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海洋石油污染及治理方法

发布时间：2014-02-20 09:22:52 来源：文档文库

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海洋石油污染及处理方法

【摘要】海洋占了地球表面积的71%，孕育了地球上的原始生命，为人们提供了丰富的生产、生活资源和空间资源，是全球生命支持系统的重要组成部分。在全球经济迅速发展和人口激增的情况下，海洋对人类实现可持续发展起到了重要的作用。但随着海洋资源的开发和使用，海洋也受到了严重的污染，其中石油污染表现得尤为突出。石油是海洋环境的主要污染物,已经对海洋及近岸环境造成了严重的危害。文章概述了海洋石油污染的原因、危害、微生物降解机理以及生物修复技术等内容,提出了微生物降解是海洋石油污染去除的主要途径。提出以生物降解为基础,配合使用不会影响生物生长、繁殖的化学处理剂,将更好的处理海洋石油污染。概述了含石油类污染物废水处理中几种常用技术，并对各类方法的应用进行了分析和评价，以为石油产品的扩大应用及其废水处理提供参考。

【关键词】：海洋石油污染海洋微生物石油类污染物污水处理技术生态危害环境保护

引言

海洋石油开发现代社会以及未来发展的需要，随着浅海石油开发公司海上石油开发进程的不断加快。海上导管架平台的日益增多，发生海上溢油事故的可能性也随之加大。如何有效抑制海洋石油污染，保证安全环保无事故，是保证生态保护和经济发展平衡发展的前提条件。海上溢油事故是造成海洋石油污染的重要原因之一。因此，有效预防海上溢油事故发生、制定完善的溢油应急机制是非常必要的。根据石油污染的具体情况，通过优化配置、仔细选择处理方案对于有效处理石油污染，保护海岸环境是非常重要的。本文全面了解石油环境安全性及其废水的处理技术对推动石油工业的持续发展具有重大意义。同时对海洋石油污染的危害和处理海上石油污染进行了阐述和探讨。

1 海洋石油污染的历史

随着石油的发现和使用，石油污染相伴而生。起初人们没有认识到石油的重要作用，从1859年德雷克在泰特斯维尔钻出了第一口油井以来，石油污染开始表现。人们对石油重要性认识的加强和连续的战后石油危机以及航海技术的发展，大量石油的开采、运输和使用等使海洋石油污染空前严重。据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品，约占全世界石油总产量的0.5%，倾注到海洋的石油量达200万吨～1000万吨，由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨～200万吨，其中1/3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。我国海上各种溢油事故每年约发生500起，沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍～8倍，海洋石油污染十分严重。历史上重大的石油泄漏事件举不胜举，其对生态造成的伤害直到现在还影响着生物圈。1967年3月，利比里亚油轮“托雷峡谷”号在英国锡利群岛附近海域沉没，12万吨原油倾入大海，浮油漂至法国海岸；1999年12月，马耳他籍油轮“埃里卡”号在法国西北部海域遭遇风暴，断裂沉没，泄漏1万多吨重油，沿海400公里区域受到污染； 1967年3月，利比里亚油轮“托雷峡谷”号在英国锡利群岛附近海域沉没，12万吨原油倾入大海，浮油漂至法国海岸； 1978年3月，利比里亚油轮“阿莫科・加的斯”号在法国西部布列塔尼附近海域沉没，23万吨原油泄漏，沿海400公里区域受到污染； 1979年6月，墨西哥湾一处油井发生爆炸，100万吨石油流入墨西哥湾，产生大面积浮油； 1989年3月，美国埃克森公司“瓦尔迪兹”号油轮在阿拉斯加州威廉王子湾搁浅，泄漏5万吨原油。沿海1300公里区域受到污染，当地鲑鱼和鲱鱼近于灭绝，数十家企业破产或濒临倒闭，这曾是美国历史上最严重的海洋污染事故。“埃克森・瓦尔迪兹”号原油泄漏信托委员会2009年曾公布报告称，事故留下了“灾难性环境后果”，阿拉斯加地区一度繁盛的鲱鱼产业在1993年彻底崩溃，迄今仍未恢复；大马哈鱼种群数量始终处于相当低的水平；在这一区域栖息的小型虎鲸群体濒临灭绝。据估计，“埃克森・瓦尔迪兹”号漏油事件造成大约28万只海鸟、2800只海獭、300只斑海豹、250只白头海雕以及22只虎鲸死亡； 1991年1月，海湾战争期间，伊拉克军队撤出科威特前点燃科威特境内油井，多达100万吨石油泄漏，污染沙特阿拉伯西北部沿海500公里区域； 1992年12月，希腊油轮“爱琴海”号在西班牙西北部拉科鲁尼亚港附近触礁搁浅，后在狂风巨浪冲击下断为两截，至少6万多吨原油泄漏，污染加利西亚沿岸200公里区域； 1996年2月，利比里亚油轮“海上女王”号在英国西部威尔士圣安角附近触礁，14.7万吨原油泄漏，致死超过2.5万只水鸟； 1999年12月，马耳他籍油轮“埃里卡”号在法国西北部海域遭遇风暴，断裂沉没，泄漏1万多吨重油，沿海400公里区域受到污染； 2002年11月，利比里亚籍油轮“威望”号在西班牙西北部海域解体沉没，至少6.3万吨重油泄漏。法国、西班牙及葡萄牙共计数千公里海岸受污染，数万只海鸟死亡； 2007年11月，装载4700吨重油的俄罗斯油轮“伏尔加石油139”号在刻赤海峡遭遇狂风，解体沉没，3000多吨重油泄漏，致出事海域遭严重污染。

