溢油污染与防治4.ppt

1、溢 油 污 染 与 防 治,阿瑪斯號沉船,海洋石油污染物之区分,(1)非持续性物质（石油，煤油，及其他轻燃油等）。该类物质经由蒸发及溶于水中扩散之后会很快的变为无害物质。 (2)持续性物质（原油，重油，润滑油）。该类物质可以浮在水面，漂行很长的距离，因此对生物造成威胁，对许多人类活动也有影响，而且会在岸边或沉入海底后堆积。,海洋油污染物来源,运输 固定设施(油井、炼油厂、油轮装卸) 自然来源 生化合成 其他来源,海洋油污染物來源-運輸,由於世界之石油生產地，集中在少數地方。因此大約有半數以上開採之原油係利用油輪輸送，其他原油經提煉後之油品亦有多數船運至世界各地，以供所需。既是船舶運輸，即有可能

2、因種種原因而發生意外事件，造成溢油，形成海洋油污染。 船舶艙底含油污水或部份燃料油，在港區或港外海岸水域有意無意地排放或洩漏，也造成海洋油污染。船廠之修船、清理船殼等產生含油污水，不慎排入港區水域，也造成油污染。,海洋油污染物來源-固定設施,由于石油炼解工厂，一般均需要大量水体。而海岸边老旧炼油工厂，因使用蒸气裂解过程炼制油品，因此水与油接触，故排放之放流水含有油污(有时含量高达100 ppm)。新式炼解方法，由于水不与油接触，因此炼油厂污水排放水油污含量常可低于25 ppm。,海洋油污染物來源-固定設施,外海海域平臺之海底油井開採，或油氣鑽探，其所排放之生產水(produced water)

3、一般含油濃度在40 ppm以下，但是由於水量大，整體油污染量亦不可忽視。,海洋油污染物來源-固定設施,海域油井因意外發生爆噴(blow out)，將油噴入海域水體，形成海洋油污染。 例如1977年4月，挪威Ekofish發生暴噴，噴出20000噸至 30000噸原油。1979年6月墨西哥Ixtoc海域油井發生暴噴，前後花了九個月的時間，才獲得控制。噴漏出350000噸原油，污染海洋之嚴重，可想而知。,海洋油污染物來源-固定設施,油氣爆噴，相較原油污染為輕，但造成之海域污染，也不可忽視。發生較嚴重例子有1988年在歐洲北海油氣管破裂爆噴。 海岸或海域中之油品或油氣接受站，也可能因人為操作疏失不當

4、，或管線破裂，因而造成油品或油氣外洩溢漏，形成海洋油污染災害。,海洋油污染物來源-自然來源,地表面積存油污，將可藉由滲透進入海岸水體，造成海洋油污染。 世界上於陸地或海底有許多地方自然冒出原油，依I973年美國國家科學院的報告，估計每年全球海域內自然漏出的石油約在二十萬至六百萬噸之間。,海洋油污染物來源-生化合成,藉由生化合成(biosynthesis)作用，形成油類物質，造成污染。 例如一些包括陸上植物與海中植物性浮游生物(phytoplankton)進行生化作用產生之碳氫化合物(hydrocarbon)類之油物質，也是海洋污染來源途徑之一。,海洋油污染物來源-其他來源,工業與都市生活廢水，

5、其中可能含有浮油或油脂，經排放入海，形成海域油污染。 都市路面油污或汽機車維修廠傾倒廢機油，經雨水沖洗進入河流，再流入海，也形成海洋油污染。,海洋油污染物來源-其他來源,移動性污染源之汽機車之不完全燃燒，其所含之碳輕化合污染物，排入大氣，藉由大氣循環，以降雨型式，降落於大海上，形成海洋油污染。 海拋之各式廢棄物，包括污泥當中可能含有油污，因此也形成海洋油污染。,原油(crude oil)特性,海洋油污染泰半以原油(crude oil)污染為大宗。 原油係一種複雜之各種碳氫化合物類之混合物，該混合物分子包含了4到26個碳原子，甚至更多。 各碳原子與氫原子之排列連接方式，有直式鍵(straight

