灘涂溢油應急處置技術及應用

趙紹禎

（中國石油海上應急救援響應中心 唐山 063200）

1 灘涂溢油的特點

（1）灘涂溢油危害大于陸地和海上溢油。由于海灘、河灘和湖灘上敏感資源區域豐富、溢油滯留時間長、處理清潔度低、影響范圍廣，等量溢油事故對資源和環境的破壞和危害程度要大于陸地和海上。長期滯留在灘涂上的油品滲入巖石、沙泥后，特別是粘度高的原油，經過長時間理化作用后形成“板結的瀝青”狀物質與地表膠連，很難徹底清除。大連2010年“7·16”輸油管線爆炸溢油事件，造成大面積海岸線受到原油污染，無法短時間內用人工方法徹底清潔，海濱浴場的沙灘及附近的防波堤只能用置換的方法治理，消耗費用巨大。

（2）處置效果差，難度大。不論溢油的油源來自陸地和海上，一旦進入灘涂后，由于油品附著在灘涂上，常規應急設備不適用，其清理效率和難度遠遠大于海上和陸地。根據多次溢油應急處置經驗，灘涂上的溢油流動性喪失，常規的收油機、收油網等設備無法使用。

（3）地理環境復雜。由于灘涂松、土質軟、承載力差，人員和常規機械難于進入作業，給溢油應急和油污清理帶來困難。在渤海灣局部地區如大港油田灘涂，含沙量極低，灘涂作業區域淤泥深度達5 m以上，若此地區發生溢油事故，一般機械設備難以進入開展收油作業。

（4）灘涂和海上溢油的應急處置技術既有聯系又有特點。溢油從海上或陸地（水面）進入灘涂后，由于吃水淺，大型專用溢油回收船舶無法進入，收油能力失效。但是借助兩棲車（船）收油裝置進入灘涂后，溢油搜尋、部分收油方式、圍控方法、吸附材料和消油劑的使用，仍然有相似之處可供借鑒。

（5）灘涂冰區溢油處置存在較大難度。首先由于潮差作用，結冰時多為堆積冰，冰面犬牙交錯極不規則，普通冰面運載設備難以到達作業區域；其次，溢油發生后，隨著時間的推移，溢油存在狀態紊亂、層理無序，一種收油方式難以清除所有溢油。再次，冬季施工對所收油品的轉移和儲運造成較大困難。2010年“11·11”昌圖管道泄漏溢油事故，溢油處在冰層下面，隨著水流擴散，給溢油清除工作帶來了極大的困難。同時，由于外界溫度低于原油凝點，原油流動性降低，無法用導油泵將回收的溢油進行高效轉運。

（6）突破灘涂收油的難點在于解決“進得去、收得來”。“進得去”，就是應用水陸兩棲設備，確保漲潮（水）和落潮（水）都能行走作業；“收得來”，即是在水陸兩棲設備上安裝合適的收油設備，實現機械化作業，克服以往灘涂、岸線上發生溢油事故時，只能使用人海戰術，收油效率低、耗時費力的做法。大港油田配備的履帶式兩棲溢油回收車，除了可以在陸地和海水中安全航行，還可以在深度達3 m的淤泥中以10 k m／h的速度航行，很好地解決了“進得去、收得來”的問題。

2 灘涂溢油應急處置技術措施

2.1 收集信息，為灘涂應急做好準備

（1）溢油信息。事故發生后應以最快的速度準確全面地收集現場的溢油信息（包括溢油地點、溢油源頭、時間、溢油量、溢油速率、油膜位置、油膜面積、溢油漂移方向和速率等）。

（2）環境信息。收集現場環境信息（包括通往現場的道路情況、地形、地貌等），為溢油處置方案的制定提供依據。

1.反芻動物。主要發生于犢牛和羔羊，表現為食欲下降、運動失調、不能站立、嚴重腹瀉、脫水。因腦灰質軟化（大腦皮質壞死）主要表現神經癥狀如易興奮、痙攣、四肢抽搐呈驚厥狀、倒地后牙關緊閉、眼球震顫、角弓反張。嚴重者強直性痙攣，在12～72 h昏迷死亡。

（3）敏感資源。收集污染點及岸線周邊的敏感資源信息。如飲用水取水口、珍稀動物棲息地等。

（4）監視和追蹤溢油。根據事故大小和影響范圍，利用衛星遙感、直升飛機和船舶溢油雷達（如中石油應急101、102船等都配備了此類雷達）以及人工方式對溢油動態信息進行監測。利用應急輔助決策系統模擬溢油漂移路徑、溯源和計算并制定處置技術方案（包括動用的人力、物資和裝備等）。

