“桑吉”轮沉没后溢油污染处理探析
王丹青
摘 要：笔者应邀参与由上海海事局组织的“桑吉”轮清污行动专家评估会、清污评估会和水下抽油作业方案评估会，和各位行业专家交流，结合“桑吉”轮污染事故，就尽快消除持久性溢油污染源分析存在的问题，提出解决方案。
关键词：“桑吉”轮；溢油；重质油；加热
0 引 言
全球每年有近千艘船舶因各种原因最终沉没。其中大部分都会因为燃油泄漏造成不同规模的、长期的海洋污染。船用燃料油多采用重油，在常温下难以流动，不容易抽出转运，是一个持久性污染源。这是所有航运人心中的痛。因此，在提升船舶安全水平、减少事故的同时，如何高效清除溢油污染源，减少污染对环境的损害，也是航海界一直在探索的前沿问题。
1 船舶沉没后可能造成溢油的风险
沉船对周围水域造成油类污染的主要污染源可以分为重质油（船用燃料油、部分货油）以及轻质油（部分货油）。重质油是持久性油。它黏度高，挥发性差，扩散较慢，急性毒性弱，但持续污染能力强，清理难度大，所以重质油一旦泄漏，将随着风向和洋流不断扩散，一旦近岸或触岸，容易对沿海海域与岸线造成巨大影响。重质油主要包括船用燃料油、润滑油、一些重质原油等。轻质油是非持久性油，主要包括汽油等成品油、石脑油、凝析油等。它黏度低、扩散快，挥发性高，急性毒性强，但持续污染能力较弱，很容易被风化。轻质油泄漏后，火灾爆炸的风险较大，而对于环境污染的损害相对较小。
1.1 油品基本特征
油品的理化性质可通过化学品安全技术说明书（MSDS）来获取。针对溢油污染防治，以下5个特性较为重要，它们决定了一种油泄漏入海后的状态和风化过程。一般出现溢油事故，应先了解油品五大基本特征，这样才能做出更好的判断并制定有效方案。
（1）比重
比重是油品相对于水的密度。油品比重小于1，泄漏到水中时会漂浮在水上形成油膜。油品比重大于1，泄漏到水中时会沉到水底。个别比重接近1的油品还可能悬浮在水中。
（2）黏度
黏度代表了油品的流动性。一般用单位厘斯（cst）来计量。黏度低的油品近于水的流动性，黏度高的油品则不易流动。一般情况下，黏度低的油扩散更快。
（3）流点
流点是液体能够流动的最低温度。油品在低于自身流点的温度下将不再自由流动。“桑吉”轮燃油舱内的重油流点接近40℃，需要加温后才能抽出。
（4）挥发性
挥发性是油品气化的能力。用油品在200℃下的挥发百分比来衡量。轻质油挥发性高，更易燃易爆，但是污染能力相对较低。“桑吉”轮装载的货油凝析油就属于极易挥发的油品。而重质油挥发性低，燃爆风险相对较低，但污染能力强，清理回收难度大。
（5）沥青值
油品溢油后，在海浪等外力作用下与水结合，形成高黏度的油水乳化物，同时体积扩大，为后期清理带来很大困难。一般情况下，沥青值高于0.5%的油品很容易在海水中乳化。船用重油一般都比较容易乳化，从而使污染物体积大大增加。
1.2 溢油风化过程
（1）扩散：油品在海上形成很薄的油膜，覆盖面积不断扩大。
（2）挥发：油品中可挥发的部分会挥发成气体。
（3）散裂：油膜被海浪和风吹散成小片油膜。
（4）消散：油品被风浪打碎成很小的小油滴，悬浮在大约10m深的水体中，被洋流稀释或者被海洋中微生物缓慢降解。
（5）乳化：油与海水结合形成油水乳化物，体积增加，黏度升高。
（6）触岸：油膜顺着洋流和风漂到海岸边。一旦油品触岸，会对海岸自然生态与人文经济造成重大破坏，清理工作量成倍增长，并产生大量含油垃圾。
（7）其他少量的形式，包括光氧化、溶解等。