6、 chains)、分支鍵(branched chains)、環式鍵(cyclic chains)。,油品構成之碳氫類物質之分子結構,原油(crude oil)特性,原油之各種成分均可被細菌以不同速率進行分解。 例如碳原子數目較少者之油品物質，若其原子結構為直式鍵或分支鍵，則被細菌分解較迅速； 原子結構為環式鍵，則分解非常緩慢。至於分子量大者之油品物質，如焦油，其分解異常緩慢。,溢油污染對對海洋基礎生產者浮游生物之影響,浮游生物是海洋食物链的基础，浮游植物藉由光合作用转化能量供多数浮游动物使用，浮游动物再成为其他海洋生物食物。 油污的直接覆盖及其所含物质会破坏它们的生理机能或将其杀死。而这些物质

7、也会经由食物链的传递累积，进入我们的海产食品中，影响深远。 由于油污也含丰富的营养盐，造成牡丹菜、石蒪、肠浒苔和粗硬毛藻等优养化指标种的大量繁生。一段时日后，往往造成海域优养化，破坏生态平衡。,溢油污染對底棲生物之影響,油類比重小於水，故初期油污擴散污染時，覆蓋水面的油膜層會阻礙海水與空氣間之氣體交換，易導致水中缺氧。 一段時日後，自然作用沈底的油塊會直接覆蓋海底基質，破壞底棲生物的棲所，而不利於底棲動植物的附著與運動，甚至直接造成底棲生物的死亡。 沈底的油塊也會隨著潮水移動，成為海底一顆顆不定時的炸彈。,溢油污染對魚類之影響之影響,油汙在海水中乳化、稀釋分解使海水中之油脂量增高可能使魚類之生

8、存受到威脅，受污染的幼魚及卵往往會不正常發育而成為畸形。 當揮發性碳氫化合物慢慢蒸發時，生物才可能有恢復生機的可能。 也有許多近岸之魚類包括經濟性魚類之稚魚或幼魚因走避不及或無處逃避而遭到油汙之覆蓋窒息而亡。,溢油污染對潮間帶生物之影響,油汙對潮間帶之破壞是全面而直接的。 潮間帶上下是海洋生態區中生物最豐富的地方，藻類、魚類、無脊椎動物，甚至海鳥和一些兩棲爬蟲類都生長在這個區位中，在食物網中佔有相當重要的地位。 溢出的浮油隨著海浪潮水，一波一波的打到岸上，湧進潮溝，侵入潮池，甚至到達海岸線以上十幾二十公尺的高潮帶。油漬所到區域，棲所破壞，大小生物幾無倖免。,溢油污染對海鳥之影響,海鳥是仰賴羽毛

9、中的蠟質成分保暖，羽毛不吸水但會吸油。如果是黏性低的油，則可以很快的侵入羽毛中，連帶地將水吸入，使海鳥羽毛失去保溫的功能；而較重的油滓則會粘在羽毛上讓海鳥飛不起來。 油污使得海鳥無法覓食而餓死，甚至因無法浮於水面上而窒息死亡。,溢油污染對海濱植物之影響,黑色浮油不但阻止植物的活動，也阻隔了氣體的交換，同時切斷了光合作用所需的光線。 當陽光充足而又無潮汐時，潮池沙灘及岩面的溫度即時升高，常導致植物脫水而死。多年生的植物只能靠該季儲存的能量存活。一年生的植物則靠污染區外的植物重新散布撥種。 紅樹林方面，理論上 其氣根會被阻塞而受到傷害，不過在一些重大油污染事件中它們卻依然能存活。,溢油污染對海洋動

10、物之影響,除了透過食物鏈累積作用之外，油污中所含的芳香族如苯 的穿透力極強，會侵入細胞擾亂神經的正常運作，特別是 高等動物以及腦部的工作。,溢油在水面之演變,擴展(spreading) -依慣性力(inertia force)、重力(gravity force)、黏滯力、及表面張力(surface force)作用，分三個擴展(spreading)階段 。 水平移流(advection) -風與流 蒸發(evaporation) 溶解(dissolution) 乳化(emulsification) -分為油包水乳化和水包油乳化 。,溢油在水面之演變,擴散(spread) 岸邊附著(shorel

11、ine attachment) 沉澱(sedimentation) 生物分解(biodegradable) 光氧化(photooxidation),台灣西岸後龍溪口附近海岸水域溢油擴散變化,溢漏後1小時浮油在河流出海口水面分佈,溢漏後5小時浮油在河流出海口水面分佈,溢漏後10小時浮油在河流出海口水面分佈,後龍溪口附近海岸水域溢油擴散後殘餘量之逐時變化關係,高雄港口港外8公里處海域，該處於1996年8月10日上午約7時45分發生輸油管溢漏事件，溢漏體積約為600 m3，當時距水面高10 m 處之平均風速為2 m/s，而在溢油發生後72小時內之風向皆保持約西風。 模擬之溢油油塊質心軌跡逐時(048

