摘要：本文概述了石油污染在海洋中的原因、對(duì)生態(tài)環(huán)境和社會(huì)的危害，針對(duì)可能突發(fā)的漏油事件提出了管理措施和技術(shù)措施，其中在原有的技術(shù)措施中提出了微波技術(shù)、微生物表面活性劑和基因工程菌等新途降解海洋中的石油污染。為切實(shí)防治石油污染提供切實(shí)可行的意見和方法。
關(guān)鍵詞：海洋,石油,污染,防治措施
前言
當(dāng)美國(guó)墨西哥灣漏油造成無可估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)破壞還未從人們的腦海中淡去時(shí)，中國(guó)大連新港的漏油事件破壞生態(tài)再一次刺激了人們的神經(jīng)。在當(dāng)代，石油作為全球性的污染物，據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上沒制造6500桶石油，至少有2桶因種種原因流進(jìn)大海!海洋石油來源可分為天然來源與人為活動(dòng)來源兩類。天然來源是指海底石油的滲漏、陸地滲漏、通過河流輸送以及微生物對(duì)烴類的合成等;而人為活動(dòng)來源則是多種途徑的，主要的海洋石油來源主要是通過三個(gè)途徑進(jìn)入海洋的：(1)船舶和運(yùn)輸;(2)河流和沿海工業(yè);(3)海上油井、輸油管道及其他來源。其中海洋石油污染的主要來源是油輪溢油及其它航運(yùn)溢油，大約每年為147萬t，是石油年入海量的46%。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署報(bào)告，全球每年生產(chǎn)的32×10t石油中，約有1/1000即32×10t進(jìn)入海洋環(huán)境中。
防城港市作為廣西重要的海路航道港口，每年無數(shù)的油船和貨船將給防城港工口及附件的海洋帶來生態(tài)危害，一但發(fā)生漏油事件而港區(qū)未能采取迅速準(zhǔn)確的措施手段制止漏油事件，必將給當(dāng)?shù)睾Ｓ驇頍o法估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)破壞。海洋石油污染一旦發(fā)生將會(huì)對(duì)海洋生態(tài)平衡造成的惡劣影響，至少可延續(xù)數(shù)十年以上。本文通過以前漏油事件對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境差生的破壞進(jìn)行分析，提出切實(shí)可行的解決方案，未將來及時(shí)應(yīng)對(duì)防城港港區(qū)突發(fā)漏油事件提供參考依據(jù)。
2石油污染在海洋中的危害
2.1石油污染給海洋生態(tài)帶來的嚴(yán)重危害
2.1.1不透明的油膜降低了光的通透性，其反射的陽光比進(jìn)入海水的量大2~4倍，使上層海水吸收的太陽熱量減少10%，水溫下降，使受污染海域藻類的光合作用受到嚴(yán)重影響，其結(jié)果一方面使海洋產(chǎn)氧量減少(據(jù)估計(jì)，海洋藻類光合作用所放出的氧氣占全球產(chǎn)氧量的1/4)。另一方面，分散和乳化油侵入海洋植物體內(nèi)，破壞葉綠素，阻礙細(xì)胞正常分裂，堵塞植物呼吸孔道，藻類生長(zhǎng)不良影響和制約了海洋動(dòng)物的生長(zhǎng)和繁殖，從而對(duì)整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生影響。
2.1.2油膜覆蓋于海面，通過海氣界面向大氣輸送的水汽減少，使之接近于零，海面風(fēng)傳遞給海面的動(dòng)力通量銳減，大大阻礙了海水對(duì)大氣中O和CO氣體的吸收和交換。O的交換被阻礙導(dǎo)致海洋中的O被消耗后無法由大氣中補(bǔ)充，同時(shí)石油的降解大量消耗水體中的O，然而海水復(fù)氧的主要途徑大氣溶氧又被油膜阻礙，直接導(dǎo)致海水的缺O(jiān)。CO交換被阻首先破壞了海洋中CO平衡，妨礙海洋從大氣中吸收CO形成HCO、CO鹽緩沖海洋PH值的功能，從而，破壞了海洋中溶解氣體的循環(huán)平衡。
2.1.3最嚴(yán)重的石油污染往往發(fā)生在生物生產(chǎn)力最豐富的近海區(qū)域。人類食用的絕大部分甲殼類和約一半的海洋魚類出產(chǎn)于該區(qū)域。石油溢出后使污染區(qū)內(nèi)的這兩類海洋動(dòng)物迅速死亡。海鳥也難以幸免。
2.1.4海面浮油內(nèi)所含的稠環(huán)芳香烴對(duì)生物體呈劇毒，且毒性明顯與芳環(huán)的數(shù)目和烷基化程度有關(guān)。首先大分子化合物的絕對(duì)毒性很高，而在水中，低分子類由于具有很強(qiáng)的水溶性和后續(xù)的很大生物可利用率，據(jù)分析，污染海域魚、蝦及海參體內(nèi)3,4-苯并芘(致癌物)濃度明顯增高。一旦通過食物鏈進(jìn)入人體，必將對(duì)人們身體健康帶來巨大隱患。
