墨西哥灣溢油事故對我國深海溢油污染防治管理的啟示＊

廖國祥，馬 媛，高振會

（1.國家海洋環境監測中心 大連 116023；2.國家海洋局南海工程勘察中心 廣州 510300；3.國家深海基地管理中心 青島 266061）

墨西哥灣溢油事故對我國深海溢油污染防治管理的啟示＊

廖國祥1，馬 媛2，高振會3

（1.國家海洋環境監測中心 大連 116023；2.國家海洋局南海工程勘察中心 廣州 510300；3.國家深海基地管理中心 青島 266061）

文章通過對美國墨西哥灣“深水地平線”鉆井平臺原油泄漏事故的分析與思考，針對我國深海油氣資源勘探開發中存在的溢油風險，從應急響應體系、監視預報技術、應急處置技術、損害賠償基金和行政監管與政企合作等不同方面，探討了我國深海溢油的防治管理對策，以期為我國海洋石油開發利用、海洋環境保護以及深海溢油污染的防治管理提供有益的參考。

深海溢油；風險管理；應急響應；損害賠償；溢油基金

2010年的美國墨西哥灣“深水地平線”漏油事故深刻地展示了控制和清除深海溢油的巨大困難。該事故發生后，英國、挪威和巴西等海洋石油開發國家都高度重視深海石油勘探開發過程中的溢油問題，并加大了對溢油防治管理的研究。目前，我國正在積極勘探和開發南海深海區的油氣資源，同樣面臨著日益增高的深海溢油風險。為此，本研究通過對墨西哥灣深海溢油事故的分析和思考，針對我國深海油氣勘探開發的溢油污染風險現狀，從多個方面探討深海溢油的預防和治理對策，以期為我國海洋石油開發利用與海洋環境保護提供有益的參考。

1 美國墨西哥灣溢油事故回顧

2010年4月20日22時，英國石油公司（British Petro，BP）在美國墨西哥灣的“深水地平線”石油鉆井平臺發生爆炸并著火，36 h之后沉入墨西哥灣，大量原油從1 500 m水深處的鉆井管道泄漏進入海洋。原油持續泄漏了86 d才得到控制，泄漏的490萬桶原油中有410萬桶流入墨西哥灣海洋環境中。該事故的溢油量超過1989年的“埃克森·瓦爾迪茲號”號油輪溢油事故，成為目前美國歷史上最大的環境污染事故。

1.1 事故的損害影響

1.1.1 對人員生命安全及健康的影響

在事故初期，由于油井泄漏原油中含有天然氣，采油設備的意外碰撞產生火花引致爆炸，造成海洋石油平臺上的126名工作人員中的11人死亡。

事故發生后，當局組織清除漂浮和堆積在岸線上的大量原油。由于原油中含有苯、甲苯等芳香烴，這些物質揮發性強且對人體有害，清污人員通過皮膚接觸和呼吸等方式吸入這些有害物質后，身體機能受到損害，健康受到影響。此外，因溢油事故遭受經濟損失的居民中出現自殺和患上各種心理疾病，這類損害影響難以在短期內恢復。

1.1.2 對海洋生態環境的影響

事故對海洋生態環境的損害是災難性的，主要體現在以下幾方面。

（1）海洋環境質量方面。事故泄漏的原油從水下浮升至海面后形成面積更大的油膜，嚴重地影響海區的海空物質交換、熱交換，使海水中氧含量、化學耗氧量、密度和溫度等環境因素發生變化，同時油膜的產生影響生物的光合作用及其生理生化功能。此外，油膜嚴重地破壞了海洋環境的自然景觀，降低了海洋環境使用質量。

溢油在海洋輸移擴散過程中，石油中的多環芳香烴組分（萘和蒽等）和重金屬組分（如，鉛和鋅等）溶解分散于水體中和海底沉積物環境中，大大降低海水和海底的棲息環境質量，不利于海洋生物的生存和繁衍。

溢油經過風化作用后形成漂浮的顆粒態石油殘余物焦油球。這些焦油球的揮發和溶解作用很緩慢，雖不會對海洋生物產生明顯的影響，但會破壞海洋環境的自然景觀（沙灘、灘涂和海岸線等），并最終沉降在海底，降低海底環境質量。

