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【摘 要】随着工商业、旅游业的兴旺和发达，石油开采、石油运输等导致的海洋溢油污染越来越频繁，海洋环境日益严重。本文就当今海洋溢油污染的情况，介绍了海洋溢油的来源、现状以及危害，并且对海洋溢油污染的治理，分别从物理、化学和生物三个技术角度进行了具体阐述。
【关键词】海洋溢油；治理技术；环境污染
1.前言
在科技迅猛发展的当今社会，全球能源需求也在日益增长，而石油正是现今应用最为广泛的能源之一。随着各种出口贸易的增多，海上石油开采量的增加以及海上石油运输的逐渐频繁，海洋溢油事故发生的频率也呈直线上升，石油已成为海洋主要污染物之一。
2.海洋溢油的危害
石油进入海洋后会对海洋生态系统以及海岸线上的生物群落造成严重的危害。每发生一次海上溢油事故均会引起大面积海域的缺氧，从而导致大量的鱼虾、浮游生物等死亡。因为通常情况下，每升石油完全氧化需要的氧是40万升海水的溶解氧。海鸟等生物会因羽毛碰到海面上的油污，而使其羽毛失去防水和保温的能力，同时还会在摄食时摄入一定量的石油，最终因饥饿、寒冷、中毒而死亡。而浮油被海浪冲到海岸后会污染海滩，对海岸线上的生物群落造成危害，还会给养殖业、海滨旅游业带来巨大的经济损失。这些石油一旦被点燃，还会引发火灾、爆炸，酿成更为严重的伤害。此外，海洋溢油还会带来一些长期的危害。海洋溢油的油膜会大大降低大气与海水的氧气交换速度，从而降低海洋的生产力，破坏其生态平衡；海洋生物在觅食中会不慎摄入石油，因生物积累、生物放大而在生物体内堆积，随营养级的不断升高而不断聚积，危害生物健康。由此可见，对海洋溢油污染的治理是至关重要的，同时还要不遗余力地做好防治及管理。
3.海洋溢油污染的治理技术
海洋溢油发生后，若及时采取一定的有效治理措施，可大大降低溢油污染对海洋环境以及海岸线生态群落的危害，减少经济损失。海洋溢油的治理方法可分为三类：物理方法、化学方法和生物方法。
3.1物理方法
在处理溢油污染时，物理方法最为有效，治理过程中对环境的负面影响也最小。现今常用的方法主要有：油回收法、吸油材料法、围栏法等。
3.1.1油回收法
油回收法主要是回收海洋表面的浮油，溢油的回收装置主要是撇油器，其中有带式、拖把式以及圆盘式等，根据不同的操作环境和操作方法可分为四大类：表面亲油性撇油器、堰式撇油器、感应型撇油器和其他类型，如水车式、桶式、网型撇油器等。但这些装置受到一些外部因素的限制，只能在非开阔水域和港口使用，或者海面比较平静并且油层比较薄的情况下使用。为了使该法应用范围更为广泛，目前世界各国已开发研制出适应性更强的撇乳器和外海浮木挡栅，这类撇乳器和浮木挡栅可以在外海和急流中使用。
3.1.2吸油材料法
利用吸油材料治理海洋溢油是最早的治理方式之一，主要用于吸附和吸收溢油。吸收是将油吸入材料内部，一般可利用此法来代替撇油器在一些条件困难的海域进行治理；吸附是将油吸附在材料表面，因而需要吸油性能良好的亲油材料。其实，作为吸油材料需要有以下特征：一是表面具有亲油疏水性，二是在集油状态时能浮在水面，三是比容大， 集油能力强。目前，国内外较为常用的吸油材料有聚乙烯、聚苯乙烯等高分子材料、硅藻等无机材料和稻草等纤维材料。而这些材料也有各自的优缺点：稻草、麦秆这些纤维材料由于都是天然材料，因而比起那些人工合成的高分子材料，其吸收能力更好，但也会吸收水分；而聚乙烯这类人工合成的高分子材料的抗水性能和亲水性能都很好，但是不能生物降解，会给治理带来负面污染产物。由此可见，在选取吸油材料时需要根据治理的要求做好评估，选取最为适当的材料。
3.1.3围栏法