2.1.5石油中有些烴類與一些海洋動(dòng)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(dòng)物的行為。許多魚、蝦、蟹、龜?shù)男袨椋缫捠场w巢、交配、遷徙等，均靠某些烴類傳遞信息。且海面浮油可萃取分散于海水中的氯烴，對(duì)浮游生物、甲殼類動(dòng)物和晚上浮上海面活動(dòng)的魚苗產(chǎn)生有害影響，或直接接觸后死亡，或影響其生理、繁殖與行為。因石油污染造成的這種化學(xué)信息泛濫對(duì)海洋生物的危害也是極其嚴(yán)重的。
2.1.6由于油輪溢油和油井噴油事件主要發(fā)生在近海區(qū)域，焦油團(tuán)塊在海浪作用下解體，成為微細(xì)顆粒，這些微粒最終被生物分解;另一部分則在海潮和風(fēng)的作用下迅速的蔓延到濱海濕地，從而破壞了濱海濕地的生態(tài)系統(tǒng)。這些石油污染物在世界海洋中、海底和海岸長(zhǎng)期存在，給海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來了災(zāi)難性的影響。
2.2石油污染給社會(huì)帶來的嚴(yán)重危害
2.2.1由于石油污染抑制海洋中藻類的光合作用，降低溶解氧含量，破壞生物生理機(jī)能，海洋漁業(yè)資源正逐步衰退。
2.2.2據(jù)研究調(diào)查，在石油污染嚴(yán)重的海洋區(qū)域，赤潮的發(fā)生概率增加，極端氣候?qū)Ω鞯貐^(qū)社會(huì)和環(huán)境都帶來負(fù)面影響。
2.2.3海洋石油極易貼岸而玷污海灘等極具吸引力的海濱娛樂場(chǎng)所，影響城市旅游業(yè)的發(fā)展和濱海城市形象。
2.2.4海洋中的石油易附著在漁船網(wǎng)具上，加大清洗難度，降低網(wǎng)具使用效率，提高捕撈成本，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)，對(duì)海灘曬鹽廠，受污海水無疑難以使用，對(duì)于海水淡化廠和其他需要以海水為原料的企業(yè)，受污染海水將大幅增加企業(yè)生產(chǎn)成本。
3石油污染在海洋中的防治措施
3.1管理措施
3.1.1建立漏油防治管理體系
首先各級(jí)有關(guān)港區(qū)內(nèi)的政府部門必須建立起相互聯(lián)系的體系，改變過去各部門各自管理自己本區(qū)域的事務(wù)，增加相互交流，信息溝通，達(dá)到相互合作監(jiān)督，避免突發(fā)漏油事故發(fā)生時(shí)缺少協(xié)調(diào)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，造成錯(cuò)失最佳處理的時(shí)機(jī)，造成污染事態(tài)的擴(kuò)大化。
3.1.2漏油發(fā)生源的管理
漏油發(fā)生源是指大型油輪、海底管線、原油終端等可造成泄露石油事故的點(diǎn)源。加強(qiáng)維修、檢查、監(jiān)督以及制定強(qiáng)制性的作業(yè)要求是比較有效的措施。淺海石油開發(fā)公司的漏油源主要來自于單井導(dǎo)管架平臺(tái)和海上運(yùn)輸油輪。制定嚴(yán)格的裝卸油制度和完善海上HSE管理體系，可以降低漏油源的漏油風(fēng)險(xiǎn);對(duì)輪機(jī)操作人員和海上石油作業(yè)人員的良好教育，是保證制度和體系有效實(shí)施的關(guān)鍵;加強(qiáng)日常的巡回檢查制度，保證安全設(shè)備設(shè)施完好有效，將漏油事故概率降到最小。
3.1.3漏油事故響應(yīng)計(jì)劃、訓(xùn)練與管理
漏油事故響應(yīng)計(jì)劃、訓(xùn)練與管理師通過制定詳細(xì)可行的應(yīng)急預(yù)案和配合默契的組織協(xié)調(diào)以提高應(yīng)急響應(yīng)的后果。包括應(yīng)急組織、應(yīng)急設(shè)施、應(yīng)急能力、人員訓(xùn)練等方面。
3.2技術(shù)措施
目前國(guó)際上通行的治理及回收石油的技術(shù)、方法大概分以下幾類：
3.2.1物理處理法：如使用清污船及附屬回收裝置、圍油欄、吸油材料及磁性分離等。
3.2.2化學(xué)處理法：如燃燒、使用化學(xué)處理劑(如乳化分散劑、凝油劑、集油劑、沉降劑)等。
3.2.3生物處理法：人工選擇、培育，甚至改良這些噬油微生物，然后將其投放到受污海域，進(jìn)行人工石油烴類生物降解。
