海洋石油污染及處理方法

海洋石油污染及處理方法【摘要】海洋占了地球表面積的71%，孕育了地球上的原始生命，為人們提供了豐富的生產(chǎn)、生活資源和空間資源，是全球生命支持系統(tǒng)的重要組成部分。在全球經(jīng)濟迅速發(fā)展和人口激增的情況下，海洋對人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展起到了重要的作用。但隨著海洋資源的開發(fā)和使用，海洋也受到了嚴重的污染，其中石油污染表現(xiàn)得尤為突出。石油是海洋環(huán)境的主要污染物,已經(jīng)對海洋及近岸環(huán)境造成了嚴重的危害。文章概述了海洋石油污染的原因、危害、微生物降解機理以及生物修復(fù)技術(shù)等內(nèi)容,提出了微生物降解是海洋石油污染去除的主要途徑。提出以生物降解為基礎(chǔ),配合使用不會影響生物生長、繁殖的化學(xué)處理劑,將更好的處理海洋石油污染。概述了含石油類污染物廢水處理中幾種常用技術(shù)，并對各類方法的應(yīng)用進行了分析和評價，以為石油產(chǎn)品的擴大應(yīng)用及其廢水處理提供參考。【關(guān)鍵詞】：海洋石油污染海洋微生物石油類污染物污水處理技術(shù)生態(tài)危害環(huán)境保護引言海洋石油開發(fā)現(xiàn)代社會以及未來發(fā)展的需要，隨著淺海石油開發(fā)公司海上石油開發(fā)進程的不斷加快。海上導(dǎo)管架平臺的日益增多，發(fā)生海上溢油事故的可能性也隨之加大。如何有效抑制海洋石油污染，保證安全環(huán)保無事故，是保證生態(tài)保護和經(jīng)濟發(fā)展平衡發(fā)展的前提條件。海上溢油事故是造成海洋石油污染的重要原因之一。因此，有效預(yù)防海上溢油事故發(fā)生、制定完善的溢油應(yīng)急機制是非常必要的。根據(jù)石油污染的具體情況，通過優(yōu)化配置、仔細選擇處理方案對于有效處理石油污染，保護海岸環(huán)境是非常重要的。本文全面了解石油環(huán)境安全性及其廢水的處理技術(shù)對推動石油工業(yè)的持續(xù)發(fā)展具有重大意義。同時對海洋石油污染的危害和處理海上石油污染進行了闡述和探討。1.海洋石油污染的歷史隨著石油的發(fā)現(xiàn)和使用，石油污染相伴而生。起初人們沒有認識到石油的重要作用，從1859年德雷克在泰特斯維爾鉆出了第一口油井以來，石油污染開始表現(xiàn)。人們對石油重要性認識的加強和連續(xù)的戰(zhàn)后石油危機以及航海技術(shù)的發(fā)展，大量石油的開采、運輸和使用等使海洋石油污染空前嚴重。據(jù)統(tǒng)計，每年通過各種渠道泄入海洋的石油和石油產(chǎn)品，約占全世界石油總產(chǎn)量的%，傾注到海洋的石油量達200萬噸～1000萬噸，由于航運而排入海洋的石油污染物達160萬噸～200萬噸，其中1/3左右是油輪在海上發(fā)生事故導(dǎo)致石油泄漏造成的。我國海上各種溢油事故每年約發(fā)生500起，沿海地區(qū)海水含油量已超過國家規(guī)定的海水水質(zhì)標準2倍～8倍，海洋石油污染十分嚴重。歷史上重大的石油泄漏事件舉不勝舉，其對生態(tài)造成的傷害直到現(xiàn)在還影響著生物圈。1967年3月，利比里亞油輪“托雷峽谷”號在英國錫利群島附近海域沉沒，12萬噸原油傾入大海，浮油漂至法國海岸；1999年12月，馬耳他籍油輪“埃里卡”號在法國西北部海域遭遇風(fēng)暴，斷裂沉沒，泄漏1萬多噸重油，沿海400公里區(qū)域受到污染；1967年3月，利比里亞油輪“托雷峽谷”號在英國錫利群島附近海域沉沒，12萬噸原油傾入大海，浮油漂至法國海岸；1978年3月，利比里亞油輪“阿莫科?加的斯”號在法國西部布列塔尼附近海域沉沒，23萬噸原油泄漏，沿海400公里區(qū)域受到污染；1979年6月，墨西哥灣一處油井發(fā)生爆炸，100萬噸石油流入墨西哥灣，產(chǎn)生大面積浮油；1989年3月，美國?？松尽巴郀柕掀潯碧栍洼喸诎⒗辜又萃踝訛硵R淺，泄漏5萬噸原油。沿海1300公里區(qū)域受到污染，當(dāng)?shù)仵q魚和鯡魚近于滅絕，數(shù)十家企業(yè)破產(chǎn)或瀕臨倒閉，這曾是美國歷史上最嚴重的海洋污染事故?！鞍？松?瓦爾迪茲”號原油泄漏信托委員會2022年曾公布報告稱，事故留下了“災(zāi)難性環(huán)境后果”，阿拉斯加地區(qū)一度繁盛的鯡魚產(chǎn)業(yè)在1993年徹底崩潰，迄今仍未恢復(fù)；大馬哈魚種群數(shù)量始終處于相當(dāng)?shù)偷乃剑辉谶@一區(qū)域棲息的小型虎鯨群體瀕臨滅絕。據(jù)估計，“?？松?瓦爾迪茲”號漏油事件造成大約28萬只海鳥、2800只海獺、300只斑海豹、250只白頭海雕以及22只虎鯨死亡；1991年1月，海灣戰(zhàn)爭期間，伊拉克軍隊撤出科威特前點燃科威特境內(nèi)油井，多達100萬噸石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里區(qū)域；1992年12月，希臘油輪“愛琴海”號在西班牙西北部拉科魯尼亞港附近觸礁擱淺，后在狂風(fēng)巨浪沖擊下斷為兩截，至少6萬多噸原油泄漏，污染加利西亞沿岸200公里區(qū)域；1996年2月，利比里亞油輪“海上女王”號在英國西部威爾士圣安角附近觸礁，萬噸原油泄漏，致死超過萬只水鳥；1999年12月，馬耳他籍油輪“埃里卡”號在法國西北部海域遭遇風(fēng)暴，斷裂沉沒，泄漏1萬多噸重油，沿海400公里區(qū)域受到污染；2022年11月，利比里亞籍油輪“威望”號在西班牙西北部海域解體沉沒，至少萬噸重油泄漏。