海洋石油污染(1)電子教案

海洋石油污染(1)近期發(fā)生的石油泄漏事件

1.墨西哥灣石油漏油

2010年4月20日夜間，位于墨西哥灣的“深水地平線”鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸并引發(fā)大火，大約36小時(shí)后沉入墨西哥灣，11名工作人員死亡。據(jù)悉，這一平臺(tái)屬于瑞士越洋鉆探公司，由英國(guó)石油公司(BP)租賃。鉆井平臺(tái)底部油井自4月24日起漏油不止。事發(fā)半個(gè)月后，各種補(bǔ)救措施仍未有明顯突破，沉沒(méi)的鉆井平臺(tái)每天漏油達(dá)到5000桶，并且海上浮油面積在4月30日統(tǒng)計(jì)的9900平方公里基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)張。此次漏油事件造成了巨大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)，也給美國(guó)及北極近海油田開(kāi)發(fā)帶來(lái)巨大變數(shù)。相關(guān)圖片2.渤海之殤—“康菲中國(guó)”石油泄漏事件

2011年6月渤海灣蓬萊19-3油田作業(yè)區(qū)B平臺(tái)、C平臺(tái)先后發(fā)生兩起溢油事故，該油田由中海油和美國(guó)康菲石油公司的全資子公司康菲中國(guó)石油合作開(kāi)發(fā)，作業(yè)方為美國(guó)康菲石油中國(guó)有限公司(簡(jiǎn)稱康菲中國(guó))。5天后，經(jīng)國(guó)家海洋局監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)溢油并沒(méi)有完全得到控制。

國(guó)家海洋局向康菲中國(guó)提出“兩個(gè)徹底”的要求，即在8月31日前徹底排查溢油源，徹底封堵溢油，確保不再發(fā)生新的溢油風(fēng)險(xiǎn)。9月2日，國(guó)家海洋局認(rèn)定，事發(fā)油田的作業(yè)方康菲中國(guó)沒(méi)有如期完成“兩個(gè)徹底”的要求，同時(shí)責(zé)令蓬萊19-3全油田停止回注、停止鉆井、停止油氣生產(chǎn)作業(yè)。

9月4日，康菲中國(guó)在其官方網(wǎng)站通報(bào)了蓬萊19-3鉆井停產(chǎn)的具體進(jìn)展。最終到2011年9月5日為止，事發(fā)油田正式全面停產(chǎn)。目前，本次溢油事故造成污染的海洋面積至少為5500平方公里，其中劣四類(lèi)海水海域面積累計(jì)約870平方公里，而對(duì)于周邊漁民的損失以及對(duì)于臨近污染海域生活的居民影響還無(wú)法預(yù)計(jì)。相關(guān)圖片2.石油污染對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)的影響

