如何治理被石油污染的海水

【专家解说】：1．常规的溢油处理措施
　　传统处理方法是当溢油事故发生后第一时间采取的措施，也是处理溢油事故最普遍采用的方法，根据所使用的设备的不同分为三类。
1. 1 物理处理法
　　物理法主要是围堵和回收海面上残留的石油，与其他处理方法如燃烧法、吸油材料、消油剂分解、生物降解等紧密配合，处理效率受天气、海洋状况以溢油类型的影响较大。在溢油事故处理中实际应用的物理处理法有以下几种:
　　（1）围栏法：石油泄漏到海面后，应首先用围栏将其围住，阻止其在海面扩散，然后再设法回收。围栏应具有滞油性强、随波性好、抗风浪能力强、使用方便、坚韧耐用、易于维修、海生物不易附着等性能。围栏既能防止溢油在水平方向上的扩散，又能防止原油凝结成焦油球，在海面垂直方向上的扩散，即在海上随波飘流。
　　围栏可以分为四类:
　　帘式围栏：主要在海面平静的海岸状况良好的条件下使用；
　　篱式围栏：主要在水流速度较大的海区使用；
　　密封式围栏：用于周期性潮汐海域；
　　防火围栏：在与焚烧技术结合使用时使用。
　　（2）撇油器：撇油器是在不改变石油的物理化学性质的基础上将石油回收，当前应用广泛的撇油器有以下几种：
　　吸式撇油器：主要类型有真空撇油器、韦式撇油器、涡轮撇油器。
　　吸附式撇油器：主要类型有带式撇油器、鼓式撇油器、毛刷式撇油器、圆盘式撇油器、拖把式撇油器。
　　重油撇油器：和一般撇油器的操作方法相同，但是重油撇油器是用来去除高粘稠石油和乳化油水混合物的。
　　（3）吸油材料：可使用亲油性的吸油材料，使溢油被粘在其表面而被吸附回收。吸油材料主要用在靠近海岸和港口的海域,用于处理小规模溢油。
　　制作吸油材料的原料有以下三种：
　　高分子材料：聚乙烯、聚丙烯、聚醋等；
　　无机材料：硅藻土、珍珠岩、浮石和膨润土等；
　　纤维：稻草、麦秆、木屑、草灰、芦苇等。
1. 2 化学处理法
　　化学处理法的主要特点是改变石油的物理化学性质，可以直接应用于溢油处理，也可以作为物理处理法的后续处理。化学处理法包括以下几种：
　　（1）分散剂：溢油分散剂是由表面活性剂、渗透剂、助溶剂、溶剂等组成的均匀透明液体。分散剂可以减少石油和水之间的表面张力使溢油在水面乳化形成乳状液，从而使石油分散成细小的油珠分散在水中，使溢油微粒易于与海水中的化学物质反应，易于被能降解石油烃的微生物所降解，最终转化成CO2和其它水溶性物质，加速了海洋对石油的净化过程。油分散剂一般用量为溢油的1%～20%，它使用方便，效果不受天气、海水状况所影响，是在恶劣条件下处理溢油的首选方法，目前在国内被广泛用于处理常规溢油事故，但是分散剂在使用过程中可能破坏生态环境。
　　当今国际上主要使用的分散剂有：传统的分散剂；浓缩无水分散剂；浓缩加水分散剂。
　　（2）凝油剂：它可使石油胶凝成粘稠物或坚硬的果冻状物。其优点是毒性低，不受风浪影响，能有效防止油扩散。对凝油剂的开发和应用，已引起各国的重视，近年来，已陆续发表了大量的专利论文。
　　（3）其他化学制品：用于破坏油水混合物的破乳剂；用于加速石油生物降解的生物修复化合物；此外还有燃烧剂和粘性添加剂等。
1. 3 自然降解
　　人们不采取任何行动,由海洋对石油的自然净化过程。
2．新兴的溢油处理方法
　　一般来说,这些方法只是作为其他方法的后续处理方法或仍处于实验研究阶段。
2. 1 生物修复技术
　　某些天然存在于海洋或土壤中的微生物有较强的氧化分解石油的能力，可以利用微生物的这一特性来清除海上溢油。生物处理法不会引起二次污染，可以和其他能够加快生物自然降解的添加剂结合使用，与化学、物理方法相比，生物修复对人和环境造成的影响小，且修复费用仅为传统物理、化学修复的30%～50%。
　　石油的自然生物降解过程速度较慢，可采取多种措施强化这一过程，常用的技术包括:
　　第一， 投加表面活性剂促进微生物对石油烃的利用；
　　第二，提供微生物生长繁殖所需的条件（提供O2或其他电子受体，施加营养）；
　　第三，添加能高效降解石油污染物的微生物。
　　目前看来,油污染海滩的生物修复主要以施加营养为主，缺乏同其他几种技术的交叉和融合。同时，由于生物修复面对的是多相、非均质的复杂系统，涉及到微生物学、工程学、生态学、地质学、化学等多个学科的知识，其作用机理仍不甚明了。
2. 2 燃烧法
　　需采用各种助燃剂，使大量溢油能在短时间内燃烧完，无需复杂装置，处理费用低。但是考虑到燃烧产物对海洋生物的生长和繁殖的影响，对附近船舶和海岸设施可能造成损害，而且燃烧时产生的浓烟也会污染大气，因此处理对象一般为大规模的溢油和北冰洋水域的石油污染，处理地点一般为离海岸相当远的公海才使用此法处理。
　　抑制溢油污染的最好方法就是控制溢油事故的发生，这比处理溢油带来的可以预计和难以预料的后果要好的多。然而溢油事故总是要发生的，我们采用各种物理的、化学的等方法去处理溢油污染就是为了保护生态环境，而海岸生态环境则是溢油污染处理的主要目标。
拓展：
石油及其炼制品（汽油、煤油、柴油等）在开采、炼制、贮运和使用过程中进入海洋环境而造成的污染。是目前一种世界性的严重的海洋污染。其防治必须依靠全球性的合作才能较为有效的实现。
入海途径
炼油厂含油废水经河流或直接注入海洋；油船漏油、排放和发生事故，使油品直接入海；海底油田在开采过程中的溢漏及井喷，使石油进入海洋水体；大气中的低分子石油烃沉降到海洋水域；海洋底层局部自然溢油。石油入海后即发生一系列复杂变化，包括扩散、蒸发、溶解、乳化、光化学氧化、微生物氧化、沉降、形成沥青球，以及沿着食物链转移等过程。