法國、西班牙及葡萄牙共計數(shù)千公里海岸受污染，數(shù)萬只海鳥死亡；2022年11月，裝載4700噸重油的俄羅斯油輪“伏爾加石油139”號在刻赤海峽遭遇狂風(fēng)，解體沉沒，3000多噸重油泄漏，致出事海域遭嚴重污染。2.石油污染的主要危害石油及產(chǎn)品對水體的污染主要有海洋、江河湖泊、地下水污染。（圖1）石油污染最主要發(fā)生在海洋。據(jù)統(tǒng)計，每年通過各種渠道泄入海洋的石油和石油產(chǎn)品,約占全世界石油總產(chǎn)量的%，傾注到海洋的石油量達200萬噸～1000萬噸,由于航運而排入海洋的石油污染物達160萬噸～200萬噸,其中1/3左右是油輪在海上發(fā)生事故導(dǎo)致石油泄漏造成的。我國海上各種溢油事故每年約發(fā)生500起,沿海地區(qū)海水含油量已超過國家規(guī)定的海水水質(zhì)標準2倍～8倍,海洋石油污染十分嚴重。海洋石油污染危害是多方面的，如在水面形成油膜，阻礙了水體與大氣之間的氣體交換；油類粘附在魚類、藻類和浮游生物上，致使海洋生物死亡，并破壞海鳥生活環(huán)境，導(dǎo)致海鳥死亡和種群數(shù)量下降。石油污染還會使水產(chǎn)品品質(zhì)下降，造成經(jīng)濟損失。河流湖泊水體污染主要是受煉制石油產(chǎn)生的廢水以及石油產(chǎn)品造成的。在煉油工業(yè)中，有大量含油廢水排出，由于排放量大，常超出水體的自凈能力，易形成油污染。另外，油輪洗艙水以及船舶在水域中航行時所產(chǎn)生的主要污染物油污，也會對水域造成污染。這些污染使河流、湖泊水體以及底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價值，甚至危害到人的健康。海洋石油污染的主要危害有：(一)影響海氣系統(tǒng)間物質(zhì)和能量的交換石油是不溶于水的化合物，進入海洋中的石油會在海面上形成大面積的油膜，影響了海氣系統(tǒng)物質(zhì)和能量的交換。通常情況下，1噸石油在海上形成的油膜可以覆蓋12平方千米的海面。海面覆蓋著粘稠的大面積的油膜，影響了大氣中的氧氣進入海水中，影響了海洋對大氣中二氧化碳等溫室氣體的吸收，使溫室氣體相對增多，進一步使全球變暖；大量海水不容易蒸發(fā)進入大氣，使污染海區(qū)上空空氣干燥，降水比其他海區(qū)明顯減少。海洋上存在石油薄膜，海面的反射率加大，大大減少了進入海水中的太陽能。石油薄膜厚度小于1毫米時，22℃的海面溫度經(jīng)過10小時大約可增加1(二)破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)石油在海面上的氧化和分解需要大量的氧氣。據(jù)統(tǒng)計，1升石油完全氧化達到無害程度，大約需要4萬升的溶解氧。造成海洋中O2減少，CO2的相對增多，以及進入海水中的太陽光減少，使海洋中大量藻類和微生物死亡，厭氧生物大量繁衍，海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈遭到破壞，從而導(dǎo)致整個海洋生態(tài)系統(tǒng)的失衡；石油泄漏到海面，幾小時后，便會發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成醌、酮、醇、酚、酸和硫的氧化物等，對海洋生物有很大的危害；海水含油量在毫克/升時，孵出的魚苗大都有缺陷，海洋石油污染使石油黏附在魚卵和魚腮上，使魚類大量死亡；許多海鳥也因為翅膀黏附石油而不能飛行或在海中浮游以及食用被石油污染的魚蝦而生病死亡。由于向海洋排放的含有污油廢水的比重大于海水，以及泄漏后的石油滴會黏附在海洋懸浮的微粒上沉落海底，這些有毒物質(zhì)常常沿海底流動，污染了海底的底質(zhì)和生物等，使生物大量死亡，破壞了海洋的生物多樣性。海洋一旦遭到油污，后患將持續(xù)幾十年。1991年海灣戰(zhàn)爭期間泄漏入海洋的石油數(shù)量高達萬噸，使當(dāng)?shù)匮匕渡鷳B(tài)遭受毀滅性破壞，生態(tài)恢復(fù)至少需要100年時間。(三)制約人類社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展海洋作為一個巨大的資源寶庫，是人類可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。