12、小時)變化；+：溢油點,溢油清除之處理,自然方式處理、 物理方式處理、 化學方式處理、 焚燒處理、 機械方式處理,自然方式處理,利用大自然海洋環境之自淨作用，以清除溢油油污。 海洋自淨作用係海洋本身具有之清除污染之能力。該自淨作用過程與之機制包括有:溢油之延展作用;蒸發作用;乳化作用; 延散作用;吸附作用;沉降作用;光氧化作用;生物分解作用。,物理方式處理,(一)噴灑油滴沉澱劑 利用噴灑之沉澱劑，以增加油污之密度，應用密度變大、重量增加之物理特性，使得油污與沉澱劑結合物往水下沉澱，而達到清除水面溢油油污之目的。 油滴沉澱劑之材料包括有: 沙子、黏土、石膏粉、飛灰、水泥等。 雖可將水面油污清除，

13、但油污混合物沉入海底後，可能會對海底之底棲生物造成長期嚴重影響。甚至海底之該油污混合物，也可能因水溫變化形成對流效應、或海流等擾動，將其帶至水中，形成二次污染。 使用於溢油污染區域規模小，亦或該區域海床並非生態敏感或重要區,物理方式處理,(二)佈放油污吸取物 油污吸取物種類繁多，包括天然有機物、人工合成有機物、礦物性物質等。 吸取物例如吸油棉，係利用棉質物質吸收流體之特性，製成吸油棉，投入溢油水面，將油吸收後，整個吸油棉取上來，達到除油目的。,化學方式處理,(一)化學阻劑或表面收集劑 化學藥劑之原理係藉由所添加之化學藥劑之表面張力較油污更低，因此化學藥劑灑於油污海面，使得該藥劑之延展力大於油污

14、延展力，故得以阻卻油污向外擴展，令油污面積縮小，使油污集中，便於處置。,化學方式處理,(二)化學分散劑 稱乳化劑，係將油污乳化成小油滴，讓小油滴自然地沉澱於水中。 噴灑化學分散劑對於重油之油污染或日曬老化之油污，效果不佳。且化學分散劑具有毒性，噴灑後，將影響水中生物，造成二次污染。 使用於小量且係初期之溢油污染之狀況。,Environmental workers are dispersing oil-eating chemicals into this water, which is loaded with oil,機械方式處理,(一)攔油索(floating boom) 利用浮於水面之攔油索

15、，將水面之浮油圈住在攔油索所圍住之範圍內，使浮油無法擴散，方便於將浮油集中處理，包括抽取或吸取。,攔油索示意圖,The small lines you can see around the oil tanker are floating booms,機械方式處理,(二)汲油器(slick licker) 為一連續輸送帶，帶上附有吸取物質，轉動輸送帶，利用帶上之吸取物質將油污吸附，經滾輪後將油污擠出，達到汲油目的。 汲油器適用於小量油污處理，特別是適合於使用在港區，或有屏避之灣區水域，其使用操作時之海象條件，亦應為平穩狀況。,汲油器之操作示意圖,機械方式處理,(三)油水分離器 當汲油器所刮取之油

16、份，可暫時存放在除油設備，亦可送往油水分離器處理。該處理器等設施，可將由水分離後，並對油進行純化，回收在利用。一般係將由水分離器等設施至於船艙內，故而有所謂油回收船。,These environmental workers are vacuuming the oil out of the water,機械方式處理,(四)浮上集油方法 利用油的比重和凝集的特性，將傾斜板和輸送帶裝置在船下，漁海水下將由收集導入於船下一開口，且收集在船身裡，使油上浮分離，在用泵浦抽取收集。,機械方式處理,(五)旋渦集油方法 利用漩渦的離心力，在用水平的比重差，來分離油和水。當油水流入圓筒容器時，再用旋轉葉旋轉油和水