图1中，第一、二组为轻质油，第三、四组为重质油。溢油后体积增加表明与水结合发生乳化。这些风化过程所占比例，取决于上文中提到的油品特性，也就是油本身是轻质油还是重质油，也取决于海水温度和海面的天气状况等自然条件。
综上所述，“桑吉”轮事故中需要重点处理的是重质油。针对溢油污染的治理重心就是以治理重质油污染为核心，在尽可能短的时间内，清除溢油源；调配力量，在已入海的溢油大量乳化前尽可能回收溢油；尽量避免触岸的发生。
2 “桑吉”轮溢油污染处理探析
2.1 “桑吉”轮碰撞污染事故简介
2018年1月6日20时许，巴拿马籍油船“桑吉”轮与香港籍散貨船“长峰水晶”轮在长江口以东约160海里处发生碰撞，导致“桑吉”轮全船失火。1月14日16时45分，装载约11.3万吨凝析油、预测1 956吨重油，燃烧了8天的“桑吉”轮突然发生爆燃，随后沉没，留下大面积的油污带。上海海上搜救中心开展后续处置工作：一是在难船现场继续实施安全警戒，定时播发航行安全信息，提醒无关船舶远离现场，防止发生次生事故；二是协调力量开展沉船扫测和探摸，确定沉船位置和具体情况；三是协调力量持续开展油污监测、清除工作。3月29日，上海海事局通报了2017年度水上安全形势，会上指出东海“桑吉”轮后续处置工作仍在进行中。截至3月20日，上海海上搜救中心累计出动船艇336艘次，固定翼飞机19架次，累计清污面积307.79平方海里。
“桑吉”轮事故的污染源同时包含了轻质油和重质油。船舶沉没初期，海面的浮油主要以轻质油为主，海面有大面积银色浮油。
2.2 应急处理船舶资料的准备
事故发生后，“桑吉”轮船舶所有人能够提供给专家组的船舶图纸资料非常有限。由于沉船点环境恶劣，增加了判断决策的难度。
船舶所有人或船舶管理公司应配备有完整的船舶资料，至少包括完整的《油污应急计划》（SOPEP）、《船舶总布置图》 、《机舱空气管测深管布置图》，并在第一时间提交给海事主管机关和溢油处理机构。
2.3 针对燃油舱内重油的临时封堵
尽快将燃油舱的透气阀封堵，可以有效阻止燃油舱内重油通过海流置换作用透过舱室透气阀溢出形成稳定污染源。应通过查阅船舶资料，识别可能存有重油的燃油舱、溢流舱、燃油柜的透气管、测深管。潜水员对管路管径、法兰、螺栓等进行测量，而后用帆布罩等事先加工好的罩子套住这些管路阀门，隔绝置换条件。利用潜水员的测量数据定制盲板。潜水员再次潜水，解开罩子，拆除透气阀，用盲板闷堵，完成较为可靠的临时封堵。在“桑吉”轮使用此方法后，原本每天溢出的重油溢油明显减少，海面不再产生新的油花。
2.4 舱内含油量的观察
由于“桑吉”轮无机舱船员生还，船舶所有人也无法提供沉船艙内燃料油的储存情况，该工作仅能交给现场潜水员判断。潜水员尝试通过一根坚韧软管插入透气管的方法来判断，效果很差。因为船舶的透气管并不是一根直管，存在很多弯曲。应引入类似工业管道内窥镜的结构，通过操作内窥镜，可以轻松通过障碍物进入舱室，直接观察舱内情况。（该方法未经实际使用，有待进一步通过实验，了解实际使用效果。）
2.5 探索增加燃油舱岸基加热管线