2 石油污染的主要危害

石油及产品对水体的污染主要有海洋、江河湖泊、地下水污染。（图1）

石油污染最主要发生在海洋。据统计，每年通过各种渠道泄入海洋的石油和石油产品,约占全世界石油总产量的0.5%，倾注到海洋的石油量达200万吨～1000万吨,由于航运而排入海洋的石油污染物达160万吨～200万吨,其中1/3左右是油轮在海上发生事故导致石油泄漏造成的。我国海上各种溢油事故每年约发生500起,沿海地区海水含油量已超过国家规定的海水水质标准2倍～8倍,海洋石油污染十分严重。海洋石油污染危害是多方面的，如在水面形成油膜，阻碍了水体与大气之间的气体交换；油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上，致使海洋生物死亡，并破坏海鸟生活环境，导致海鸟死亡和种群数量下降。石油污染还会使水产品品质下降，造成经济损失。

河流湖泊水体污染主要是受炼制石油产生的废水以及石油产品造成的。在炼油工业中，有大量含油废水排出，由于排放量大，常超出水体的自净能力，易形成油污染。另外，油轮洗舱水以及船舶在水域中航行时所产生的主要污染物油污，也会对水域造成污染。这些污染使河流、湖泊水体以及底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值，甚至危害到人的健康。

海洋石油污染的主要危害有：(一)影响海气系统间物质和能量的交换石油是不溶于水的化合物，进入海洋中的石油会在海面上形成大面积的油膜，影响了海气系统物质和能量的交换。通常情况下，1吨石油在海上形成的油膜可以覆盖12平方千米的海面。海面覆盖着粘稠的大面积的油膜，影响了大气中的氧气进入海水中，影响了海洋对大气中二氧化碳等温室气体的吸收，使温室气体相对增多，进一步使全球变暖；大量海水不容易蒸发进入大气，使污染海区上空空气干燥，降水比其他海区明显减少。海洋上存在石油薄膜，海面的反射率加大，大大减少了进入海水中的太阳能。石油薄膜厚度小于1毫米时，22℃的海面温度经过10小时大约可增加1℃，更厚的油膜在同样的时间里将产生更大的效果，海面温度将升高几度。油膜的存在使海洋潜热转移量减少，污染海区上空大气，使年、日差别变大，使海洋失去调节作用，产生海洋荒漠化现象，直接影响到当地的气候和生态环境。

(二)破坏海洋生态系统石油在海面上的氧化和分解需要大量的氧气。据统计，1升石油完全氧化达到无害程度，大约需要4万升的溶解氧。造成海洋中O2减少，CO2的相对增多，以及进入海水中的太阳光减少，使海洋中大量藻类和微生物死亡，厌氧生物大量繁衍，海洋生态系统的食物链遭到破坏，从而导致整个海洋生态系统的失衡；石油泄漏到海面，几小时后，便会发生光化学反应，生成醌、酮、醇、酚、酸和硫的氧化物等，对海洋生物有很大的危害；海水含油量在0.1毫克/升时，孵出的鱼苗大都有缺陷，海洋石油污染使石油黏附在鱼卵和鱼腮上，使鱼类大量死亡；许多海鸟也因为翅膀黏附石油而不能飞行或在海中浮游以及食用被石油污染的鱼虾而生病死亡。由于向海洋排放的含有污油废水的比重大于海水，以及泄漏后的石油滴会黏附在海洋悬浮的微粒上沉落海底，这些有毒物质常常沿海底流动，污染了海底的底质和生物等，使生物大量死亡，破坏了海洋的生物多样性。海洋一旦遭到油污，后患将持续几十年。1991年海湾战争期间泄漏入海洋的石油数量高达150.7万吨，使当地沿岸生态遭受毁灭性破坏，生态恢复至少需要10 0年时间。

