分散劑在處理內(nèi)河船舶溢油中的應(yīng)用

重慶交通大學(xué) 張瑜 韓雪峰

攝影：NOAA'S National Ocean Service

三峽大壩蓄水，江面加寬、水深增加，通航條件得以改善后，內(nèi)河運(yùn)輸船只量大大增加，特別是油船噸位增大，導(dǎo)致內(nèi)河船舶碰撞發(fā)生溢油事故的可能性增加，發(fā)生事故溢油的風(fēng)險(xiǎn)也增大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前長(zhǎng)江干流船只已達(dá)10余萬(wàn)艘，由于人為、氣候等因素造成的船舶溢油事故，致使每年數(shù)百噸油污水直接排入長(zhǎng)江水域[1]。

海事主管機(jī)關(guān)對(duì)內(nèi)河船舶水域油污染的途徑進(jìn)行了分析。從定性的角度來(lái)看，主要分為操作性溢油和事故性溢油[2]。操作性溢油指船舶營(yíng)運(yùn)過(guò)程中向江、湖、海排放的各種含油水及殘?jiān)?。包括排放污壓艙水、洗艙水、艙底水、重燃油分離的殘?jiān)颓逑慈加团摰臍堅(jiān)?。在油污染總量中，操作性排放的石油污染量約占30%[3]；事故性溢油是指內(nèi)河船舶在航行途中因撞船、觸礁、擱淺、爆炸、火災(zāi)或機(jī)器及船體損壞等原因造成，所載油類溢漏入江、湖、海、州。此類突發(fā)性油污染事件往往在短時(shí)間內(nèi)即導(dǎo)致大量油污傾入內(nèi)河水域。

分散劑可使溢油乳化分散于表層水中，經(jīng)稀釋擴(kuò)散，加速油在水體中的自然凈化過(guò)程，并減小溢油對(duì)固體表面的粘附能力，對(duì)保護(hù)水域底質(zhì)，礁灘、岸帶和水生物有重要的作用。但在使用過(guò)程時(shí)，必須考慮其用量、影響因素的合理性。如果使用量不當(dāng)，增加了水體中有害物質(zhì)的成分，會(huì)在短時(shí)間內(nèi)給水體生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)擔(dān)，超出該水體的環(huán)境容量，造成不可恢復(fù)的生態(tài)破壞。

一、分散劑的作用機(jī)理

分散劑俗稱“消油劑”，是一種用于減少溢油與水之間的界面張力，從而使油迅速乳化分散在水中的化學(xué)試劑。其主要成分是由親油基團(tuán)和親水基團(tuán)兩部分組成的表面活性劑，由于表面活性劑對(duì)油和水都產(chǎn)生親合力，改變了油、水界面間的作用并極大地降低了油膜的表面張力[3]。并經(jīng)機(jī)械攪拌混合和波浪的作用，使溢油分散成一個(gè)個(gè)水包油乳化粒子，隨著水體的自然運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散于水體之中，從而加速了溢油的自然凈化。

二、我國(guó)對(duì)分散劑使用管理

在分散劑的使用管理上，我國(guó)對(duì)其產(chǎn)品性能、檢驗(yàn)認(rèn)證、使用作業(yè)等制定了嚴(yán)格的規(guī)定，國(guó)家海洋局先后頒布了一系列的相關(guān)法規(guī)，如《中華人民共和國(guó)水污染防治法》、《中華人民共和國(guó)防止船舶污染海域管理?xiàng)l例》、《中華人民共和國(guó)水污染防治法實(shí)施細(xì)則》、《分散劑產(chǎn)品檢驗(yàn)管理辦法》均對(duì)分散劑及其使用條件、使用情況做了明確規(guī)定，以此來(lái)管理和規(guī)范分散劑的使用。其中《油劑產(chǎn)品檢驗(yàn)管理辦法》對(duì)應(yīng)用分散劑的生產(chǎn)、檢驗(yàn)和發(fā)證做出了規(guī)定。明確提出了分散劑產(chǎn)品必須經(jīng)過(guò)認(rèn)可的檢驗(yàn)單位進(jìn)行檢驗(yàn)，并取得中國(guó)海事局頒發(fā)的有效的產(chǎn)品型式認(rèn)可證書。禁止銷售和使用沒有取得產(chǎn)品型式認(rèn)可證書和被取消型式認(rèn)可證書的分散劑產(chǎn)品。

三、分散劑處理內(nèi)河溢油的應(yīng)用分析

實(shí)踐表明，在處理溢油量一定的條件下，增加分散劑的用量會(huì)提高分散劑的分散效果；但當(dāng)分散劑用量達(dá)到一定限度時(shí)，再增加分散劑的用量，分散劑對(duì)油的分散作用將不再提高。分散劑在應(yīng)用過(guò)程中，除施用方法和氣象水文條件等因素外，還有許多其它因素。

