渤海溢油污染高风险岸滩判别及清理技术研究

钱国栋，安伟，赵宇鹏，刘保占

(中海石油环保服务(天津)有限公司 天津 300457)



渤海溢油污染高风险岸滩判别及清理技术研究

钱国栋，安伟，赵宇鹏，刘保占

(中海石油环保服务(天津)有限公司 天津 300457)

渤海海上油气的开发增大了沿岸岸滩环境的溢油污染风险,针对溢油污染岸滩采取高效的油污清理技术对岸滩环境保护具有重要意义。文章对岸滩类型及其常用清理技术进行介绍,在对渤海溢油污染高风险岸滩进行判别的基础上,针对性地提出各区段岸滩的溢油清理技术手段,如利用油污真空回收车、低压水冲洗和铺设天然吸附物、高低压冷热水冲洗、高压热水冲洗和喷洒消油剂或表面清洗剂等，为渤海沿岸岸滩可能发生的溢油污染的处置工作提供辅助决策。

海上溢油;热水冲洗；消油剂；人工清理

渤海是目前我国海上石油开发的主要作业海域，在海上石油开采、输运过程中，突发的海上溢油事故对渤海沿岸岸滩环境具有污染风险。根据国家海洋局发布的相关调查报告，2010年大连新港输油管线爆炸事故造成大连金石滩至小平岛岸线的溢油污染；2011年蓬莱19-3油田溢油事故导致辽宁绥中东戴河、河北唐山浅水湾和河北秦皇岛昌黎黄金海岸部分岸滩受到污染[1]。

岸滩环境具有生物群落丰富但生态脆弱的特点，此外油污与岸滩基质相混合会造成较长时间的残留，进一步增大溢油对岸滩环境的不良影响[2]。与海面漂浮的油污不同，岸滩上的油污会黏附在岸滩表面，处理难度较大，并且不同类型岸滩的油污清理手段也不相同。目前国内大多依靠铲车、挖掘机等大型机械或人工手段对岸滩油污进行清理，存在效率低下或对生态环境损害较大等弊端。基于渤海岸滩存在的溢油污染风险，有必要针对不同岸滩类型采取相应的油污清理技术。

1 岸滩类型及其清理技术

1.1 岸滩类型

ITOPF、IPECA等溢油响应组织和相关学者对岸滩的分类不尽相同[3-5]。通常根据岸滩的特点和沉积物颗粒的粒径大小，将岸滩分为7种，不同类型岸滩的属性如表1所示。

表1 岸滩类型及其属性

1.2 常用的岸滩清理技术

岸滩溢油清理手段主要包括机械清理、人工清除、高/低压水冲洗、清洗、冲浪洗涤和自然清除等。对于不同类型的岸滩，其清理手段也存在差异。

(1)岩石类型岸滩。岩石类型岸滩崎岖不平，大型机械设备难以进入现场作业，可考虑3种清理方式[6-7]。①在海况活动比较剧烈的岩石岸滩，尽可能依赖自然条件清除油污(如波浪冲刷)，可避免清理作业对海洋环境和生态群落造成危害。②处于高敏感区域的岩石岸滩，可采用人工刷洗或擦洗的方式清除油污。③采用高/低压水冲洗的方式，在低压条件下，利用现场海水冲洗岩石缝隙的液态油污可取得良好效果，但无法清除黏附在岩石上的老化原油；高压热水能够将老化原油从岩石表面冲洗清除，但可能对生态系统造成较大损害，作业时要注意控制冲洗的温度和压力；如高压热水冲洗仍无法清除黏附在岩石表面的油污，可先使用消油剂或表面清洗剂将岩石表面的油污润湿再进行冲洗。

(2)砾石类型岸滩。砾石类型岸滩被油污污染后，油污易向砾石下面的深层基质渗透造成污染，大型机械设备移动作业困难，作业人员可进入，可考虑3种清理方式[8-9]。①利用现场海水在低压条件下冲洗砾石表面的油污，可实现大量液态油污的清除和回收；由于清理作业对岸滩底质影响较大，应慎重使用高压热水冲洗。②在油污污染岸滩现场安置清洗设备进行砾石清洗，清洗后的砾石返回现场岸线，含油废水回收处理；在没有清洗设备的情况下，也可在现场挖坑，将砾石放入坑内清洗。③砾石上的少量油污可通过人工擦拭的方式处理，也可运到涨潮带进行冲浪洗涤。

(3)沙质类型岸滩。沙滩比较平坦，方便大型机械设备和人员作业，但沙滩颗粒之间的空隙较大，易发生油污下渗对深层岸滩造成污染，可考虑6种清理方式[10-12]。①针对沙滩表面存在大片液态油污的情况，可采用真空罐车回收油污。②对沙滩表面已凝固或部分凝固的油污可原位处理，主要通过筛式或耙式设备将表层油沙混合物回收，然后经过分离装置将油污和沙子现场分离。③将被油污染的沙子转移至场外处理，经过清洗、分离后回收。④对于掩埋在表面沙子下面的深层油污，可采用挖掘和翻耕的手段清理。⑤对于沙子中掺混的少量油污，可将沙子推到冲浪层，通过冲浪洗涤自然清理，然后恢复原位。⑥人工回收。