(三)制约人类社会和环境的可持续发展海洋作为一个巨大的资源宝库，是人类可持续发展的重要物质基础。海洋石油污染的发生使鱼虾类、贝类大量死亡，海带、紫菜等藻类腐烂，直接影响了海洋养殖和捕捞业的发展；石油污染物的生物富集作用严重影响了海洋生物的健康，人们食用这些被污染的海产品也会造成慢性中毒，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，使沿海地区的海盐、海洋化工等生产受到影响，也污染了沿海地区的地下水；大量海上泄漏石油被海水冲上潮间带，形成很厚的石油覆盖层，污染了海滩并使沿海的植物、海鸟、海兽等死亡，也大大降低了空气质量和一些沿海景区的旅游价值；海洋荒漠化使海洋水循环蒸发环节减弱，进而影响整个系统，使陆地上降水减少、荒漠化现象更加严重，对全球灾害性天气的产生和气候变化也具有明显的影响，不利于环境的可持续发展。

随着石油的大规模勘探、开采，石油化工业的发展及其产品的广泛应用，石油及石油化工产品对于地下水的污染已成为不可忽视的问题。石油和石油化工产品，经常以非水相液体(NAPL)的形式污染土壤、含水层和地下水。当NAPL的密度大于水的密度时，污染物将穿过地表土壤及含水层到达隔水底板，即潜没在地下水中，并沿隔水底板横向扩展；当NAPL密度小于水的密度时，污染物的垂向运移在地下水面受阻，而沿地下水面(主要在水的非饱和带)横向广泛扩展。 NAPL可被孔隙介质长期束缚，其可溶性成份还会逐渐扩散至地下水中，从而成为一种持久性的污染源。

石油广泛应用于国民经济的各个领域。伴随着我国经济的快速发展和对能源需求的增加，其应用范围还在继续拓展，消耗量也日趋增大。海洋石油污染是指石油及其产品在开采、炼制、贮运和使用过程中由于工艺水平和处理技术的限制进入海洋环境而造成的污染。特别是海湾战争中造成的海洋石油污染，不但严重破坏了波斯湾的生态环境，还造成洲际规模的大气污染。油品入海途径有：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。而海洋石油污染成为海洋污染的主要类型,对海洋水生环境造成了极大的破坏,而溢油成为石油进入海洋的主要方式, 据统计,全球每年生产的32×108t石油中,约有320×104t进入海洋环境。通常1 t石油可在海上形成覆盖12 km2范围的油膜,由此形成的大面积油膜将阻隔正常的海气交换过程,使气候异常,影响了生物链的循环,从而破坏了海洋生态平衡,而且也浪费了宝贵的石油资源。因此,如何有效的抑制石油海洋污染成为亟待解决的难题。譬如在石油污染海洋后,只有在海上看的见得石油可以处理掉,但是石油可以垂直渗透到海岸以下3 m处,甚至更深。因而处理措施就会只针对漂浮的石油,而忽视大部分残留在海面以下的石油。而且,处理措施本身就可能引起比石油污染更严重的生态破坏。如何对溢油事故进行有效的预防和处理成为治理海洋污染的关键所在。本文对当今处理溢油使用的物理法、化学法、自然降解法、生物处理法、等进行了介绍,详细考察了各种处理方法的适用条件,以及在限制条件下如何对各种选择方法进行优化组合。

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。

3 石油污染物对不同领域的影响

3、1石油类污染物对水体性质的影响

水体石油污染指石油进入河流、湖泊或地下水后，其含量超过了水体的自净能力，使水质和底质的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低水体的使用价值和使用功能。石油类污染物在进入水体后，会在水面上形成厚度不一的油膜。据测定，每滴石油在水面上能形成 0, 2 5 m 的油膜，每吨石油能覆盖 5×10 5m 的水面。油膜使水面与大气隔绝，使水中溶解氧减少，从而影响水体的自净作用，致使水底质变黑发臭。油膜、油滴还可贴在水体中的微粒上耗，它会传递给风压流，使海面风压流不断增大。此外，石油薄膜还能影响到风传给海水的动量在风压流和波浪之间的再分配，风速不同，其对水气交换的影响程度也不相同。需要着重指出的是，石油薄膜抑制了波浪的破碎过程，即阻止了能使海水中盐分向大气扩散的飞沫形成，这不利于把海水中所含的有机物质向大气中释放(盐分及其他物质是形成云的凝结核的重要来源)。石油对海洋大规模的污染，可足以破坏海洋与大气界面上碳酸气的平衡。海面的油膜阻碍大气与海水的物质交换，影响海面对电磁辐射的吸收、传递和反射；两极地区海域冰面上的油膜，能增加对太阳能的吸收而加速冰层的融化，使海平面上升，并影响全球气候；海面及海水中的石油烃能溶解部分卤化烃等污染物，降低界面间的物质迁移转化率；破坏海滨风景区和海滨浴场。