（5）建立通信系統。接到事故報警后，要在第一時間搭建陸地、灘涂和海上的通信平臺。通過車載岸灘指揮系統，將灘涂現場搶險救援信息通過靜中通衛星實時傳送語音、視頻至指揮中心，指揮中心將指揮決策信息以視頻、語音、傳真和電子文本等形式準確下達到事故現場指揮部；通過船載動中通衛星系統與指揮中心實現語音和視頻的互通。在指揮中心、船舶、車載岸灘通訊車上建立視頻會議功能，根據事故處理進展情況，通過視頻會議進行技術討論，及時調整處理方案，指導現場搶險工作。由于現場情況瞬息萬變，搶險時機稍縱即逝，信息暢通至關重要。衛星通信受環境影響最小，是各種通信手段中最可靠有效的手段，在專業搶險隊伍和有條件的組織應當配備，為搶險提供可靠的保障。根據灘涂溢油應急需要，同時配備常規通信手段，如短波電臺（SSB）、海事甚高頻電臺（VHF）、對空超短波電臺（或對講機）、對空甚高頻電臺（或對講機）等，以保證常規通信，并能與直升機聯系。中心在處理大連7·16溢油應急事故行動中，大量使用衛星通信、短波電臺、海事甚高頻電臺、溢油雷達、通信指揮車等先進通信設備，確保指揮中心能夠準確把握事故現場信息，為合理制定應急處置方案，調配應急資源發揮了重要作用。

2.2 現場處置主要裝備

由于海灘發生溢油時，受潮水作用，溢油位置不固定，一般分割成3部分，即海上、灘涂和岸線。因此收油作業時采取交叉作業方式。即海上、灘涂和岸線同時處置，投入的應急物資裝備是3種處理方式的集成。

（1）專用應急船舶。滿足海上溢油圍控、回收、存儲需要。每一組至少配備多功能收油船、圍油欄拖帶船各1艘，根據事故大小配備船組的數量。由于近海作業要求船舶吃水要小，一般在3.5 m以下。每條專用收油船上可搭載2～4艘小型溢油回收船，以便在大船不能進入的海域投放小船作業，小船的吃水應在1 m以下。為了提高海上收油效率，大船的收油量要在200 m3／h以上，收油方式采用動態斜面、內置式等。多功能回收船其單船污油艙的艙容要在500 m3以上，配有150 m3／h以上的過駁泵，滿足污油水過駁需要。配備衛星通信系統，便于船舶、岸灘和陸地三地信息傳遞。大船作為母船和海上指揮船舶，滿足小船連續作業的燃油、淡水補給和人員食宿等。搶險時根據事故大小調用大型油輪接受污油水。

（2）兩棲溢油回收車。灘涂上的溢油清理難度遠大于海上，而且情況更為復雜。通過實踐，目前兩棲車成熟車型主要有浮箱鏈軌式、浮箱螺旋式、浮箱輪式等，為了保證兩棲車能夠較好地完成溢油回收，需要具有3種以上的溢油回收方式，如鏟式、刷式、真空式等。為了配合現場收油，要具有清垃圾、挖掘、清淤等功能。兩棲車主要技術指標：滿足灘涂（特別是泥灘）溢油回收和運送應急物資及人員需要，能夠在淤泥中行走，同時具備一定的水中航行的能力，泥中空載爬行速度10～20 k m／h，水中航行不小于5 kn；收油能力不低于50 m3／h。滿足陸路運輸要求，其重量小于20 t，長度不大于12 m，寬度不大于3.5 m，高度不大于3.3 m；具有一定的污油臨時存儲能力（不小于2 m3）。同時，可以通過泵組將臨時儲存的污油水通過管線輸送到儲油囊等存儲裝置里，輸送距離不小于100 m。為了滿足渤海灣灘涂應急需要，經過多年的技術研究，中心已經從國外訂制了6臺小型專用溢油回收車，同時正在和國內廠家合作研制大型溢油回收車，以滿足大型溢油事故處置的需要。近幾年，通過科研攻關，與生產制造廠家密切結合，兩棲車技術日臻成熟，對車體和其搭載收油機類型進行了持續優化，較好地解決了“進不去、無法收”的灘涂溢油回收技術難題。

（3）岸線清理設備。主要包括大型真空收油機（4 m3及以上）、小型真空收油機、高壓清洗機（包括加熱型，便于冬季作業）、巖石收油機等，污油水存儲、灘涂用吊裝設備和運輸設備。為了滿足灘涂和岸線之間作業，防止人員陷入淤泥中，應配備一定數量的充氣式橡膠氣墊（專利產品），便于人員行走和作業，單節長3 m，寬1.5 m，根據灘涂長度任意連接。大連“7·16”事故后期防波堤清洗作業，高溫高壓清洗機發揮了主要作用。

