1、第四章第四章 海洋石油污染海洋石油污染 4.1 海洋石油污染来源与危害4.2 石油的组成与溢油鉴别4.3 海面上油的扩散迁移4.4 海洋环境中油的自净化作用4.5 海洋油污染的控制与处理4.4 4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用 4.4 4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用 一、蒸发一、蒸发 二、溶解二、溶解 三、乳化作用三、乳化作用四、光化学氧化作用四、光化学氧化作用五、微生物降解作用五、微生物降解作用 一、石油的蒸发一、石油的蒸发 油膜面积温度石油的组份：含碳数、沸点油的蒸气压海况：风速、碎浪、气泡挥发速率的影响因素挥发速率的影响因素：二、石油的溶
2、解二、石油的溶解 影响因素影响因素：组分：低碳的石油烃、芳香烃离子强度（烷链烃）溶解作用的危害溶解作用的危害 表表4.4.1 烷烃在淡水和海水中的溶解度烷烃在淡水和海水中的溶解度(25)烷烃烷烃在淡水中的溶解度在淡水中的溶解度(ppb)在海水中的溶解度在海水中的溶解度(ppb)十二烷烃十二烷烃3.72.9十四烷烃十四烷烃2.21.7十六烷烃十六烷烃00.90.4十八烷烃十八烷烃2.10.8二十烷烃二十烷烃1.90.8二十六烷烃二十六烷烃1.7 0.1溶解作用的危害溶解作用的危害 溶于海水中的脂肪烃和芳香烃对海洋生物亚致死浓度是10100g/L；对大多数生物幼体致死浓度是0.11.0mg/L；对
3、大多数成体生物致死量为1100mg/L。4.4 4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用 一、蒸发一、蒸发 二、溶解二、溶解 三、乳化作用三、乳化作用四、光化学氧化作用四、光化学氧化作用五、微生物降解作用五、微生物降解作用 三、乳化作用三、乳化作用定义分类三、乳化作用三、乳化作用 石油漂油在水面上受物理作用石油漂油在水面上受物理作用(机械机械振动如风浪、涡动、湍流等振动如风浪、涡动、湍流等)形成很小的形成很小的颗粒，互相分散在对方的介质中，组成颗粒，互相分散在对方的介质中，组成一个相对稳定的分散体系一个相对稳定的分散体系-油水乳化液的油水乳化液的过程。过程。乳化作用过程的分类：
4、乳化作用过程的分类：1）水包油乳化：水包油乳化：油膜被冲击成很小的滑油，分散在海水中，这过程将使油逐渐地溶解入水中。归宿：海水海水。2）油包水乳化：油包水乳化：水滴扩散到油中，含水率在5060%以上，体积增加56倍，比重和粘度亦比原来大的多。归宿：颗粒吸附颗粒吸附海底。海底。4.4 4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用 一、蒸发一、蒸发 二、溶解二、溶解 三、乳化作用三、乳化作用四、光化学氧化作用四、光化学氧化作用五、微生物降解作用五、微生物降解作用 四、光化学氧化作用四、光化学氧化作用光化氧化（自氧化）：光化氧化（自氧化）：海面上的油膜或表层乳化油在紫外线照射下，借助于海
5、面上的油膜或表层乳化油在紫外线照射下，借助于水中矿物盐的催化作用而发生的氧化作用。水中矿物盐的催化作用而发生的氧化作用。反应机理：反应机理：反应机理：反应机理：光照活化 诱发：RH R +H 增长：R+O2 RO2 RO2+R-H RO2H+R 中止：RO2 +OH ROH+O2 R+R R-R自氧化速率影响因素自氧化速率影响因素石油烃的自氧化速率影响因素：1)光强2)温度3)性状4)分散程度5)催化剂 4.4 4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用 一、蒸发一、蒸发 二、溶解二、溶解 三、乳化作用三、乳化作用四、光化学氧化作用四、光化学氧化作用五、微生物降解作用五、微生物降
6、解作用 五、微生物降解作用五、微生物降解作用海面至今未被油膜复盖的主要原因海面至今未被油膜复盖的主要原因 石油降解微生物的种群分类石油降解微生物的种群分类微生物降解速率的影响因素微生物降解速率的影响因素石油降解微生物的种群分类石油降解微生物的种群分类(1)氧化链烃的微生物；氧化链烃的微生物；(2)氧化芳香烃的微生物；氧化芳香烃的微生物；(3)氧化环烷烃的微生物；氧化环烷烃的微生物；(4)氧化石油精炼产物的微生物。氧化石油精炼产物的微生物。微生物降解速率的影响因素微生物降解速率的影响因素微生物种类和数量微生物种类和数量温度：温度：最适温度（最适温度（2537）氧的供应氧的供应营养物质含量：营养物