3、2石油类污染物对渔业的影响

石油污染破坏水体环境给渔业带来的损害是多方面的。首先是石油污染能破坏渔场，沾污鱼网、养殖器材和渔获物，水体污染可直接引起鱼类死亡，造成渔获量的直接减产。其次表现为产值损失，油污染能使鱼虾类生物产生特殊的气味和味道，而且这些气味和味道无论采取怎样的加工方法都无法消除，因此可降低水产品的食用价值，严重影响其经济利用价值。当海水中的石油含量为0．0 1 mg ／ L时，在2 4 h 内即可使鱼、虾、贝类产生异味。油污还会改变某些鱼类的洄游路线；沾污渔网、养殖器材和渔获物；受污染的鱼、贝等海产品难以销售或不能食用。人们在食用受石油烃衍生出的致癌物质特别是多环芳烃污染的水产品时，这些致癌物质可通过食物链的传递危及人体的健康和安全。

3、3 石油类污染物对水生植物的影响

水体上的石油污染物能影响水生植物的光合作用及其生理生化功能，油膜使大气与水面隔绝，降低了光的通透性，破坏正常的富氧条件，使受污染水域植物的光合作用受到严重影响。其结果一方面使水体产氧量减少 ( 水体浮游植物光合作用所放出的氧气约占全球产氧量的 7 0 ％) ；另一方面水体藻类和浮游植物的生长与繁殖速度的停止或减缓，也影响和制约了水体其他动物的生长和繁殖，从而大大减少了水体动物最基本的食物供给量，进而波及到水体动物的生存，最终结果将导致海洋生态平衡的失调。石油在植物体内吸收和积累的随时间的延长而增大，并与时间成指数关系。随时间的延长，植物抵抗力逐渐减弱，最后导致死亡。石油中的一些污染物如苯并芘，有较强的致癌作用，它可以通过植物体的富集作用残留在食物中，再通过食物链传给人类。一些岸边植物也难逃水体石油污染的影响如红树，它们虽有十分强大的根系系统能捕捉水体环境中的石油污染物，但对石油污染十分脆弱、敏感，沾染石油的岸边植物会发生脱叶现象，其恢复需要数年时间。而沾染石油的新根和新幼树可能立即被杀死，还可能发生严重的岸边侵蚀。石油类污染物对水生植物的损伤程度与其浓度有关。甘居利等的研究表明，大多数浮游藻类在石油含量为0 ．1 —1 ．0 m g ／ L的海水中就会死亡。但当石油类污染物的浓度不超过一定值时，对水生植物的生长不但没有损害，甚至还会起到促进作用；随着石油浓度的升高，其毒害作用才能表现出来。

3、4 石油类污染物对水生动物的影响

水体中的石油类污染物主要通过动物呼吸、取食、体表渗透和食物链传输等方式富集于动物体内。水体中石油类污染物含量为0．01～0.10 mg／L时，会对水生动物产生有害影响，导致其中毒。水体中石油类污染物对水生动物的毒性按鱼、贻贝、棘皮类动物、甲壳纲动物依次递增。海洋生物的幼体，对石油污染都十分敏感，这是因为它们的神经中枢和呼吸器都很接近其表皮且表皮都很薄，有毒物质很容易侵入体内，而且幼体运动能力较差，不能及时逃离污染区域。另外，石油中有些烃类与一些海洋动物的化学信息(外激素)相同，或是化学结构类似，从而影响这些海洋动物的行为。今年9月底，在美国路易斯安那州密西西比河的入海口处，出现了让人触目惊心的一幕：海面上密密麻麻地漂浮着无数死鱼、螃蟹和海鳗的尸体，在附近还发现了一头鲸鱼的尸体。有人将这片海域称为“死亡之海”。由于这片海域靠近墨西哥湾，有人怀疑它们死于石油中毒。美国南密西西比大学海湾沿岸研究实验生物学家哈丽雅特·佩里最近指出，自墨西哥湾漏油事件发生以来，许多自该地区采集的螃蟹幼苗已经带有明显的橘色油滴。“我研究螃蟹42年了，还从未见过这种事。”她不能估算出被石油污染的螃蟹幼苗的总量，但表示该地区已知的螃蟹栖息区域中约40%都受到了漏油的影响。“这表示石油已不是单单悬浮在水中，而是已处于一个可以进入并沿着食物链不断上行的位置上，”美国新奥尔良洛约拉大学生物学家鲍勃·托马斯说道，“被石油污染的幼蟹可能会被某种动物吃掉，接着那种动物又会被更大的动物吃掉，依此类推。”托马斯说，微小的动物可能只摄入少量石油因而能够存活下来，但那些位于食物链顶端的动物，比如海豚和金枪鱼，可能摄入足可致命的“大剂量”石油。