海洋石油污染的發(fā)生使魚蝦類、貝類大量死亡，海帶、紫菜等藻類腐爛，直接影響了海洋養(yǎng)殖和捕撈業(yè)的發(fā)展；石油污染物的生物富集作用嚴重影響了海洋生物的健康，人們食用這些被污染的海產(chǎn)品也會造成慢性中毒，甚至危及生命；海水中含有的石油及石油氧化物污染了海水，使沿海地區(qū)的海鹽、海洋化工等生產(chǎn)受到影響，也污染了沿海地區(qū)的地下水；大量海上泄漏石油被海水沖上潮間帶，形成很厚的石油覆蓋層，污染了海灘并使沿海的植物、海鳥、海獸等死亡，也大大降低了空氣質(zhì)量和一些沿海景區(qū)的旅游價值；海洋荒漠化使海洋水循環(huán)蒸發(fā)環(huán)節(jié)減弱，進而影響整個系統(tǒng)，使陸地上降水減少、荒漠化現(xiàn)象更加嚴重，對全球災(zāi)害性天氣的產(chǎn)生和氣候變化也具有明顯的影響，不利于環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。隨著石油的大規(guī)?？碧健㈤_采，石油化工業(yè)的發(fā)展及其產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，石油及石油化工產(chǎn)品對于地下水的污染已成為不可忽視的問題。石油和石油化工產(chǎn)品，經(jīng)常以非水相液體(NAPL)的形式污染土壤、含水層和地下水。當(dāng)NAPL的密度大于水的密度時，污染物將穿過地表土壤及含水層到達隔水底板，即潛沒在地下水中，并沿隔水底板橫向擴展；當(dāng)NAPL密度小于水的密度時，污染物的垂向運移在地下水面受阻，而沿地下水面(主要在水的非飽和帶)橫向廣泛擴展。NAPL可被孔隙介質(zhì)長期束縛，其可溶性成份還會逐漸擴散至地下水中，從而成為一種持久性的污染源。石油廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和對能源需求的增加，其應(yīng)用范圍還在繼續(xù)拓展，消耗量也日趨增大。海洋石油污染是指石油及其產(chǎn)品在開采、煉制、貯運和使用過程中由于工藝水平和處理技術(shù)的限制進入海洋環(huán)境而造成的污染。特別是海灣戰(zhàn)爭中造成的海洋石油污染，不但嚴重破壞了波斯灣的生態(tài)環(huán)境，還造成洲際規(guī)模的大氣污染。油品入海途徑有：煉油廠含油廢水經(jīng)河流或直接注入海洋；油船漏油、排放和發(fā)生事故，使油品直接入海；海底油田在開采過程中的溢漏及井噴，使石油進入海洋水體；大氣中的低分子石油烴沉降到海洋水域；海洋底層局部自然溢油。而海洋石油污染成為海洋污染的主要類型,對海洋水生環(huán)境造成了極大的破壞,而溢油成為石油進入海洋的主要方式,據(jù)統(tǒng)計,全球每年生產(chǎn)的32×108t石油中,約有320×104t進入海洋環(huán)境。通常1t石油可在海上形成覆蓋12km2范圍的油膜,由此形成的大面積油膜將阻隔正常的海氣交換過程,使氣候異常,影響了生物鏈的循環(huán),從而破壞了海洋生態(tài)平衡,而且也浪費了寶貴的石油資源。因此,如何有效的抑制石油海洋污染成為亟待解決的難題。譬如在石油污染海洋后,只有在海上看的見得石油可以處理掉,但是石油可以垂直滲透到海岸以下3m處,甚至更深。因而處理措施就會只針對漂浮的石油,而忽視大部分殘留在海面以下的石油。而且,處理措施本身就可能引起比石油污染更嚴重的生態(tài)破壞。如何對溢油事故進行有效的預(yù)防和處理成為治理海洋污染的關(guān)鍵所在。本文對當(dāng)今處理溢油使用的物理法、化學(xué)法、自然降解法、生物處理法、等進行了介紹,詳細考察了各種處理方法的適用條件,以及在限制條件下如何對各種選擇方法進行優(yōu)化組合。石油入海后即發(fā)生一系列復(fù)雜變化，包括擴散、蒸發(fā)、溶解、乳化、光化學(xué)氧化、微生物氧化、沉降、形成瀝青球、以及沿著食物鏈轉(zhuǎn)移等過程。3.石油污染物對不同領(lǐng)域的影響石油類污染物對水體性質(zhì)的影響水體石油污染指石油進入河流、湖泊或地下水后，其含量超過了水體的自凈能力，使水質(zhì)和底質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低水體的使用價值和使用功能。石油類污染物在進入水體后，會在水面上形成厚度不一的油膜。據(jù)測定，每滴石油在水面上能形成0,25m的油膜，每噸石油能覆蓋5×105m的水面。油膜使水面與大氣隔絕，使水中溶解氧減少，從而影響水體的自凈作用，致使水底質(zhì)變黑發(fā)臭。油膜、油滴還可貼在水體中的微粒上耗，它會傳遞給風(fēng)壓流，使海面風(fēng)壓流不斷增大。此外，石油薄膜還能影響到風(fēng)傳給海水的動量在風(fēng)壓流和波浪之間的再分配，風(fēng)速不同，其對水氣交換的影響程度也不相同。需要著重指出的是，石油薄膜抑制了波浪的破碎過程，即阻止了能使海水中鹽分向大氣擴散的飛沫形成，這不利于把海水中所含的有機物質(zhì)向大氣中釋放(鹽分及其他物質(zhì)是形成云的凝結(jié)核的重要來源)石油類污染物對漁業(yè)的影響石油污染破壞水體環(huán)境給漁業(yè)帶來的損害是多方面的。首先是石油污染能破壞漁場，沾污魚網(wǎng)、養(yǎng)殖器材和漁獲物，水體污染可直接引起魚類死亡，造成漁獲量的直接減產(chǎn)。其次表現(xiàn)為產(chǎn)值損失，油污染能使魚蝦類生物產(chǎn)生特殊的氣味和味道，而且這些氣味和味道無論采取怎樣的加工方法都無法消除，因此可降低水產(chǎn)品的食用價值，嚴重影響其經(jīng)濟利用價值。