（2）海洋生物資源方面。溢油會對浮游生物、游泳動物及底棲生物造成損害。海面浮油能黏住海洋浮游生物并使其失去自由活動的能力，最后沖上海灘或沉入海底。海水中的油滴或油塊能黏住游泳動物（如，海魚）的腮或呼吸系統而致其窒息死亡。溶解在海水中的石油烴通過腮或體表進入魚體，在其體內蓄積起來并損害各種組織和器官。溢油能造成大量仔稚魚死亡，并造成魚卵的孵化率降低和畸變率提高。生活在海底的底棲動物（如，海參和海膽等），將受到海底油污的長期危害。

此外，生活在水面上的海鳥容易被海面油膜黏住致死。當遇到大面積覆蓋的溢油時，大型游泳動物（如，海龜和海豚等）有可能死亡或器官受傷害。

根據美國地球之友在2010年7月16日公布的調查數據，墨西哥灣地區共發現1 387只海鳥、444只海龜和53只哺乳動物直接死于該溢油染事故。

1.1.3 對社會生產經濟的影響

事故造成旅游業和天然漁業等方面的巨大經濟損失。墨西哥灣擁有適合旅游風景優美的海岸線，而大量吸附在旅游區上沙灘的原油致使游客數量大減，直接經濟損失巨大。事故初期，墨西哥灣海域共約有14萬km2禁止捕魚，令該區域的漁民的生計受到嚴重影響，經濟損失巨大。

1.2 事故的教訓思考

墨西哥灣是世界先進的海洋油氣資源開發作業海域之一，其溢油應急響應體系和應急資源、應急能力很強，海洋環保法律法規也非常完善，一直以來是全球其他油氣開發海域的學習樣本。如此良好的法律環境和應急能力在突發的深海溢油事故面前不堪一擊，其原因主要是溢油事故防范、海洋行政監管、應急處置策略等方面存在不足［1］。

在事故防范方面，美國石油公司對深水下高壓油氣結構脆弱平衡和危險性認識不足，其作業方案和井控處置不能滿足要求，導致泄漏事故的發生。在行政監管方面，美國礦產資源行政管理部門并未強制執行第二套井控防噴系統，以致石油公司未能以最安全的方式進行日常生產。

在應急處置方面，此次事故改變了一些傳統的溢油應急處置方式，傳統應急策略要求首先必須切斷溢油源，但以目前的設備和技術無法做到。溢油在高壓低溫深海條件下并非快速浮升至海面，而是形成絮狀或羽毛狀懸浮在水體中，致使傳統海面溢油清污設備不能進行有效的回收處置。

由此可見，只有政府加強行政監管，而企業需要嚴格按照各種安全生產和環境保護的標準要求進行作業，并在事故時能采用有效的清污措施，才能減低溢油對生態環境和社會經濟的損害影響。

2 我國深海油氣開發的溢油風險

2.1 深海油氣資源勘探開發現狀

我國的海洋油氣勘探開發主要集中在渤海、東海和南海等海域。其中，南海平均水深1 212 m，最大水深為5 559 m，南海深海區的油氣資源儲量豐富，石油地質儲量約為230億～300億t（占我國油氣總資源量的1/3），其中70%蘊藏在面積153.7萬km2的深海區［2－3］。

目前，中國海洋石油總公司（以下簡稱“中海油”）在南海有3個水深較深的油氣田，其中以中外合作方式開發的“陸豐22－1”和“流花11－1”油田的水深均在330 m左右，而自營開發的“番禺30－1”氣田水深為200 m。2006年，中海油和合作伙伴哈斯基石油中國有限公司在南海東部海域珠江口盆地鉆獲我國第一個深水天然氣氣田“荔灣3－1”，水深達1 345 m，計劃2012年底投產。2009—2010年，雙方在這一水域又先后獲得“流花34－2”和“流花29－1”兩個深水天然氣氣田。中海油計劃在2015—2020年在我國南海建成大型油氣田。

