水面溢油处理技术资料

水面溢油污染处理（初稿）目录一、概述二、海上溢油的去向与监视1、溢油的去向2、溢油漂移的预报和监视3、溢油量的估算方法4、原油指纹鉴别技术三、海上溢油处理技术（一）机械收油法1、防止溢油扩散—围油栏2、溢油回收---撇油器3、回收油的储存（二）化学分解法1、分散剂2、分散剂的喷洒（三）其它常用方法1、吸油材料吸附法2、网捞（四）不同类型溢油处理方式举例四、海上油田溢油应急计划的编制附件一、溢油漂移扩展预测和溢油应急对策系统框图二、海上溢油应急处理一般程序表主要参考文献1、《国际海事组织船上污油应急计划编制指南》中华人民共和国港务监督局编制2、《海上溢油应急指南》中华人民共和国港务监督局编制一、概述随着石油工业的迅速发展和海洋石油资源的大力开发，海洋溢油污染事故逐年增多。

溢油污染对海岸活动和海洋资源开发工作有一定的损害，对海洋生物的损害包括因油的化学成份引起的毒害性和物理性质引起的污染和窒息，造成海洋及海岸陆域生态环境的严重破坏。

在海洋石油开采中，钻井或采油平台井喷、平台火灾、海底输油管线破裂、油轮碰撞搁浅、原油装卸过程泄漏以及自然灾害等因素都有可能造成溢油污染，沿海炼油厂及其它石油工业排放的含油污水亦会污染附近海域。

清除溢油污染最常用的方法是机械回收，即使用各种围油栏拦截溢油，再施放撇油器或收油机回收。

化学分散剂也广泛应用于溢油清除。

此外，具有吸油、集油、沉油等作用的各种新材料以及生物、激光等处理新技术正在不断研究开发和应用。

二、海上溢油的去向与监视石油进入海洋后，会产生极其复杂的物理和化学变化，这些变化使一部分油从海上消失，另一部分滞留海面，并在风浪的作用下不断漂移扩散。

对溢油消散和漂移情况作出科学的预测，对于制定溢油应急计划和处理技术方案，迅速有效清除污染十分重要。

1、溢油的去向1.1 溢油的特性影响海上溢油去向的主要物理性质是比重、分馏特性、粘度与倾点。

油的比重是油与水的密度比值，这一比值可以确定溢油是否浮在水面，低比重的油必然含大量挥发性组分且较易流动。

油的分馏性决定它的挥发性，随着油温的升高，不同组份相继达到沸点被分馏。

油的粘度影响溢油在海上的流动性，高粘度油流动困难，低粘度油较易流动。

倾点是指此温度下油不再流动，如果环境温度低于倾点，油基本是固态，因此，冬季部分溢油易结成块状在海上漂移。

1.2 溢油的风化溢油在海上经历的物理和化学变化总称为风化。

这些变化包括扩散、蒸发、乳化、溶解、氧化、沉降、生物降解及联合作用。

（1）扩散原油进入海洋后，由于重力和表面张力作用将在海面不断扩散并逐渐形成大面积的油膜。

油膜的扩散程度受油的粘度和表面张力的控制，粘度越低，表面张力越小，形成的油膜就越薄。

大部分液态油入海后很快就会扩散到0.1毫米左右的平均厚度。

在风、海流及海浪的作用力，油膜最终被分散成不同形状和大小的碎片。

胜利油田河口原油和东营原油五天相对蒸发量（试验时间：1990年6月1日—10日）注：风速W 温度T 油膜厚度H（2）蒸发蒸发是溢油在海上自然消散的主要途径。

试验证明，原油中20-50%和汽油中80%以上的低于C15的烃类在海洋中的停留时间只有几天，风浪、气温、日照的加剧会促进原油的蒸发，油的化学成份、油膜厚度等因素也影响蒸发速度。

