海洋石油污染精品課件

1、海洋石油污染第1頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋污染的種類石油污染赤潮毒物污染垃圾污染核污染第2頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋石油污染第3頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋石油污染（marine oil pollution）石油及其產(chǎn)品在開采、煉制、貯運和使用過程中進入海洋環(huán)境而造成的污染。特別是海灣戰(zhàn)爭中造成的海洋石油污染，不但嚴重破壞了波斯灣的生態(tài)環(huán)境，還造成洲際規(guī)模的大氣污染。最大的污染源是陸源性排放，河流、工礦企業(yè)排污口、港口油庫、沿岸工程和輸油管道等排油；而原油泄漏事故更加重了海洋石油污染。第4

2、頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四油品入海途徑煉油廠含油廢水經(jīng)河流或直接注入海洋；油船漏油、排放和發(fā)生事故，使油品直接入海；海底油田在開采過程中的溢漏及井噴，使石油進入海洋水體；大氣中的低分子石油烴沉降到海洋水域；海洋底層局部自然溢油。第5頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第6頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋石油污染的影響和危害對環(huán)境的污染1）石油污染在海洋表面形成面積廣大的油膜，阻礙大氣與海水的物質(zhì)交換，影響海面對電磁輻射的吸收、傳遞和反射，同時石油的分解也消耗水中的溶解氧，對海洋生物產(chǎn)生危害；2）兩極地區(qū)海域冰面

3、上的油膜，能增加對太陽能的吸收而加速冰層的融化，使海平面上升，并影響全球氣候；3）海面及海水中的石油烴能溶解部分鹵化烴等污染物，降低界面間的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化率；4）破壞海濱風景區(qū)和海濱浴場。第7頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四對生物的危害1）油膜使透入海水的太陽輻射減弱，從而影響海洋植物的光合作用；2）污染海獸的皮毛和海鳥的羽毛，溶解其中的油脂，使它們喪失保溫、游泳或飛行的能力；3）干擾生物的攝食、繁殖、生長、行為和生物的趨化性等能力；4）使受污染海域個別生物種的豐度和分布發(fā)生變化，從而改變生物群落的種類組成；5）高濃度石油會降低微型藻類的固氮能力，阻礙其生長甚至導致其死

4、亡；6）沉降于潮間帶和淺海海底的石油，使一些動物幼蟲、海藻孢子失去適宜的固著基質(zhì)或降低固著能力；7）石油能滲入較高級的大米草和紅樹等植物體內(nèi)，改變細胞的滲透性，甚至使其死亡；毒害海洋生物。第8頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四對水產(chǎn)業(yè)的影響 油污會改變某些魚類的洄游路線；沾污漁網(wǎng)、養(yǎng)殖器材和漁獲物；受污染的魚、貝等海產(chǎn)品難以銷售或不能食用。第9頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四1989年美國?？松竭\公司油輪泄漏在阿拉斯加附近海面上形成的8英里長，3.5英里寬的原油泄漏污染帶第10頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四第11頁

5、，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋石油污染的防治技術(shù)溢油監(jiān)測技術(shù)：主要是采用機載遙感技術(shù)。用于空中監(jiān)測的飛機應(yīng)具有良好的全方位視角，同時能夠搭載合適的助航設(shè)備。 直升機操作性能好，適用于監(jiān)測有懸崖、海灣和島嶼的復雜海岸線，也適用于寬闊的海洋洋面的監(jiān)測，對于遠海區(qū)則可選雙發(fā)動機的或多發(fā)動機的飛機，增加安全系數(shù)。第12頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四飛機搜索監(jiān)測的常用方法“梯形搜索法”；溢油極易形成與風向平行的窄長條狀的油跡，采用與風向垂直的梯形搜索，更容易發(fā)現(xiàn)油的蹤跡。同時，因為云彩陰影、海面波紋、海草群、河流沉積物、排放污水等因素的影響，飛機

