渤海溢油污染高風險岸灘判別及清理技術研究

錢國棟，安偉，趙宇鵬，劉保占

(中海石油環保服務(天津)有限公司 天津 300457)

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渤海溢油污染高風險岸灘判別及清理技術研究

錢國棟，安偉，趙宇鵬，劉保占

(中海石油環保服務(天津)有限公司 天津 300457)

渤海海上油氣的開發增大了沿岸岸灘環境的溢油污染風險,針對溢油污染岸灘采取高效的油污清理技術對岸灘環境保護具有重要意義。文章對岸灘類型及其常用清理技術進行介紹,在對渤海溢油污染高風險岸灘進行判別的基礎上,針對性地提出各區段岸灘的溢油清理技術手段,如利用油污真空回收車、低壓水沖洗和鋪設天然吸附物、高低壓冷熱水沖洗、高壓熱水沖洗和噴灑消油劑或表面清洗劑等，為渤海沿岸岸灘可能發生的溢油污染的處置工作提供輔助決策。

海上溢油;熱水沖洗；消油劑；人工清理

渤海是目前我國海上石油開發的主要作業海域，在海上石油開采、輸運過程中，突發的海上溢油事故對渤海沿岸岸灘環境具有污染風險。根據國家海洋局發布的相關調查報告，2010年大連新港輸油管線爆炸事故造成大連金石灘至小平島岸線的溢油污染；2011年蓬萊19-3油田溢油事故導致遼寧綏中東戴河、河北唐山淺水灣和河北秦皇島昌黎黃金海岸部分岸灘受到污染[1]。

岸灘環境具有生物群落豐富但生態脆弱的特點，此外油污與岸灘基質相混合會造成較長時間的殘留，進一步增大溢油對岸灘環境的不良影響[2]。與海面漂浮的油污不同，岸灘上的油污會黏附在岸灘表面，處理難度較大，并且不同類型岸灘的油污清理手段也不相同。目前國內大多依靠鏟車、挖掘機等大型機械或人工手段對岸灘油污進行清理，存在效率低下或對生態環境損害較大等弊端。基于渤海岸灘存在的溢油污染風險，有必要針對不同岸灘類型采取相應的油污清理技術。

1 岸灘類型及其清理技術

1.1 岸灘類型

ITOPF、IPECA等溢油響應組織和相關學者對岸灘的分類不盡相同[3-5]。通常根據岸灘的特點和沉積物顆粒的粒徑大小，將岸灘分為7種，不同類型岸灘的屬性如表1所示。

表1 岸灘類型及其屬性

1.2 常用的岸灘清理技術

岸灘溢油清理手段主要包括機械清理、人工清除、高/低壓水沖洗、清洗、沖浪洗滌和自然清除等。對于不同類型的岸灘，其清理手段也存在差異。

(1)巖石類型岸灘。巖石類型岸灘崎嶇不平，大型機械設備難以進入現場作業，可考慮3種清理方式[6-7]。①在海況活動比較劇烈的巖石岸灘，盡可能依賴自然條件清除油污(如波浪沖刷)，可避免清理作業對海洋環境和生態群落造成危害。②處于高敏感區域的巖石岸灘，可采用人工刷洗或擦洗的方式清除油污。③采用高/低壓水沖洗的方式，在低壓條件下，利用現場海水沖洗巖石縫隙的液態油污可取得良好效果，但無法清除黏附在巖石上的老化原油；高壓熱水能夠將老化原油從巖石表面沖洗清除，但可能對生態系統造成較大損害，作業時要注意控制沖洗的溫度和壓力；如高壓熱水沖洗仍無法清除黏附在巖石表面的油污，可先使用消油劑或表面清洗劑將巖石表面的油污潤濕再進行沖洗。

