延川诗
沈括
二郎山下雪纷纷，
旋卓穹庐学塞人。
化尽素衣冬未老，
石烟多似洛阳川。
第四章 海洋石油污染
海洋石油污染来源与危害
石油的组成与溢油鉴别
海面上油的扩散迁移
海洋环境中油的自净化作用
海洋石化企业的HSE管理模式
——从“木桶理论”到“蝴蝶效应”
海洋石油污染来源与危害
1.石油及石油制品的分类
2.海洋石油污染的定义
3.海洋石油污染的来源
4.海洋石油污染的危害
第四章 海洋石油污染
什么是石油 ？
¨原油和石油制品的总称是石油。
¨原油：未经加工的石油。是一种粘稠
的黑色或深棕色液体，天然存在于地
下或海底，有刺鼻的气味，主要是氢
和碳原子结合成链的化合物。它们是
2亿年前海洋动植物残骸腐烂而形成
的，它的化学组成和物理性质随产地
不同而异。
1. 石油及石油制品的分类
¨主要成分:是气态、液态和固态的链
烷烃和芳香族烃类的天然混合物，
此外还含有几类非烃化合物。
¨原油经分馏提炼，可以生产出燃料、
溶剂、润滑油、沥青等各种石油制
品。
1. 石油及石油制品的分类
石油制品的分类
¨ 石油制品按照沸点范围、用途可以分为
四大类：
1. 轻质油：其中汽车使用的汽油属轻质油，
主要由碳数为4-10的烃组成；
2. 中质油：柴油则属中质油，由碳数为10
-20的烃组成；
3. 重质油：
4. 固体石油制品：铺马路使用的沥青属固
态石油制品。
1. 石油及石油制品的分类
2. 海洋石油污染的定义？
什么是海洋石油污染？
指人类通过在沿海及河口的石油开发、
油轮运输、以及炼油工业的废水排放等过
程将石油带入海洋，导致影响海气交换，
降低海洋初级生产力，危害生物生存，破
坏海滩休养地及风景区的景观等环境恶化
现象。
海洋石油污染来源与危害
第四章 海洋石油污染
¨ 海洋石油污染来源与危害
¨ 石油的组成与溢油鉴别
¨ 海面上油的扩散迁移
¨ 海洋环境中油的自净化作用
海洋石油污染来源与危害
1.石油及石油制品的分类
2.海洋石油污染的定义
3.海洋石油污染的来源
4.海洋石油污染的危害
第四章 海洋石油污染
一、海洋石油污染的来源
1. 天然来源只占少量(25万吨，其中大多数是
由天然渗漏造成的)：
1）. 微生物对烃的合成。 陆上和海洋生
物合成的烃类（称生源烃类），在生物代谢或
死亡分解时会释放出来；
2）. 海底石油渗漏。海底储藏的石油通
过地层断裂或裂隙向海洋渗漏，陆上渗漏的石
油则通过河流而输入海洋；
3）. 海洋环境中有机物的早期成岩以及
森林火灾都可使烃类进入海洋。
2. 海洋石油污染绝大部分是人类活动产生的。
其中以船舶运输、海上油气开采及沿岸工业排
污为主。
一、海洋石油污染的来源
1、河流携带输入
2、沿海工业排污
3、大气沉降物
4、船舶污染
5、海底石油开采污染
来源 数量(×106t/d)
海上运输 ～
近海事故 ～
自然渗漏 ～
大气沉降 ～
陆地排放 ～
表 进入海洋的石油烃量
¨主要污染源：炼油厂、石油化工厂、
油田等工矿企业；
¨特点：废水量大，含油浓度高；
¨全世界每年排入河流和海洋的石油大
约300～500万吨，约占人类活动进入
海洋油总量的50%。
1、河流携带输入
2、 沿海工业排放
¨陆源性排放是海洋石油污染危害最大的
污染源之一。
¨据统计，通过河流、工矿企业排污口、
港口油库、沿岸工程和海洋倾倒等，估
计全世界每年向海洋排放石油达几百万
吨。
各国排污状况简述：
¨ 我国沿海约有20O多处向海洋排放石油的污染源，
每年入海量约10万吨以上。
¨ 美国：15万吨/年；
¨ 日本大坂：超过1万吨/年；
¨ 英国：1970年前超过2．4万吨/年；
¨ 前苏联列宁格勒市：通过涅瓦河排人芬兰湾的废
油每年近万吨。
¨ 香港： 1973年储油库事故，导致4O00吨柴油入
