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        一艘能張“嘴”的吞油船

        2024-04-01 09:47:00陸悅銘
        船舶經(jīng)濟(jì)貿(mào)易 2024年2期

        陸悅銘

        近百年來,全球經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,催生了石油工業(yè)及運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,隨之而來便是頻發(fā)的海上溢油事故。海上溢油源于石油開采、運(yùn)輸、裝卸過程中發(fā)生的事故,還有戰(zhàn)爭(zhēng)導(dǎo)致的石油和石油制品泄漏等,均對(duì)環(huán)境造成不同程度的污染和生態(tài)環(huán)境的災(zāi)害。無論是天災(zāi)抑或是人禍的海上溢油事故,不僅造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,更為嚴(yán)重的是給海洋生態(tài)帶來無可挽回的影響,其中的大部分事故對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響在短期內(nèi)難以消弭。

        溢油的危害

        海上發(fā)生溢油事故后,將在海洋生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)、人類身體健康等三個(gè)方面帶來嚴(yán)重的危害。

        (一)任何種類的石油或石油制品在海上發(fā)生泄漏時(shí),由于油質(zhì)成分、粘性的不同,會(huì)在海面形成薄厚不等的油膜,降低了浮游植物的光合作用,影響了海水中的含氧量,容易造成水生物大量死亡;溢油會(huì)粘附在海鳥羽毛上,使其失去保溫與飛行能力,無法飛行的海鳥最終會(huì)因溺水、饑餓或失去體溫而死去;溢油中含有的有害物質(zhì)會(huì)在魚、蝦、貝殼等生物內(nèi)不斷累積,并通過食物鏈不斷傳遞,若人類食用了受污染的海產(chǎn)品,這些有害物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入人體危害身體健康。

        圖1 大量魚類用油污染而死亡

        圖5 利用圍油欄進(jìn)行海上溢油的圈控

        圖6 使用船舶在有溢油的海面上撒分散劑

        圖7 使用飛機(jī)在有溢油的海面上撒分散劑

        圖8 將圍油欄圈控的海上溢油進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)焚燒

        (二)由于石油或石油制品具有易燃易爆的危險(xiǎn)特性,當(dāng)其溢出后,對(duì)個(gè)人安全和公共安全都會(huì)產(chǎn)生威脅。在油溢出的初始階段,或輕質(zhì)石油及輕質(zhì)石油制品的厚油區(qū)可能存在易燃?xì)怏w,這些氣體遇到明火就會(huì)燃燒而導(dǎo)致火災(zāi)。

        (三)石油對(duì)人類健康的危害最典型的是苯及其衍生物,它可以導(dǎo)致中毒和影響神經(jīng)系統(tǒng),長(zhǎng)期暴露在這種有害物質(zhì)的環(huán)境中,會(huì)帶來較高的癌癥發(fā)病率。此外,溢油還會(huì)對(duì)漁業(yè)、旅游業(yè)、海洋養(yǎng)植業(yè)等造成不同程度的影響……

        溢油的應(yīng)急處置

        沿海各國(guó)人民都在探索海上溢油回收的途徑和技術(shù),以減少海上溢油對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境的損害。目前,常用的海上溢油應(yīng)急處置主要有四種。

        (一)機(jī)械回收法,即利用圍油欄進(jìn)行海上溢油圈控,再利用收油機(jī)等將上層的溢油或油水混合物吸進(jìn)船艙內(nèi);經(jīng)油水分離后,將海水排出、溢油存儲(chǔ)在專門的船艙內(nèi)并送岸上處理。用特制的親油疏水拖網(wǎng)或吸油棉、吸油索、吸油枕(一般用各類毛發(fā)和秸稈、海綿和塑料等制成),在海面把溢油吸起來,在回收船上把溢油擠出來或刮下來,親油疏水物繼續(xù)循環(huán)使用,優(yōu)點(diǎn)是溢油容易回收和可繼續(xù)使用。