1.內(nèi)河船舶溢油的性質(zhì)

Gerard P.Canevari通過(guò)油粘度與分散劑分散效果的實(shí)驗(yàn)表明：分散劑只適用于處理低黏度油(300cst以下)和中黏度油(2000cst以下)的乳化分散；對(duì)高黏度原油(2000cst以上)是難于乳化分散的，甚至分散劑的作用效果很不明顯[4]。有資料分析表明，內(nèi)河船舶運(yùn)輸量較大的為中東沙重原油（粘度為25.5 mm2/s），使用量較大的0#號(hào)輕質(zhì)柴油（粘度為3.0～8.0mm2/s），結(jié)合分散劑的性能指標(biāo)和燃油成分與粘度的關(guān)系，分散劑能有效處理內(nèi)河水域中的船舶溢油。但在選取分散劑時(shí)，應(yīng)充分考慮燃油的粘度值，確保選用分散劑適于燃油的粘度范圍。通常情況下，不考慮使用分散劑處理與其粘度值不相匹配的燃油。

2.分散劑種類

IMO/UNEP指南中指出，分散劑按定義分為常規(guī)型分散劑和濃縮型分散劑兩種類型[5]。濃縮型分散劑分散溢油效率高，該類分散劑噴灑后不需攪拌，分散劑與油的使用比率在1:10至1:30為宜。常規(guī)型分散劑溶解溢油能力強(qiáng)，使用前不需用水稀釋，處理風(fēng)化油的效果好，使用時(shí)可直接噴灑。分散劑與油的使用比率在1:1至1:3之間為宜?？紤]內(nèi)河船舶中多為中、低粘度燃油，建議使用常規(guī)性分散劑處理船舶溢油，有實(shí)驗(yàn)室模擬內(nèi)河水域研究表明，常規(guī)性分散劑對(duì)于處理內(nèi)河船舶溢油具有明顯分散效果，且在分散劑量一定的條件下，常規(guī)型比濃縮型的毒性較小，對(duì)環(huán)境造成的危害更少。

3.溫度

溫度是影響分散劑分散性的主要因素。水溫的降低直接引起溢油粘度增大，油水界面張力的增大，并導(dǎo)致分散劑的擴(kuò)散速度下降。有人曾用英國(guó)產(chǎn)碧浪寧分散劑在不同溫度下進(jìn)行其分散性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了隨著水溫的降低，分散劑對(duì)油品的分散效果也隨之降低。在水溫低于10℃的條件下，分散劑已基本失去乳化效能[6]。內(nèi)河水域水文氣象特征、溫度變化等資料表明，水溫通常處于25℃左右，分散劑能有效處理內(nèi)河船舶溢油。但因通在內(nèi)河水域中分散劑的擴(kuò)散速度比海水中小很多，同種分散劑產(chǎn)品分散效果相對(duì)較弱。

4.合理的分散劑噴灑方式

噴灑方式也是分散劑分散性的重要因素，這在內(nèi)河中使用顯得尤為重要。實(shí)踐表明：大多數(shù)分散劑在海水中的分散效率比在淡水中好。但通過(guò)攪拌等方式，可以使分散劑與油充分混合，以利于分散劑的溶劑進(jìn)入油層中，也能增加分散劑作用油的混合程度，提高分散劑與油的乳化程度和分散效果。但在使用時(shí)需要考慮分散劑的類型、溢油的位置、面積大小以及噴灑分散劑的機(jī)械裝置。

四、小結(jié)

目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開始重視內(nèi)河船舶溢油的治理工作?？紤]到在內(nèi)河水域應(yīng)用分散劑的影響因素及引起的二次污染問(wèn)題是評(píng)估分散劑處理效果的前提和基礎(chǔ)，文中提出的分散劑應(yīng)用分析說(shuō)明，為實(shí)際分散劑處理內(nèi)河船舶溢油提供參考。

[1]林錦生.淺析內(nèi)河船舶油污染及防治[J].珠江水運(yùn),2000,8(6):26ˉ27.

[2]吳海華.湛江轄區(qū)船舶防污染現(xiàn)狀及對(duì)策[J].中國(guó)水運(yùn)（理論版）,2006,4（5）:25ˉ26.

[3]吳之慶.關(guān)于消油劑合理使用和執(zhí)法管理現(xiàn)狀的探討[J].海洋環(huán)境科學(xué),1997,16(1):60-66.

[4]Gerard P.Canevari. Key parameters affecting the dispersion of viscous oil[J].international oil spill conference 2001.

[5]B.A.Wrenn,A.Virkus,B.Mukherjee,A.D.Venosa.(2009).Dispersibility of crude oil in fresh water. Environmental Pollution 157:1807ˉ1814.