2019年監測數據來源于國家海洋局南海環境監測中心開展的跟蹤監測，2020—2021年監測數據來源于生態環境部珠江流域南海海域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心開展的跟蹤監測。

表1 水質和沉積物監測項目的分析方法

2.1 海水水質

2016—2021年的海水水質COD和石油類的監測結果顯示，本陸地終端附近5 km范圍海域海水中的COD平均值范圍為0.91～1.69 mg/L，其中最大值出現在2019年3月，最小值出現在2017年10月；海水中的石油類平均值范圍為0.001～0.027 mg/L，其中最大值出現在2016年7月，2021年10月的監測結果均未檢出。2020年監測海域表層海水COD最大值出現在站位P5，為1.84 mg/L，距離陸地終端最近的站位P2的表層海水COD含量為1.25 mg/L，2021年COD最大值出現在站位P8，為1.50 mg/L。圖4是近兩年表層海水COD含量等值線分布，由圖可知，本陸地終端鄰近海域表層海水COD含量在整個監測海域處于較低水平。2020年和2021年監測海域表層海水石油類含量均未檢出。由海水中COD和石油類含量的時間序列可知(圖4)，歷次海水監測中COD含量表現為小幅度波動，且近3 a內呈現出逐漸降低的趨勢，海水中石油類含量總體上隨時間呈現出降低的趨勢。根據GB 3097—1997《海水水質標準》中規定的COD和石油類屬于第一類海水水質的標準分別為小于等于2.00 mg/L和小于等于0.050 mg/L[17]，2016—2021年間本終端監測海域海水中的COD和石油類均符合第一類海水水質標準，表明該終端附近監測海域水質較好。

圖3 歷次海水COD和石油類監測結果

a)2020年

2.2 沉積物

2016—2021年該陸地終端附近5 km范圍監測海域海洋沉積物中石油類的平均值范圍為(20～169.7)×10-6，其中最大值出現在2021年10月，最小值出現在2017年10月。根據GB 18668—2002《海洋沉積物質量》中規定石油類屬于第一類海洋沉積物質量的標準為小于等于500.0×10-6[18]，2016—2021年間監測海域海洋沉積物中的石油類均符合第一類海洋沉積物質量標準，由2020年和2021年海洋沉積物COD含量等值線分布(圖6)可知，監測海域表層海洋沉積物石油類高值區不位于本陸地終端鄰近海域，表明本終端附近海域表層海洋沉積物質量較好，本陸地終端的開發運營未對周邊海域表層沉積物中的石油類產生可見影響，滿足海域開發管理的要求。

圖5 歷次海洋沉積物石油類監測結果

a)2020年

2.3 海洋生物

2.3.1浮游植物

2016—2021年間該終端附近5 km范圍監測海域浮游植物的種類數變化范圍為33～78，最小值出現在2017年10月，最大值出現在2021年10月，歷次監測中浮游植物種類均以硅藻為主，其次為甲藻。歷次監測結果顯示(圖7)，浮游植物種類數總體上隨時間呈現出逐漸增加的趨勢，浮游植物的豐度變化范圍為(9.9～16 750)×104個/m3，最小值出現在2017年10月，最大值出現在2020年9月。浮游植物多樣性指數和均勻度除2020年9月較低外其余歷次監測中均較高，監測中浮游植物豐富度在歷次監測中均較高。2020年9月各監測站位浮游植物的主要優勢種均為中肋骨條藻(Skeletonemacostatum)，在各監測站所占比例分別為99.41%、68.50%、73.51%、71.14%和94.68%，由于中肋骨條藻的大量存在，造成了2020年9月監測中浮游植物豐度遠高于其余歷次監測，多樣性指數處于較低水平，種間分布較不均勻，但豐富度較高。