3、5 石油类污染物对人体的影响

石油一般可以通过呼吸、皮肤接触、食用含污染物的食物等途径进入人体，能影响人体多种器官的正常功能，引发多种疾病经常受到石油类污染的孩子患急性白血病的风险要高出平均水平4倍，患急性非淋巴细胞白血病的几率是普通孩子的7倍。石油类污染物污染的附近区域，儿童皮肤碱抗力明显减弱、白细胞下降、贫血率上升、肺功能受到影响，一般人的肝肿概率显著高于对照区居民，恶性肿瘤尤其是消化系统恶性肿瘤标化死亡率明显高于对照区。许多研究表明，一些石油烃类进入动物体内后，对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的作用。石油的浓度是考察其毒性的关键因子，不同组分的石油其毒性效果也不一样，随着石油浓度的升高和暴露时间的延长，其毒性增强。

4 含油污水的处理技术

石油污染物进入水体后，在环境条件等因素的作用下，其组成性质和存在形式都会有所变化。一般来讲，石油类污染物主要以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油、油一固体物等5种状态存在于水中。水体石油污染的处理既要去除废水中的大量石油类物质，同时也要考虑降低废水的化学需氧量 ( C O D) 和生物需氧量( B O D) 等，其有效性和经济性应以石油等污染物的去除率或转化率、残留量为比较基准。不同类型的含油污水要采用不同的处理方法，目前国内外含油污水的处理技术按处理原理可分为4种：物理法、化学法、物理化学法和生物化学法。

4、1 物理处理法

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，然后再设法将其回收。墨西哥湾漏油后，许多美国居民便在沿海搭建防护堤来防止石油扩散。此外，还可以通过专门的清油船来清理海面的浮油，主要的工作原理是将浮油吸进船舱内，经油水分离后，再将海水排出。

物理处理法的重点是去除含油污水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。包括重力分离、离心分离、粗粒化、过滤、膜分离等方法。重力分离法是初级处理方法，它利用油和水的密度差及油和水的不相溶性，在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水的分离。离心分离法是使装有采油污水的容器高速旋转，形成离心力场，因油粒和污水的性质不同，受到的离心力也不同，相对密度大的水受到较大的离心作用被甩到外侧，相对密度小的油珠则被留在内侧，并聚结成大的油珠而上浮达到分离目的。粗粒化法是利用油一水两相相对于聚结材料亲和力的不同来进行分离，当含油污水流经过一些疏水亲油物质时，油珠其润湿、聚结、碰撞聚结、截流、附着等联合作用下聚集成较大的油滴。过滤法是将含油污水通过设有孔眼的装置或通过由某种介质组成的滤层，使污水中的悬浮物得以去除，主要是利用颗粒介质的截流、惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等作用，将水中油分除去。膜分离法是利用膜的选择透过性对采油污水进行分离和提纯的方法，其机理是用1张(或1对)多孔滤膜，利用液一液分散体系中两相与固体膜表面亲和力不同而达到分离的目的。具体的处理方法有如下几种：

◆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。围栏可以分为四类。帘式围栏：主要在海面平静、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：常与焚烧技术结合使用。围栏可以分为四类。帘式围栏：主要在海面平静、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：常与焚烧技术结合使用。围栏法操作条件如下（表2）：

◆撇油器撇油器是在不改变粘稠油类物质原有性质的基础上，处理粘稠油类物质溢油、泄漏事故的装置。目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：与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。撇油器的操作也有一定的条件要求（表3）：

◆吸油材料可使用亲油性的吸油材料，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、草灰、芦苇等。吸油材料使用条件如下(表4);

4、2 化学处理法

化学处理法的主要特点是改变石油的化学性质，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：

◆ 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H]。分散剂可以减小石油和水之间的表面张力使溢油在水面乳化形成微小乳状液，从而使石油以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，易于被微生物降解，从而加速了海洋对石油的净化过程。溢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，主要是影响海水中能够降解石油烃的微生物。溢油分散剂应达到如下性能指标(表5)。

表5 溢油分散剂性能指标

项目指标

外观橙黄，清澈

PH 6~7.5

燃点／(℃) >70

运动粘度(30℃)／(ram2／s) <50

30s乳化率／％ >60

10min乳化率／％ >20

鱼类急性毒性半致死时间／h >24

生物可降解性(BOD／COD)／％ >30

我们可以在出事海面撒一些分散剂，这类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。油分散剂一般用量为浮油的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在海面撒拧油剂也是一种有效方法，它可以是石油凝成粘稠物或坚硬的果冻状物。其优点是毒性底，不受风浪影响，能有效防止油扩散。