當(dāng)海水中的石油含量為0．01mg／L時，在24h內(nèi)即可使魚、蝦、貝類產(chǎn)生異味。油污還會改變某些魚類的洄游路線；沾污漁網(wǎng)、養(yǎng)殖器材和漁獲物；受污染的魚、貝等海產(chǎn)品難以銷售或不能食用。人們在食用受石油烴衍生出的致癌物質(zhì)特別是多環(huán)芳烴污染的水產(chǎn)品時，這些致癌物質(zhì)可通過食物鏈的傳遞危及人體的健康和安全。石油類污染物對水生植物的影響水體上的石油污染物能影響水生植物的光合作用及其生理生化功能，油膜使大氣與水面隔絕，降低了光的通透性，破壞正常的富氧條件，使受污染水域植物的光合作用受到嚴重影響。其結(jié)果一方面使水體產(chǎn)氧量減少(水體浮游植物光合作用所放出的氧氣約占全球產(chǎn)氧量的70％)；另一方面水體藻類和浮游植物的生長與繁殖速度的停止或減緩，也影響和制約了水體其他動物的生長和繁殖，從而大大減少了水體動物最基本的食物供給量，進而波及到水體動物的生存，最終結(jié)果將導(dǎo)致海洋生態(tài)平衡的失調(diào)。石油在植物體內(nèi)吸收和積累的隨時間的延長而增大，并與時間成指數(shù)關(guān)系。隨時間的延長，植物抵抗力逐漸減弱，最后導(dǎo)致死亡。石油中的一些污染物如苯并芘，有較強的致癌作用，它可以通過植物體的富集作用殘留在食物中，再通過食物鏈傳給人類。一些岸邊植物也難逃水體石油污染的影響如紅樹，它們雖有十分強大的根系系統(tǒng)能捕捉水體環(huán)境中的石油污染物，但對石油污染十分脆弱、敏感，沾染石油的岸邊植物會發(fā)生脫葉現(xiàn)象，其恢復(fù)需要數(shù)年時間。而沾染石油的新根和新幼樹可能立即被殺死，還可能發(fā)生嚴重的岸邊侵蝕。石油類污染物對水生植物的損傷程度與其濃度有關(guān)。甘居利等的研究表明，大多數(shù)浮游藻類在石油含量為0．1—1．0mg／L的海水中就會死亡。但當(dāng)石油類污染物的濃度不超過一定值時，對水生植物的生長不但沒有損害，甚至還會起到促進作用；隨著石油濃度的升高，石油類污染物對水生動物的影響水體中的石油類污染物主要通過動物呼吸、取食、體表滲透和食物鏈傳輸?shù)确绞礁患趧游矬w內(nèi)。水體中石油類污染物含量為0．01～mg／L時，會對水生動物產(chǎn)生有害影響，導(dǎo)致其中毒。水體中石油類污染物對水生動物的毒性按魚、貽貝、棘皮類動物、甲殼綱動物依次遞增。海洋生物的幼體，對石油污染都十分敏感，這是因為它們的神經(jīng)中樞和呼吸器都很接近其表皮且表皮都很薄，有毒物質(zhì)很容易侵入體內(nèi)，而且幼體運動能力較差，不能及時逃離污染區(qū)域。另外，石油中有些烴類與一些海洋動物的化學(xué)信息(外激素)相同，或是化學(xué)結(jié)構(gòu)類似，從而影響這些海洋動物的行為。今年9月底，在美國路易斯安那州密西西比河的入?？谔?，出現(xiàn)了讓人觸目驚心的一幕：海面上密密麻麻地漂浮著無數(shù)死魚、螃蟹和海鰻的尸體，在附近還發(fā)現(xiàn)了一頭鯨魚的尸體。有人將這片海域稱為“死亡之海”。由于這片海域靠近墨西哥灣，有人懷疑它們死于石油中毒。美國南密西西比大學(xué)海灣沿岸研究實驗生物學(xué)家哈麗雅特·佩里最近指出，自墨西哥灣漏油事件發(fā)生以來，許多自該地區(qū)采集的螃蟹幼苗已經(jīng)帶有明顯的橘色油滴。“我研究螃蟹42年了，還從未見過這種事?！彼荒芄浪愠霰皇臀廴镜捏π酚酌绲目偭?，但表示該地區(qū)已知的螃蟹棲息區(qū)域中約40%都受到了漏油的影響?！斑@表示石油已不是單單懸浮在水中，而是已處于一個可以進入并沿著食物鏈不斷上行的位置上，”美國新奧爾良洛約拉大學(xué)生物學(xué)家鮑勃·托馬斯說道，“被石油污染的幼蟹可能會被某種動物吃掉，接著那種動物又會被更大的動物吃掉，依此類推。”托馬斯說，微小的動物可能只攝入少量石油因而能夠存活下來，但那些位于食物鏈頂端的動物，比如海豚和金槍魚，可能攝入足可致命的“大劑量”石油。石油類污染物對人體的影響石油一般可以通過呼吸、皮膚接觸、食用含污染物的食物等途徑進入人體，能影響人體多種器官的正常功能，引發(fā)多種疾病經(jīng)常受到石油類污染的孩子患急性白血病的風(fēng)險要高出平均水平4倍，患急性非淋巴細胞白血病的幾率是普通孩子的7倍。石油類污染物污染的附近區(qū)域，兒童皮膚堿抗力明顯減弱、白細胞下降、貧血率上升、肺功能受到影響，一般人的肝腫概率顯著高于對照區(qū)居民，惡性腫瘤尤其是消化系統(tǒng)惡性腫瘤標化死亡率明顯高于對照區(qū)。許多研究表明，一些石油烴類進入動物體內(nèi)后，對哺乳類動物及人類有致癌、致畸、致突變的作用。石油的濃度是考察其毒性的關(guān)鍵因子，不同組分的石油其毒性效果也不一樣，隨著石油濃度的升高和暴露時間的延長，其毒性增強。4.含油污水的處理技術(shù)石油污染物進入水體后，在環(huán)境條件等因素的作用下，其組成性質(zhì)和存在形式都會有所變化。一般來講，石油類污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油、油一固體物等5種狀態(tài)存在于水中。