        圖9 撒了某嗜油細(xì)菌的溢油海面

        圖10 在兩舷側(cè)布置伸出舷外的溢油回收裝置

        圖11 在船首設(shè)置特別的溢油回收裝置

        (二)化學(xué)消油法,即在有溢油的海面上撒分散劑(分散劑通常是由表面活性劑、滲透劑、助溶劑等組成的均勻透明液體)分解海面的溢油,使其沉浮到水下,隨海水流動(dòng)而擴(kuò)散,便于利用海水自身的凈化功能降解和凈化;在有溢油的海面撒凝油劑,它與分散劑相反,可以使溢油凝成浮在水面的粘稠物、果凍狀物或硬油塊,方便打撈和有效防止溢油擴(kuò)散;還可以在有溢油的海面周圍撒集油劑,也稱化學(xué)圍油欄,短時(shí)間內(nèi)溢油將向中心集中,從而起到圍油欄的作用,把油控制起來,也方便打撈溢油和防止溢油擴(kuò)散,這些方法的弊端是容易產(chǎn)生二次污染和溢油不能得到繼續(xù)利用。隨著技術(shù)的進(jìn)步,化學(xué)消油法的危害將會(huì)越來越小。

        (三)物理消散法,即通過外部環(huán)境作用,加速溢油的自然分解和損耗,其中有大家熟悉的現(xiàn)場(chǎng)焚燒、高溫暴曬。不是所有的溢油都能燃燒,不完全燃燒帶來的濃煙廢氣也是污染物,這是該方法的局限性。

        圖12 在船首設(shè)置“傳送帶”的溢油回收裝置

        圖13 雙體溢油回收船

        圖14-1 “BOTTSAND”號(hào)航行中

        (四)生物降解法,即利用某些天然存在于海洋或土壤中、實(shí)驗(yàn)室培育有較強(qiáng)氧化分解石油能力的微生物——嗜油細(xì)菌來把溢油“吃掉”,變?yōu)槎趸己退?,達(dá)到清除海上溢油的目的,這是最好的方法,是未來發(fā)展的方向。

        上述四種處理方法中,只有生物降解法不會(huì)引發(fā)二次污染,對(duì)環(huán)境友好、對(duì)人和環(huán)境造成的影響最小,但是目前仍然受到技術(shù)和成本的限制,還難以應(yīng)對(duì)所有的海上溢油或大規(guī)模的溢油事故;化學(xué)消油法和物理消散法也存在一定的局限性,容易帶來二次污染;機(jī)械回收法目前還是首選,利用溢油回收船能快速清理溢油,回收的溢油還可以再利用。

        溢油回收船主要作業(yè)方式介紹

        溢油回收船主要作業(yè)方式有兩種:一種是在兩舷側(cè)布置伸出舷外的溢油回收裝置(平時(shí)收起來放在舷邊),當(dāng)進(jìn)行溢油回收作業(yè)時(shí),船舶低速前行,溢油在回收裝置的引導(dǎo)下進(jìn)入舷側(cè)的溢油回收門,然后進(jìn)入回收艙。

        另一種是在船艏布置特別的溢油回收裝置,平時(shí)收起來放在船艏,當(dāng)進(jìn)行溢油回收作業(yè)時(shí),該裝置伸出船艏外并且張開一定的角度,船舶低速前行,溢油通過船艏的回收裝置和引導(dǎo)設(shè)備,將溢油回收進(jìn)入艙內(nèi)。

        還有一種是通過不停滾動(dòng)的親油疏水“傳送帶”,溢油被吸附于“傳送帶”表面上而進(jìn)入回收艙,溢油在回收艙中被刮下來后,繼續(xù)去吸附溢油。

        由于受回收艙艙容的限制,儲(chǔ)存在回收艙中的溢油滿了后必須輸往油駁船或岸上的儲(chǔ)油罐。雙體溢油回收船因此面世,雙體船與單體船相比,最突出的優(yōu)點(diǎn)在于前者的作業(yè)面寬度和艙容更大、回收溢油效率提高。

