生物降解法在长江上海段溢油回收应用的展望

来源:用户上传      作者:洪飞 李高

　　摘 要：本文通过分析目前长江上海段溢油回收技术的局限性，结合沿岸生态敏感区的特性，探讨了生物降解法在长江上海段溢油回收应用的可行性与优势，并为该方法在长江上海段的应用提供了建议。
　　关键词：长江上海段;溢油回收;生物降解法;应用前景
　　中图分类号：U491.3            文献标识码：A            文章编号：1006—7973（2020）02-0096-03
　　2010年4月20日，“深水地平线”海上钻井平台在墨西哥湾水域发生爆炸并沉没，致使490万桶原油持续泄漏了87天。接连数周，原油不断地流入墨西哥湾，很快波及了濒临海湾的美国五个州。美国海岸警卫队和救灾部门提供的资料显示，浮油的覆盖面积长达160公里，最宽处甚至达到72公里。从空中看，浮油稠密区像一只只触手，伸向海岸线。仅路易斯安那州统计，该州就有超过160公里的海岸受到了原油泄漏的污染，污染范围甚至超过了密西西比州和阿拉巴马州海岸线的总长，原油泄漏事件使得墨西哥湾沿岸的生态环境正在遭遇"灭顶之灾"。同时相关专家还指出，此次原油泄漏事件可能导致墨西哥湾沿岸1000英里长的湿地和海滩被毁。
　　一直以来，湿地这一重要的生态屏障，都在遭受海上溢油事件的污染，墨西哥湾事件对湿地的威胁也并非只此一例。2017年7月，中国籍船舶“宇顺*”轮在长江上海段外高桥航道发生碰撞后，为防止船体倾覆，将货油舱NO.2（p）&NO.3（p）内装载的燃油泵出入江，造成了外高桥航道水域严重的油污污染。据海事部门估算，虽然清污团队调用了全部应急清污资源，该事故依然造成了88.19吨180cst燃料油溢入长江，在带来大面积油污污染的同时，还严重威胁了该水域下游的崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区。
　　显而易见，在发生海上溢油事故后，由于事故的突发性和清污方法的多样性，人们往往没有考虑到溢油回收处理技术在某个特殊水域的独特性及有效性。清污团队常常是把能够调用的应急资源不管其是否适用，都将全部用上。然而，对于不适用的清污设备，这显然是一种资源浪费，并且在很大程度上降低了海上溢油处理的效率，其对沿岸湿地的保护也往往是收效甚微。
　　1长江上海段溢油回收处理技术现状
　　长江上海段是上海市经济可持续发展的黄金水道，沿岸的湿地资源更是极为珍贵，在维护长江生态环境中发挥着重要作用。然而，长江上海段现有的溢油回收处理技术貌似并没有对这一重要资源实施针对性的保护。
　　目前，长江上海段的溢油回收处理技术包括围油栏围控法、撇油器回收法、吸油材料法等物理方法和化学消油剂法、生物制剂法等化学方法。同时，每种溢油回收处理技术对于处理濒临湿地的溢油污染，又存在一定的局限性，如表1所示。
　　时至今日，当发生溢油事故时，长江上海段溢油回收处理的通常做法是首先布置围控措施，即用围油栏对海上溢油进行围控，而后对溢油进行回收。目前海上溢油最环保的处理方式是利用机械手段将溢油进行回收，常用的机械设备有撇油器、带状油回收器、油拖网、抽油泵、液压式油抓斗、溢油回收船以及溢油储存设备等。回收的溢油亦需要通过油回收装置，如油水分离器等进行复杂的处理，质量达标的可以再次利用。同时，针对不能回收的海上溢油，清污团队会根据实地情况分别采用燃烧法或喷洒分散剂，对其进行最终处置，从而达到尽量减小海上溢油对环境造成的污染。
　　然而，当海上溢油大范围侵袭长江上海段沿岸的湿地时，由于湿地的生态特性，使得传统的溢油处理方式将不再有效。我们需要更加环保高效的溢油处理方法，以应对未来可能发生的大规模海上溢油事故对长江上海段沿岸湿地造成的灾难性影响。此时，生物降解法也许正是我们所需要的新型溢油回收处理方法，该方法可称作生物制剂法的升级版，既保留了生物制剂法的环保特性，又拥有高吸收高效能的溢油回收特性。
　　2“油污零殘留”的生物降解法
　　生物降解法是利用自然生命体将石油中富含环芳烃化合物生物降解成二氧化碳和水，并修复受污染的土壤或物体表面的行为，将土壤和物体表面恢复到不再对环境有害的状态。当发生海上溢油事故时，生物降解法更加环保，并且可以在相对较短的时间内取得显著的效果。生物降解法的核心是高分子吸收剂。高分子吸收剂是以亲油性单体聚合而成的低交联度聚合物，分子间具有三维交联网状结构。当高分子吸收剂接触到溢油时，高分子吸收剂的体积会发生膨胀，其膨胀度与高分子吸收剂本身的结构有关。当油分子和高分子表面接触时，材料表面的高分子开始发生溶剂化作用。同时，由于交联结构的存在，高分子吸收剂不会溶于油，而油分子则包裹在网络结构中，从而达到吸油、储油的目的。