水體石油污染的處理既要去除廢水中的大量石油類物質(zhì)，同時也要考慮降低廢水的化學(xué)需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)等，其有效性和經(jīng)濟性應(yīng)以石油等污染物的去除率或轉(zhuǎn)化率、殘留量為比較基準。不同類型的含油污水要采用不同的處理方法，目前國內(nèi)外含油污水的處理技術(shù)按處理原理可分為4種：物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和生物化學(xué)法。物理處理法石油泄漏到海面后，應(yīng)首先用圍欄將其圍住，阻止其在海面擴散，然后再設(shè)法將其回收。墨西哥灣漏油后，許多美國居民便在沿海搭建防護堤來防止石油擴散。此外，還可以通過專門的清油船來清理海面的浮油，主要的工作原理是將浮油吸進船艙內(nèi)，經(jīng)油水分離后，再將海水排出。物理處理法的重點是去除含油污水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類等。包括重力分離、離心分離、粗?；⑦^濾、膜分離等方法。重力分離法是初級處理方法，它利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在靜止或流動狀態(tài)下實現(xiàn)油珠、懸浮物與水的分離。離心分離法是使裝有采油污水的容器高速旋轉(zhuǎn)，形成離心力場，因油粒和污水的性質(zhì)不同，受到的離心力也不同，相對密度大的水受到較大的離心作用被甩到外側(cè)，相對密度小的油珠則被留在內(nèi)側(cè)，并聚結(jié)成大的油珠而上浮達到分離目的。粗粒化法是利用油一水兩相相對于聚結(jié)材料親和力的不同來進行分離，當(dāng)含油污水流經(jīng)過一些疏水親油物質(zhì)時，油珠其潤濕、聚結(jié)、碰撞聚結(jié)、截流、附著等聯(lián)合作用下聚集成較大的油滴。過濾法是將含油污水通過設(shè)有孔眼的裝置或通過由某種介質(zhì)組成的濾層，使污水中的懸浮物得以去除，主要是利用顆粒介質(zhì)的截流、慣性碰撞、篩分、表面黏附、聚并等作用，將水中油分除去。膜分離法是利用膜的選擇透過性對采油污水進行分離和提純的方法，其機理是用1張(或1對)多孔濾膜，利用液一液分散體系中兩相與固體膜表面親和力不同而達到分離的目的。具體的處理方法有如下幾種：◆圍欄法石油泄漏到海面后應(yīng)首先用圍欄將其圍住，阻止其在海面擴散，然后再設(shè)法回收。圍欄應(yīng)具有滯油性強、隨波性好、抗風(fēng)浪能力強、使用方便、堅韌耐用、易于維修、海生物不易附著等性能。圍欄既能防止溢油在水平方向上的擴散，又能防止原油凝結(jié)成焦油球。圍欄可以分為四類。簾式圍欄：主要在海面平靜、海岸狀況良好的條件下使用；籬式圍欄：主要在水流速度較大的海區(qū)使用；密封式圍欄：用于周期性潮汐海域；防火圍欄：常與焚燒技術(shù)結(jié)合使用。圍欄可以分為四類。簾式圍欄：主要在海面平靜、海岸狀況良好的條件下使用；籬式圍欄：主要在水流速度較大的海區(qū)使用；密封式圍欄：用于周期性潮汐海域；防火圍欄：常與焚燒技術(shù)結(jié)合使用。圍欄法操作條件如下（表2）：◆撇油器撇油器是在不改變粘稠油類物質(zhì)原有性質(zhì)的基礎(chǔ)上，處理粘稠油類物質(zhì)溢油、泄漏事故的裝置。目前應(yīng)用廣泛的撇油器有以下幾種：吸式撇油器：主要類型有真空撇油器、韋式撇油器、渦輪撇油器；吸附式撇油器：主要類型有帶式撇油器、鼓式撇油器、毛刷式撇油器、圓盤式撇油器、拖把式撇油器；重油撇油器：與一般撇油器的操作方法相同，但是重油撇油器是用來去除高粘稠石油和乳化油水混合物的。撇油器的操作也有一定的條件要求（表3）：◆吸油材料可使用親油性的吸油材料，使溢油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，用于處理小規(guī)模溢油。制作吸油材料的原料有以下三種：高分子材料：聚乙烯、聚丙烯、聚醋等；無機材料：硅藻土、珍珠巖、浮石和膨潤土等；纖維：稻草、麥稈、草灰、蘆葦?shù)?。吸油材料使用條件如下(表4);化學(xué)處理法化學(xué)處理法的主要特點是改變石油的化學(xué)性質(zhì)，可以直接應(yīng)用于溢油處理，也可以作為物理處理法的后續(xù)處理?；瘜W(xué)處理法包括以下幾種：分散劑溢油分散劑是由表面活性劑、滲透劑、助溶劑、溶劑等組成的均勻透明液體H]。分散劑可以減小石油和水之間的表面張力使溢油在水面乳化形成微小乳狀液，從而使石油以細小的油珠分散在水中，使溢油微粒易于與海水中的化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)，易于被微生物降解，從而加速了海洋對石油的凈化過程。溢油分散劑一般用量為溢油的1％～20％，它使用方便，效果不受天氣、海水狀況所影響，是在惡劣條件下處理溢油的首選方法，目前在國內(nèi)被廣泛用于處理常規(guī)溢油事故，但是分散劑在使用過程中可能破壞生態(tài)環(huán)，主要是影響海水中能夠降解石油烴的微生物。