入海后变化
石油入海后即发生一系列复杂变化，包括扩散，蒸发，溶解，乳化，光化学氧化，微生物氧化，沉降，形成沥青球，以及沿着食物链转移等过程。这些过程在时、空上虽有先后和大小的差异，但大多是交互进行的。

扩散
入海石油首先在重力、惯性力、摩擦力和表面张力的作用下，在海洋表面迅速扩展成薄膜，进而在风浪和海流作用下被分割成大小不等的块状或带状油膜，随风漂移扩散。扩散是消除局部海域石油污染的主要过程。风是影响油在海面漂移的最主要因素，油的漂移速度大约为风速的百分之三。中国山东半岛沿岸发现的漂油，冬季在半岛北岸较多，春季在半岛的南岸较多，也主要是风的影响所致。石油中的氮、硫、氧等非烃组分是表面活性剂，能促进石油的扩散。

蒸发
石油在扩散和漂移过程中，轻组分通过蒸发逸入大气，其速率随分子量、沸点、油膜表面积、厚度和海况而不同。含碳原子数小于12的烃在入海几小时内便大部分蒸发逸走，碳原子数在12～20的烃的蒸发要经过若干星期，碳原子数大于20的烃不易蒸发。蒸发作用是海洋油污染自然消失的一个重要因素。通过蒸发作用大约消除泄入海中石油总量的1/4～1/3。

氧化
海面油膜在光和微量元素的催化下发生自氧化和光化学氧化反应，氧化是石油化学降解的主要途径，其速率取决于石油烃的化学特性。扩散、蒸发和氧化过程在石油入海后的若干天内对水体石油的消失起重要作用，其中扩散速率高于自然分解速率。

溶解
低分子烃和有些极性化合物还会溶入海水中。正链烷在水中的溶解度与其分子量成反比，芳烃的溶解度大于链烷。溶解作用和蒸发作用尽管都是低分子烃的效应，但它们对水环境的影响却不同。石油烃溶于海水中，易被海洋生物吸收而产生有害的影响。

乳化
石油入海后，由于海流、涡流、潮汐和风浪的搅动，容易发生乳化作用。乳化有两种形式：油包水乳化和水包油乳化，前者较稳定，常聚成外观像冰淇淋状的块或球，较长期在水面上漂浮；后者较不稳定且易消失。油溢后如使用分散剂有助于水包油乳化的形成，加速海面油污的去除，也加速生物对石油的吸收。

沉积
海面的石油经过蒸发和溶解后，形成致密的分散离子，聚合成沥青块，或吸附于其他颗粒物上，最后沉降于海底，或漂浮上海滩。在海流和海浪的作用下，沉入海底的石油或石油氧化产物，还可再上浮到海面，造成二次污染。
海洋生物对石油烃的降解和吸收
微生物在降解石油烃方面起着重要的作用，烃类氧化菌广泛分布于海水和海底泥中（见石油烃的微生物降解）。海洋植物、海洋动物也能降解一些石油烃。浮游海藻和定生海藻可直接从海水中吸收或吸附溶解的石油烃类。海洋动物会摄食吸附有石油的颗粒物质，溶于水中的石油可通过消化道或鳃进入它们的体内。由于石油烃是脂溶性的，因此，海洋生物体内石油烃的含量一般随着脂肪的含量增大而增高。在清洁海水中，海洋动物体内积累的石油可以比较快地排出。迄今尚无证据表明石油烃能沿着食物链扩大。
石油泄入海后,从海中消失的速度及影响的范围,依入海的地点、油的数量和特性,油的回收和消油方法,海洋环境的因素而有很大的差异。如较高的水温有利于油的消失。实验证明，油从水中消失一半所需的时间，在温度为10°C时大约为 1个半月；当水温升至18～20°C时，为20天；而在25～30°C时，降至 7天。渗入沉积物的石油消除较难，所需时间要几个月至几年。