(4)泥滩、盐沼泽类型岸滩。此类岸滩的基质较软，大型机械设备和人员进入困难，适合低压冲洗或通过吸附方式回收，或放任其自然清除[13]。

(5)红树林类型岸滩。此类岸滩和泥滩、盐沼泽相似，故处理方式也相同。

2 渤海高风险岸滩

渤海是我国重要的海上油气开采海域，目前渤海海上钻井平台大体可分为11个片区，包括锦州油田、绥中油田、旅大油田、秦皇岛油田、南堡油田、曹妃甸油田、岐口油田、埕北油田、蓬莱油田、渤中油田和金县油田。应用“中国近海溢油预测预警专家系统”软件，以渤海海上钻井平台地理位置为溢油模拟初始点，模拟预测各钻井平台发生溢油后可能的漂移轨迹及上岸情况，判定溢油可能污染的岸滩位置和区域。本研究的研究区域限于环渤海滨海城市，包括河北省、天津市、山东省和辽宁省。

根据渤海海上平台溢油上岸情况预测结果，结合环渤海岸线类型资料[14-16]，将渤海不同区域岸滩划分为高、低2个风险等级(表2)。其中，秦皇岛市戴河口以北至与辽宁省交界的主要岸滩类型是岩石，风险等级低；秦皇岛市戴河口以南至与唐山市交界的主要岸滩类型是沙滩，风险等级高；唐山市大清河口以北至与秦皇岛市交界的主要岸滩类型是沙滩，风险等级高；唐山市大清河口以西至冀津北交界的主要岸滩类型是泥滩，风险等级高。

表2 环渤海不同区域岸滩风险

3 渤海岸滩溢油清理技术

通过在康菲溢油事故和黄岛“11·22”溢油事故中的岸滩油污处置情况发现，目前我国岸滩油污清理手段落后、缺乏专业油污清理设备，导致清理作业效率较低。岸滩油污清理的应急响应工作应“防”“治”并重，即在确定渤海高风险岸滩位置和区域的基础上，针对不同岸滩类型提出相应溢油清理方案，有的放矢地开展工作。

3.1 秦皇岛-唐山区段

秦皇岛-唐山区段主要为沙滩。沙滩往往属于旅游景点，公众关注度较高，当海上溢油上岸引起污染时，此类岸滩应优先清理，清理作业时应注意在转移的废弃物中尽可能减少沙子含量以及清理和修复速度越快越好。

目前国内对沙滩上大量油污的主要清理手段是传统机械回收，包括使用挖掘机、推土机等，然后将回收的油污废弃物通过掩埋的方式处理，回收废弃物多但会造成大量沙子浪费；对于油污较少的沙滩主要采用人工捡拾的作业方式，效率低、清理周期长。本研究认为可借鉴国际先进经验，对于沙滩上存留的大量液态油污，可研制轻型、高效的油污真空回收车，其可在沙滩上行驶，利用真空回收原理通过吸油软管将液态油污回收进入储油槽，从而实现对沙滩上大量液态油污的快速有效回收和分离；对于固态或半固态的油沙混合物，可研制具有油污和沙子现场分离功能的清理车实现油污回收分离，大幅提高油污回收效率。人工清理作为一种有效的补充方式也值得提倡，但要注意作业人员的安全健康防护。

3.2 唐山-沧州区段和东营区段

唐山-沧州区段和东营区段主要为泥滩，在目前水平下可考虑3种手段处置油污。①利用低压水冲洗的方式，尽可能采用现场海水，简单、方便且费用低，但回收冲洗后的油水混合物存在很大难度；②尝试铺设人造吸油材料和麦秆等天然吸附物，吸附淤泥岸线表面油污，但也需要回收使用后的吸油材料；③由于人员在泥滩作业难度较大，依赖自然修复也是一种措施，但要注意在受污染岸线的外围设置隔离装置，防止居民和其他动物误入。

3.3 天津区段和锦州-盘锦区段

天津区段和锦州-盘锦区段主要为人工岸滩，多为水泥或混凝土等构建的港口、码头、防护堤等。此类岸滩由于表面坚固，覆盖在岸滩表面的油污几乎不会渗透，适合采用低压或高压冷热水冲洗的手段清除。对于高度风化的固态油污，由于其与岸线表面黏附牢固，清理难度较大，可在高压热水冲洗效果不好的情况下，首先喷洒消油剂将表面油污润湿和皂化，然后再进行压力冲洗；冲洗后的油水混合物通过布控在附近的围油栏围控，再利用撇油器回收。这种方式需要考虑含油废水的处理。

3.4 烟台区段和大连区段

烟台区段和大连区段主要为岩石岸滩，可采用3种手段处置油污。①在海况比较恶劣的区域可不进行人工清理作业，而是通过波浪冲刷等自然过程清除油污。②人员进入作业区域通过高压热水冲洗的手段清理岩石表面油污，在作业区域周围布控围油栏，将油污围控并回收。该方法对清除风化油污比较有效，但同时会对生态环境造成损害，因此在作业过程中应注意冲洗的温度和压力等。③对于附着在岩石表面的高度风化原油，可通过喷洒消油剂或表面清洗剂辅助高压热水冲洗的作业方式开展。使用消油剂会形成大量的分散油污，可能对近岸水体水质造成严重污染；表面清洗剂作为消油剂的替代物，可将黏附在岩石上的油污冲洗下来，又不会造成大量油污的分散，具有广阔应用前景。

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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

中海油能源发展安全环保公司项目“岸滩溢油应急处置技术研究”(RLXMLZ-2015-09).

钱国栋，博士，研究方向为石油污染防治技术，电子信箱：qiangd@coes.org.cn

P7

A

1005-9857(2017)06-0057-04