        一艘能張“嘴”的吞油船

        可能出于提高回收溢油效率的考慮,1984 年,德國(guó)C.Lühring 造船廠研制和建造了一艘特種的溢油回收船“BOTTSAND”號(hào)。與其他船舶不同,該船在非作業(yè)時(shí)是一艘單體船,只有需要進(jìn)行回收溢油作業(yè)時(shí),這艘船可從船體中心軸線分開而成為一艘特別的“雙體船”,這樣可以增加其作業(yè)面寬度,從而提高了回收溢油效率。分開的船體是通過位于接近船尾的一個(gè)鏈軸連接在一起的。

        圖14-7 “BOTTSAND”號(hào)完全張開“嘴”的船尾

        “BOTTSAND”號(hào)溢油回收船配置常規(guī)動(dòng)力全回轉(zhuǎn)舵槳(雙機(jī)雙槳);船長(zhǎng)46.3 米、寬12 米,回收艙艙容790 立方米,最大溢油回收能力140 立方米/小時(shí);船體前部可張開形成65°的掃油功能的“嘴”;配備了7 名船員。

        德國(guó)在清理溢油的過程中,發(fā)現(xiàn)“BOTTSAND”號(hào)可以與機(jī)械回收法相結(jié)合,即利用圍油欄進(jìn)行海上溢油圈控,然后讓圈控的溢油在最后面的端口流出,跟著的“BOTTSAND”號(hào)就將溢油全部“吞進(jìn)肚里”,這樣的清污作業(yè)面更寬,回收溢油的效率更高。

        可能是對(duì)“BOTTSAND”號(hào)溢油回收效率滿意,3年后德國(guó)又建造了一艘姊妹船“EVERSAND”號(hào)。

        目前,“BOTTSAND”號(hào)和“EVERSAND”號(hào)仍然在服役中。

        圖14-8 “BOTTSAND”號(hào)配置的全回轉(zhuǎn)舵槳

        我國(guó)設(shè)計(jì)了一艘有兩張“嘴”的吞油船

        目前,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的溢油回收船大多數(shù)存在艙容小、回收溢油效率不高和處置能力不足的缺陷,無法應(yīng)對(duì)大規(guī)?;虼蠓秶囊缬褪鹿?。如果采用加長(zhǎng)兩舷側(cè)伸出舷外的溢油回收裝置,又存在強(qiáng)度難以滿足要求的問題。德國(guó)的“BOTTSAND”號(hào)和“EVERSAND”號(hào)溢油回收船,兩個(gè)船體是通過位于接近船尾的鏈軸連接在一起,只能適用于小面積作業(yè)。

        武漢理工大學(xué)設(shè)計(jì)了W 型溢油回收船,比“BOTTSAND”號(hào)多一組船體,在船體展開時(shí)能增大掃油面積,提高吸油效率,從而克服了以往溢油回收船作業(yè)面寬度小,收油效率低下的缺點(diǎn)。

        “你如何對(duì)待別人,別人就會(huì)如何對(duì)待你?!蔽覀兊纳鷳B(tài)環(huán)境已經(jīng)越來越脆弱,我們真的不能再給它添麻煩了。石油業(yè)已經(jīng)走了很遠(yuǎn),而溢油事故不斷向我們表明,必須總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)做得更好,才能使海上鉆井和石油生產(chǎn)更加安全。相對(duì)而言,溢油在大海中的處理相對(duì)簡(jiǎn)單,一旦受天氣和海況、圍油和回收速度等復(fù)雜條件影響,溢油可能禍及海岸線,而海岸線往往有取水口、沙灘、巖石、濕地和敏感地區(qū)等,清理工作更加艱難,清理后的油泥、污泥運(yùn)輸和貯存十分復(fù)雜,處理將更加耗時(shí)、耗資、耗力,需要我們防患于未然,防止事故的發(fā)生。溢油的生物降解技術(shù)被認(rèn)為是凈化海洋石油污染的最根本、有效技術(shù)之一,它最大的優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)產(chǎn)生二次污染,需要科技工作者攻克難關(guān)?!?/p>

        圖15 停泊待命中的“EVERSAND”號(hào)

        圖16 張開“嘴”吞溢油的“EVERSAND”號(hào)

        圖17 W 型溢油回收船示意圖

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