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海上除油大作戰 科學人雜誌
撰文∕李名揚
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海上漏油事件是工業化社會無法避免的災害,為了減輕漏油對生態環境帶來的危害,我們只好發明各種方法,進行事後的搶救。

  今年4月20日發生在墨西哥灣的漏油事件震驚了全世界,到7月15日堵住漏油為止,估計總共漏出490萬桶原油(約70萬公噸),污染海域面積超過20萬平方公里,肇禍的英國石油公司(British Petroleum)為了止漏、清污及後續賠償,將付出超過300億美元。

  在台灣,2001年希臘籍貨輪阿瑪斯號在墾丁外海沉沒的事件讓人記憶猶新,儘管比起墨西哥灣的災情可說是小巫見大巫,但阿瑪斯號上約1000公噸重油和500公噸柴油,也嚴重污染了龍坑生態保護區沿岸3公里範圍及20公頃海域,當地的珊瑚歷時七年半,才恢復以往的生機。

  工業化之後,人類大量開採並使用石油,海洋漏油污染也開始成為與石化工業並存的災害。不過並非只有開採海底油田意外或貨輪翻覆沉沒,才會造成漏油,船隻航行時各種機器的運作也都會產生廢油,只是和船隻意外相比,洩漏量極少,只要定期清理常有船隻進出的港灣即可,不至於嚴重破壞環境。

  但是若發生像墨西哥灣或阿瑪斯號這樣的大型漏油事件,就必須採取緊急措施,因為一旦石油(以及從石油中提煉出來的各種油品)洩漏到海上,不論被海洋生物吃下,或沾附到身上,都會造成傷害。雖然較輕的油品會蒸發,大部份油品也會在陽光中的紫外光照射或水中微生物作用下分解,可是照光降解或生物分解的速度很慢,且越重的油品蒸發速度也越慢,在分解之前,油污早已對海洋生物造成傷害。

  更糟糕的是,油類入海後,會和水發生乳化作用而降低分解速度,又會沉降及擴散,擴大污染範圍;如果不及時制止,萬一漂流到海岸生態敏感區,傷害難以估計。

  先阻止油污擴散

  海中漏油的黏度、比重、化學成份及流動性等,均會影響油污擴散速度,而海流與風速則是影響漏油漂流方向的主要因素。海洋污染防治協會秘書長張立鵬指出,當發生海上漏油污染事件時,必須先了解漏油的種類及特性,才能採取適當的防除措施,處理步驟依序為:漏油監視與評估、從源頭阻止漏油、在海上回收油污、保護敏感資源、清理受污染海岸。

  清除海上油污時,首先要依據油污的性質及天候、海象狀況,在最短的時間內以最正確的方式佈放攔油索,在海上圍堵並回收油污,使油污不致漂散至岸際,把對環境的破壞降到最小。

  大葉大學環境工程學系助理教授陳宜清指出,攔油索的基本結構分為頂端浮力結構(包括浮體與乾舷)、襯裙的張力結構以及底部的壓載結構等三部份。浮體可使攔油索浮起,配合高於海面的乾舷,使油污無法越過。理想的攔油索要能緊貼水面並隨著波浪起伏,不能沉入水面讓波浪從上方越過。

  襯裙越平滑越好,若凹凸不平會影響水的平緩流動,易形成漩渦讓浮油流走。襯裙是藉由頂端的浮力和壓載結構的重量,分別向上、下拉扯而垂直於水中,因此壓載結構必須夠重,才能使襯裙維持垂直,不會因為海流過強而在水中滾動,讓海流從襯裙下方流過而失去攔油的功用。

  但是,當海流流速超過每秒0.36公尺,浮油就會從攔油索底下流走,這時必須調整攔油索的擺設角度,並使用較長的攔油索。當海流速度超過每秒2.06公尺,所需的攔油索會太長,就不適合使用攔油索。此外,當浪頭高於三公尺時,攔油索也會失去效用。

  在海上回收油污

  佈下攔油索之後,仍需回頭從源頭設法阻止油井或船隻繼續漏油;若船隻已經沉沒,則要盡快抽取尚留在油艙中的殘油。

  對於已聚攏的浮油,若條件允許,可以現地燃燒。某些油雖然燃點偏高而不容易點著,但只要點燃,大部份都可燃燒。現地燃燒的先決條件是油層厚度必須超過2毫米,且尚未乳化。另一方面,燃燒浮油可能引起有毒黑煙逸散,若靠近海岸的話,可能導致火勢蔓延而難以控制,因此必須經過審慎評估。

  若不燃燒浮油,則可使用汲油器,將聚集在一起的浮油吸走。汲油器主要分成附著式與吸取式兩種。附著式是將可以讓油污附著的材質製成繩索、毛刷、帶狀,將其伸入浮油之中,沾附油污後,再移至儲油槽上,將油污刮下或榨出。

  吸取式汲油器則有堰型及抽取型兩種。堰型汲油器有如在海面上裝設一個凹盆,盆口略低於海面,利用油比水輕的特性,讓浮在海面的油流入堰中;但仍會有一些海水流入堰中,因此還需利用油和水的黏滯性不同,在油與水同時流入堰中時,將黏滯性較高、流動較慢的重油吸到船上的儲油槽中。抽取型汲油器則是利用真空幫浦將海面油污直接抽走,但會吸入較多海水。

  經過這些處理,其餘殘留的油污再以吸油材吸附,並盡快撈起以避免動物誤食,就完成了清除油污的工作。

  小油滴更易於分解

  除了將浮油圍堵、吸走外,除油工作也可以借助陽光和微生物的力量,讓油自然分解;不過海面浮油容易結塊,或是和水乳化,變得不容易分解,此時可以使用油分散劑。油分散劑是以界面活性劑與有機溶劑混合製成,界面活性劑是一端親油、一端親水的長鏈分子,可擔任油與水這兩種不相溶物質之間的媒介,將水中的油滴包圍,並將大面積的浮油分散成小油滴。若是容易蒸發的輕油,蒸發速度會加快,較小的油滴也比較容易被海中微生物分解成水及二氧化碳。

  過去油分散劑是使用芳香族化合物來製造,因此含有毒性,現在已用醇類取代,毒性比較低,但使用前仍必須取得環保機關許可,且必須在水深處使用,讓油污有空間擴散,一般國家規定必須在水深10或20公尺以上的海域才能使用。若決定使用油分散劑,應在油污尚未乳化且油膜厚度不大時使用較好,亦即越早使用效果越好。

  油分散劑通常都是直接在污染區的上空以飛機、直升機噴灑,或以專門的船隻噴灑。由於準備時間短,又很容易使用,而且不必處理回收的油污,成本較低,海象惡劣也不會影響作業,對大面積油污是很理想的處理方式。但是因為有破壞環境的疑慮,使用上受到局限,包括發電廠、海水淡化廠或工廠進水口、河口、海灣、潟湖等鹽沼地、珊瑚礁、魚貝類繁殖區或海水停滯不流動的水域,都不能使用。

  【欲閱讀完整的豐富內容,請參閱科學人2010年第104期10月號】

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