6、必須以足夠低的高度飛行，以確定溢油是否存在。油膜的覆蓋面積，可以根據(jù)監(jiān)測飛機的飛行速度及飛行時間來推算。油膜移動的動向，可根據(jù)風向和潮流的速度來推測。另外，可通過油的色彩、油膜厚度與油量的關(guān)系，來目測溢油數(shù)量。 第13頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四監(jiān)測飛機上所用遙感監(jiān)測儀器：側(cè)視雷達、被動微波輻射計，可提供全天候油污信息和圖像。紅外成像和微光電視系統(tǒng)，一定環(huán)境條件下全天監(jiān)測油污及油污范圍。激光熒光計，確定油品種類。多光譜攝影和掃描儀，特別是紫外光譜段的攝影和掃描儀，效果更理想第14頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四目前，尚無一種全能的傳感器能

7、在各種條件下提供信息。因此，需要將多種傳感器配合使用，組合形成綜合的監(jiān)測系統(tǒng)。航空油監(jiān)測系統(tǒng)最早由美國航空電子系統(tǒng)公司研制，1979年4月正式于美海岸警備隊裝備使用。該系統(tǒng)由X波段側(cè)視雷達、掃描式微波輻射儀、紅外嘴外輻射掃描儀及微光電視等組成。第15頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四“空中慧眼”監(jiān)測系統(tǒng) 側(cè)視雷達采用200kw的發(fā)射機，提高發(fā)射功率，采用干式膠片鍍銀雷達處理機代替濕式化學信息處理機。采用三通道的紅外紫外掃描儀，紫外靈敏度比原先提高9倍，能發(fā)現(xiàn)21千米遠處的船甲板燈光，能在斜距300米時，辨清船上15厘米大小的字母。 特點：不但能監(jiān)測油污，還同時可以用于海

8、難事故的搜索及水溫調(diào)查等其他用途。美國海岸警備隊已有6架裝有“空中慧眼”系統(tǒng)的飛機在服役，對海域環(huán)境進行有效的監(jiān)測。第16頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四此外，還有有激光一熒光油污監(jiān)測系統(tǒng)特點：能識別海上溢油的油品種類，機載的紅外監(jiān)測儀在飛機的垂直方向掃描，可以得到非常清晰的海面油污照片。除機載外，也可安裝在水面浮動或固定裝置上，如輪船、鉆井平臺上或巡邏艇上。根據(jù)紅外線的波長在3um時在水面上有獨特反射性的特性研制而成的，可不受氣候及光線條件的影響；白天、黑夜即使在薄霧天氣，也能監(jiān)測。但是，對薄的油膜辨別力差，如果海面上有存在溫度差的洋流通過，將影響其辨別力 。第17

9、頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四海洋石油污染的修復石油入海后發(fā)生一系列復雜變化，包括擴散、蒸發(fā)、溶解、乳化、光化學氧化、微生物氧化、沉降、形成瀝青球，以及沿著食物鏈轉(zhuǎn)移等過程。油污染的控制 利用油障，把油包圍起來，然后利用回收船只或回收裝置收回油障內(nèi)的油，最后用油吸附材料和油處理劑等對剩余的油進行處置。第18頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四溢油的治理技術(shù)主要處理方法： 自然方式處理、物理方式處理、化學方式處理、焚燒處理、機械方式處理 1）圍油欄和浮油回收器 一般是用圍油欄將油圍住后，一邊回收一邊進行乳化分散處理。 圍油欄阻止海面浮油的擴散，防

10、止污染海域的擴大，使海面浮油層加厚，以利于浮油回收。當油在海上流出后，迅速擴散，隨著時間的推移，擴散減緩。在油運輸時，一旦發(fā)生事故，首先必須迅速張開圍油欄，為此，要求它體積小，輕便、儲存和搬運容易，操作性能良好，耐受風浪等。 目前的圍油欄一般能承受流速約05米/秒以內(nèi)、最大波高為115米的波浪。第19頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四圍油欄結(jié)構(gòu) 主要是由浮體、水上部分、水下部分和壓載四部分組成。浮體是用耐油、不吸水、不吸油并有一定柔性的材料制成。固體浮體通常用膨脹的泡沫塑料，氣體浮體通常用空氣灌注氣室。 水上部分又稱為干舷，可以防止浮油的逃逸，起到圍油的作用。 水下部分