除了自主勘探開發外，我國與越南和菲律賓等周邊國家簽署了開發南海相關海域的協議，準備聯合開發南海的深海油氣資源。

2.2 深海油氣工業技術現狀

自1956年起，我國海洋石油工業已發展了50多年，迄今已具備水深300 m以內海上油氣田自主開發的技術能力，但在深海油氣勘探開發核心技術方面與國外有明顯差距，目前主要通過與國外公司合作勘探開發南海深海區的油氣田［3］。

近年來，經過國家的支持和自主創新，我國石油公司建造的一些深海油氣資源開發設備達到國際先進水平。例如，中海油建造的世界級深水鉆井平臺“海洋石油981”號，該平臺是中國首次自主設計、建造的第六代深水半潛式鉆井平臺，具有勘探、鉆井、完井與修井作業等多種功能，最大作業水深3 000 m，鉆井深度可達10 000 m。又如，民營船廠江蘇韓通船舶重工有限公司建造的“SEVAN300 No.4”海上浮式儲油平臺，是全世界第4座圓桶浮式海洋儲油平臺，于2009年起長期系泊于北海的英國水域。此外，在國家“863”科技計劃的支持下，深水油氣田開發公用技術平臺正在建設中，可為我國日后深海油氣勘探開發提供技術支撐。

2.3 深海溢油事故風險源分析

深海溢油事故多在油氣田的勘探、生產、運輸過程中發生，其形式主要有油氣鉆井井噴和油氣管道泄漏等［4－5］。

在勘探過程中，溢油形式多以鉆井管道斷裂發生井噴為多。據統計，我國從1966—2001年在渤海、東海、南海東部和南海西部海區已經鉆井1 200多口，僅僅在鉆勘探井時就發生過4次井噴，而在生產井鉆井中尚未發生過井噴事故［4］。

在生產過程中，由于涉及大量易燃、易爆的石油和天然氣，加上開發工藝和設備運行的復雜性，發生油氣泄漏的潛在風險高。

在運輸過程中，油船和海底油氣管道是主要事故風險源。其中，運輸船舶由于漂移作用以及誤操作都可能碰撞立管導致油氣泄漏；海底油氣管道則容易因管內腐蝕、地震和船舶拋錨破壞等意外導致油氣泄漏。

此外，臺風和熱帶風暴等自然災害性天氣引起的極端波浪能夠破壞海洋平臺結構甚至傾覆，這可能引起鉆井和管道的損傷而產生油氣泄漏。

3 我國深海溢油的防治管理對策

本研究主要從溢油應急響應體系、溢油監視預報技術、溢油應急現場處置技術、油污損害賠償機制和政府行政監督管理等方面探討我國深海溢油污染的預防和治理對策。

3.1 完善溢油應急響應體系

3.1.1 完善溢油應急預案

國家海洋局于2004年11月頒布了《海洋石油勘探開發溢油事故應急預案》。該預案主要包括應急組織指揮體系及職責、應急響應程序、應急響應評價及總結、應急響應基本條件和保障措施等內容。但該預案中并未針對深海溢油情況制訂具體的應急預案和執行程序。由于深海環境具有高壓低溫的特點，深海溢油事故的應急響應與淺海溢油事故存在一些差異，需要更新和升級現有的應急預案，應考慮增加深海環境泄漏源堵控、海面大規模溢油的圍控和快速清除的技術方法，制訂更為有效的應急響應信息通信機制，以提高應急響應速度和指揮決策能力。

3.1.2 加強模擬訓練及演習

日常模擬訓練方面，可由海洋行政管理主管部門針對海洋石油勘探開發過程中的溢油事故場景，組織開展溢油應急培訓課程，通過理論和實踐相結合的方式提高應急指揮和行動隊伍的技能。

溢油應急演習是全面檢驗應急響應各個環節的最佳手段［6］。海洋主管部門可以聯合海洋石油公司共同舉辦大型演習，通過貼近實戰的現場演習，提高雙方在實際深海事故時的應對能力。

深海溢油的模擬訓練和演習的開展不僅可以檢驗和改進現有溢油應急體系的不足之處，而且可以培養更多的海洋溢油事故的應急指揮人才和熟練的清污作業人員，這都有利于提高海上溢油應急響應和現場處置能力。