a)豐度

2.3.2浮游動物

2016—2021年間該終端附近5 km范圍監測海域浮游動物的種類數變化范圍為25～40，波動幅度小，最小值出現在2017年10月，最大值出現在2019年3月，歷次監測中浮游動物第一優勢類群均為橈足類。歷次監測結果顯示(圖8)，浮游動物的豐度平均值變化范圍為20.77～26 747.80 ind/m3，生物量平均值變化范圍為27.44～3 376.95 ind/m3，豐度和生物量呈現相似的變化趨勢，其中2019年3月種浮游動物具有極高的豐度和生物量，遠高于其余歷次監測。浮游動物多樣性指數和均勻度在2019年3月監測結果中很低，分別僅為0.19和0.04，其余歷次監測中均較高，浮游動物豐富度在歷次監測中呈現出先降低后增加的變化趨勢。夜光蟲(Noctilucascintillans)屬于冷水性種類，適合生長的水溫是19～22℃，常見于近岸水體，其在南海海域繁殖高峰期通常發生在春末夏初[19-20]，水溫是影響夜光蟲季節變化的主要因素[21-22]。歷次監測時間只有2019年3月是在春季，其余歷次監測均在夏秋季，2019年3月監測結果發現原生動物夜光蟲豐度極高，其數量分布基本決定了浮游動物的數量分布，其優勢度高達0.983。正是因為夜光蟲的大量爆發，占據了極大的數量優勢，導致2019年3月浮游動物豐度和生物量顯著高于其余幾次監測，浮游動物的種類多樣性指數和均勻度則顯著低于其余幾次監測。張景平等[23]認為浮游動物多樣性指數適用于評價珠江口海域的水質污染程度，監測海域除2019年3月夜光蟲爆發導致浮游動物多樣性指數較低外，其余歷次監測中浮游動物多樣性指數均較高，表明本陸地終端監測海域基本未受到污染。眾多研究表明，沖淡水是影響珠江口浮游動物群落結構變化的主要原因[24-26]。本陸地終端監測海域位于珠江口西側，受珠江沖淡水、沿岸流、外海水的多重影響，環境變化劇烈，河口環境的變化可能是導致浮游動物群落變動的主要環境因素。

a)豐度、生物量

2.3.3底棲動物

2016—2021年間該終端附近5 km范圍監測海域底棲動物的種類數變化范圍為17～56，最小值出現在2021年10月，最大值出現在2019年3月。歷次監測結果顯示(圖9)，底棲動物的棲息密度變化范圍為72.00～278.00 mg/m3，2019年3月和2021年10月棲息密度相對較低，分別為72.00、79.00 ind/m2，其余3次棲息密度均高于260.00 ind/m2。底棲動物的生物量變化范圍為0.92～20.80 mg/m3，最小值出現在2017年10月，最大值出現在2020年9月。底棲動物多樣性指數、均勻度和豐富度的變化范圍分別為1.47～3.26，0.76～0.88和0.81～2.46。歷次監測結果顯示監測區域底棲動物以環節動物門多毛綱為主，其中奇異稚齒蟲(Paraprionospiopinnata)均為近幾年的主要優勢種，底棲動物棲息密度和生物量指標變化明顯，差距可達一個數量級以上；多樣性指數存在一定幅度的波動，但總體上較高；均勻度波動范圍很小且均較高。Molvaer等[27]運用香濃威納指數值來判定水域環境的狀況，H′>4表示環境質量較好，3

a)棲息密度、生物量

3 風險防范措施和應急能力建設

本陸地終端的風險防范措施主要包括工藝技術設計安全防范措施、自動控制設計安全防范措施、火災報警系統等。具體措施主要有儲罐設置了獨立的雨水排放控制閥門，一旦發生泄漏，可將泄漏出的液體圍在一定范圍內，防止進入雨水系統；設灌區防火堤，容納泄漏油及消防水；采用密閉輸送和裝卸工藝，所有介質均通過輸油泵和密閉管道輸送到輸油臂裝船，輸油臂和管道內油品的流速控制在規定的安全流速范圍內；管道運行的壓力、溫度以及流量等工藝參數，采用PLC系統實時采集監控，設定溫度、壓力操作參數安全值，并設有超值報警；輸油臂與船舶接口處配備“雙球閥切斷+緊急脫離接頭(ERS系統)”，在船舶發生火災或者超限漂移等緊急情況下可快速切斷輸油管路，并使輸油臂和船舶集油口自動脫離；油品及化學品輸送管道設有壓力和溫度檢測以及超高報警，信號送到操作室，由操作員監控；在碼頭裝卸平臺處設置可燃氣體檢測器；在碼頭、配電室及控制室區域設置手動報警按鈕、火災探測器及聲光報警器等。