海洋石油污染會(huì)對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的破壞作用。這主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1.石油對(duì)海洋生物的影響石油污染直接影響海洋生物的生存和發(fā)展，破壞了物種的多樣性，從根本上影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能基礎(chǔ)。多樣性是反映群落功能的生物學(xué)特征，是生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展均衡的一個(gè)指示。多樣性大的種群，具有更復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)通道，更多的營(yíng)養(yǎng)鏈和側(cè)鏈，與密度有關(guān)的種群控制機(jī)能可通過(guò)多途徑起作用，群落的穩(wěn)定性也越大。因此，生態(tài)系統(tǒng)多樣性的喪失，也就必然導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的喪失。以下是石油對(duì)主要的幾類(lèi)海洋生物的影響：（1）對(duì)珊瑚蟲(chóng)的影響珊瑚蟲(chóng)與其他海洋動(dòng)物的重要不同是它們不能以逃跑來(lái)擺脫石油污染，也不能隱藏于任何一個(gè)“安全”的角落里。珊瑚蟲(chóng)海洋環(huán)境的變化特別敏感，因此海洋石油污染很可能導(dǎo)致珊瑚蟲(chóng)的大面積死亡和毀滅。(2)對(duì)海洋生物幼體的影響海洋生物的幼體，對(duì)石油中致命的輕芳烴物質(zhì)及其衍生物都十分敏感，這是因?yàn)樗鼈兊纳窠?jīng)中樞和呼吸器官都很接近其表皮，其表皮都很薄，有毒物質(zhì)很容易侵入體內(nèi)。而且幼體運(yùn)動(dòng)能力較差，不能及時(shí)逃離污染區(qū)域。(3)對(duì)海洋底棲生物的影響石油泛濫后，相當(dāng)一部分的石油污染衍生物質(zhì)，甚至石油顆粒會(huì)漸漸地沉人海底。底棲生物上常附著厚厚的一層石油污染物，使其難以生存。(4)對(duì)魚(yú)類(lèi)的影響多環(huán)芳香烴碳?xì)浠衔锬軌蛟诤Ｑ笊铮貏e是底棲生物組織和器官中聚集起來(lái)。當(dāng)這些中了毒的海洋生物被魚(yú)類(lèi)食用后，后者也會(huì)中毒。另外，觀察發(fā)現(xiàn)，在石油污染區(qū)域，死亡的魚(yú)的鰓里布滿了許多微小的油滴，或者是粘力很強(qiáng)的乳狀液體。(5)對(duì)棘皮動(dòng)物的影響

棘皮動(dòng)物對(duì)海水中的任何物質(zhì)都有敏感性，對(duì)石油污染更是如此?！榜R魯”號(hào)油船失事以后，觀察結(jié)果證實(shí)，原來(lái)存在著大量海星和海膽的海區(qū)，在遭受石油污染后的6年內(nèi)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)海星、海膽重新活動(dòng)，表明石油污染對(duì)海星和海膽等棘皮動(dòng)物的潛在威脅是很大的。

(6)對(duì)蟹類(lèi)的影響

美國(guó)海洋生物學(xué)家們研究了1969年發(fā)生于美國(guó)東部海域的一次中等程度的石油泛濫事件的后果指出，直到1976年，石油泛濫海區(qū)蟹子的總數(shù)量還沒(méi)有恢復(fù)到1969年以前的水平。而且石油污染對(duì)蟹類(lèi)幸存者的危害有種種表現(xiàn)，例如動(dòng)作滯緩、發(fā)育畸形、生長(zhǎng)緩慢等。直到石油泛濫后的4一5年內(nèi)，在蟹類(lèi)生物細(xì)胞組織中，仍發(fā)現(xiàn)遺存著石油衍生物質(zhì)的痕跡。直到1976年，在海灣底部的石油污染沉積物中，仍然保存著十分顯著的污染痕跡。

(7)對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的影響

與海洋有關(guān)系的鳥(niǎo)類(lèi)，也是石油污染的犧牲品。科學(xué)家們研究指出，僅北海和北大西洋因石油污染而喪生的鳥(niǎo)類(lèi)，每年就達(dá)10萬(wàn)只以上，而這實(shí)際上只占死去的海鳥(niǎo)總量的10%。鳥(niǎo)類(lèi)死亡的原因是，石油污染物充滿了鳥(niǎo)類(lèi)羽毛間的空隙，從而破壞了羽毛的保溫性能而容易使其受冷致死。另外，海鳥(niǎo)還常把石油或其衍物生吞進(jìn)肚里，使其內(nèi)部功能受到致命損傷。

2.石油對(duì)海洋生境的影響

環(huán)境污染往往導(dǎo)致生境的單一化，使某些生物喪失了生存的環(huán)境，從而生態(tài)系統(tǒng)多樣性的喪失也成為必然。當(dāng)受到海洋石油污染后，群落中生物種類(lèi)減少，降低了種間競(jìng)爭(zhēng)的相互作用，使留下的耐污種類(lèi)的個(gè)體增多，以致受污染環(huán)境中群落的多樣性比正常環(huán)境內(nèi)少，而其重復(fù)性高。