2.3 灘涂溢油應急技術措施

（1）自然處置法。所謂自然法就是溢油由潮水自然分區，海面上的溢油按照海上收油方式，根據船舶吃水情況，由大船和小船負責回收［2］；滯留到灘涂上的溢油由兩棲溢油回收車回收；粘附到岸壁上的溢油采用岸線清理設備進行清理和回收。此類方法的特點是分區簡單，圍控容易操作，但由于受到潮汐作用，收油時間相對較長。

（2）分區處置法。所謂分區法即是根據事故現場灘涂地貌情況人為分成若干處理區域，用圍油欄將海水全部或部分隔斷，形成獨立的處理區域，降低潮水對灘涂溢油回收作業的影響，實現灘涂溢油處置的連續作業，提高處置效率。此類方法的特點是分區圍控作業較復雜，圍油欄需要根據潮水和水流進行調整，但是作業區域形成后可以實現灘涂溢油的連續作業，收油效率高，縮短了總體應急時間。在使用圍油欄對作業區域進行分割時，需要根據灘涂的水深、水流、溢油規模等因素選擇合適強度、高度、浮重比的圍油欄，根據污染區域及分割區域的大小，確定圍油欄的長度。圍油欄在海水中需要用錨進行固定，防止圍油欄被海水沖走，同時錨繩可以有效分擔圍油欄上張力帶所受到的力。固定圍油欄用錨數量，需要根據圍油欄張力帶的抗拉強度和圍油欄所受到的海水沖擊力及灘涂地貌決定。

（3）交叉作業法。即根據灘涂地形情況，因地制宜地將自然處置法與分區處置法結合，部分適合分區處理的進行分區，不適合分區的部分采用自然法進行溢油處理。此類方法的處置效果優于自然處置法。

2.4 灘涂溢油處置注意事項

灘涂收油方案要根據潮汐情況制定與時間相對應的有水區和無水區作業指導書，指導收油作業。無水區采用兩棲車收油，兩棲車在作業時要將車前溢油清理干凈后再行進，防止輾壓后無法回收剩余油。灘涂收油方式優先采用真空方式，對坑洼地段（水深10～30 c m）溢油采用輪轂式收油機。對于粘度大、溢油厚度超過10 mm的成片均布溢油采用鏟式收油方式回收。

兩棲車回收的污油水通過過駁泵和一定長度管線（小于100 m）輸送到儲油囊中，待收油作業完成后用兩棲車拖拽到岸邊，用吊車吊到岸上。也可以等到漲潮時用船舶將儲油囊拖拽到海面，將污油水轉移到大船的污油艙，運至碼頭統一回收處理。小型專用溢油回收船收集到的污油水通過過駁泵轉移到多功能船上集中處理。灘涂用儲油囊不宜過大，一般選用容量在15 m3以內的，便于現場操作。

灘涂用儲油槽不宜采用支架式儲油槽，要用新型充氣式“不倒翁”儲油槽。克服由于灘涂地基松軟，常規儲油槽容易傾覆和現場搭建困難的問題。根據現場需要可選用容量規格為5，10，15，20 m3的儲油槽。儲油槽盛滿后通過過駁泵和管線將污油水輸送到岸上處理。

采用機械方式收油時要根據油品的種類和粘度選擇合適的收油機。刷式、帶式、動態斜面式等收油機適合于高粘度油品回收；輪轂式、堰式、盤式、真空式、動態斜面式等適合中、低粘度油品回收。由于油品經風化和乳化后粘度會發生變化，應采用多功能收油機，一個收油機上同時配備多種收油頭（盤式、刷式、輪轂式），可以靈活應對不同粘度的油品，提高收油效率。

灘涂收油要準備多種物資。灘涂收油比海上和陸地收油復雜，處理手段應多樣化，因此要準備各種規格的圍油欄、吸油拖纜、吸油氈、消油劑、凝油劑、收油網等常規收油物資，以便根據現場情況進行靈活處置。

3 結語

隨著我國陸上和海洋石油勘探開發的不斷深入和海上油品運輸業務不斷增加，發生大的溢油事故甚至災難性溢油事故的潛在風險將長期存在，一旦海上發生溢油事故一定會上灘上岸，造成灘涂溢油事故，因此對灘涂溢油應急處置技術的研究十分必要。結合灘涂（巖灘、沙灘、泥灘）特點，不斷研究溢油回收處置的新技術、新工藝、新裝備、新材料，并有效地應用到應急現場，對提高收油效率、縮短搶險周期、降低環境污染和保護應急人員安全都具有重要意義。

［1］ 劉功臣，姜 勇，鄭和平，等.溢油應急培訓教程［M］.北京：人民交通出版社，2004.

［2］ 吳之慶.關于消油劑合理使用和執法管理現狀的探討［J］.海洋環境保護，1997，16（1）：60-66.