化学处理法主要用于处理含油污水中不能单独用物理方法或生物方法去除的一部分胶体和溶解性物质，常用的方法有化学破乳法、化学氧化法等。化学破乳法包括盐析法、酸化法、凝聚法。由于乳化油呈稳定状态，要达到油水分离首先要破乳，即向水中投入化学药剂，药剂在水中水解后形成带正电荷的胶团，与带负电荷的乳化油发生电中和作用，以降低其表面电位，再经过处理使油粒聚集，粒径变大，使浮力随之增大，从而达到油水分离的目的。化学氧化法能将污水中呈溶解态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。氧化法又可分为氧化剂氧化法、电解氧化法和光化学催化氧化法。氧化剂氧化法是指利用强氧化剂氧化分解污水中的油和COD等污染物质以达到净化含油污水的一种方法。电解氧化法是指在污水中插入电极并通过直流电，使污水中的油COD等污染物质在阳极发生电氧化作用或与电解所产生的氧化性物质发生作用以达到净化含油污水的一种方法。光化学催化氧化法是采用半导体材料利用太阳光能或人造光能以达到净化含油污水的一种方法。

4、3 物理化学处理法

物理化学法主要包括气浮法、吸附法、电化学法、超声波分离法等，这些方法一般都具有适应性较强、选择性广的优点。气浮法是依靠气泡表面吸附油粒或悬浮物以达到分离的目的，在含油污水中通入空气或其他气体产生微细气泡，使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上，形成水一气一油粒三相混合体系，随气泡一起上浮到水面形成浮渣，然后使用适当的撇油器将油撇去。吸附法是利用吸附剂的多孔性和大的比表面积，将含油污水中的溶解油和其他溶解性有机物吸附在表面从而实现分离。超声波分离法是当超声波通过含油污水时，会使微小油滴与水一起振动，而由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度，油滴将会相互碰撞、黏合，使其体积增大，随后变大的粒子不能随声波振动，只作无规则运动，最后水中的油滴凝聚并上浮，再用其他设备分离。电化学法包括电凝聚、电气浮和电火花法。电凝聚是利用溶解性电极电解含油污水，从溶解性阳极溶解出金属离子，金属离子水解生成氢氧化物，它能吸附和凝聚乳化油与溶解油，沉淀后除去油。电气浮是利用不溶性电极电解采油污水，在电解分解作用和初生态的微小气泡上浮作用下，使乳化油破坏，并使油珠附着在气泡上。电火花法是利用交流电来去除采油污水中的乳化油和溶解油，在电场作用下筒内的导电颗粒间会产生电火花，在电火花和水中均匀分布的氧的作用下，油分被氧化和燃烧分解。

4、4 生物化学处理法

生物化学 ( 生化 ) 处理法是利用微生物的生化作用，将复杂的有机物分解为简单物质，从而将有毒物质转化为无毒物质，使含油污水得到净化。自20世纪90年代以来，由于生物修复技术的发展和研究成果所展示的生物技术的生命力，使生物修技术在石油污染治理方面逐渐成为核心技术，成为当今石油污染去除的主要途径。微生物可将有机物作为营养物质，使其一部分被吸收转化成为微生物体内的有机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简单的有机或无机物质。根据氧气的供应与否，生化法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理；从过程形式上可分为污泥法、生物过滤法和氧化塘法。张海针对大庆地区石油类化合物污染湖泊水质的特点和气候条件，分别采用包含砾石床、砾石芦苇床、炉渣芦苇床、炉渣床去除石油，平均去除率分别为2 4 .7 ％，2 8.4 ％，45.9％，4 2．9％。综上所述，含油污水的处理方法较多,各有优缺点。一般情况下单一方法的处理效果均不佳，在实际应用中通常是2或3种方法联合使用，才能使水质达到标准。处理手段一般是先用物理方法分离、然后用化学法去除、再用生物法降解。

生物修复是指生物催化降解环境污染物，减少或最终消除环境污染的受控或自发过程。在生物降解基础上研究发展起来的生物修复在于提高石油降解速率，最终将石油污染物转化为无毒性的终产物。微生物修复石油污染主要有两种形式，一是加入具有高效降解能力的菌株；二是改变环境，促进微生物代谢能力。目前主要有三种方法：

一，接种石油降解菌。通过生物改良的超级细菌能够高效的去除石油污染物，被认为是一种很有发展前途的海洋修复技术。但实践表明，接种石油降解菌效果并不明显，这是因为海洋中存在的土著微生物常常会影响接种微生物的活动。尽管在实验中的基因工程菌可以迅速释放基因工程菌却仍是一个引起争论的问题。

二，使用分散剂。分散剂即表面活性剂，可以增加是由于海水中微生物的接触面积，增加细菌对石油的利用性。但并不是所有的表面活性剂均有促进作用，许多表面活性剂由于其毒性和持久性会造成环境污染，特别是沿岸地区的环境污染。因此，在实际应用中经常利用微生物产生的表面活性剂来加速石油的降解。

