陳華蘭,　周言高

(揚(yáng)州中遠(yuǎn)海運(yùn)重工有限公司,江蘇 揚(yáng)州 225211)

0　引　言

隨著海上交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，船舶給環(huán)境帶來的污染越來越嚴(yán)重。船舶排放的NOx,SOx,COx等有害氣體對(duì)大氣造成了污染,船舶排放的生活污水將更多的微生物帶入海洋,船舶排放的壓載水會(huì)導(dǎo)致該海域中產(chǎn)生新的外來物種,以上船舶的行為均對(duì)海洋的生態(tài)平衡造成破壞。同時(shí),油類污染對(duì)海洋環(huán)境造成的危害更加嚴(yán)重,其中由于船舶碰撞、擱淺、觸礁等事故引起的海洋污染占海洋油類污染總量的47%，如何減少和防止船舶油污染問題已成為當(dāng)今熱門話題之一。

1　海洋油污染的危害和防治的必要性

據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1965年至1997年，在全球范圍內(nèi)船舶溢油事故中，單次溢油事故中溢油總量有79起超過1萬t，總溢油量約為414.6萬t[1]。在我國，從1973年至2007年,單次事故溢油50 t以上的有69起，總溢油量約為3.5萬t[2]。

1989-03-24，?？松ね郀柕掀澨?hào)擱淺布萊礁威廉王子灣，將近1 100萬gal(1 gal=0.003 785 4 m3)原油泄漏至太平洋，覆蓋了4 000多平方公里的海面，對(duì)威廉王子灣的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。美孚石油在此次事故中損失高達(dá)86.5億美元。目前,在威廉王子灣的某些區(qū)域仍有泄油殘留的有毒物質(zhì)。

2002-11-13,威望號(hào)在西班牙加利西亞附近海域遭遇暴風(fēng)雨擱淺，受風(fēng)浪影響開始溢油。由于西班牙海事當(dāng)局拒絕提供避難所，威望號(hào)被拖輪拖引尋找避難港，在拖動(dòng)的過程船體裂口變大，燃油不斷泄漏。11月19日在西班牙海岸附近斷裂沉沒。此次事故中約有2 000萬gal燃油泄漏到海上，對(duì)西班牙的海洋環(huán)境及生物造成毀滅性的災(zāi)害，僅清理費(fèi)用就高達(dá)120億美元。

溢油進(jìn)入海洋后會(huì)迅速擴(kuò)散成油膜，阻斷O2和CO2等氣體的交換，破壞海洋中溶解氣體的循環(huán)平衡。大面積的油膜減少了太陽輻射投入海水的能量，直接影響海洋植物的光合作用和海洋中生物食物鏈的循環(huán)，嚴(yán)重破壞海洋生態(tài)平衡。不能溶解和不易分解的物質(zhì)將在海洋中越積越多，且會(huì)通過生物的濃縮作用和食物鏈傳遞，對(duì)人類的健康具有潛在威脅。

2　油回收處理

船舶事故發(fā)生時(shí)，油的泄漏通常不是瞬間完成的，會(huì)有部分油溢出艙外，另一部分油則殘留在艙內(nèi),艙外的油稱為溢油，艙內(nèi)的油稱為存油，溢油和存油的回收方式不同。

2.1　溢油回收與處理

2.1.1溢油應(yīng)急計(jì)劃

為防治溢油污染，最大限度減少溢油造成的損失，國際海事組織(International Maritime Organization,IMO)和各國政府紛紛制定溢油應(yīng)急計(jì)劃。1991年IMO通過了《MARPOL73/78國際防止船舶造成污染公約》修正案，增加了船上油污應(yīng)急計(jì)劃。此外,IMO還制定了《1990年國際油污設(shè)備、反應(yīng)和合作公約》和《1992年國際油污損害民事責(zé)任公約》、《1992年國際油污損害賠償基金公約》等。我國根據(jù)IMO溢油應(yīng)急計(jì)劃，結(jié)合各區(qū)域的實(shí)際情況，制定了《中國海上船舶溢油應(yīng)急計(jì)劃》、《北方海區(qū)溢油應(yīng)急計(jì)劃》、《東海海區(qū)溢油應(yīng)急計(jì)劃》、《南海海區(qū)溢油應(yīng)急計(jì)劃》和《臺(tái)灣海峽水域溢油應(yīng)急計(jì)劃》

