工科论文：化学消油剂在水域溢油应急处置中的应用[1]

【找论文网 - 工学论文】
摘 要：合理地正确使用化学消油剂是水域溢油应急处理中的重要技术手段之一。文章介绍了消油剂发展历史、作用机理及其特点，通过分析影响其应用效果的各种因素，提出消油剂在管理、使用中应注意的相关问题。

关键词：化学消油剂 溢油污染 污染控制

一、引 言

随着全球经济一体化进程的加快，海上交通运输业的发展和海洋油气资源的进一步勘探开发，海上溢油事故也不断地增多。溢油污染是各种海洋污染类型中发生频率最高、分布面积最广、危害程度最大的一种。溢油发生后可采取多种应急措施,如采用围油栏围控、机械回收、就地燃烧或喷洒化学药剂等，其中, 向溢油海面喷洒化学消油剂是较早采用的一种方法。特别是在大风浪中或入海油量很大、回收效率很低的情况下使用化学消油剂，是常用的应急措施之一。化学消油剂犹如消防器材中的灭火器一样，已成为港口码头、海上石油平台、航运船舶等防溢油必备的物品之一。

对处理水域溢油的化学制剂统称谓油处理剂。按其类型可分为凝集沉降型、凝集上浮型和乳化分散型3种。当前各国使用最多、效果较好的是乳化分散型油处理剂，也称之为化学消油剂或溢油分散剂。但化学消油剂在应用中若使用的是乳化效率差、毒性大、不易降解的劣质分散剂，或者在水交换差的局限水域内使用分散剂，就可能出现油被乳化进入水体却不能扩散，水体油份浓度急骤增加而窒息水生物。破坏生态环境的局面，或发生劣质分散剂毒死水生物的情况。这就是人们所说的“二次污染”问题。安全合理地使用和管理消油剂，是项操作复杂的工作。当前，许多船舶、作业单位或其代理人对消油剂的相关知识以及管理和使用规定知之甚少，同时，又缺乏这方面的培训。而合理地正确使用合格的分散剂是保护海洋环境所必须，故对此进行探讨是十分必要的。

二、化学消油剂的发展简史

化学消油剂研发始于20世纪60年代初，至今，其发展大致经过3个阶段。第一代称谓“醚型”产品，采用毒性很大的阴离子表面活性剂，如烷基酚聚氧乙烯醚类。第二代称谓“酯型”产品，这种消油剂是非离子的，毒性小，乳化性良好，如聚乙二醇油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐油酸酯等。第三代主要是指浓缩型的,且其原料山梨醣醇、脂肪酸等都是来自农副产品,溶剂是用合成的聚乙二醇，毒性非常小,只是第一代产品的1‰。

三、化学消油剂的作用机理

化学消油剂是表面活性剂、溶剂及少量助剂复配而成的油处理剂。其作用机理是利用表面活性剂的乳化作用，使油膜乳化形成O／w型乳状液。溶剂能降低油类黏度，使其易于乳化。而少量助剂能促进乳化分散过程，提高乳化效率，增加乳状液的稳定性。

当将足够量的化学消油剂喷洒在溢油膜上时，表面活性剂分子即刻在油一水界面上发生定向吸附，亲油基伸向油，亲水基伸向水，使界面张力大大下降，并形成具有一定强度的界面膜。其结果削弱和降低了油膜的黏聚性，使油膜易于乳化分散成小油滴而转入水体中，尤其是在外动力(由风、浪或工作船引起)作用下，能加快其乳化分散过程而形成O／W型乳状液。且其沉降深度不超过3 m，易于在海面上扩散，并经历物理的、化学的、生物的变化而使其自然消失。图1表达了化学消油剂扩散过程的几个方面。

图1 扩散过程

四、化学消油剂的特点

1．化学消油剂的优点

快速形成水包油型微粒子，降低了油分浓度，增大了油粒子的表面积。利于石油的溶解和蒸发、生物降解和氧化作用(主要是光氧化反应)的进行，加速自然净化消散过程；同时使水生生物不能与油粒子表面直接接触，避免或减少了石油对水生生物的毒害；使石油失去了黏附力，不再黏附船舶、礁石和海上建筑物；防止形成油包水型乳状液(巧克力奶油冻)，减少了石油沉积；在海浪高于1．5 m，不能使用围油栏和撇油器等机械清除溢油的情况下，选用直接喷洒消油剂的方法，实现对海面大面积溢油的控制和清除处理；可减少烃类扩散,减少爆炸和火灾危险。

2．化学消油剂的缺点

在短暂时间内化学消油剂的局部浓度较高，可能与水体内的生物有短暂接触，会给某些生物的发育生长带来影响。目前市场上流通的化学消油剂，对高黏稠油(如高黏度重油、高蜡质油等)以及在低温(10℃以下)下使用，还存在着乳化率低或无效的弱点。费用昂贵，消油剂的用量起码为溢油量的20%以上,以30%~40%为好,而有时在处理粘度小或薄油层时耗量更可达到溢油量的100%。在实际处理大规模油膜时,采用如此高的消油剂和溢油量的比值导致处理价格相当高。消油剂通常要采用特殊装置如船舶、飞机进行喷洒，飞机喷洒用于处理不规则的大片油膜,覆盖海面的油膜厚度不一,所喷的消油剂不可能都与油膜相遇,造成消油剂的大量浪费,增加了处理成本。

消油剂的使用受时间和地点的限制。

五工学论文