上文提到，由于重油的流点一般在40℃以上，而海底温度一般在10℃左右。为了从外界顺利将重油抽出彻底消除隐患，就必须对重油进行加热。在一般沉船重油打捞作业中，首先对船舶水下开孔抵达燃油舱，插入蒸汽枪，利用高压蒸汽注入重油舱加热的方式，使重油流动后抽取。但是“桑吉”轮的燃油舱非常巨大，重油量也很多。上海打捞局也是首次进行这样的打捞活动，使用新技术制定了《“桑吉”轮水压抽油方案》，并通过了专家评估。但该方案与传统方案一样，需要动用大量的时间和资源用于对重油的加热，且热交换损耗也很巨大。为适应现代船舶的大型化，作者提出一个有待探索的船舶结构改造。在燃油舱内的顶部和底部布置一个独立的内部加热管系，管系的进口、出口通过标准接口通到船舷、甲板等部位，类似国际通岸接头，用于岸端、应急打捞船连接进行热水交换，如图3所示。
该固定舱室内的加热管系结构简单，施工难度小，成本低。和舱内原有固定加热系统一样，有加热面积大、效率高的特点。通过标准接口连接，避免了在船舶沉没后，为加热燃油而在水下开洞的作业，降低工作量，减少风险。可以在短时间内开始燃油加温作业，较高的热转换效率可以使重油很快流动而进行后续的救援工作，节省了宝贵的救援时间并大幅度降低救援费用。同时，该系统也可用于船舶在港减排。目前，很多国家正在采取例如提供岸电等措施降低船舶在港排放。推广安装该系统后，可以通过岸基提供热源，减少船舶自行加热燃油的锅炉的油耗，降低排放，可谓一举多得。
3 结束语
伴随着现代船舶吨位的不断增大，沉船事故的溢油污染处理问题日益凸显。前期处理以治理重质油污染为核心，在尽可能短的时间内，清除溢油源；调配力量，在已入海的溢油大量乳化前尽可能回收溢油，尽量避免触岸；后期制定严谨有效的抽油、打捞方案清除污染源。处理溢油污染需要不断探索。
参考文献
[1] ITOPF.Fate of Marine Oil Spills.www.itopf.com.
[2] ITOPF.Environmental Effects of Oil Spills. www.itopf.com.
[3] 交通运输部上海打捞局.“桑吉”轮水下抽油方案.
摘 要：笔者应邀参与由上海海事局组织的“桑吉”轮清污行动专家评估会、清污评估会和水下抽油作业方案评估会，和各位行业专家交流，结合“桑吉”轮污染事故，就尽快消除持久性溢油污染源分析存在的问题，提出解决方案。
关键词：“桑吉”轮；溢油；重质油；加热
0 引 言
全球每年有近千艘船舶因各种原因最终沉没。其中大部分都会因为燃油泄漏造成不同规模的、长期的海洋污染。船用燃料油多采用重油，在常温下难以流动，不容易抽出转运，是一个持久性污染源。这是所有航运人心中的痛。因此，在提升船舶安全水平、减少事故的同时，如何高效清除溢油污染源，减少污染对环境的损害，也是航海界一直在探索的前沿问题。
1 船舶沉没后可能造成溢油的风险
沉船对周围水域造成油类污染的主要污染源可以分为重质油（船用燃料油、部分货油）以及轻质油（部分货油）。重质油是持久性油。它黏度高，挥发性差，扩散较慢，急性毒性弱，但持续污染能力强，清理难度大，所以重质油一旦泄漏，将随着风向和洋流不断扩散，一旦近岸或触岸，容易对沿海海域与岸线造成巨大影响。重质油主要包括船用燃料油、润滑油、一些重质原油等。轻质油是非持久性油，主要包括汽油等成品油、石脑油、凝析油等。它黏度低、扩散快，挥发性高，急性毒性强，但持续污染能力较弱，很容易被风化。轻质油泄漏后，火灾爆炸的风险较大，而对于环境污染的损害相对较小。
1.1 油品基本特征
油品的理化性质可通过化学品安全技术说明书（MSDS）来获取。针对溢油污染防治，以下5个特性较为重要，它们决定了一种油泄漏入海后的状态和风化过程。一般出现溢油事故，应先了解油品五大基本特征，这样才能做出更好的判断并制定有效方案。
（1）比重