3.2 發展溢油監視預報技術

3.2.1 發展溢油監視技術

（1）水下溢油監視技術。深海油氣鉆井平臺通常配備固定的攝像監視系統，用以監控日常生產過程。然而，固定監視系統不能滿足溢油事故時的靈活監視要求，石油公司一般利用水下機器人來解決此方面問題。根據研究分析，在未來的水下石油生產系統中，水下機器人將起到“操作工人”的作用，在海洋石油平臺導管架檢查、管道檢查與維護等方面將扮演重要角色［7］。目前我國已研制出6 000 m深水機器人，也研制出可深潛7 000 m載人深潛器“蛟龍”號，但探測技術、工藝水平、綜合顯控、綜合導航與定位等技術與發達國家相比仍存在一定差距。因此，隨著我國海洋油氣資源勘探開發事業的蓬勃發展，應積極研制高性能的深海溢油事故水下監視機器人。

（2）管道泄漏檢測技術。與鉆井平臺井噴事故的發生頻率相比，海底油氣管道發生泄漏的概率更大，迄今國內外關于海底輸油管道泄漏污染事故的報道已有不少。隨著我國深海油氣資源的大規模開發，鋪設在海底的輸油管道的數量和長度將不斷增加，這也意味著發生泄漏的風險隨之增加。因此，發展先進的海底油氣管道泄漏檢測技術（如，檢漏電纜法和光纖檢漏法等［8］），有助于實現快速確定泄漏位置，以快速啟動溢油應急響應方案。

（3）海面溢油監視技術。快速發現并跟蹤海面溢油的輸移動態是溢油應急行動中的關鍵程序。目前，海面溢油監視手段包括船舶監視（即利用事故現場周圍的運輸船、漁船和軍艦等進行監視）、飛機監視和衛星監視等手段。

隨著科學技術的發展，越來越多的先進溢油實時監視技術得到發展和應用［9－10］。例如，基于全球定位系統（如，美國的GPS、我國的北斗衛星定位系統）的浮標溢油漂移監測系統，船載航海雷達溢油監控、衛星監測和航空溢油監測。通過利用各種先進監視監測技術，組建我國的“海—陸—空”三維立體溢油監視系統，實現全天候對海洋溢油事故的追蹤監測，從而提供快速可靠的決策信息。

3.2.2 發展溢油應急預報技術

我國《海洋石油勘探開發溢油事故應急預案》中規定，國家海洋局和各海上石油集團公司應根據平臺周圍海域的水動力條件和氣象條件等相關要素，建立溢油漂移擴散模型，對溢油漂移擴散軌跡進行預測分析，為溢油事故的應急決策和應急響應提供依據。

（1）海洋環境預報技術。海洋環境動力場（海面風場、海洋流場和波浪場等）是準確預報突發性溢油事故的污染物動態行為的基礎。我國的深海石油開采區域主要集中在南海，而南海是世界上臺風、熱帶氣旋和風暴潮等自然災害性天氣的高發海域。若在災害性天氣條件下發生深海溢油事故，溢油的控制及清除將面臨極大挑戰。因此，深海溢油動態預報除了需要常規的海洋環境動力預報技術外，還需完善和發展極端災害性天氣條件下的海洋動力環境預報技術。

（2）溢油動態預報技術。深海溢油在海洋環境中的輸移過程主要分為兩部分：一是溢油在水下泄漏源附近的浮射流擴散過程；二是溢油在水體中的被動輸移擴散和在海面上的漂移擴散過程。與美國和挪威等國相比，我國的大部分溢油模型大多只支持對溢油在海面上漂移擴散過程的模擬和預測［11］，水下溢油輸移預測模型的研究仍較少，水下溢油模型尤其深海溢油模型亟待研究［12］。當深海溢油模型研發成功后，可結合應急響應需要，研制溢油應急決策信息系統，實現信息處理、信息傳輸、信息查詢、溢油動態預測以及決策支持等應用功能，為深海溢油的模擬訓練和應急決策提供重要的技術支持。