（3）氧化降解在氧气存在下，自然光能使许多石油烃转化为具有生物和化学活性的化合物。

试验证明，在自然条件下，一个平均厚度为0.02mm的油膜，每天至少降解1%。

油膜厚度越小，日光越强烈，降解速度就越快。

（4）溶解原油中轻分子轻较易溶解于水，但这些组分更容易挥发，因此溶解过程对海上溢油的消除影响很小。

（5）乳化乳化作用是溢油在海上分散的另一种形式，乳化有二种类型，即水包油乳化和油包水乳化。

乳化作用将增加污染物的体积，通常这种乳化物极粘，易阻碍溢油的消散，但成为乳化状的油一般仅占溢油总量的3%以下。

（6）吸附沉降吸附沉降作用也是水体中去除溢油的重要途径，吸附沉降作用一般有三种类型：A、轻组分挥发和溶解使残余物密度增加而产生半固态小球下沉；B、油膜或分散的油滴附着在悬浮颗粒物上下沉；C、溶解的石油烃吸附在固体颗粒物上下沉。

石油烃向海底沉降的速率主要取决于海水中颗粒物的沉积速率。

（7）生物降解海洋中广泛分布着能够降解石油烃的微生物，如霉菌、酵母菌等细菌。

每种细菌能降解特定的烃类。

生物降解速率一般为0.001-0.003g/m3.d，因此这种降解是一种非常缓慢的过程。

影响生物降解率的因素主要是海水中的营养物含量，尤其是氮磷化合物等，以及溶解氧、温度、盐度等。

2、溢油漂移的预报和监视预报和监视溢油在海上漂移位置及去向的主要方式有三种：（1）利用溢油扩散漂移数学模型计算漂移轨迹；（2）船舶水面跟踪监视；（3）由机载侧视雷达及紫/红外扫描系统组成的空中监视。

胜利油田目前应用前二种方式对溢油的动向进行预报和监视。

2.1 胜利油田近海溢油预测计算机系统2.1.1 系统基本原理影响溢油在海上扩散漂移的因素主要是海风、海流、潮流、风化作用以及溢油理化特性、溢油量、溢油位置、时间、气温、水温等附加因素。

建立海风、海流、蒸发乳化等作用的数学影响模型，将各种数学模型加以结合，并编成计算机程序，向计算机输入溢油时间、初始位置、理化特性、风力、风向、潮流等相关参数，计算机就可以计算并预测出海上溢油的动向。

胜利油田溢油预测系统的数学模型由风场模型、蒸发和乳化模型、二维流体动力学数值模型以及蒙特卡罗方法湍流弥散模型、胜利油田近岸海域潮流数值模型结合而成。

2.1.2 系统硬件组成系统硬件包括：586微机，打印机、复印机等输出设备，电话、传真机等传输设备。

2.1.3 工作流程与预测内容（1）信息资料分析整理a、溢油状况资料：把来自现场监测的资料，分析整理成计算机输入参数，包括溢油地点、时间、溢油量、溢油速率、终止时间等。

b、气象海况资料：气温、水温、海浪、风场，尤其是把现状和预测风场（风向、风力）转换为输入风场（风向为方位角、风级为浦氏风级）。

c、油品及理化性质，根据监测资料从计算机信息库查取。

（2）启动计算机进行预测运算预测计算内容：a．漂移轨迹预报：输入溢油时间、地点、风况、溢油量等参数，计算机计算显示影响范围内自溢油时刻起随时间变动的流场。

b．海面油膜扩展与漂浮的预测（3）预测结果的审编和输出计算结果包括图像和文字数据，尚需根据现场监测资料进行修正，修正采用人机对话方式，由计算机进行。

经过修正后的图文最后编辑输出。

这些图文包括：发生溢油事故时的时间、地点、风况、溢油量及油膜漂移路径、扫海面积、油膜厚度、残油量等。

（4）预测结果立即传输给指挥中心。

（5）收集的信息资料和计算结果存入资料库。

（溢油漂移扩展预测应用框图见附件一）2.1.4 系统性能这一系统是在胜利油田1991年研制开发的“海上溢油单站预报软件”的基础上加以修改升级而建立的。

与原系统相比，有以下特点：（1）操作界面使用汉化Win95；（2）可随时以时间为参数调出溢油的有关信息数据（油膜污染范围、厚度及中心位置等）；（3）可随时输入新的海风参数进行计算；（4）能在486/8M以上微机方便安装和运行；（5）能从其它数据文件中调用数据；（6）对计算域中参照物可以修改；（7）预报精度为10小时之内，预测当前位置与相应时刻油膜实际位置距离不大于1km；（8）海水参数可以采取文件输入和界面输入两种形式。