溢油分散劑應(yīng)達到如下性能指標(表5)。我們可以在出事海面撒一些分散劑，這類分散劑是由表面活性劑，滲透劑、助溶劑、溶劑等組成的均勻透明液體。油分散劑一般用量為浮油的1%-20%，它使用方便，效果不受天氣、海水狀況所影響，是在惡劣條件下處理溢油的首選方法在海面撒擰油劑也是一種有效方法，它可以是石油凝成粘稠物或堅硬的果凍狀物。其優(yōu)點是毒性底，不受風(fēng)浪影響，能有效防止油擴散。化學(xué)處理法主要用于處理含油污水中不能單獨用物理方法或生物方法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，常用的方法有化學(xué)破乳法、化學(xué)氧化法等?；瘜W(xué)破乳法包括鹽析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈穩(wěn)定狀態(tài)，要達到油水分離首先要破乳，即向水中投入化學(xué)藥劑，藥劑在水中水解后形成帶正電荷的膠團，與帶負電荷的乳化油發(fā)生電中和作用，以降低其表面電位，再經(jīng)過處理使油粒聚集，粒徑變大，使浮力隨之增大，從而達到油水分離的目的?；瘜W(xué)氧化法能將污水中呈溶解態(tài)的無機物和有機物轉(zhuǎn)化為微毒、無毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。氧化法又可分為氧化劑氧化法、電解氧化法和光化學(xué)催化氧化法。氧化劑氧化法是指利用強氧化劑氧化分解污水中的油和COD等污染物質(zhì)以達到凈化含油污水的一種方法。電解氧化法是指在污水中插入電極并通過直流電，使污水中的油COD等污染物質(zhì)在陽極發(fā)生電氧化作用或與電解所產(chǎn)生的氧化性物質(zhì)發(fā)生作用以達到凈化含油污水的一種方法。光化學(xué)催化氧化法是采用半導(dǎo)體材料利用太陽光能或人造光能以達到凈化含油污水的一種方法。物理化學(xué)處理法物理化學(xué)法主要包括氣浮法、吸附法、電化學(xué)法、超聲波分離法等，這些方法一般都具有適應(yīng)性較強、選擇性廣的優(yōu)點。氣浮法是依靠氣泡表面吸附油?；驊腋∥镆赃_到分離的目的，在含油污水中通入空氣或其他氣體產(chǎn)生微細氣泡，使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上，形成水一氣一油粒三相混合體系，隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣，然后使用適當(dāng)?shù)钠灿推鲗⒂推踩?。吸附法是利用吸附劑的多孔性和大的比表面積，將含油污水中的溶解油和其他溶解性有機物吸附在表面從而實現(xiàn)分離。超聲波分離法是當(dāng)超聲波通過含油污水時，會使微小油滴與水一起振動，而由于大小不同的粒子具有不同的相對振動速度，油滴將會相互碰撞、黏合，使其體積增大，隨后變大的粒子不能隨聲波振動，只作無規(guī)則運動，最后水中的油滴凝聚并上浮，再用其他設(shè)備分離。電化學(xué)法包括電凝聚、電氣浮和電火花法。電凝聚是利用溶解性電極電解含油污水，從溶解性陽極溶解出金屬離子，金屬離子水解生成氫氧化物，它能吸附和凝聚乳化油與溶解油，沉淀后除去油。電氣浮是利用不溶性電極電解采油污水，在電解分解作用和初生態(tài)的微小氣泡上浮作用下，使乳化油破壞，并使油珠附著在氣泡上。電火花法是利用交流電來去除采油污水中的乳化油和溶解油，在電場作用下筒內(nèi)的導(dǎo)電顆粒間會產(chǎn)生電火花，在電火花和水中均勻分布的氧的作用下，油分被氧化和燃燒分解。生物化學(xué)處理法生物化學(xué)(生化)處理法是利用微生物的生化作用，將復(fù)雜的有機物分解為簡單物質(zhì)，從而將有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，使含油污水得到凈化。自20世紀90年代以來，由于生物修復(fù)技術(shù)的發(fā)展和研究成果所展示的生物技術(shù)的生命力，使生物修技術(shù)在石油污染治理方面逐漸成為核心技術(shù)，成為當(dāng)今石油污染去除的主要途徑。微生物可將有機物作為營養(yǎng)物質(zhì)，使其一部分被吸收轉(zhuǎn)化成為微生物體內(nèi)的有機成分或增殖成新的微生物，其余部分可被微生物氧化分解成簡單的有機或無機物質(zhì)。根據(jù)氧氣的供應(yīng)與否，生化法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理；從過程形式上可分為污泥法、生物過濾法和氧化塘法。張海針對大慶地區(qū)石油類化合物污染湖泊水質(zhì)的特點和氣候條件，分別采用包含礫石床、礫石蘆葦床、爐渣蘆葦床、爐渣床去除石油，平均去除率分別為24.7％，2％，％，42．9％。綜上所述，含油污水的處理方法較多,各有優(yōu)缺點。一般情況下單一方法的處理效果均不佳，在實際應(yīng)用中通常是2或3種方法聯(lián)合使用，才能使水質(zhì)達到標準。