三，使用氮、磷营养盐。投入氮、磷营养盐是最简单有效的方法。在海洋出现溢油后，石油降解菌会大量繁殖，碳源充足，限制降解的是氧和营养盐的供应。

使用的营养盐有三种：缓释肥料，亲油肥料，水溶性肥料。

（1）缓释肥料。要求有适合的释放速度，通过海潮可以将营养物质缓慢的释放出来，为石油降解菌的生长繁殖持续补充营养盐，提高石油降解速率。

（2）亲油肥料。亲油肥料可使营养盐“溶解”到油中。在油相中螯合的营养盐可以促进细菌在表面的生长。1989年，美国环保局在阿拉斯加Exxon Valdez石油泄漏事故中，利用生物修复技术成功治理环境污染。从污染海滩分离的细菌菌株与不受污染的分离菌株相比，前者具有特殊的降解能力；同时，对现场的环境因子进行分析，发现由于营养盐缺乏，微生物讲解能力受到限制，外加如亲油肥料，一段时间后，与没有加入营养盐的对照相比，前者污染物的降解速率加快了。毒性试验也表明，修复后的环境并没有发生负效应，沿岸海域也没有出现富营养化现象。

（3）水溶性肥料。一些含氮、磷的水溶性盐，如硝酸铵，三聚磷酸盐等和海水混合溶解，可解决下层水体污染物的降解。在治理海洋污染的实践中，尽管人们已经开发出多种技术进行污染海洋的修复，但寻求更为经济、有效、快捷的生物修复技术的研究一直未曾停止过，更多的海洋生物修复技术不断问世。例如，以色列在1992年开发了一种新方法，即利用一种需要接种非土著菌的肥料，这种肥料是一种专一性的聚合物，不被大多数细菌利用，因此这种肥料对土著微生物无用，而且能够攻击这种聚合物并利用其中肥料的烃降解已经被成功分离出来了，所以可以将这种菌和这种聚合物肥料一起加到污染物的海滩上，这种方法对接种的细菌是有利的，因为只有它们才可以直接利用这些营养。由于避免了肥料的养分竞争，对接种细菌的烃降解活动和有利，对生物修复很有效。海洋石油污染物的微生物降解是一个复杂的过程，受石油组分与物理化学性质、环境条件以及微生物群落组成等多方面因素的影响，氮和磷营养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为基础发展起来的生物修复技术在海洋石油污染治理中发展潜力巨大，并且已经取得了一系列成果。生物治理具有以下优点：

（1）费用低，如污染土壤生化治理的费用约为焚烧治理的1/2~1/3；

（2）处理效果好，经过生化治理，污染物残留量可以达到很低水平。

（3）对环境的影响低，生化治理最终产物为二氧化碳，水和脂肪酸，对人类无害。

（4）可以就地处理，避免了集输过程的二次污染，节约处理费用。但目前仍然存在一些问题，如见效慢，受污染物物理化学性质及环境因子影响较大，研究困难且费用较高，以及毒性和安全性等问题，这些都是嗜待改进的地方。

5 人文角度看石油污染治理

海洋石油污染作为一种环境公害，引起了全世界的密切关注，防治海洋石油污染已经刻不容缓。据统计，进入海洋环境的石油中，自然溢流约占8%，其余的92%则是人类活动造成的。因此治理海洋石油污染应从人文方面入手，寻找解决措施。

(一)提高环保意识，保护海洋海洋孕育了地球上丰富的生命，为地球生命的发展提供了广阔空间。但随着社会的发展，人们竟把海洋当作天然的垃圾倾倒场所，致使大量的废水、废气、废渣排放入海。海洋的自净能力毕竟有限，如果人类对海洋的污染超过了海洋自净能力的阈值，海洋污染必将对整个地球产生毁灭性的影响。我国拥有长约32万千米的海岸线、38.8万平方千米的领海和近300万平方千米的管辖海域，这些是我国可持续发展的重要资源。但据我国海岸带与滩涂资源的综合调查：进入我国近岸海域的污染物总量为650万吨/年，其中石油为18万吨/年，我国的石油污染表现出越来越严重的趋势。因此，必须提高人们的环境素质，改变人们受石油利益的驱使而把海洋作为天然垃圾场的传统理念，充分认识到对海洋环境的破坏不仅是危害某一海区，而是最终影响到整个全球的行为。

(二)加强立法监督，加大执法力度我国针对海洋石油污染的专项法律还很少，法律体系不健全。《海洋环境保护法》中关于海洋石油污染的原则性条款很难正确运用，所处罚的只是后果，很少考虑海洋环境的生态价值。所以，我国要进一步制订《石油法》、《石油污染法》等法律，加大执法力度，及早在刑法中确立“污染海洋罪”是非常必要的。从全球来看，各国在遵守《联合国海洋法公约》及其他国际法规的前提下，应依据本国国情，加快制订和实行海洋石油污染的专项法律，尽快批准《国际油污防备、反应和合作公约》，加大对石油污染的监督治理力度，加强对油轮的管理和对船员的培训；国际社会对造成海域和公海石油污染的单位、组织、国家等应进行严肃处理，同时，应加强国际合作，共同治理海洋石油污染。