2.2 船舶监视派遣船舶寻找跟踪是观测溢油漂移去向最直接的办法。

船舶人员或携带的仪器可以观测油带长度、宽度、色彩等数据，并可准确确定溢油当前位置和漂流方向。

船舶监视与计算机预测相互结合，可大大提高预报监视的可靠性，但船舶监视只能在气象海况较为良好的情况下才能实施，且耗时较多，计算机则可迅速预报。

3、溢油量的估算方法溢油量的估算有许多种方法。

由于溢油泄漏及扩散漂移的随机性和不规则性，准确计算实际溢油量十分困难，因此一般需要通过各种计算方法，对不同溢油区块、不同时段的溢油量加以计算、累计和平均，从而算出最大、最小和平均溢油量。

常用计算溢油量的基本方法有观测法、截面通量法、计数法等。

3.1 观测法计算公式：海面溢油量=S ×P ×V ×θS —海面溢油总面积P —各色彩油膜占总面积的比例V —油膜色彩对应油膜厚度下单位面积油膜的体积θ—原油密度溢油总面积S 、各色彩所占比例P 需通过船舶或航空监测取得。

V 可根据油膜色彩与厚度关系表选取。

油膜色彩与油膜厚度关系表3.2 截面通量法计算公式：Q=θ×→Ｖ(t)×Y (t)=θ×→Ｖ(t)×K (t)×H (t) Q —单位时间溢油量θ—油膜密度→Ｖ(t)—油膜通过指定点的漂流速度矢量 Y (t)—油膜通过指定点的截面积K (t)—油膜通过指定点的宽度H (t)—油膜通过指定点的厚度其中：→Ｖ(t)=→Ｖ流+α→Ｖ风 →Ｖ流—表层海流速度矢量 →Ｖ风—风速矢量 α—风生流系数K (t)、H (t)、→Ｖ流、→Ｖ风等数据需通过监测确定。

3.3 计数法通过观测溢油泄漏点单位时间溢出的原油小球个数和直径计算溢油量。

计算公式：Q=V 球×N ×T ×θV 球=πd 3÷6 Q —溢油量 V 球—小球体积N —单位时间溢出小球个数 θ—原油密度T —溢油时间 d —小球直径4、原油指纹鉴别技术4.1 原理概述在已知溢油污染类型和来源的情况下，可以有针对性地进行溢油回收处，以便追究责任、加强海上污染管理，达到开发海洋、使用海洋、保护海洋的目的，所以必须建立一套简便易行且准确可靠的鉴别溢油种类的方法。

分析专家通过研究已证明，由于原始植被、地质条件及形成时间的不同，各地区产出的原油在物理和化学性质上存在着一定的差异，而且部分特征指标具有相对稳定性。

我们把这些相对稳定的、并能够区分原油种类的指标通称之为原油“指纹”。

海洋中原油溢漏后经过不同环境气候条件的作用其组份会受到影响，并且会影响到“指纹”特征。

原油入海后，立即受到风、波浪及阳光、微生物等的作用而发生稀释、扩散、蒸发、溶解、乳化、氧化、聚合等风化过程，使其组成和性质发生变化。

但是，有些化合物对气候有抗御能力并可以作为化学识别物和指标，确保一部分“指纹”信息能够保留下来，为原油鉴别提供了依据。

如果海上发生溢油事故，可采集溢油样品，经处理后，用荧光光谱法和气相色谱法等分析方法按要求进行分析，并取得一系列分析数据。

这些数据经归一化处理后，提取特征值和指标(即“指纹”)，这是鉴别的基础资料。

通过用微机对这些资料分析，将溢油样品与可疑油源样品及历史档案中资料量化比较，进行辅助鉴别，以期找出较为相似的油种，通过最终鉴别即可确定溢油的种类和来源。