2.1.2溢油回收與處理方法

目前常用的溢油回收處理方法有圍油圍欄控法、撇油器回收法、化學(xué)消油劑法、現(xiàn)場(chǎng)焚燒法和生物法等，以上方法主要針對(duì)于已經(jīng)泄漏至海上的溢油。每種回收處理方法均存在局限性(見表1)，回收的溢油需通過油回收裝置如油水分離器等進(jìn)行復(fù)雜的處理[4-5]，回收的溢油質(zhì)量達(dá)標(biāo)的可再利用。溢油的回收處理需大量的人力、物力和時(shí)間，處理費(fèi)用巨大，且對(duì)環(huán)境造成的影響不可逆轉(zhuǎn)。

表1　溢油回收處理方法

2.2　存油的回收處理

威望號(hào)不僅對(duì)海洋環(huán)境造成危害，也存在爆炸隱患，如果在威望號(hào)斷裂沉沒前將油艙中的燃油卸走，就不存在燃油爆炸的可能性，溢油量也會(huì)大幅下降。存油的回收處理需專業(yè)的救援團(tuán)隊(duì)使用高性能抽油泵和配套設(shè)備來完成。

2.2.1外接回收系統(tǒng)

船舶發(fā)生事故后，需先進(jìn)行事故原因的調(diào)查和污染評(píng)估，收集船舶設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的信息，才能制訂合理的救援方案和抽油程序。由專業(yè)人員潛入水中,選擇合適的抽油位置進(jìn)行鉆孔，安裝法蘭并連接至外部的抽油管線進(jìn)行抽油。該工作比較復(fù)雜，受風(fēng)況、海況及船舶破損程度等因素的影響。同時(shí),隨著救援的進(jìn)行，溢油量有可能增加，造成的污染和經(jīng)濟(jì)損失也將嚴(yán)重，且長時(shí)間的救援工作也會(huì)危及救援人員的安全。

2.2.2快速油回收系統(tǒng)

快速油回收系統(tǒng)(Fast Oil Recovery System)屬于預(yù)安裝的系統(tǒng),安裝該系統(tǒng)的船舶一般會(huì)配備該系統(tǒng)的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃(Emergency Response Plan,ERP)，詳細(xì)介紹了油回收的方法及程序、各艙參數(shù)、快速油回收接頭大小、位置、操作空間、從接頭到油艙的管子總長和最大許用流量等信息。船員預(yù)先熟悉ERP，在應(yīng)急情況下可通過鋪設(shè)的簡(jiǎn)易通道快速地將油或有毒液體回收，以配合整體的救援工作。

與外接回收系統(tǒng)相比，快速油回收系統(tǒng)將事故發(fā)生后需做的準(zhǔn)備工作提前完成，可縮短求援時(shí)間，是目前最先進(jìn)的船舶安全救援系統(tǒng)。

威望號(hào)事故實(shí)際救援時(shí)間為352天，據(jù)推測(cè)，若使用快速油回收系統(tǒng)，僅需127天將大幅縮減救援所需時(shí)間，降低對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的污染和經(jīng)濟(jì)方面的損失。

2.2.2.1快速油回收系統(tǒng)原理

某9 400TEU集裝箱船中安裝了快速油回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)與燃油艙溢流和透氣系統(tǒng)統(tǒng)一整合，不需額外的泵組和閥門，具有安裝簡(jiǎn)易、操作簡(jiǎn)單、低成本、無需人員進(jìn)行維護(hù)、不損失載貨空間、不額外增加船重、不需船體鉆孔、可適應(yīng)任何深度的沉船和擱淺和應(yīng)急響應(yīng)安全性高等優(yōu)點(diǎn)，不僅適用于新造船舶，也適用于各類改造船舶。

9 400TEU集裝箱船快速油回收系統(tǒng)(見圖1)覆蓋5個(gè)燃油儲(chǔ)存艙和1個(gè)燃油溢流艙，每個(gè)燃油儲(chǔ)存艙設(shè)置獨(dú)立的通往艙頂和艙底的快速油回收接頭(FOR1～FOR10)，溢流管和透氣管路上分別設(shè)置快速油回收接頭(FOR11～FOR13)。

圖1　快速油回收系統(tǒng)原理

(1)注水法回收油(見圖2)。當(dāng)需回收左舷1號(hào)燃油艙中的油，進(jìn)行油回收前需確保溢流管和空氣管無泄漏，再通過FOR11或FOR12或FOR13注入水，使溢流管內(nèi)充滿水，避免油通過溢流管進(jìn)入燃油溢流艙。通過油艙底部的FOR1接頭向油艙中注入水，基于阿基米德原理，較重的水將較輕油向上擠壓，較輕的油將從FOR2接頭壓出。不斷注入的水將使油艙壓力增加，需通過計(jì)算評(píng)估船體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是否足夠承受該壓力，而當(dāng)油艙破損時(shí),不宜使用此方法。當(dāng)船舶有一定傾斜時(shí)(見圖3)，陰影部分的油將無法通過注水法壓出。為提高回收效果，可在注入海水前加熱海水或添加降低油黏度的產(chǎn)品。