(三)实行综合治理，加强技术研究对海洋石油污染综合治理应包括石油勘探、开采、运输、加工、贮存、使用、污染治理各个环节，同时还要进行新能源的开发研究，尽量减少石油的使用。国家之间、国家内部不同生产部门和科研院所之间的密切合作、协同攻关，提高石油的勘探、开采、运输等综合治理的技术，并努力改进生产工艺，提高石油的生产和使用效率，对工业排放进行无害化处理，实现在环境治理中发展。石油运输部门要定期对运输设备进行检查，严格实行油轮使用期限制度；在运输设备上逐渐淘汰单壳油轮，改用双壳油轮运输，以减少石油泄漏的可能性；加强石油运输压舱水排放处理前的石油净化处理；对海洋石油污染的处理方法、吸油材料和吸油技术等进一步研究，寻找清除石油、回收利用等的新技术。因地制宜寻求最佳处理方法，防治海洋石油污染的危害，加强污染区生物群落的波动规律和石油污染的非线性关系的研究，发现内在规律，尽快恢复污染海区的生态环境。

(四)加强国际合作，做好监测预警现代社会是个信息社会，“数字地球”建设已经开始。作为“数字地球”建设中的海洋也加快了数字化建设进程。充分利用科学技术对海洋石油污染实行实时动态监控，建立一个国家、地区乃至全球的油污防备和反应系统，加快海洋污染预警系统的开发和使用。国外这方面的工作已经开展，如美国新泽西环保局建立了基于遥感和地理信息系统的应急响应系统(AOS)、美国环境科学研究所(ERSI)开发了溢油和有毒物质应急系统(MARINESPILL GIS)，加拿大利用NOAA气象卫星AVHRR资料建立了近海水域监测系统等。

我国作为一个海洋大国，“数字海洋”的建设给我们提供了机遇也带来了挑战。充分认识到我国虽然在海洋石油污染防治上取得了一定的成绩，但是和国外相比还有明显的差距；要加强我国和国际的合作和交流，充分利用我国的HY-1号海洋卫星资源和国外先进的海洋石油污染防治研究成果，积极开发我国的海洋石油污染监测和预警系统，加快我国“数字海洋”建设的步伐，及时、准确、可靠、全面地反映海洋石油污染的来源、现状和发展趋势，为治理好我国的海洋石油污染，加快我国的经济建设、环境建设和海洋资源的开发利用提供科学依据。

抑制溢油污染的最好方法就是预防事故的发生，这比处理溢油带来的可以预计和难以预计的后果要好得多。然而一旦发生了事故，应及时选取最优处理方案，进而将溢油污染所造成的危害降到最低限度，这对于有效处理石油污染，保护海岸环境是非常重要的。以上的处理方法可以根据实际情况优化配置组合来选取最合适的处理方法。

6 结束语

石油类物质是危害程度大，污染周期长的工业污染物，其污染源具有分布广、排放复杂以及影响的全方位性、综合性与双重性等特点，因此对水体生态环境造成相当大的危害，而且在一定条件下这些污染物会以不同的方式向周围环境迁移，造成“二次污染”。所以，人们在选择和使用石油类产品时，必须要全面掌握其生态毒理效应考虑其环境容量与自净能力。为保护自然生态环境与人类健康，保持经济持续发展，应加大对含油废水的治理，构建废水处理过程的生态系统集成化技术，在从根本上强调减少含油废水直接排放的同时，研究高效、经济、清洁、彻底的处理含油废水的新方法，应根据废水的性质、组成、状态以及对水质的要求，因地制宜，在满足水质标准的前提下组成管理方便、运行可靠的最佳工艺流程。而随着计算机技术，控制理论和方法，环境信息系统的发展，及生产过程自动化的发展，在当前全球化市场激烈竞争和能源匮乏的情况下，有效改善生产工艺和操作水平，有效提高自动化生产和管理水平，形成自己的生产特色，缩小与先进国家的差距，是非常有意义的工作，也是时代的要求。

参考文献

1 《海洋石油污染物的微生物降解与生物修复》宋志文夏文香曹军

2 《污染环境的生物修复》沈德中编著化学工业出版社

3 《污染环境生物修复工程》陈玉成编化学工业出版社

4 《污染控制微生物学原理与应用》任南琪马放等编著化学工业出版社

5 《土壤中石油类污染物自然降解研究进展》张学佳，纪巍，康志军，等．．石化技术与应用， 2 0 0 8 ， 2 6 ( 3 ) ： 2 7 3— 2 7 8