海。
表 炼油厂废水水质
废水 含油量
(mg/L)
含硫量
(mg/L)
含酚
(mg/L)
pH 碱度
(meq/L)
含油废
水
100～1000 ＜5～10 ＜10 ～
～
含硫废
水
350～1200 100～500 100～150 ～
30～60
含碱废
水
500～1000 20～18 50～100 —
3、大气输送
¨ 输入方式：
1. 湿沉降：经由大气输入全球海洋中的石
油主要是大气中吸附石油的微粒物质被
雨水“冲洗”入海，
2. 干沉降。
¨ 主要来源：
1. 机动车辆的排气是大气中石油烃的主要
来源；
2. 石油工业产生的石油蒸发。
4、船舶污染
1）. 船舶压舱水、洗舱水排放；
2）. 油轮失事事件(触礁、碰撞、搁浅
等) 。
1）. 船舶压舱水、洗舱水排放
¨油轮作业排出的压舱水和洗舱水，通常含
油3％～5％，以前这些含油废水大多直接
排入海中，入海的油量可达百万吨，几乎
接近总污染量的一半。
¨近年来，大多数油船实行了“洛特
”（LoT）规定，对废水中的油进行了回
收，因而对海洋的污染减轻了。
¨然而，多年来的调查仍表明，海上油运交
通线水域的油污染一般要更严重一些。
2）. 油轮失事事件
¨二次世界大战：曾有数百艘油轮沉没，
估计损失石油1千万吨，至今仍有石油从
海底沉船的腐烂油箱中渗漏出来。
¨两伊战争：几乎每天都有油轮遭到袭击，
大量石油污染海湾。
1989美国“埃克森·瓦尔迪兹号”油轮触礁
事件
¨ 1989年3月24日凌晨。美国21万吨级油轮“埃
克森·瓦尔迪兹号”在阿拉斯加的威廉王子海
峡触礁，泄漏出5千万加仑原油，严重污染了
阿拉斯加海域。事发之后，人们使用铅制水栅
控制油污，但无济于事。
¨ 他们耗用巨资，在海滩上喷射氮、磷肥混合物，
以刺激食油细菌分解油污，拦网收集死亡的海
鸟和水獭，运往火化场焚化。
¨ 焚化遇难海洋动物尸体，竟花费半年时间．而
且焚化后的油浸物质达5万吨之多，需要用船
运往俄勒冈的有毒物质垃圾场处理。
海洋石油污染来源与危害
•1978年法国油轮“阿莫柯·卡迪斯号”触礁事
件
所载23万吨原油只有一半作了回收或处理，其
余一半被蒸发、散失或沉入海底，造成15公里内
大量海洋生物死亡，在深达60米的范围内形成油
水混合物的固定油层。
1997年俄罗斯“纳霍德卡号”油轮断裂事
件
航行在日本东北海域的该油轮突然莫名其妙地断
为两截。大部分原油随船体沉入海底，部分原油
随船首漂流。在断裂过程中流出的原油形成数十
条油带，对当地的海产资源和旅游胜地造成大规
模的公害。
¨导致法国西部海岸三分之一以上的海滩受
到不同程度的污染。载有3万多吨重油的“
埃里卡”号油轮12月断裂沉没后，已有一
万多吨重油泄入大海。
1999年“埃里卡”号油轮沉没事
件
¨ 近几年，我国沿海已有许多港口城市对外开放，
我们自己的海运船队也不断扩大，这势必会增加
我国邻海油污染的危险性。
¨ 1975年4月15日，大庆50号油轮在秦皇岛港油码
头装油，由于值班人员离开岗位，发生冒舱跑油
事故，导致30多吨原油入海；
¨ 1979年6月23日，巴西油轮撞坏青岛油码头，导
致300多吨原油溢出；
¨ 1983年11月25日，巴拿马籍"东方大使"号油轮在
青岛港外触礁搁浅，约有3300吨原油泄入青岛港，
胶州湾及其附近230千米海岸线受到污染。
¨ 1984年9月28日，巴西油轮"加翠号"又在胶州湾
触礁，泄油近8000吨，再次污染胶州湾。
2001年“运鸿”号油轮厦门碰撞沉没事件
¨ 9月20日凌晨在此与“爱丁堡”轮发生碰
撞而沉没的“运鸿”号油轮，船上载有
的8688吨轻柴油，于9月29日午夜前基本
抽取干净，厦门海域成功避免了一起海
洋污染事故。
¨ “运鸿”号沉船是国内迄今为止最大的