(2)礫石類型岸灘。礫石類型岸灘被油污污染后，油污易向礫石下面的深層基質滲透造成污染，大型機械設備移動作業困難，作業人員可進入，可考慮3種清理方式[8-9]。①利用現場海水在低壓條件下沖洗礫石表面的油污，可實現大量液態油污的清除和回收；由于清理作業對岸灘底質影響較大，應慎重使用高壓熱水沖洗。②在油污污染岸灘現場安置清洗設備進行礫石清洗，清洗后的礫石返回現場岸線，含油廢水回收處理；在沒有清洗設備的情況下，也可在現場挖坑，將礫石放入坑內清洗。③礫石上的少量油污可通過人工擦拭的方式處理，也可運到漲潮帶進行沖浪洗滌。

(3)沙質類型岸灘。沙灘比較平坦，方便大型機械設備和人員作業，但沙灘顆粒之間的空隙較大，易發生油污下滲對深層岸灘造成污染，可考慮6種清理方式[10-12]。①針對沙灘表面存在大片液態油污的情況，可采用真空罐車回收油污。②對沙灘表面已凝固或部分凝固的油污可原位處理，主要通過篩式或耙式設備將表層油沙混合物回收，然后經過分離裝置將油污和沙子現場分離。③將被油污染的沙子轉移至場外處理，經過清洗、分離后回收。④對于掩埋在表面沙子下面的深層油污，可采用挖掘和翻耕的手段清理。⑤對于沙子中摻混的少量油污，可將沙子推到沖浪層，通過沖浪洗滌自然清理，然后恢復原位。⑥人工回收。

(4)泥灘、鹽沼澤類型岸灘。此類岸灘的基質較軟，大型機械設備和人員進入困難，適合低壓沖洗或通過吸附方式回收，或放任其自然清除[13]。

(5)紅樹林類型岸灘。此類岸灘和泥灘、鹽沼澤相似，故處理方式也相同。

2 渤海高風險岸灘

渤海是我國重要的海上油氣開采海域，目前渤海海上鉆井平臺大體可分為11個片區，包括錦州油田、綏中油田、旅大油田、秦皇島油田、南堡油田、曹妃甸油田、岐口油田、埕北油田、蓬萊油田、渤中油田和金縣油田。應用“中國近海溢油預測預警專家系統”軟件，以渤海海上鉆井平臺地理位置為溢油模擬初始點，模擬預測各鉆井平臺發生溢油后可能的漂移軌跡及上岸情況，判定溢油可能污染的岸灘位置和區域。本研究的研究區域限于環渤海濱海城市，包括河北省、天津市、山東省和遼寧省。

根據渤海海上平臺溢油上岸情況預測結果，結合環渤海岸線類型資料[14-16]，將渤海不同區域岸灘劃分為高、低2個風險等級(表2)。其中，秦皇島市戴河口以北至與遼寧省交界的主要岸灘類型是巖石，風險等級低；秦皇島市戴河口以南至與唐山市交界的主要岸灘類型是沙灘，風險等級高；唐山市大清河口以北至與秦皇島市交界的主要岸灘類型是沙灘，風險等級高；唐山市大清河口以西至冀津北交界的主要岸灘類型是泥灘，風險等級高。

表2 環渤海不同區域岸灘風險

3 渤海岸灘溢油清理技術

通過在康菲溢油事故和黃島“11·22”溢油事故中的岸灘油污處置情況發現，目前我國岸灘油污清理手段落后、缺乏專業油污清理設備，導致清理作業效率較低。岸灘油污清理的應急響應工作應“防”“治”并重，即在確定渤海高風險岸灘位置和區域的基礎上，針對不同岸灘類型提出相應溢油清理方案，有的放矢地開展工作。

3.1 秦皇島-唐山區段

秦皇島-唐山區段主要為沙灘。沙灘往往屬于旅游景點，公眾關注度較高，當海上溢油上岸引起污染時，此類岸灘應優先清理，清理作業時應注意在轉移的廢棄物中盡可能減少沙子含量以及清理和修復速度越快越好。