3.3 研究應急現場處置技術

3.3.1 石油泄漏控制技術

（1）水下泄漏源堵控。墨西哥灣“深海地平線”漏油事故深刻地展示了水下泄漏源控制的巨大困難。BP石油公司采取了多種堵控方法，包括：2010年5月2日開始“減壓井法”，但需時3個月才能完全實施；5月7日采取的“控油罩”法，但因甲烷結晶堵塞孔口而失敗；5月11日采用“吸管法”，因吸油量有限不能解決問題；5月26日采用“滅頂法”，但因井壓太高，無法遏制原油的泄漏。以上方法都難以有效控制水下溢油源的持續泄漏，直至7月15日采用的新控油裝置，才成功控制原油的泄漏。

就我國海洋油氣資源勘探開發規模日益擴大的現狀而言，研究和開發適合深海環境的溢油泄漏控制設備和有效的技術方法是非常重要且迫切的。

（2）海面浮油圍控。深海溢油事故中泄漏的大量原油浮上海面后，需要采取有效的圍控措施以保護各種海洋敏感資源。目前，海面浮油基本依靠清污船舶和圍油欄來圍控溢油。我國需對可能發生的深海溢油事故的海域進行風險評估，選取合適的地點并建立大型溢油應急設備庫，儲備足夠數量的溢油圍控設備，同時根據海區水文特點研究不同規模深海溢油事故的海面浮油圍控技術和方法。

3.3.2 溢油清除技術

根據國內外的實踐經驗，清除海洋溢油污染物的技術方法主要有三大類：物理清除、化學清除以及生物降解。

（1）物理清除。物理清除是利用清污船、圍油欄、吸油材料把溢油回收起來。該方法對海洋環境的損害影響較小，但對消除較薄的油膜和乳化油的處理效果并不理想。對于海洋能量較大的海域，可借助海洋環境的自凈功能實現對溢油的清除。

應用物理方式清除油污，仍需研制能夠適應多種天氣和海況條件的不同類型圍油欄、高性能的機械回收裝置、先進的臨時儲油裝置和清污船舶等。通過實現溢油回收的機械化，提高海洋溢油的清污效率。

（2）化學清除。化學清除通常使用化學藥劑清除油污，通過改變溢油的物理性質，將溢油直接乳化消散于海水中，或者將溢油聚集成較厚的油層或者凝結成黏稠的半固體油塊，同時輔助溢油回收裝置，實現快速清掃海面油污。

化學清除溢油除了消油和凝油方法外，還有海上燃燒法。該方法通過采用各種助燃的方法，使大量溢油能在短時間內燃燒盡，處理時無需復雜裝置，處理費用低。但是，海上燃燒法需要特別注意安全問題，以及考慮海上燃燒引起的污染問題（如，燃燒時產生大量黑色濃煙及其他物質對生物資源的影響）。

（3）生物降解。生物降解是利用某些天然存在于海洋或土壤中且具有較強氧化分解石油能力的微生物來清除海水中的石油。目前，眾多科學家認為生物降解方法消除石油是最安全且有效的方法。然而，有研究報道指出生物降解法在實驗室中能取得良好的效果，在海岸上使用也有較好的效果，但在風、浪、流影響較大的開闊海域中的降解效果并不理想。

3.4 建立油污損害賠償機制

3.4.1 建立和完善損害賠償法律法規

美國和加拿大等發達國家已建立較為完善的損害賠償法律法規（如，美國的《1990油污法》［13］和加拿大的《航運法》［14］等），大部分溢油事故能夠得到合理的賠償，用于恢復受損的生態環境和補償各種社會經濟損失。

我國在海洋溢油事故方面的立法工作仍相對滯后，導致在我國海域發生的大部分溢油事故造成的海洋生態環境和社會經濟損失難以得到合理的賠償。就我國而言，建立可操作性高的溢油損害賠償法律法規是非常迫切的。只有在強而有力的國家法律法規支持下，才能保證溢油事故后應急反應措施得到有效實施，事故造成的經濟損失得到合理賠償。

3.4.2 建立國家級溢油防治專項基金

特大海洋溢油事故的清污及損害賠償金額都非常驚人。例如，美國1989年的“埃克森·瓦爾迪茲號”油輪在威廉王子灣的溢油污染事故，清污費用及損害賠償的總金額高達80億美元。而墨西哥灣“深海地平線”漏油事故發生后，美國政府要求BP公司先交出200億美元來建立賠償基金，用于支付清污行動費用和各種損害賠償費用。