　　值得关注的是，2010年BP公司为应对墨西哥原油泄漏事件，紧急从加拿大调集的除油剂中就包括了780袋高分子吸收剂，可见生物降解法已经在国际上广泛应用。根据BP公司在事件后期的反馈，清污单位针对岸边的石油污染地使用了生物降解法，为事故后草类的生长打下了良好的基础，同时也保护了鸟类的生存环境。
　　3生物降解法应用的可行性及其优势
　　一直以来，在长江上海段航行的国内船舶都具有船龄长、设备老旧、溢油事故发生率高的特征;而沿岸的航空煤油码头、海滨油库、何家湾油库、上海炼油厂和长兴造船厂等潜在的溢油设施，以及在吴淞口锚地繁忙的船舶供受油作业，都增加了发生溢油事故的隐患。一旦溢油事故产生的油污迅速扩散，便会对两岸的崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区造成严重的污染。同时，2016年5月1日修订后的《中华人民共和国防治船舶污染内河水域环境管理规定》明确规定了禁止在内河水域使用溢油分散剂，避免因使用溢油分散剂对内河水域环境造成二次污染，这一规定无疑又对长江上海段溢油回收处理提出了新的要求。因而，作为化学消油剂法潜在的替代方法，生物降解法很可能会成为现阶段长江上海段溢油处理的最佳选择。 　　当溢油事故发生，湿地前沿预先铺设的高分子吸收剂，首先接触到油污，前者会立即将油分子封裹，并不再泄露，便于后期处理及安全存放。此外，使用后的吸油劑可以直接填埋，因为高分子吸收剂自身含有的腐殖酸，通过空气和微生物的共同作用，能够在半年至一年的时间内，将吸收的碳氢化合物生物降解成二氧化碳和水，有效防止了污染液的二次污染。与此比较，当溢油事故发生，化学分散剂处理法却很难对油污进行彻底清理，一部分油污有可能附着在动植物表面，甚至直接渗入土壤，接触植物根和根茎，杀死了植物。同时，相比于传统的聚丙烯吸油毡，高分子吸收剂还有着吸收速度快的特点。当油品发生泄漏后，吸收剂基本可以在10分钟之内完全吸收，只有少数吸收速度需要15分钟以上，如表2所示。
　　当长江上海段发生溢油事故时，传统的机械回收如围油栏围控法、撇油器回收法，并不能有效地回收湿地前沿的溢油带，甚至一旦溢油随着潮水涌上湿地滩涂，机械处理法便再无计可施。此时，以生物降解法联合机械处理法回收油污的办法，体现出了生物降解法在长江上海段的可行性和必要性。在被溢油覆盖的水面上，清污人员可以先使用撇油器和吊杆等机械收集水面溢油，然后再喷洒可生物降解的高分子吸油剂吸取残余浮油。同时，在濒临崇明东滩湿地自然保护区和九段沙自然保护区的水域或者滩涂上，清污人员可以提前以隔离带的方式铺设生物降解材料。针对来不及铺设隔离带的区域，清污人员可以直接在水面或陆地铺设吸收包吸收，或使用消防炮以及其他喷洒设备直接喷洒吸收剂颗粒到泄漏液体表面，待吸收后收集处理。
　　当然，生物制剂法同样拥有短板，其高昂的价格并不能使其在溢油事故中广泛应用。然而，笔者认为生物降解法高昂的价格并不能掩盖其他方面的优势，在长江上海段溢油回收中的应用恰逢其时。
　　4生物降解法在长江上海段的展望
　　结合当前生物降解回收技术的研究进展和长江上海段的特征，建议未来在从以下几个方面开展工作。
　　一是深入生物降解法技术的研究。研究不同生物降解材料的吸油效果，并对其进行分析评价;进行不同原油与降解材料直接匹配研究，进一步优化和细化工艺条件。溢油的种类繁多、性质各异，溢油事故发生时，海洋的水文、气象、以及事故发生的地点等环境因素又会千差万别，因此要根据具体情况选择不同的生物降解材料和回收技术，最大限度地达到满意的回收效果。
　　二是细化溢油回收应用技术的研究。针对长江上海段溢油的特殊性，在实际开展溢油回收的过程中可能会存在较大风险。因此，建议结合江面风浪等作业条件，开展生态敏感区溢油回收试验和现场应用技术的研究，深入分析不同条件下生物降解的回收技术，减少与实际误差，为溢油事故提供真实可靠的数据支撑和相应技术支持。
　　三是开展生物降解法在溢油回收演练中的应用，结合生物降解法与其他溢油回收方法各自的优势，科学分配，提升溢油事故应急响应能力。由于溢油的种类繁多、性质各异，长江上海段水文气象等复杂条件，因此要针对不同特性的溢油以及自然条件，根据生物降解回收应用技术，选择合适的高分子吸收剂和回收装置，缩短溢油应急响应时间。
　　5 结束语
　　综上所述，随着生物降解技术逐渐发展成熟，以及人们海洋环保意识的加强和相关环保标准的严格，未来生物降解法将在海洋环境保护领域起到举足轻重的作用，特别是针对在长江上海段生态敏感区发生的溢油污染事故，生物降解的溢油回收方法将具有非常广阔的应用前景。
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