舉一個(gè)典型的例子。1997年俄國(guó)Nakhodka油輪溢油，對(duì)日本海岸的影響調(diào)查結(jié)果是：某些物種，如帽貝C.toreuma在溢油后增長(zhǎng)速度很快，表明溢油后其密度（數(shù)量）曾大量下降，生物死于溢油污染或遷移到其它地方。而P.saccharinalanx卻不是這樣。這些生物對(duì)石油污染物影響的不同表現(xiàn)與其生物特性緊密相關(guān)。C.toreuma的習(xí)性是在海浪沖擊的水面上下移動(dòng)，不易被粘住，這些特性使之對(duì)石油污染非常敏感。相反，P.saccharinalanx與其它帽貝相比，它可以緊緊依附在巖岸基質(zhì)上，故而存活率較高。

另一個(gè)溢油對(duì)海洋生境的改變是：石油及其衍生物覆蓋海面以后，太陽(yáng)光線不能射人較深海水中，使海水中的氧化速度大大減慢，降低了海水中氧氣的更換速度，使海藻類(lèi)和浮游生物停止或減緩了生長(zhǎng)和繁殖速度，從而大大減少了海洋動(dòng)物的最基本的食物供給量，波及到海洋動(dòng)物的生存。這表明，海洋石油污染大大降低了初級(jí)生產(chǎn)力，從而使依托強(qiáng)大初級(jí)生產(chǎn)力才能建立起來(lái)的各級(jí)消費(fèi)類(lèi)群沒(méi)有足夠的物質(zhì)和能量支持。這樣，生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能就趨于簡(jiǎn)單化了。3對(duì)海洋石油污染的治理

通常情況下，海洋石油污染的清污方式分為分散、沉降、吸收、圍欄、放任以及燃燒6種方式，如墨西哥灣的原油泄漏，目前就正在采用燃燒的方式進(jìn)行處理。不過(guò)燃燒的方式也有一定弊端，比如面積很大的情況下，燃燒產(chǎn)生的油煙可能會(huì)對(duì)大氣造成污染。

而在盡量不對(duì)環(huán)境進(jìn)行二次污染的情況下，當(dāng)前主要采用以下三種方法清理泄露的原油。前兩種辦法都是對(duì)環(huán)境影響較小的方法，而第三種主要用于清理使用其他方法仍沒(méi)有完全清理掉的小塊油污（1）首先利用圍油欄防止油污面積進(jìn)一步擴(kuò)大

但是這僅限于較小面積的油污，并且水面要相對(duì)平靜。將圍欄內(nèi)的原油用水泵抽走，并通過(guò)油水分離器析出水分。

而對(duì)收集上來(lái)的污水以及石油工廠排出來(lái)的石油污水一般采用生物處理法。生物處理法也稱生化處理法。生物處理法是處理廢水中應(yīng)用最久、最廣和相當(dāng)有效的一種方法。它是利用自然界存在的各種微生物，將廢水中有機(jī)物進(jìn)行降解，達(dá)到廢水凈化的目的。（2）其次通過(guò)一些物理方法清除海面石油污染比如用抽吸機(jī)吸油，用水柵和撇沫器刮油，用吸油氈吸附原油并回收處理等。

英國(guó)有一位農(nóng)場(chǎng)主發(fā)明了一種用機(jī)編禾草排治理石油污染的方法，不僅能防止石油在海中擴(kuò)散，而且能吸收比自身質(zhì)量多15倍的石油，可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。

（3）用化學(xué)試劑促進(jìn)石油的分解或者沉降

目前防止油水合二為一的唯一選擇是噴灑清除劑，因?yàn)橹挥谢瘜W(xué)藥劑才能使原油加速分解，形成能消散于水中的微小球狀物。不過(guò)目前的許多化學(xué)藥劑雖然能起到很好的效果，但是對(duì)環(huán)境都很容易造成二次污染，所以這種方法并不適合在一開(kāi)始就大量的使用。