11、，類似于船舶的吃水體，也叫裙體，是為防止浮油從海面下方逃逸而設(shè)置，通常采用橡膠、涂有橡膠的尼龍、聚酯纖維等材料制成。 壓載的作用則是確保圍油欄能直立在海水中。圍油欄的壓載通常采用鏈條或鉛塊。鏈條或鉛塊可以包在裙體內(nèi)或掛在裙體上。第20頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 根據(jù)浮體的形狀和裙體的材料，圍油欄分為柵欄狀圍油欄和簾式國油欄；前者采用長條形或方形的實心浮體，裙體材料內(nèi)嵌有加強條，干舷超過浮體的高度，一般用于低流速的水域。后者的浮體為圓形，裙體為連續(xù)的柔性材料，它隨波性能好，使用方便，容易清洗。特別是充氣式的浮體，儲存空間小，便于運輸，適宜于應(yīng)急使用。第21頁，共4

12、1頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 目前，圍油欄被推廣至可能會出現(xiàn)石油污染的場合作預(yù)防之用，如海港碼頭、海濱浴場等事故敏感區(qū)。 導致浮沉式圍油欄的誕生，這種圍油欄氣室采用浮動軟管，裙體采用連續(xù)橡膠帶組成。它長期放于水中，平時沉入海底，在需要時，通過與浮動軟管相接的壓縮機送氣使其展開，在浮力作用下上浮，使用很方便。在港區(qū)內(nèi)還可以用氣體圍油欄防止油污擴散，比浮沉式方便，啟動快，還可以在燃燒著的油面及冰區(qū)工作，非常適合防止船舶油污染。 原理是在海底圍成一定形狀的多孔管路，壓縮空氣沿管路沖出，上浮的氣泡會在海面形成水流，阻止浮油的流動，起到圍油的作用。而在有潮起潮落的港口碼頭，則需要布

13、置能適應(yīng)潮汐現(xiàn)象自由上浮下沉的圍油欄。在海岸線上使用的圍油欄的特別之處在于它能坐落在沙灘上，保護海岸線免遭石油污染。第22頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四特殊場合，圍油欄的使用 網(wǎng)狀圍油欄由于網(wǎng)眼的存在，使其在水中拖曳時阻力很小，可用于圍堵漂浮于海上的高粘度油的凝聚物。 阻燃的圍油欄阻止燃燒的油進入港口，或?qū)〉氖椭苯釉诤Ｋ袩簟?在缺乏設(shè)備的緊急情況下，可以自制簡易的圍油欄，如用木頭、竹子、油桶、軟管、橡膠輪胎等做成上浮式圍油欄，也可用漁網(wǎng)、絲網(wǎng)或其他網(wǎng)管填充以稻草、椰子殼或現(xiàn)成填充材料做成吸附式圍油欄。第23頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分

14、，星期四英國北海設(shè)德蘭群島上，有一位叫肯弗羅克布魯克的農(nóng)場主，發(fā)明了一種用機編禾草排治理石油污染的方法，可以防止油輪流出的石油污染海岸；禾草中又以大麥秸稈治污最為有效。禾草排不僅能防止石油在海中擴散，而且能吸收比自身重15倍的石油。1992年，一艘油輪在設(shè)德蘭群島附近失事后，在海上放置了22千米長的禾草排，從而保護了海濱浴場和漁場不致遭受污染。第24頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四浮油回收器是回收水面的浮油，它可以單獨使用，也可裝在船上（如清污船），增加機動性。它是與圍油欄相輔相成的，只有及時回收被圍油欄圍住的浮油，才能確保圍油欄安全可靠的使用，圍而不收，必然導致圍油

15、欄的失效。有抽吸式、吸附式等多種 抽吸式的浮油回收器利用油和水的密度差，用泵汲取油水界面之上的油，但是回收油的水分較大，儲油所需的體積也較大，易受風、浪影響。 吸附式的浮油回收器，由吸油材料組成油繩經(jīng)過油層后將油吸附，然后依靠密度差在儲油艙上浮或通過擠壓將吸附的油擠出輸人儲油艙。它的優(yōu)點是適用于多種石油制品，回收油含水量較少，且不受風浪影響，但結(jié)構(gòu)笨重，且吸油帶等易磨損。第25頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四溢油的吸取回收第26頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四2）浮油回收船清污船將浮油回收器配以動力裝置就組成清污船，它可以直接回收海面上的浮油