当溢油事故发生时，常常首先用围栏将其围住，以避免溢油面积再扩散，然后再进行油回收。因而，围栏法通常都与油回收法一同运用来治理溢油污染。围油栏的种类很多，可分别按用途、使用情况、使用水域环境等进行分类。围油栏的构造分为浮体、垂帘和重物三部分。浮体部分是浮在水面上，起围栏作用，防止浮油越过；垂帘部分位于浮体下面，防止油从下部溢出；重物部分位于垂帘下部，起到维持垂直稳定的作用。围栏法有一定的局限性，在大风大浪的情况下很难操作，即使有重物保持稳定，但在风浪中还是不能维持平衡，并且浮油可能会被冲过围油栏。所以，围栏法一般都用于平静的海面，也有用于港口、污水排放口等作为预防措施。
3.2化学方法
3.2.1燃烧法
燃烧法是通过点燃水面上的溢油，使得其在短时间内燃烧完，是最为快速有效清理海洋溢油的方法。但是燃烧产物会对海洋、大气产生严重污染，破坏海洋生态平衡以及大气环境，并且也是浪费能源的一种表现。除此之外，在风等外力条件下此法有时可能会使得油面扩散，因而需要在溢油初期尽快处理掉溢油。
3.2.2分散剂（消油剂）
分散剂又称为消油剂，主要由主剂和溶剂组成，主剂是表面活性剂，溶剂是石油系碳氢化合物，其中主要有效成分是表面活性剂。在使用过程中，表面活性剂分布于油水界面，亲油基团使颗粒形成易于分散的水包油结构，亲水基团则定向分布在颗粒表面，阻碍油滴的重新集合，增加油滴的表面积；而溶剂组分则增加表面活性剂与油滴的接触，以提高表面活性剂在使用时的有效性。消油剂的一般用量为溢油的1%-20%。
研究发现，在10psu-34psu间的盐度区间内，消油剂的乳化率会随盐度的升高而增大；通过比较不同温度下消油剂的乳化效率发现，消油剂的乳化效率随温度的升高而增大，但当温度超过一定范围后，乳化效率就表现为下降的趋势。油品性质对消油剂的效果的影响主要是当溢油粘度较高时，消油剂中溶剂组分的增溶作用将会失效，使得表面活性剂无法与油滴充分接触，无法起到乳化分散的效果。
消油剂见效快，即使在恶劣条件下也可短时间处理大面积的溢油，但是消油剂自身具有毒性、难降解，且常常伴随严重的二次污染。消油剂会破坏细胞的结构，阻止生物体内SOD酶的抗氧化作用，对生物体造成毒害。此外，消油剂还会通过食物链影响海洋生物生态环境。因而，消油剂的使用受到严格的限制，一般只有在无法进行机械回收，且使用消油剂能减少对环境危害的情况下才进行使用。只有当存在火灾、爆炸这些会对生命财产造成重大威胁的危险时，消油剂的用量才不受限制。 3.2.3凝油剂
凝油剂是通过增强油水界面的张力来将油包起来，能够使海面溢油变成凝胶，从而得以回收再利用。凝油剂的优点就在于它的毒性低，便于回收，不受风浪等海洋自然因素的影响，能够防止溢油的扩散，因此常与围栏法一同使用。对于不同的凝油剂，由于其组分不同，对溢油的使用量也不同。例如，美国Striekman公司的白色颗粒物Spill Away，添加量为溢油的5%至10%，而回收的凝胶油经压榨后可得到70%的回收油；Ameraoe-ESNA公司的Strichitc，主要成分是羊毛脂肪酸， 施用量是溢油的l/2至1/3。不过，凝油剂中毕竟有化学成分，对海洋环境有影响，所以在使用时应尽可能的选取副作用小、用量少但效果明显的凝油剂，从而有效绿色地治理溢油。
3.2.4集油剂
集油剂是通过改变油、水的表面张力，使得溢油聚集但不胶凝，可以说是化学上的围栏法。集油剂的扩散速度将决定集油的效果，而集油剂的扩散速度取决于温度、溶剂的性质以及集油剂的成分活性。集油剂常应用于港湾、海口，作为未铺设围油栏的一种辅助手段。
3.3生物方法
随着科技的进步，运用生物方法治理海洋溢油污染越来越普遍。相比之下，物理方法清除溢油时，很难去除海洋表面的油膜以及已经溶解在海水中的石油；化学方法清除溢油时，常常会造成二次污染。利用生物催化降解环境污染物，减少或是最终清除环境污染物的过程即为生物修复，亦是目前运用生物方法治理溢油污染的根本原理。
影响生物降解石油的因素有许多，微生物的种类、数量，石油的组分和环境因素都会对该过程产生影响。微生物的种类、数量对生物降解石油的影响主要在于不同种类的微生物对石油烃的降解能力不同。石油组分对生物降解的影响主要是影响降解速率和降解程度。一般而言，烃类的结构越复杂，其抗生物降解的能力就越强。环境因素对生物降解石油的影响是多方面的，其中主要的有温度、氧气和营养。生物反应遵循反应速率随温度的升高而加快的原则，因此在一般情况下，随着温度的升高，生物降解石油的速率加快。溢油后，石油会提供大量的碳源，则氮、磷等就成了限制因素，所以添加营养盐会在一定程度上促进石油降解。研究表明，当同时加入硝酸盐和磷酸盐时能使被生物降解的原油达70%，而被矿化的有42%。