7、质含量：N、P 第四章第四章 海洋石油污染海洋石油污染 4.1 海洋石油污染来源与危害海洋石油污染来源与危害4.2 石油的组成与溢油鉴别石油的组成与溢油鉴别4.3 海面上油的扩散迁移海面上油的扩散迁移4.4 海洋环境中油的自净化作用海洋环境中油的自净化作用4.5 海洋油污染的控制与处理海洋油污染的控制与处理4.5 海洋油污染的控制与处理海洋油污染的控制与处理海上溢油的一般处理过程海上溢油的一般处理过程吸油材料吸油材料油处理剂油处理剂海上溢油的一般处理过程1.围油栏围油栏将溢油围档将溢油围档防止其扩散；防止其扩散；2.油回收船、吸油装置油回收船、吸油装置吸油吸油将大部分溢油回收；将大部分溢油回收
8、；3.吸油材料吸油材料 回收残留的少量溢油；回收残留的少量溢油；4.喷撒油处理剂喷撒油处理剂将无法回收的油乳化分散在海水中将无法回收的油乳化分散在海水中或生物处理方法等处理。或生物处理方法等处理。石油污染处理手段分类机械处理(如围油栏，收油器等)；生物处理(如嗜油微生物等)；化学处理(如消油剂、集油剂、凝油剂、吸油材料等)。吸油材料吸油材料无机材料无机材料天然有机材料天然有机材料人造聚合材料。人造聚合材料。吸附材料分类与性能比较分类分类主要材料主要材料特点特点吸油量吸油量吸油性能吸油性能无机材料无机材料蛏石、火山蛏石、火山灰等灰等便宜，易获便宜，易获得得自重的自重的1-2倍倍差差天然有机材天然
9、有机材料料稻草、芦苇稻草、芦苇等等适于吸收风适于吸收风化的原油或化的原油或重燃油重燃油自重的自重的5-10倍倍较好较好人造聚合材人造聚合材料料泡沫、纤维泡沫、纤维自重的自重的6-30倍倍优优4.5 海洋油污染的控制与处理海洋油污染的控制与处理海上溢油的一般处理过程海上溢油的一般处理过程吸油材料吸油材料油处理剂油处理剂油处理剂集油剂集油剂消油剂消油剂凝油剂凝油剂集油剂集油剂集油剂：将扩散压比溢油扩散压大的化学试剂撤在溢油集油剂：将扩散压比溢油扩散压大的化学试剂撤在溢油的周围，那么溢油的扩散就会被抑制，油面收缩，从而的周围，那么溢油的扩散就会被抑制，油面收缩，从而溢油会被集聚起来，这种化学试剂就称
10、为溢油会被集聚起来，这种化学试剂就称为集油剂集油剂。它是一种界面活化剂。不溶解于水，不使溢油乳化，对它是一种界面活化剂。不溶解于水，不使溢油乳化，对鱼类毒性小。集油剂也称鱼类毒性小。集油剂也称化学围油栏化学围油栏，把它撒在溢油，把它撒在溢油周围，短时间内溢油向中心压入而集中，从而起围油栏周围，短时间内溢油向中心压入而集中，从而起围油栏作用，把油控制起来。作用，把油控制起来。适用范围：面积大的油膜薄的溢油。适用范围：面积大的油膜薄的溢油。剂量：每公里剂量：每公里(溢油周边长溢油周边长)50升。升。消油剂定义定义：是一种用来减少溢油与水之间的表面张力，：是一种用来减少溢油与水之间的表面张力，从而使
11、油迅速乳化分散在水中的化学试剂，从而使油迅速乳化分散在水中的化学试剂，特点特点：乳化能力高，而生物毒性小。：乳化能力高，而生物毒性小。目前产品：采用酯型主剂，即聚氧化乙烯烷基酯，目前产品：采用酯型主剂，即聚氧化乙烯烷基酯，其溶剂不含芳香族成份，毒性小。其溶剂不含芳香族成份，毒性小。分类分类：一种是水基消油剂，另一种是烃基消油剂。：一种是水基消油剂，另一种是烃基消油剂。适用范围适用范围：外海或海水交换好的海域。：外海或海水交换好的海域。凝油剂 凝油剂：凝油剂：是一种使溢油凝胶或块状的化学试剂。是一种使溢油凝胶或块状的化学试剂。主要用途：主要用途：一是用来使事故油轮内的残油迅速固化一是用来使事故油
12、轮内的残油迅速固化成凝胶状，防止油从破孔中流出来；二是用来使已成凝胶状，防止油从破孔中流出来；二是用来使已溢出在海面上的油凝胶状，防止扩散以便回收。溢出在海面上的油凝胶状，防止扩散以便回收。分类：分类：氨基酸系和糖缩醛系凝油剂，氨基酸系和糖缩醛系凝油剂，剂量：剂量：油量的油量的12%；适用范围：适用范围：氨基酸系凝油剂对原油、燃料油、油脂氨基酸系凝油剂对原油、燃料油、油脂及润滑油等有较好的凝胶作用，而糖缩醛系凝油剂及润滑油等有较好的凝胶作用，而糖缩醛系凝油剂对乙醇类，芳香族系油剂，甘醇类等有较好凝胶作对乙醇类，芳香族系油剂，甘醇类等有较好凝胶作用。用。第四章第四章 海洋石油污染海洋石油污染 4