處理手段一般是先用物理方法分離、然后用化學(xué)法去除、再用生物法降解。生物修復(fù)是指生物催化降解環(huán)境污染物，減少或最終消除環(huán)境污染的受控或自發(fā)過程。在生物降解基礎(chǔ)上研究發(fā)展起來的生物修復(fù)在于提高石油降解速率，最終將石油污染物轉(zhuǎn)化為無毒性的終產(chǎn)物。微生物修復(fù)石油污染主要有兩種形式，一是加入具有高效降解能力的菌株；二是改變環(huán)境，促進微生物代謝能力。目前主要有三種方法：一、接種石油降解菌。通過生物改良的超級細菌能夠高效的去除石油污染物，被認為是一種很有發(fā)展前途的海洋修復(fù)技術(shù)。但實踐表明，接種石油降解菌效果并不明顯，這是因為海洋中存在的土著微生物常常會影響接種微生物的活動。盡管在實驗中的基因工程菌可以迅速釋放基因工程菌卻仍是一個引起爭論的問題。二、使用分散劑。分散劑即表面活性劑，可以增加是由于海水中微生物的接觸面積，增加細菌對石油的利用性。但并不是所有的表面活性劑均有促進作用，許多表面活性劑由于其毒性和持久性會造成環(huán)境污染，特別是沿岸地區(qū)的環(huán)境污染。因此，在實際應(yīng)用中經(jīng)常利用微生物產(chǎn)生的表面活性劑來加速石油的降解。三、使用氮、磷營養(yǎng)鹽。投入氮、磷營養(yǎng)鹽是最簡單有效的方法。在海洋出現(xiàn)溢油后，石油降解菌會大量繁殖，碳源充足，限制降解的是氧和營養(yǎng)鹽的供應(yīng)。使用的營養(yǎng)鹽有三種：緩釋肥料，親油肥料，水溶性肥料。（1）緩釋肥料。要求有適合的釋放速度，通過海潮可以將營養(yǎng)物質(zhì)緩慢的釋放出來，為石油降解菌的生長繁殖持續(xù)補充營養(yǎng)鹽，提高石油降解速率。（2）親油肥料。親油肥料可使營養(yǎng)鹽“溶解”到油中。在油相中螯合的營養(yǎng)鹽可以促進細菌在表面的生長。1989年，美國環(huán)保局在阿拉斯加ExxonValdez石油泄漏事故中，利用生物修復(fù)技術(shù)成功治理環(huán)境污染。從污染海灘分離的細菌菌株與不受污染的分離菌株相比，前者具有特殊的降解能力；同時，對現(xiàn)場的環(huán)境因子進行分析，發(fā)現(xiàn)由于營養(yǎng)鹽缺乏，微生物講解能力受到限制，外加如親油肥料，一段時間后，與沒有加入營養(yǎng)鹽的對照相比，前者污染物的降解速率加快了。毒性試驗也表明，修復(fù)后的環(huán)境并沒有發(fā)生負效應(yīng)，沿岸海域也沒有出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象。（3）水溶性肥料。一些含氮、磷的水溶性鹽，如硝酸銨，三聚磷酸鹽等和海水混合溶解，可解決下層水體污染物的降解。在治理海洋污染的實踐中，盡管人們已經(jīng)開發(fā)出多種技術(shù)進行污染海洋的修復(fù)，但尋求更為經(jīng)濟、有效、快捷的生物修復(fù)技術(shù)的研究一直未曾停止過，更多的海洋生物修復(fù)技術(shù)不斷問世。例如，以色列在1992年開發(fā)了一種新方法，即利用一種需要接種非土著菌的肥料，這種肥料是一種專一性的聚合物，不被大多數(shù)細菌利用，因此這種肥料對土著微生物無用，而且能夠攻擊這種聚合物并利用其中肥料的烴降解已經(jīng)被成功分離出來了，所以可以將這種菌和這種聚合物肥料一起加到污染物的海灘上，這種方法對接種的細菌是有利的，因為只有它們才可以直接利用這些營養(yǎng)。由于避免了肥料的養(yǎng)分競爭，對接種細菌的烴降解活動和有利，對生物修復(fù)很有效。海洋石油污染物的微生物降解是一個復(fù)雜的過程，受石油組分與物理化學(xué)性質(zhì)、環(huán)境條件以及微生物群落組成等多方面因素的影響，氮和磷營養(yǎng)的缺乏是海洋石油污染物生物降解的主要限制因子。以海洋石油污染物生物降解為基礎(chǔ)發(fā)展起來的生物修復(fù)技術(shù)在海洋石油污染治理中發(fā)展?jié)摿薮?，并且已?jīng)取得了一系列成果。生物治理具有以下優(yōu)點：（1）費用低，如污染土壤生化治理的費用約為焚燒治理的1/2~1/3；（2）處理效果好，經(jīng)過生化治理，污染物殘留量可以達到很低水平。（3）對環(huán)境的影響低，生化治理最終產(chǎn)物為二氧化碳，水和脂肪酸，對人類無害。（4）可以就地處理，避免了集輸過程的二次污染，節(jié)約處理費用。但目前仍然存在一些問題，如見效慢，受污染物物理化學(xué)性質(zhì)及環(huán)境因子影響較大，研究困難且費用較高，以及毒性和安全性等問題，這些都是嗜待改進的地方。5.人文角度看石油污染治理海洋石油污染作為一種環(huán)境公害，引起了全世界的密切關(guān)注，防治海洋石油污染已經(jīng)刻不容緩。據(jù)統(tǒng)計，進入海洋環(huán)境的石油中，自然溢流約占8%，其余的92%則是人類活動造成的。因此治理海洋石油污染應(yīng)從人文方面入手，尋找解決措施。(一)提高環(huán)保意識，保護海洋海洋孕育了地球上豐富的生命，為地球生命的發(fā)展提供了廣闊空間。