17、，屆時比重輕的油便會成漏斗狀集中在中心。,機械方式處理,(六)網式集油法 回收效果是看網目的大小,油的黏性和凝聚力.如果油的粘度達到某種程度的凝固,則會有高的回收效果.但是,回收油集中在回收油槽,再抽取移送.抽取的管路和要如何增加油的回收率,是還有許多的問題善待解決。,生物方式處理,應用生物方法，例如某些綠膿桿菌屬之細菌具有分解碳氫化合物之能力，故利用此特性以細菌進行分解油膜。 最近有人利用生物學上之遺傳工程技術，培養製造出具有高效率之分解石油之細菌。,燃燒法處理,利用燃燒法使得溢油在現場進行燃燒，但隨著溢油風化程度會使燃燒效率減低。一般良好之燃燒油層厚度不得低於23 mm。 由於溢油燃燒後之

18、殘餘物質，可能具有更大之毒性，因此該方式處，比較適用於開闊之外海，且風速大而風向由陸地吹向海上。 風除可加速燃燒外，亦可使燃燒產生之空氣污染物快速稀釋與迅速擴散。,Workers burn this water to remove the oil,溢油污染在海岸地區之清除方法,海岸溢油污染清除之方法包括有:(1)溝渠法，(2)沖洗法，(3)括除法，(4)高壓水柱清洗法，(5)低壓水柱清洗法，(6)蒸氣清洗法，(7)化學分散劑法，(8)化學油溶劑法，(9)刷洗擦拭法，(10)真空吸油法，(11)海浪沖洗法，(12)現地溝槽清洗法，(13)石頭清洗法，(14)生物翻堆法，以及(15)生物復育法。,

19、One of the best methods for cleaning oil off the shore is to spray the oil off the rocks then pick up the oil.,溢油污染在海岸地區之清除技術,人力清除技術 水流沖洗技術 高低壓水柱清洗技術 機械式清除技術 油及油泥處置技術 生物復育技術,溼地區之油污清除,溼地帶有許多的軟泥和小溪流，故清除起來並不是那麼方便，可以用人工清除和用處理劑。 當油結成一塊塊時可用手撿起來，在較平坦的地方我們可以用爬子清除，當收集到油污時可聚在一起燒毀。 處理劑會傷害到植物和水裡的生物，所以並不實用在這裡。其實

20、也可以用火焰槍燒除，以防漲潮時會污染到其他的地方。但不可以在春天的時候用此方法，以免影響植物的生長。,葦區之油污清除,葦區是蘆葦生長的地區，要記住切勿使用清潔劑，只可以用燒除法和割除法。,紅樹林之油污清除,紅樹林大都生長在熱帶和亞樂帶的溼地區，當此地方污染時，因為裡面有許多的生物生活在其中，要處理這地方的油污是很麻煩的，不如建一籬笆來圍堵較好。如果油還是湧進去，那就不做任何處置。,凍土區之油污清除,極北一帶是一個很敏感的地方。有許多的油輪在此經過，所以被污染的危險性，是越來越大的。 當此地方污染時不可用燒毀法和處理劑，對環境會有損害。尤其是恆久凍結地區更要減少此法的使用，此地區要用機器法，而重

21、型的機器要視情況而使用。,千瀉(漲落潮問的沙灘)區之油污清除,此地之油污染會因每次漲潮海水會沖洗一次，故有人主張不作任何之處理。但我們可以在利用價值較多的地方用大量的粉末石灰和砂等，均勻的散佈於污染處，便可以把油污處理起來。當附著了油的泥土，油層很厚呈瀝青狀的油塊，我們可以用機器法來清除，但會造成千瀉地形的損壞及變形。 一定要清除油污的話，那麼處理劑是最好的方法，其前提是要在沒生物的地方。因為處理劑的害處比起油污染是有過之而無不及。,沙灘地之油污清除,沙灘當被污染時，若認為這沙灘沒有要使用的必要時，可以先不要去管。若等到要使用時，沙灘的油污已經減少，且已經凝聚了油污也比較好處理。 遇到渡假期時衛生當局可依油量的多少，在高潮線以上掘一溝將沾附了油之砂埋入及可.但當油污很多時可以用乾草來吸除，且載到掩埋場掩埋。也可以燒除這些草，且盡可能的遠離海岸埋起來，但要小心污染到地下水。收集到的油塊只可以用處理劑處理。,沙灘地之油污清除,當油污染的情形嚴重時，可以使用推土機，將油沙推到高潮線附近再以處理劑處理之。如此可利用潮水沖洗而達到最高處理之效果。 遇到大浪之處的海邊不可以用此法，因為油沙會被浪打回來造成二次污染。 被污染時要先處理掉污染源，否