16、，也可以與圍油欄配合回收水面浮油。清污船不僅行動迅速，而且效果顯著。 例如美國的“瓦西特號”清污船，它是用泵把污染的海水吸入油槽，再利用分離系統(tǒng)即浮油回收器將海水與石油分開，最后把清潔的水放回大海，把處理出來的油存入油罐。據(jù)統(tǒng)計，采用這種方式，該船每天能清除1000噸污染的海水。第27頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四3）撒播化學制劑 由于海浪的作用，可以使水面的溢油粉碎成極細小的油滴。小油滴與海水充分混合，使油的濃度降低，而且極易被微生物降解，這就是海洋的自凈能力。 這個過程一般比較長，一旦原油與海水混合為一體，很快就會形成一種極其粘稠、污染性極強的乳膠“巧克力奶油凍

17、”。第28頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四噴灑消油劑（又叫分散劑） 加快石油的自然分散過程，防止油水合二為一，使其盡快形成能消散于水中、極微小的球狀物。 好的消油劑能使油粒消散至直徑在1um以下，形成高度穩(wěn)定的乳化液，而且可防止油粘到動物羽毛及沙粒，減少石油對海鳥的危害，可以防止沿岸建筑物等表面被石油浸潤，也不會形成樹脂凝結(jié)塊。第29頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 在油膜厚度大于0.5厘米時；溢油為輕質(zhì)油或動植物油時；溢油為重油，且在低溫環(huán)境下或呈焦油狀、塊狀時；溢油已乳化呈“巧克力奶油凍”時；溢油區(qū)屬敏感保護區(qū)；溢油區(qū)海面結(jié)冰時等等不宜使

18、用消油劑。 一般來說，消油劑應(yīng)在溢油的初期，兩天以內(nèi)使用，尤其是可能發(fā)生火災(zāi)等的緊急情況更應(yīng)該迅速使用。因為一般油水混合形成乳膠需48小時，此后消油劑就無能為力了。消油劑使用方便，成本低廉，有極好的應(yīng)用前景。第30頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四集油劑，也叫液體（化學）圍油欄 縮小油周圍水的表面張力，控制油的擴散，使油集中在一定區(qū)域，形成一定厚度，以利于回收。 該試劑成本很高，而且作用時間有限，在大規(guī)模溢油事故中使用得很少，噴灑量一般都非常低，在周長為1千米的溢油污染區(qū)只需噴灑約30千克的劑量。第31頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四固化劑 英

19、國化學家發(fā)現(xiàn)，在原油中加入活性聚合物和交聯(lián)劑，石油的粘度便會急劇增加，并很快地凝結(jié)成塊；使原油凝固成膠狀油團。采用這種方法能有效地清除海面上漂浮的難以用機械方法回收的石油。第32頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四新型吸油劑 日本一化學公司以稻殼制成的活性炭為原料研制新型吸油劑。實踐表明，將其撒在海面的原油層上，只需30秒種，它就會形成網(wǎng)狀物來吸取原油。據(jù)測定，每1000克吸油劑，能吸收約6800克原油，而且對海洋環(huán)境無害，不會造成二次污染。第33頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四 各式各樣的化學制劑不僅可在船上用大型噴灑裝置噴灑到海面上，還可在飛

20、機上進行大面積撒布，因此用起來方便迅速。機械回收法不會造成二次污染，但只有油層不是很薄時，才會有較好的經(jīng)濟效益，油層愈薄，化學消油劑的經(jīng)濟性愈好。 特別注意的是分散劑中含有的可使溢油破碎成油滴的芳香烴，其毒性要比石油本身表現(xiàn)出的毒性還要大，使污染情況變得更復雜。第34頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四4）細菌清除浮油 美國科學家在墨西哥海灣海底的沉積物中發(fā)現(xiàn)了許多依靠吞噬石油來維持生命的細菌。實驗表明，這些細菌具有吞噬海上浮油，進而將其消化的本領(lǐng)。 不久前，印度著名的生物工程學家卡拉瓦蒂用現(xiàn)代遺傳工程技術(shù)成功地繁殖出了這種能分解石油的細菌。他先在實驗室里，用玉米淀粉提煉物培養(yǎng)這種細菌，然后再投入被石油污染的海面上，這些細菌能在2小時內(nèi)將石油分子變成脂酸乳狀液，且不影響水的有機體。第35頁，共41頁，2022年，5月20日，12點43分，星期四5）使用新材料 德國專家采用特種橡膠材料制成一種