其中，生物降解法的優(yōu)點(diǎn)在于迅速、無殘毒、低成本，是目前研究的重點(diǎn)。微生物降解石油烴的速率主要與微生物的種類和數(shù)量及其介質(zhì)的溫度有關(guān)，還與石油組分的性質(zhì)和分散的程度有關(guān)，分散程度大，降解的速率也大。
4石油污染在海洋中的新技術(shù)
4.1微波加速油水分離與污油回收
從理論上講，微波加熱可加速油水分離過程，這主要是由于微波輻射可顯著加快水中油滴的上升速度(或油中水滴的下降速度)和凝聚速率。微波加熱的作用之一是可使乳濁液的黏度降低。若體系為油水乳濁液，即水中含油，油以油滴分散在水中，水相是連續(xù)的。與普通加熱一樣，微波加熱可使乳濁液溫度上升，但微波加熱溫度上升更快，且加熱體內(nèi)外溫度可同時(shí)上升。
微波加熱的另外一個(gè)作用是可加速凝聚過程。由于微波是頻率很高的電磁波，施加微波后，會(huì)使極性分子加速旋轉(zhuǎn)，從而中和膠體的ξ電勢(shì)。下表所示為施加微波對(duì)油水乳濁液中油滴表面ξ電勢(shì)的影響。施加微波后，油滴的ξ電勢(shì)明顯下降。由于ξ電勢(shì)的降低，油滴凝聚速率加快，油滴直徑迅速加大，見表1。
表1微波對(duì)油水乳濁液中油滴表面ξ電勢(shì)的影響

溫度/℃	微波輻射	ξ電勢(shì)/mV	ξ電勢(shì)降低百分率/%
116.8	無	55.2
	有	45.1	18.3
103.8	無	55.9
	有	45.8	18.1
96.0	無	38.0
	有	34.7	8.68

4.2生物表面活性劑，加速石油的降解生物表面活性劑(Biosurfactants，簡(jiǎn)稱BS)是細(xì)菌、真菌和酵母在某一特定條件下(如合適的碳源、氮源、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物、pH值以及溫度)，在其生長(zhǎng)過程中分泌產(chǎn)生的具有一定表面活性的代謝產(chǎn)物，可以增強(qiáng)非極性底物的乳化作用和溶解作用，促進(jìn)微生物在非極性底物中的生長(zhǎng);還能形成大小適宜的油滴，有助于底物和養(yǎng)分向微生物細(xì)胞的輸送，大幅度提高石油的分解速率。
像石油這樣高分子量的疏水性化合物能持久存在的原因之一是低水溶性，從而限制了微生物降解利用率。生物表面活性劑能加強(qiáng)其在鍵和基質(zhì)(如烴類)上的生長(zhǎng)，使其明顯增加脫附趨勢(shì)和增加在水中的溶解性。能明顯降低表面張力的生物表面活性，使疏水物分子移動(dòng)上也是有效的，可使其在生物降解方面得以利用。
4.3基因工程菌
基因工程菌是將不同細(xì)菌的降解基因進(jìn)行重組，將分屬于不同細(xì)菌個(gè)體中的污染物代謝途徑組合起來以構(gòu)建具有特殊降解功能的超級(jí)降解菌，可以有效地提高微生物的降解能力，從而提高生物修復(fù)效果。通常石油降解菌只能降解某一種石油成分，并且由于石油的種類不同，所需降解菌也不相同，天然環(huán)境中存在的石油降解菌不能高效地降解多種石油成分，同時(shí)，復(fù)雜的烴類化合物混合物的降解需要有混合菌株的參與，但不同菌株之間可能會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)或拮抗作用，從而對(duì)降解產(chǎn)生負(fù)面影響。目前在研制基因工程菌時(shí)，都采用給細(xì)胞增加某些遺傳缺陷的方法或是使用攜帶一段“自殺基因”，使該工程菌在非指定底物或非指定環(huán)境中不易生存或發(fā)生降解作用。
5結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，各個(gè)國(guó)家對(duì)石油的需求日益增大，石油污染已經(jīng)成為環(huán)境領(lǐng)域中的一個(gè)突出問題。與傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的物理、化學(xué)和生物修復(fù)方法相比，關(guān)鍵還是要制定相關(guān)的政策和管理制度，從漏油發(fā)生源上降低發(fā)生的概率。同時(shí)，我們都要善于把各種治理方法技術(shù)之間的優(yōu)勢(shì)綜合起來利用，各種技術(shù)之間的互補(bǔ)和輔助，處理效果更具有明顯優(yōu)勢(shì)。但我們也應(yīng)看到治理漏油事件涉及了微生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、工程學(xué)、水文學(xué)、化學(xué)等多學(xué)科的知識(shí)，因此有必要加強(qiáng)該領(lǐng)域的研究。
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