目前，我國的海洋溢油基金并未真正建立和有效實施。因此，應盡快建立我國海洋溢油應急及損害賠償專項基金，用于提供船舶碰撞、石油運輸、石油開采、儲油設施破損以及其他原因海域溢油污染事故的應急處理和損害賠償所需的費用［15］。

在資金方面，可考慮建立多元化融資機制，采取對各大石油公司和船務公司等存在溢油風險及潛在風險的實體按照年產油量、年水上石油運輸量或年岸上儲油量攤款，國家投入一定份額的基礎資金，向溢油責任方追討清污費及海洋環境違法行為的罰款和違法所得、海洋環保捐款等多種形式籌措資金。

在管理方面，在國家財政、審計部門的監督下，根據《海洋環境保護法》的規定，在行使海洋環境監督管理權的部門，設立海上溢油應急及損害賠償專項基金管理中心，具體負責基金的財務管理、籌集和使用等相關工作。

依據成立時的法律文件獲得法人地位，基金具有征收攤款的權利，同時負有償付其適用范圍內的溢油應急監視、監測、清污費用的責任。發生溢油事故時，先由溢油專項基金向實施海上溢油應急救助的單位償付應急監視監測和清污等費用，保障及時有效地開展監視監測、清污等應急作業。溢油事故后溢油專項基金也參與損害賠償等事后補償工作。

3.5 加強行政監管和政企合作

3.5.1 加強政府的監督和管理

由于普通民眾難以有效監督石油企業的海洋油氣資源勘探開發活動，作為民眾代表的政府必須發揮積極的監督作用，加強監管的執行力度，保障民眾的根本利益。政府應嚴格按照法律法規、行業技術標準與規范對石油企業的設備設施進行檢查，并對石油勘探、開采及生產等過程進行全面監督。

此外，提高政府和企業之間的關系透明程度，以減少民眾對政府在危機處理時的不信任和質疑。“深海地平線”漏油事故前，美國礦產資源管理局除了未能按照足夠的安全標準對石油企業執行監督，部分管理人員與BP公司存在各種微妙私人關系，由此引起的各種疏忽也是此次災難事故發生的重要原因。

為此，我國政府應吸取該事故的慘痛教訓，從管理層次上防范災難性深海溢油事故，實現真正有效的防災減災。

3.5.2 推進政府和石油企業合作

深海油氣資源開發是一個國家綜合科技實力的體現。目前我國處于開發深海油氣資源的初級階段，需要政府和石油企業的深度合作才能追趕西方發達國家。相關合作應該包括幾個方面：

（1）通過政府的協調，積極引進國外先進設備、技術，吸取先進管理經驗。

（2）在政府的引導下，積極開展自主創新，實現海洋油氣資源勘探開發工業技術的跨越式發展。

（3）推進海洋環境保護的科學技術研究，一方面可以考慮通過石油企業和政府各自提供資金，建立先進技術研究機構，發展相關科學技術；另一方面，可以通過政府、企業以及研究機構（如，研究所和高校等）的緊密合作，大力加強污染事故防范、污染物控制、污染物清除以及海洋生態環境恢復等方面的科技研究，并研制海洋環境保護的新技術及新設備。在上述基礎上，制定和推出適合國情的行業標準、國家法律法規等。

4 結束語

我國已邁進深海油氣資源勘探開發的新階段，與此同時面臨著發生深海溢油事故的高風險。本研究針對美國墨西哥灣“深水地平線”原油泄漏事故中出現的行政管理、應急處理和損害賠償等方面的新問題，結合我國的深海油氣開發現狀，從應急響應體系、監視預報技術、現場處置技術、油污損害賠償機制和政府監督管理等方面探討我國深海溢油污染的防治管理對策。對我國而言，墨西哥灣溢油事故帶來的教訓和啟示極為深刻，我們應該努力完善和改進現有管理機制，積極推動科學技術上的發展，做好充分的準備以應對日后深海溢油事故所帶來的生態環境和社會經濟損害影響的巨大挑戰。

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國家海洋局海洋溢油鑒別與損害評估技術重點實驗室開放基金（201022）.