比重是油品相对于水的密度。油品比重小于1，泄漏到水中时会漂浮在水上形成油膜。油品比重大于1，泄漏到水中时会沉到水底。个别比重接近1的油品还可能悬浮在水中。
（2）黏度
黏度代表了油品的流动性。一般用单位厘斯（cst）来计量。黏度低的油品近于水的流动性，黏度高的油品则不易流动。一般情况下，黏度低的油扩散更快。
（3）流点
流点是液体能够流动的最低温度。油品在低于自身流点的温度下将不再自由流动。“桑吉”轮燃油舱内的重油流点接近40℃，需要加温后才能抽出。
（4）挥发性
挥发性是油品气化的能力。用油品在200℃下的挥发百分比来衡量。轻质油挥发性高，更易燃易爆，但是污染能力相对较低。“桑吉”轮装载的货油凝析油就属于极易挥发的油品。而重质油挥发性低，燃爆风险相对较低，但污染能力强，清理回收难度大。
（5）沥青值
油品溢油后，在海浪等外力作用下与水结合，形成高黏度的油水乳化物，同时体积扩大，为后期清理带来很大困难。一般情况下，沥青值高于0.5%的油品很容易在海水中乳化。船用重油一般都比较容易乳化，从而使污染物体积大大增加。
1.2 溢油风化过程
（1）扩散：油品在海上形成很薄的油膜，覆盖面积不断扩大。
（2）挥发：油品中可挥发的部分会挥发成气体。
（3）散裂：油膜被海浪和风吹散成小片油膜。
（4）消散：油品被风浪打碎成很小的小油滴，悬浮在大约10m深的水体中，被洋流稀释或者被海洋中微生物缓慢降解。
（5）乳化：油与海水结合形成油水乳化物，体积增加，黏度升高。
（6）触岸：油膜顺着洋流和风漂到海岸边。一旦油品触岸，会对海岸自然生态与人文经济造成重大破坏，清理工作量成倍增长，并产生大量含油垃圾。
（7）其他少量的形式，包括光氧化、溶解等。
图1中，第一、二组为轻质油，第三、四组为重质油。溢油后体积增加表明与水结合发生乳化。这些风化过程所占比例，取决于上文中提到的油品特性，也就是油本身是轻质油还是重质油，也取决于海水温度和海面的天气状况等自然条件。
综上所述，“桑吉”轮事故中需要重点处理的是重质油。针对溢油污染的治理重心就是以治理重质油污染为核心，在尽可能短的时间内，清除溢油源；调配力量，在已入海的溢油大量乳化前尽可能回收溢油；尽量避免触岸的发生。
2 “桑吉”轮溢油污染处理探析
2.1 “桑吉”轮碰撞污染事故简介
2018年1月6日20时许，巴拿马籍油船“桑吉”轮与香港籍散貨船“长峰水晶”轮在长江口以东约160海里处发生碰撞，导致“桑吉”轮全船失火。1月14日16时45分，装载约11.3万吨凝析油、预测1 956吨重油，燃烧了8天的“桑吉”轮突然发生爆燃，随后沉没，留下大面积的油污带。上海海上搜救中心开展后续处置工作：一是在难船现场继续实施安全警戒，定时播发航行安全信息，提醒无关船舶远离现场，防止发生次生事故；二是协调力量开展沉船扫测和探摸，确定沉船位置和具体情况；三是协调力量持续开展油污监测、清除工作。3月29日，上海海事局通报了2017年度水上安全形势，会上指出东海“桑吉”轮后续处置工作仍在进行中。截至3月20日，上海海上搜救中心累计出动船艇336艘次，固定翼飞机19架次，累计清污面积307.79平方海里。
“桑吉”轮事故的污染源同时包含了轻质油和重质油。船舶沉没初期，海面的浮油主要以轻质油为主，海面有大面积银色浮油。
2.2 应急处理船舶资料的准备
事故发生后，“桑吉”轮船舶所有人能够提供给专家组的船舶图纸资料非常有限。由于沉船点环境恶劣，增加了判断决策的难度。