生物方法处理海洋溢油污染虽然有许多的优点，如高效、安全、无二次污染，特别是对机械装置无法清除的薄油层，同时又限制使用化学药剂时，更显出其无可比拟的优越性。此外，它的费用低，仅仅是物理方法、化学方法的30%至50%。不过，它也有一定的缺点，一旦出现大规模的溢油或是油层比较厚时，氧气和营养就会供应不足，从而抑制微生物的生长。由此可见，运用生物技术治理海洋溢油污染仍有缺陷，还需进一步的研究和探讨。
4.结束语
本文根据海洋溢油污染的现状，综合介绍了海洋溢油的来源及危害，并对海洋溢油污染的治理方法进行了阐述。通过对物理、化学、生物三种治理方法的原理、优缺点和应用情况，为运用生物技术治理舟山群岛海洋溢油污染的研究提供一定的参考依据和理论支持。
参考文献：
[1]杨毅，陈志莉，任振杰，欧阳林.RS、GIS技术在海上溢油污染监测中的运用[J].污染防治技术.2012.6，25（3）：1-4.
[2]焦健.海上溢油污染源确定系统及其重要性[J].世界海运.2000，3：52-53.
[3]张文江.从“长阳"轮被撞漏油事故中得到的启示[J].航海技术.2004，1：54.
[4]闫俊岭，陈明，李剑.防控海洋溢油污染迫在眉睫——山东烟台长岛海域油污染事件解析[J].环境保护.2009，12：43-45.
[5]李颖，刘丙新，陈澎.高光谱遥感技术在水上溢油监测中的研究进展[J].海洋环境科学.2012.6，31 （3）：460-464.
[6]王绍良，郑立，崔志松，高伟，李倩.固定化微生物技术在海洋溢油生物修复中的应用[J].海洋科学. 2011，35（12）：127-131.
项目资助：
舟山市科技局科技计划“环境友好型溢油分散剂的制备及其应用的关键技术研究”（2012C21021-1），“生物技术治理舟山群岛海洋溢油污染的研究与应用”（2012C21021-2）。
【关键词】海洋溢油；治理技术；环境污染
1.前言
在科技迅猛发展的当今社会，全球能源需求也在日益增长，而石油正是现今应用最为广泛的能源之一。随着各种出口贸易的增多，海上石油开采量的增加以及海上石油运输的逐渐频繁，海洋溢油事故发生的频率也呈直线上升，石油已成为海洋主要污染物之一。
2.海洋溢油的危害
石油进入海洋后会对海洋生态系统以及海岸线上的生物群落造成严重的危害。每发生一次海上溢油事故均会引起大面积海域的缺氧，从而导致大量的鱼虾、浮游生物等死亡。因为通常情况下，每升石油完全氧化需要的氧是40万升海水的溶解氧。海鸟等生物会因羽毛碰到海面上的油污，而使其羽毛失去防水和保温的能力，同时还会在摄食时摄入一定量的石油，最终因饥饿、寒冷、中毒而死亡。而浮油被海浪冲到海岸后会污染海滩，对海岸线上的生物群落造成危害，还会给养殖业、海滨旅游业带来巨大的经济损失。这些石油一旦被点燃，还会引发火灾、爆炸，酿成更为严重的伤害。此外，海洋溢油还会带来一些长期的危害。海洋溢油的油膜会大大降低大气与海水的氧气交换速度，从而降低海洋的生产力，破坏其生态平衡；海洋生物在觅食中会不慎摄入石油，因生物积累、生物放大而在生物体内堆积，随营养级的不断升高而不断聚积，危害生物健康。由此可见，对海洋溢油污染的治理是至关重要的，同时还要不遗余力地做好防治及管理。
3.海洋溢油污染的治理技术
海洋溢油发生后，若及时采取一定的有效治理措施，可大大降低溢油污染对海洋环境以及海岸线生态群落的危害，减少经济损失。海洋溢油的治理方法可分为三类：物理方法、化学方法和生物方法。
3.1物理方法
在处理溢油污染时，物理方法最为有效，治理过程中对环境的负面影响也最小。现今常用的方法主要有：油回收法、吸油材料法、围栏法等。
3.1.1油回收法