為了提高安全管理水平，使安全生產管理有據可依，以及在應急突發事件情況下能夠及時有序的采取應急處置措施，本陸地終端不僅編制了綜合應急預案、專項應急預案、現場處置方案和溢油應急計劃等方案，同時結合該終端生產作業和設施的特點編制了《終端健康安全環保管理手冊》和《終端管理手冊》，對終端安全管理的方針、政策、目標以及安全管理組織機構進行了明確說明，并規定了各崗位人員安全崗位職責和管理程序等內容。為提高溢油應急專業隊伍建設，建設單位與中海環保簽訂了溢油應急服務合同，由其提供分公司級溢油應急服務、現場級和總部級的溢油應急支持，以及人員應急培訓、演習和溢油應急設備維護等相關服務。為應對可能發生的應急突發事件，終端配備了撇油器、圍油欄、圍油欄動力站、消油劑噴灑裝置、轉盤收油器、收油器動力站、輕便儲油罐、浮式儲油囊、油拖網、消油劑、吸油毛氈、吸油毯等溢油應急資源。為檢驗應急響應機制，鍛煉應急隊伍，測試溢油應急設備的適用狀態，持續改善和提高溢油應急響應能力，該終端按照法規要求及演習計劃定期開展相應的演習和進行溢油應急專業知識培訓，演習和培訓記錄詳細完整。同時為加強在應急情況下與周邊企業的合作，充分合理利用現有資源，提高應急能力，有效防范火災、爆炸等災害，終端與周邊企業簽署了“消防應急及救援互助協議”，有助于更好的保證協議雙方的安全生產。

4 結論

本陸地終端運營期間通過一系列的水污染防治措施，實現了各類污水全部得到有效凈化處理及回用，不外排，各種固廢均得到合理有效的處置，不直接外排。2016—2021年運營期間，本陸地終端附近5 km范圍監測海域海水中COD和石油類含量均符合第一類海水水質標準，COD含量呈現小幅度波動且近年來有逐漸降低的趨勢，石油類含量總體上隨時間呈現出降低的趨勢，表層海洋沉積物中的石油類均符合第一類海洋沉積物質量標準，表明本陸地終端附近監測海域海水水質和海洋沉積物質量較好。本陸地終端附近監測海域海洋生物種類較豐富，生態環境質量較好，河口環境的變化可能是影響監測海域海洋生物群落變動的主要因子。該終端通過系統地管理、合理采取風險防范措施，使得項目運營風險水平維持在低水平，同時努力加強自身應急能力建設，編制各類風險應急預案，配備齊全的溢油應急資源，盡最大能力降低對海洋生態環境的污染程度。

綜上所述，本陸地終端的運營未對周邊海域海洋生態環境產生明顯影響，采取的環保措施發揮了應有的作用，切實可行的風險防范措施和應急能力建設提升了突發事件的預防和應急處置能力，保障了終端的安全健康生產。

5 建議

隨著中國經濟的快速發展和世界油價的不斷攀升，石油供需矛盾日益突出，在陸地油氣資源發現日漸減少的背景下，開發海洋油氣資源已成為人類的必然選擇。據自然資源部海洋戰略規劃與經濟司發布的《2021年中國海洋經濟統計公報》顯示[28]，經初步核算，2021年海洋油、氣產量分別比上年增長6.2%和6.9%，海洋原油增量占全國原油增量的78.2%，有效保障了中國能源穩定供給和安全。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》明確指出“十四五期間要加快深海、深層和非常規油氣資源利用，推動油氣增儲上產”。在中國深水油氣開發穩步前進的同時，也應深刻認識到海洋生態環境保護是海洋油氣開發產業發展和海洋油氣資源可持續利用的環境基礎。為此，針對后續陸地終端等海洋油氣工程的開發運營提出以下幾點建議，以期助力實現經濟效益和海洋生態環境保護的雙贏。

a)嚴格貫徹落實切實可行的環境保護對策措施，對各類污染物進行收集、處理，不直接排放至環境，力爭把工程運營所帶來的環境不利影響降到最低程度，使項目所在區域的環境質量得到有效保護。

b)盡可能采取一切環境風險防范措施，使得項目風險水平維持在較低水平，避免事故的發生，同時配備齊全的風險應急設施，制定合理有效的風險應急預案，建立應急聯動機制，保證突發事故發生后能迅速采取積極有效應對措施。

c)加強工程項目周邊海域海洋環境的跟蹤監測，掌握工程項目運營期間工程所在海區的海洋環境質量狀況，以及對海洋環境造成的影響范圍和程度，為建設單位推出減緩環境影響的對策措施提供基礎數據支撐。