(2)泵抽取法回收油:油艙破損時(shí)，破口位置、油密度和油量等因素會(huì)綜合影響水和油的流向。當(dāng)破口位置油壓低于水壓，水將流入油艙而非油流進(jìn)大海。船員可通過打開快速油回收接頭迅速降低油的壓力，使水進(jìn)入破損油艙。打開前，需先查看空氣管是否存在油泄漏現(xiàn)象，若有，則表明艙內(nèi)壓力高，需等空氣管將壓力釋放，無泄漏時(shí)才可進(jìn)行下一步操作，避免人員傷害。沉船時(shí)，根據(jù)沉船深度、油黏度、溫度和水流速度選擇適宜的油回收方法，可使用潛水泵，通過軟管將油回收。

a)注水法回收實(shí)物圖

b)注水法回收示意圖

2.2.2.2快速油回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

為方便無人遙控潛水器(Remotely Operated Vehicle, ROV)或帶軟管的潛水泵進(jìn)行油回收工作，要求有足夠的通道和操作空間，相應(yīng)的對(duì)管路的實(shí)際布置有如下要求：

(1)管子彎徑>1 000 mm，便于潛水泵通過 (見圖3)。

(2)快速油回收接頭采用標(biāo)準(zhǔn)的通用接頭，可適合各種打撈設(shè)備。用鮮艷顏色噴涂盲板，并貼上清晰的銘牌，明確標(biāo)示出接頭位置(見圖4)。

圖3　管子彎徑要求

圖4　快速油回收接頭

(3)快速油回收接頭周圍要保證足夠的操作空間。接頭法蘭距甲板高度至少為300 mm，且在以接頭為中心，直徑為740 mm，高度為2 500 mm的范圍內(nèi)不應(yīng)存在任何障礙物，便于接入外接設(shè)備。(見圖5)

圖5　操作空間要求

(4)9 400 TEU集裝箱船快速油回收接頭設(shè)置在綁扎橋平臺(tái)上，會(huì)滿足上述要求，卻違反了貨物儲(chǔ)置及系固章程附則14中關(guān)于安全通道的要求，為滿足FORS接頭操作空間要求和貨物儲(chǔ)置及系固章程，有以下兩種解決方案，方案一為在高出平臺(tái)的油回收接頭上方鋪設(shè)可翻轉(zhuǎn)平臺(tái)，可翻轉(zhuǎn)平臺(tái)需滿足操作空間要求，并做明顯的標(biāo)記和警告語“僅在使用時(shí)打開”(見圖6)；方案二為將油回收接頭正上方的平臺(tái)做成翻蓋，翻蓋需滿足操作空間要求，并做明顯的標(biāo)記和警告語“僅在使用時(shí)打開”(見圖7)。

圖6　滿足接頭操作空間要求和貨物儲(chǔ)置及系固章程方案一

圖7　滿足接頭操作空間要求和貨物儲(chǔ)置及系固章程方案二

3　結(jié)　語

在大多的船舶溢油事故中，溢油情況和存油情況同時(shí)存在。救援團(tuán)隊(duì)根據(jù)船舶受損情況、風(fēng)況、海況和油品等綜合因素選擇油的回收處理方法，往往同時(shí)使用多種回收處理方法，為快速控制和處理事故,避免二次污染,通常同時(shí)使用多種回收處理方法,快速控制和處理事故，避免二次污染。溢油、存油回收處理是防治海洋油污染的重要因素，提高各種回收處理方法的效率，將有效控制和減少油污染。環(huán)境保護(hù)仍應(yīng)以預(yù)防為主，防治結(jié)合，控制油污染最根本的方法還是安全航行,以防止污染的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]交通部，國家環(huán)保總局.中國海上溢油應(yīng)急計(jì)劃[S].2000.

[2]郭劍飛.船舶污染的狀況與防治[J].中國水運(yùn)，2010(5)：32.

[3]冀海波. 拯救海洋-海洋污染與環(huán)境保護(hù)[M].石家莊：河北科學(xué)科技出版社，2013.

[4]曾德芳，羅亞田，張科.高效快速溢油回收處理技術(shù)探討[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25(7)：48-50.

[5]韓玉辰.海上船廠舶溢油防治工程的探討[J].交通環(huán)保，1998(5)：6-8.