海洋石油污染的清污方式（表格）

方法分散

沉降

吸收圍欄放任燃燒

具體做法噴灑強(qiáng)效洗滌劑，使石油迅速分散播撒粉狀石灰，使其沉降利用麥桿、泥炭、聚苯乙烯等吸收石油用圍欄圈住回收只適用于大洋中的原油泄漏，且擴(kuò)大污染范圍

燃燒

局限性不易在近岸或漁場(chǎng)周?chē)褂?，出現(xiàn)二次污染物會(huì)危害海底生物，出現(xiàn)二次污染物只能在靜水環(huán)境中使用小面積，靜水環(huán)境讓其自然分解

油層厚達(dá)2毫米，污染大氣4.微生物在處理海洋石油污染中的應(yīng)用

微生物修復(fù)技術(shù)是指利用微生物的代謝活動(dòng)催化降解有機(jī)污染物，從而去處或消除環(huán)境污染物的一個(gè)受控或自發(fā)進(jìn)行的過(guò)程。最早使用該方法是在海洋受石油污染后用物理或化學(xué)方法收效甚微時(shí)，通過(guò)外加營(yíng)養(yǎng)等手段促進(jìn)烴降解菌的生長(zhǎng)，使石油得到了很好的控制。同傳統(tǒng)或現(xiàn)代的物理、化學(xué)修復(fù)方法相比，石油烴類(lèi)的微生物修復(fù)具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)：生物修復(fù)對(duì)人和環(huán)境造成的危害最小，它能夠使污染物最終分解為二氧化碳和水，而且生物修復(fù)過(guò)程迅速，費(fèi)用低，僅為傳統(tǒng)物理/化學(xué)修復(fù)的30%~40%。（1）用于降解石油的微生物海洋環(huán)境中能夠降解石油的微生物有200多種，分屬70個(gè)屬，其中細(xì)菌有40各屬。不同菌屬的微生物對(duì)石油的降解能力也不同。如細(xì)菌Acinetobacter-calcoaeticu和Serratiamarcescens可分別降解C22~C30和C20~C28的石油物質(zhì)，而霉菌Candidatropicalis可以降解C12~C32的石油物質(zhì)。一種微生物通常只對(duì)特定的石油成分具有較強(qiáng)的降解能力。因此，往往需要通過(guò)接種混合的微生物群落，以提高微生物的降解效果。(2)影響微生物降解的因素

溫度，海水鹽度，氧氣，營(yíng)養(yǎng)鹽等因素能對(duì)有關(guān)石油的降解產(chǎn)生影響，有些甚至是決定性的。如在石油污染嚴(yán)重的海域，氧就可能成為石油降解的限制因子。同時(shí)，石油本身性質(zhì)也會(huì)對(duì)降解產(chǎn)生影響。不同的原油，由于其飽和烴，芳香烴，膠質(zhì)和瀝青的含量不同以及飽和烴中正構(gòu)烴的含量不同可導(dǎo)致它們具有不同的抗降解性。不同的烴類(lèi)化合物的降解率如下：正烷烴>分支烷烴>低分子量芳香烴>多環(huán)芳烴。另外石油在海水中的物理狀態(tài)對(duì)微生物的降解也有顯著影響。由于石油烴降解微生物通常生活在油水界面上，因此乳化好的油往往能夠更好的被微生物所利用。（3）微生物對(duì)石油烴代謝的途徑

微生物對(duì)石油烴的降解實(shí)際上是一種生物氧化作用。其主要代謝途徑有如下幾種：①.將石油烴分解為CO2

和H2O；②.將石油烴轉(zhuǎn)化為微生物的生命物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，氨基酸，酯類(lèi)和多糖等；③.將石油烴轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)，如各種醇，苯酚，醛，脂肪酸等。由于多數(shù)石油烴類(lèi)化合物難溶于水，微生物對(duì)石油烴的代謝還需要依靠其細(xì)胞壁外表面的一種由糖脂組成的特殊吸收系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以使石油烴類(lèi)化合物充分乳化，然后被吸收和利用。(