油回收法主要是回收海洋表面的浮油，溢油的回收装置主要是撇油器，其中有带式、拖把式以及圆盘式等，根据不同的操作环境和操作方法可分为四大类：表面亲油性撇油器、堰式撇油器、感应型撇油器和其他类型，如水车式、桶式、网型撇油器等。但这些装置受到一些外部因素的限制，只能在非开阔水域和港口使用，或者海面比较平静并且油层比较薄的情况下使用。为了使该法应用范围更为广泛，目前世界各国已开发研制出适应性更强的撇乳器和外海浮木挡栅，这类撇乳器和浮木挡栅可以在外海和急流中使用。
3.1.2吸油材料法
利用吸油材料治理海洋溢油是最早的治理方式之一，主要用于吸附和吸收溢油。吸收是将油吸入材料内部，一般可利用此法来代替撇油器在一些条件困难的海域进行治理；吸附是将油吸附在材料表面，因而需要吸油性能良好的亲油材料。其实，作为吸油材料需要有以下特征：一是表面具有亲油疏水性，二是在集油状态时能浮在水面，三是比容大， 集油能力强。目前，国内外较为常用的吸油材料有聚乙烯、聚苯乙烯等高分子材料、硅藻等无机材料和稻草等纤维材料。而这些材料也有各自的优缺点：稻草、麦秆这些纤维材料由于都是天然材料，因而比起那些人工合成的高分子材料，其吸收能力更好，但也会吸收水分；而聚乙烯这类人工合成的高分子材料的抗水性能和亲水性能都很好，但是不能生物降解，会给治理带来负面污染产物。由此可见，在选取吸油材料时需要根据治理的要求做好评估，选取最为适当的材料。
3.1.3围栏法
当溢油事故发生时，常常首先用围栏将其围住，以避免溢油面积再扩散，然后再进行油回收。因而，围栏法通常都与油回收法一同运用来治理溢油污染。围油栏的种类很多，可分别按用途、使用情况、使用水域环境等进行分类。围油栏的构造分为浮体、垂帘和重物三部分。浮体部分是浮在水面上，起围栏作用，防止浮油越过；垂帘部分位于浮体下面，防止油从下部溢出；重物部分位于垂帘下部，起到维持垂直稳定的作用。围栏法有一定的局限性，在大风大浪的情况下很难操作，即使有重物保持稳定，但在风浪中还是不能维持平衡，并且浮油可能会被冲过围油栏。所以，围栏法一般都用于平静的海面，也有用于港口、污水排放口等作为预防措施。
3.2化学方法
3.2.1燃烧法
燃烧法是通过点燃水面上的溢油，使得其在短时间内燃烧完，是最为快速有效清理海洋溢油的方法。但是燃烧产物会对海洋、大气产生严重污染，破坏海洋生态平衡以及大气环境，并且也是浪费能源的一种表现。除此之外，在风等外力条件下此法有时可能会使得油面扩散，因而需要在溢油初期尽快处理掉溢油。
3.2.2分散剂（消油剂）
分散剂又称为消油剂，主要由主剂和溶剂组成，主剂是表面活性剂，溶剂是石油系碳氢化合物，其中主要有效成分是表面活性剂。在使用过程中，表面活性剂分布于油水界面，亲油基团使颗粒形成易于分散的水包油结构，亲水基团则定向分布在颗粒表面，阻碍油滴的重新集合，增加油滴的表面积；而溶剂组分则增加表面活性剂与油滴的接触，以提高表面活性剂在使用时的有效性。消油剂的一般用量为溢油的1%-20%。
研究发现，在10psu-34psu间的盐度区间内，消油剂的乳化率会随盐度的升高而增大；通过比较不同温度下消油剂的乳化效率发现，消油剂的乳化效率随温度的升高而增大，但当温度超过一定范围后，乳化效率就表现为下降的趋势。油品性质对消油剂的效果的影响主要是当溢油粘度较高时，消油剂中溶剂组分的增溶作用将会失效，使得表面活性剂无法与油滴充分接触，无法起到乳化分散的效果。
消油剂见效快，即使在恶劣条件下也可短时间处理大面积的溢油，但是消油剂自身具有毒性、难降解，且常常伴随严重的二次污染。消油剂会破坏细胞的结构，阻止生物体内SOD酶的抗氧化作用，对生物体造成毒害。此外，消油剂还会通过食物链影响海洋生物生态环境。因而，消油剂的使用受到严格的限制，一般只有在无法进行机械回收，且使用消油剂能减少对环境危害的情况下才进行使用。只有当存在火灾、爆炸这些会对生命财产造成重大威胁的危险时，消油剂的用量才不受限制。 3.2.3凝油剂