13、.1 海洋石油污染来源与危害4.2 石油的组成与溢油鉴别4.3 海面上油的扩散迁移4.4 海洋环境中油的自净化作用4.5 海洋油污染的控制与处理课堂小测（均为简答题）：课堂小测（均为简答题）：1.海洋环境中石油自净化的海洋环境中石油自净化的5种过程？（种过程？（15%）2.在石油蒸发过程中，主要是以下哪一部分进入大气？（在石油蒸发过程中，主要是以下哪一部分进入大气？（5%）A.C10以下碳氢化合物以下碳氢化合物 B.C12以下碳氢化合物以下碳氢化合物 C.C15以下碳氢化合物以下碳氢化合物 D.C20以下碳氢化合物以下碳氢化合物 3.石油挥发速率的影响因素？（石油挥发速率的影响因素？（10%）
14、4.判断比较下列各组中烷烃在水体中的溶解度。（判断比较下列各组中烷烃在水体中的溶解度。（10%）A.C6，C10，C12，C15 B.C12(freshwater)，C12(seawater)5.石油乳化作用的分类及其各自归宿。（石油乳化作用的分类及其各自归宿。（8%）6.海面至今未被油膜复盖的主要原因？（海面至今未被油膜复盖的主要原因？（5%）7.吸油材料的分类？各举吸油材料的分类？各举12种材料，分别说明吸油量和吸油种材料，分别说明吸油量和吸油效果。（效果。（15%）8.油处理剂的分类？哪种油处理剂也称为化学围油栏？油处理剂的分类？哪种油处理剂也称为化学围油栏？（12%）9.简述海上溢油处
15、理的一般处理过程。简述海上溢油处理的一般处理过程。（20%）2003年，载有年，载有7.7万吨燃料万吨燃料油的油的“威望号威望号”油轮油轮13日在日在西班牙加利西亚省海域搁浅，西班牙加利西亚省海域搁浅，船体破裂，到目前为止已经船体破裂，到目前为止已经有有4500吨料油泄漏，形成吨料油泄漏，形成一条巨大的污染带。一条巨大的污染带。原油在强风大浪的作用下，原油在强风大浪的作用下，已经蔓延到加利西亚海岸。已经蔓延到加利西亚海岸。更为糟糕的是，专家担心的更为糟糕的是，专家担心的事情终于发生了，油轮最后事情终于发生了，油轮最后断裂成两半，专家分析，这断裂成两半，专家分析，这将造成更为严重的污染，后将造成
16、更为严重的污染，后果不堪设想。图为果不堪设想。图为“威望号威望号”油轮的断裂过程回放。油轮的断裂过程回放。图图3 3 船体侧船体侧翻翻图图5 5 正在下沉正在下沉图图6 沉没瞬间沉没瞬间图图8 平静下的不安平静下的不安海底海底“定时炸弹定时炸弹”“威望威望”号油轮上共载有号油轮上共载有7 7万多吨原油，目前，万多吨原油，目前，泄漏的原油总数已猛增至泄漏的原油总数已猛增至5000 5000 吨，对西班牙吨，对西班牙境内腓尼斯特雷角和马尔皮卡间境内腓尼斯特雷角和马尔皮卡间33.6 33.6 公里的公里的海域造成严重污染。海域造成严重污染。在污染最严重的海域，泄漏的原油有在污染最严重的海域，泄漏的原
17、油有38.1 38.1 厘厘米深，一眼看去海面上一片黑，米深，一眼看去海面上一片黑，由于数十万鸟类都在事发海域过冬，生态学家由于数十万鸟类都在事发海域过冬，生态学家担心原油的泄漏将会对当地的生态环境造成毁担心原油的泄漏将会对当地的生态环境造成毁灭性打击，一些珍贵物种可能会从此不复存在。灭性打击，一些珍贵物种可能会从此不复存在。请分析请分析：1.该海洋石油污染的扩散类型；该海洋石油污染的扩散类型；2.该石油组成中含硫量较高（该石油组成中含硫量较高（2.1%），），V/Ni比为比为2.8，富含富含V-卟啉，试判断该石油系成品油还是原油？其卟啉，试判断该石油系成品油还是原油？其主要可能的产区？上述判
18、断的依据？主要可能的产区？上述判断的依据？3.设发生泻油时，风和流作用较小，那么若溢油量为设发生泻油时，风和流作用较小，那么若溢油量为100m3时，且开始时油膜直径为时，且开始时油膜直径为10米，问经过米，问经过1小小时后油膜的厚度和面积时后油膜的厚度和面积?（dw=1.025g/cm3,do=0.85g/cm3,K=14500）4.设该油膜形成后，若海流流速为设该油膜形成后，若海流流速为2m/s，流向为东北，流向为东北方向；当时正刮北风，风速为方向；当时正刮北风，风速为20m/sec，二者夹角，二者夹角120度，问经过度，问经过1小时后，该油膜将漂移多远，漂移小时后，该油膜将漂移多远，漂移方向如何方向如何？I have a dreamThanks for your attention!