一起油轮沉船事故。
5、 海底石油开采
¨主要途径：
1）油井井喷；
2）油管破裂；
3）钻井过程 。
¨年输入量：100万吨以上。
¨P-36号平台是巴西最大的海上平台，也是世
界上最大的半浮动式海上油井平台之一。
¨耗资亿美元修建的这座平台长112米，高
119米，相当于一栋40层高的大楼，重达
31400吨。
¨平台于1999年1月建成，2000年3月投入使用。
根据设计方案，使用寿命为19年，能开采
1360米深的海底石油。设计生产能力为日产
原油18万桶、天然气7500万立方米。
¨里约热内卢当地时间3月15日，巴西最大的海上
石油钻井平台发生严重的爆炸事故，爆炸事故引
发了大火，爆炸发生时钻井平台上共有175名员
工，造成大量人员伤亡。
¨爆炸使这座40层楼高、重达吨的钻井平台受
到严重毁坏。接下来发生的大火导致钻井平台已
基本被毁。
¨由于该石油钻井平台的日产油量占巴西日产油量
120万桶的75%以上，因此它的损毁对巴西的经济
产生较大影响。
¨不过，如果钻井平台下沉的话，估计将
有1500立方米原油和柴油燃料泄漏到海
上。
¨经过5天紧急抢救，巴西石油公司仍然未
能阻止世界最大的半浮动式海上石油钻
探平台20日的沉没。
¨经济损失：仅事故造成的油井停产就将
使巴西每天损失300多万美元。事故将使
巴西预计2005年实现石油自给的目标推
迟3年才能实现。
¨但巴西石油公司的专家们现在顾不得考虑这些
了。目前最大的担心是原油进一步的泄漏以及
可能产生的环境污染问题。
¨装有120万公升柴油燃料的容器沉入1350米的
海底后，会由于海底高压导致漏油。
¨另外，平台输油管如果破裂，30万公升的原油
也有可能顺海水扩散。
¨ 据称，为了防止原油外泄，在平台下沉前，
油气井就已经被关闭。巴西石油公司已在周围
部署了11艘载有悬浮障碍物和石油分散化学物
质的清洁船以及一个可以部分潜水的平台。
油井井喷所造成的局部海域严重污染
¨ 1969年1月美国加利福尼亚的圣巴巴拉湾离岸
近20千米的一个钻井发生井喷，致使地层断裂，
约1．3万吨原油喷出，持续了12天，油膜沿岸
伸展达40千米，大量海鸟、海栖动物、海洋鱼
贝类受到污染损害，清除海岸油渍及石油污染
造成的损失达500万美元。
¨ 1977年4月22日，在挪威埃科菲斯克油田的布
拉沃油井发生井喷，在8天的时间内喷出了2．
8万吨原油，污染了油田周围300千米的海面，
惊动了北海周围的国家。
5、 海底石油开采
¨主要途径：
1）油井井喷；
2）油管破裂；
3）钻井过程 。
¨年输入量：100万吨以上。
¨ 1979年6月3日，墨西哥湾Ixtocl油井发生井喷，
到1980年3月24日才封住，在此期间，估计大
约有47．6万吨原油泄入水中，油污水域面积
不断扩大。
¨ 1988年7月2日，我国渤海石油公司的“渤海七
号”钻井平台发生了持续28小时的井喷，约有
数百吨原油进入渤海湾，海洋生物受到严重损
害。
¨海上油田输往陆岸的管线，也常发生破裂、漏
油事故。例如198O年4月，北海油田一条油管，
因船只抛锚砸坏了输油管道，致使大约210万
升原油泄漏入海。
第四章 海洋石油污染
海洋石油污染来源与危害
石油的组成与溢油鉴别
海面上油的扩散迁移
海洋环境中油的自净化作用
海洋石化企业的HSE管理模式
——从“木桶理论”到“蝴蝶效应”
二、海洋石油污染的危害
1、对海洋生物的危害
2、耗氧
3、破坏海滨环境
4、对人体健康的影响
1）对海洋生物的危害
¨海洋是水禽之家，也是涉禽的栖息地。海洋一旦
遭到石油污染，许多海鸟就会面临灭顶之灾。
¨一升石油完全氧化，需要消耗40万升海水中的溶
解氧。大量石油涌入海洋，造成海水中严重缺氧，
会使海洋中的生物很快窒息死亡。