船舶所有人或船舶管理公司应配备有完整的船舶资料，至少包括完整的《油污应急计划》（SOPEP）、《船舶总布置图》 、《机舱空气管测深管布置图》，并在第一时间提交给海事主管机关和溢油处理机构。
2.3 针对燃油舱内重油的临时封堵
尽快将燃油舱的透气阀封堵，可以有效阻止燃油舱内重油通过海流置换作用透过舱室透气阀溢出形成稳定污染源。应通过查阅船舶资料，识别可能存有重油的燃油舱、溢流舱、燃油柜的透气管、测深管。潜水员对管路管径、法兰、螺栓等进行测量，而后用帆布罩等事先加工好的罩子套住这些管路阀门，隔绝置换条件。利用潜水员的测量数据定制盲板。潜水员再次潜水，解开罩子，拆除透气阀，用盲板闷堵，完成较为可靠的临时封堵。在“桑吉”轮使用此方法后，原本每天溢出的重油溢油明显减少，海面不再产生新的油花。
2.4 舱内含油量的观察
由于“桑吉”轮无机舱船员生还，船舶所有人也无法提供沉船艙内燃料油的储存情况，该工作仅能交给现场潜水员判断。潜水员尝试通过一根坚韧软管插入透气管的方法来判断，效果很差。因为船舶的透气管并不是一根直管，存在很多弯曲。应引入类似工业管道内窥镜的结构，通过操作内窥镜，可以轻松通过障碍物进入舱室，直接观察舱内情况。（该方法未经实际使用，有待进一步通过实验，了解实际使用效果。）
2.5 探索增加燃油舱岸基加热管线
上文提到，由于重油的流点一般在40℃以上，而海底温度一般在10℃左右。为了从外界顺利将重油抽出彻底消除隐患，就必须对重油进行加热。在一般沉船重油打捞作业中，首先对船舶水下开孔抵达燃油舱，插入蒸汽枪，利用高压蒸汽注入重油舱加热的方式，使重油流动后抽取。但是“桑吉”轮的燃油舱非常巨大，重油量也很多。上海打捞局也是首次进行这样的打捞活动，使用新技术制定了《“桑吉”轮水压抽油方案》，并通过了专家评估。但该方案与传统方案一样，需要动用大量的时间和资源用于对重油的加热，且热交换损耗也很巨大。为适应现代船舶的大型化，作者提出一个有待探索的船舶结构改造。在燃油舱内的顶部和底部布置一个独立的内部加热管系，管系的进口、出口通过标准接口通到船舷、甲板等部位，类似国际通岸接头，用于岸端、应急打捞船连接进行热水交换，如图3所示。
该固定舱室内的加热管系结构简单，施工难度小，成本低。和舱内原有固定加热系统一样，有加热面积大、效率高的特点。通过标准接口连接，避免了在船舶沉没后，为加热燃油而在水下开洞的作业，降低工作量，减少风险。可以在短时间内开始燃油加温作业，较高的热转换效率可以使重油很快流动而进行后续的救援工作，节省了宝贵的救援时间并大幅度降低救援费用。同时，该系统也可用于船舶在港减排。目前，很多国家正在采取例如提供岸电等措施降低船舶在港排放。推广安装该系统后，可以通过岸基提供热源，减少船舶自行加热燃油的锅炉的油耗，降低排放，可谓一举多得。
3 结束语
伴随着现代船舶吨位的不断增大，沉船事故的溢油污染处理问题日益凸显。前期处理以治理重质油污染为核心，在尽可能短的时间内，清除溢油源；调配力量，在已入海的溢油大量乳化前尽可能回收溢油，尽量避免触岸；后期制定严谨有效的抽油、打捞方案清除污染源。处理溢油污染需要不断探索。
参考文献
[1] ITOPF.Fate of Marine Oil Spills.www.itopf.com.
[2] ITOPF.Environmental Effects of Oil Spills. www.itopf.com.
[3] 交通运输部上海打捞局.“桑吉”轮水下抽油方案.