目前國內對沙灘上大量油污的主要清理手段是傳統機械回收，包括使用挖掘機、推土機等，然后將回收的油污廢棄物通過掩埋的方式處理，回收廢棄物多但會造成大量沙子浪費；對于油污較少的沙灘主要采用人工撿拾的作業方式，效率低、清理周期長。本研究認為可借鑒國際先進經驗，對于沙灘上存留的大量液態油污，可研制輕型、高效的油污真空回收車，其可在沙灘上行駛，利用真空回收原理通過吸油軟管將液態油污回收進入儲油槽，從而實現對沙灘上大量液態油污的快速有效回收和分離；對于固態或半固態的油沙混合物，可研制具有油污和沙子現場分離功能的清理車實現油污回收分離，大幅提高油污回收效率。人工清理作為一種有效的補充方式也值得提倡，但要注意作業人員的安全健康防護。

3.2 唐山-滄州區段和東營區段

唐山-滄州區段和東營區段主要為泥灘，在目前水平下可考慮3種手段處置油污。①利用低壓水沖洗的方式，盡可能采用現場海水，簡單、方便且費用低，但回收沖洗后的油水混合物存在很大難度；②嘗試鋪設人造吸油材料和麥稈等天然吸附物，吸附淤泥岸線表面油污，但也需要回收使用后的吸油材料；③由于人員在泥灘作業難度較大，依賴自然修復也是一種措施，但要注意在受污染岸線的外圍設置隔離裝置，防止居民和其他動物誤入。

3.3 天津區段和錦州-盤錦區段

天津區段和錦州-盤錦區段主要為人工岸灘，多為水泥或混凝土等構建的港口、碼頭、防護堤等。此類岸灘由于表面堅固，覆蓋在岸灘表面的油污幾乎不會滲透，適合采用低壓或高壓冷熱水沖洗的手段清除。對于高度風化的固態油污，由于其與岸線表面黏附牢固，清理難度較大，可在高壓熱水沖洗效果不好的情況下，首先噴灑消油劑將表面油污潤濕和皂化，然后再進行壓力沖洗；沖洗后的油水混合物通過布控在附近的圍油欄圍控，再利用撇油器回收。這種方式需要考慮含油廢水的處理。

3.4 煙臺區段和大連區段

煙臺區段和大連區段主要為巖石岸灘，可采用3種手段處置油污。①在海況比較惡劣的區域可不進行人工清理作業，而是通過波浪沖刷等自然過程清除油污。②人員進入作業區域通過高壓熱水沖洗的手段清理巖石表面油污，在作業區域周圍布控圍油欄，將油污圍控并回收。該方法對清除風化油污比較有效，但同時會對生態環境造成損害，因此在作業過程中應注意沖洗的溫度和壓力等。③對于附著在巖石表面的高度風化原油，可通過噴灑消油劑或表面清洗劑輔助高壓熱水沖洗的作業方式開展。使用消油劑會形成大量的分散油污，可能對近岸水體水質造成嚴重污染；表面清洗劑作為消油劑的替代物，可將黏附在巖石上的油污沖洗下來，又不會造成大量油污的分散，具有廣闊應用前景。

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Identification of High Risk Shoreline and Cleanup Technology of Oil Spill in Bohai Sea

QIAN Guodong，AN Wei，ZHAO Yupeng，LIU Baozhan

(China Offshore Environmental Service(Tianjin)Co.Ltd.，Tianjin 300457，China)

The development of offshore oil and gas in Bohai Sea has increased the risk of oil spill pollution on shoreline,and the building of effectively shoreline cleanup technology has great significance on shoreline environmental protection.In this study,the shoreline types and common cleanup technologies were introduced,and based on the identification of high risk shoreline along the coast of Bohai Sea,cleanup technologies for each segment were proposed,such as the use of oil vacuum recovery vehicles,low pressure water washing and laying of natural adsorbents,high and low pressure hot and cold water rinse,high pressure hot water washing and spraying oil or surface cleaning agent,etc.The results can provide assistant decision-making for shoreline oil cleanup.

Oil spill at sea，Hot water rinse,Oil remover,Manual cleaning

2016-12-12；

2017-05-15

中海油能源發展安全環保公司項目“岸灘溢油應急處置技術研究”(RLXMLZ-2015-09).

錢國棟，博士，研究方向為石油污染防治技術，電子信箱：qiangd@coes.org.cn

P7

A

1005-9857(2017)06-0057-04