但隨著社會的發(fā)展，人們竟把海洋當(dāng)作天然的垃圾傾倒場所，致使大量的廢水、廢氣、廢渣排放入海。海洋的自凈能力畢竟有限，如果人類對海洋的污染超過了海洋自凈能力的閾值，海洋污染必將對整個地球產(chǎn)生毀滅性的影響。我國擁有長約32萬千米的海岸線、萬平方千米的領(lǐng)海和近300萬平方千米的管轄海域，這些是我國可持續(xù)發(fā)展的重要資源。但據(jù)我國海岸帶與灘涂資源的綜合調(diào)查：進入我國近岸海域的污染物總量為650萬噸/年，其中石油為18萬噸/年，我國的石油污染表現(xiàn)出越來越嚴重的趨勢。因此，必須提高人們的環(huán)境素質(zhì)，改變?nèi)藗兪苁屠娴尿?qū)使而把海洋作為天然垃圾場的傳統(tǒng)理念，充分認識到對海洋環(huán)境的破壞不僅是危害某一海區(qū)，而是最終影響到整個全球的行為。(二)加強立法監(jiān)督，加大執(zhí)法力度我國針對海洋石油污染的專項法律還很少，法律體系不健全?！逗Ｑ蟓h(huán)境保護法》中關(guān)于海洋石油污染的原則性條款很難正確運用，所處罰的只是后果，很少考慮海洋環(huán)境的生態(tài)價值。所以，我國要進一步制訂《石油法》、《石油污染法》等法律，加大執(zhí)法力度，及早在刑法中確立“污染海洋罪”是非常必要的。從全球來看，各國在遵守《聯(lián)合國海洋法公約》及其他國際法規(guī)的前提下，應(yīng)依據(jù)本國國情，加快制訂和實行海洋石油污染的專項法律，盡快批準《國際油污防備、反應(yīng)和合作公約》，加大對石油污染的監(jiān)督治理力度，加強對油輪的管理和對船員的培訓(xùn)；國際社會對造成海域和公海石油污染的單位、組織、國家等應(yīng)進行嚴肅處理，同時，應(yīng)加強國際合作，共同治理海洋石油污染。(三)實行綜合治理，加強技術(shù)研究對海洋石油污染綜合治理應(yīng)包括石油勘探、開采、運輸、加工、貯存、使用、污染治理各個環(huán)節(jié)，同時還要進行新能源的開發(fā)研究，盡量減少石油的使用。國家之間、國家內(nèi)部不同生產(chǎn)部門和科研院所之間的密切合作、協(xié)同攻關(guān)，提高石油的勘探、開采、運輸?shù)染C合治理的技術(shù)，并努力改進生產(chǎn)工藝，提高石油的生產(chǎn)和使用效率，對工業(yè)排放進行無害化處理，實現(xiàn)在環(huán)境治理中發(fā)展。石油運輸部門要定期對運輸設(shè)備進行檢查，嚴格實行油輪使用期限制度；在運輸設(shè)備上逐漸淘汰單殼油輪，改用雙殼油輪運輸，以減少石油泄漏的可能性；加強石油運輸壓艙水排放處理前的石油凈化處理；對海洋石油污染的處理方法、吸油材料和吸油技術(shù)等進一步研究，尋找清除石油、回收利用等的新技術(shù)。因地制宜尋求最佳處理方法，防治海洋石油污染的危害，加強污染區(qū)生物群落的波動規(guī)律和石油污染的非線性關(guān)系的研究，發(fā)現(xiàn)內(nèi)在規(guī)律，盡快恢復(fù)污染海區(qū)的生態(tài)環(huán)境。(四)加強國際合作，做好監(jiān)測預(yù)警現(xiàn)代社會是個信息社會，“數(shù)字地球”建設(shè)已經(jīng)開始。作為“數(shù)字地球”建設(shè)中的海洋也加快了數(shù)字化建設(shè)進程。充分利用科學(xué)技術(shù)對海洋石油污染實行實時動態(tài)監(jiān)控，建立一個國家、地區(qū)乃至全球的油污防備和反應(yīng)系統(tǒng)，加快海洋污染預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)和使用。國外這方面的工作已經(jīng)開展，如美國新澤西環(huán)保局建立了基于遙感和地理信息系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)(AOS)、美國環(huán)境科學(xué)研究所(ERSI)開發(fā)了溢油和有毒物質(zhì)應(yīng)急系統(tǒng)(MARINESPILLGIS)，加拿大利用NOAA氣象衛(wèi)星AVHRR資料建立了近海水域監(jiān)測系統(tǒng)等。我國作為一個海洋大國，“數(shù)字海洋”的建設(shè)給我們提供了機遇也帶來了挑戰(zhàn)。充分認識到我國雖然在海洋石油污染防治上取得了一定的成績，但是和國外相比還有明顯的差距；要加強我國和國際的合作和交流，充分利用我國的HY-1號海洋衛(wèi)星資源和國外先進的海洋石油污染防治研究成果，積極開發(fā)我國的海洋石油污染監(jiān)測和預(yù)警系統(tǒng)，加快我國“數(shù)字海洋”建設(shè)的步伐，及時、準確、可靠、全面地反映海洋石油污染的來源、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，為治理好我國的海洋石油污染，加快我國的經(jīng)濟建設(shè)、環(huán)境建設(shè)和海洋資源的開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。抑制溢油污染的最好方法就是