凝油剂是通过增强油水界面的张力来将油包起来，能够使海面溢油变成凝胶，从而得以回收再利用。凝油剂的优点就在于它的毒性低，便于回收，不受风浪等海洋自然因素的影响，能够防止溢油的扩散，因此常与围栏法一同使用。对于不同的凝油剂，由于其组分不同，对溢油的使用量也不同。例如，美国Striekman公司的白色颗粒物Spill Away，添加量为溢油的5%至10%，而回收的凝胶油经压榨后可得到70%的回收油；Ameraoe-ESNA公司的Strichitc，主要成分是羊毛脂肪酸， 施用量是溢油的l/2至1/3。不过，凝油剂中毕竟有化学成分，对海洋环境有影响，所以在使用时应尽可能的选取副作用小、用量少但效果明显的凝油剂，从而有效绿色地治理溢油。
3.2.4集油剂
集油剂是通过改变油、水的表面张力，使得溢油聚集但不胶凝，可以说是化学上的围栏法。集油剂的扩散速度将决定集油的效果，而集油剂的扩散速度取决于温度、溶剂的性质以及集油剂的成分活性。集油剂常应用于港湾、海口，作为未铺设围油栏的一种辅助手段。
3.3生物方法
随着科技的进步，运用生物方法治理海洋溢油污染越来越普遍。相比之下，物理方法清除溢油时，很难去除海洋表面的油膜以及已经溶解在海水中的石油；化学方法清除溢油时，常常会造成二次污染。利用生物催化降解环境污染物，减少或是最终清除环境污染物的过程即为生物修复，亦是目前运用生物方法治理溢油污染的根本原理。
影响生物降解石油的因素有许多，微生物的种类、数量，石油的组分和环境因素都会对该过程产生影响。微生物的种类、数量对生物降解石油的影响主要在于不同种类的微生物对石油烃的降解能力不同。石油组分对生物降解的影响主要是影响降解速率和降解程度。一般而言，烃类的结构越复杂，其抗生物降解的能力就越强。环境因素对生物降解石油的影响是多方面的，其中主要的有温度、氧气和营养。生物反应遵循反应速率随温度的升高而加快的原则，因此在一般情况下，随着温度的升高，生物降解石油的速率加快。溢油后，石油会提供大量的碳源，则氮、磷等就成了限制因素，所以添加营养盐会在一定程度上促进石油降解。研究表明，当同时加入硝酸盐和磷酸盐时能使被生物降解的原油达70%，而被矿化的有42%。
生物方法处理海洋溢油污染虽然有许多的优点，如高效、安全、无二次污染，特别是对机械装置无法清除的薄油层，同时又限制使用化学药剂时，更显出其无可比拟的优越性。此外，它的费用低，仅仅是物理方法、化学方法的30%至50%。不过，它也有一定的缺点，一旦出现大规模的溢油或是油层比较厚时，氧气和营养就会供应不足，从而抑制微生物的生长。由此可见，运用生物技术治理海洋溢油污染仍有缺陷，还需进一步的研究和探讨。
4.结束语
本文根据海洋溢油污染的现状，综合介绍了海洋溢油的来源及危害，并对海洋溢油污染的治理方法进行了阐述。通过对物理、化学、生物三种治理方法的原理、优缺点和应用情况，为运用生物技术治理舟山群岛海洋溢油污染的研究提供一定的参考依据和理论支持。
参考文献：
[1]杨毅，陈志莉，任振杰，欧阳林.RS、GIS技术在海上溢油污染监测中的运用[J].污染防治技术.2012.6，25（3）：1-4.
[2]焦健.海上溢油污染源确定系统及其重要性[J].世界海运.2000，3：52-53.
[3]张文江.从“长阳"轮被撞漏油事故中得到的启示[J].航海技术.2004，1：54.
[4]闫俊岭，陈明，李剑.防控海洋溢油污染迫在眉睫——山东烟台长岛海域油污染事件解析[J].环境保护.2009，12：43-45.
[5]李颖，刘丙新，陈澎.高光谱遥感技术在水上溢油监测中的研究进展[J].海洋环境科学.2012.6，31 （3）：460-464.
[6]王绍良，郑立，崔志松，高伟，李倩.固定化微生物技术在海洋溢油生物修复中的应用[J].海洋科学. 2011，35（12）：127-131.
项目资助：
舟山市科技局科技计划“环境友好型溢油分散剂的制备及其应用的关键技术研究”（2012C21021-1），“生物技术治理舟山群岛海洋溢油污染的研究与应用”（2012C21021-2）。