¨潜水鸟在海水中潜游一段距离后上浮时，海面上
的油污就像油质外套一样 披在它们身上，使其再
次落入水中，这样不断上浮下沉，下沉上浮，使
它们在惊恐中死去。对于飞翔能力较强的海鸥来
说，只要偶然接触到漂浮在海面上的油膜，石油
就会渗入或粘住它们的羽毛，使它们游不动也飞
不起。
¨油污还会使羽毛失去保暖性能，结果海鸟变得
怕冷以致冻死。
¨ 受轻度污染的海鸟，虽然有时侥幸游到海滩
免于一死，但海滩、卵石上也沾满油污。它们
用嘴梳理羽毛时，往往又把大量石油吞入肚内，
从而严重刺激消化道，造成厌食，最后饿死。
¨侵入海鸟体内的石油化合物还能引起肺炎或使
其神经失常，甚至降低鸟卵的孵化率。
¨可见，石油污染海洋对海鸟资源破坏之严重是
难以估量的。
2）耗氧
¨ 1升油氧化将要耗400m3海水中氧，加之
油污染油膜复盖在海面，影响光合作用，
也影响氧的产生，就可能影响到海域自
净能力。
3）破坏海滨环境
¨最近的例子当属1991年的海湾战争。为阻止多
国部队的海上进攻，1991年伊拉克打开艾哈迈
迪输油管，每天将几十万吨原油倾泻入海，在
湾内形成一片长56千米。
¨宽16千米的油膜，几天后溢油总量就达到约
170万吨，而且每天以24千米的速度向南漂移，
其规模之大，为历史所罕见，由于海面浮油层
很厚，海水几乎掀不起浪，流起来发出"汩汩"
的声音，看上去像污秽的泥浆。
¨ 在海湾战争中，大量原油入海，先后形成
三片共约1200平方公里的油膜，给近岸海域生
态环境造成了巨大的危害，造成世界最大的海
洋石油污染事件。
¨据世界环境监测中心报道，原油污染给海湾生
态造成了严重恶果，约100万只水鸟丧失了沿
岸滩涂上的栖息地，油污沾满了鸟儿的羽毛，
它们因无法飞行和觅食而大批死亡。海水中的
鱼类也因缺氧和中毒而丧命。巴林湾的600头
世界稀有海象因海草污染而面临丧生的危险。
海湾战争造成的污染几十年都难以消除。
¨沙滩上的臭油块是海洋石油污染最直观
和最常见的现象。
¨沙滩上的臭油，又叫沥青球，它的主要
化学成分是碳氢化合物，其中芳烃，特
别是多环芳烃和通过食物链在生物体内
能生成四氢二醇环氧化物的苯并（a）芘
[B（a）P]是对生物正常发育有害的组分
之一。
¨国内外的大量研究亦证明，它们也是极
强的化学潜在致癌物质。
4）对人体健康的影响
¨石油污染是海洋第一污染。
¨石油的化学组成极其复杂，目前人类从中分析
出200多种单纯的成份，限于技术上的难度，
某些成份还很难分离出来。
¨其中许多有害物质进入海洋后不易分解，不仅
危害水生生物，并经生物富集，通过食物链进
入人体，危害人的肝、肠、肾、胃等，使人体
组织细胞突变致癌，对人体及生态系统产生长
期的影响。
石油的组成与溢油鉴别
¨一、石油的组成
¨二、海上溢油的鉴别
一、石油的组成
¨石油是一类天然烃类混合物的总称，未
经加工的石油称为原油，原油一般为黑
色或深棕色，是多种烃类的复杂的天然
混合物，比重一般～。
¨
原油的平均组成
¨原油具有如下的平均组成：即汽油(C
4
～
C
12
) 40%；煤油(C
12
～C
16
)10%；轻馏分
油(C
12
～C
20
) 15%；重馏分油(C
20
～C
40
)
25%；残余油(＞C
40
)10%。
¨若按分子结构：直链烷烃约占30%；环烷
烃50%；芳香烃15%，杂环碳氢化合物5%。
表 原油的化学(元素)组成
元素 原油 气体 液体油 沥青
碳 83～87% 76 84 83
氢 11～15% 23 13 10
氧 5% 2
硫 6% 4
氮 % 1
金属 %
不同地区原油成分的含量和物理性质比较
产地 比重 总硫
（ppm
）
蜡
(%)
钒
(ppm
)
镍
（ppm
）
V/Ni 沥素
烯
(%
)科威特 27 9 3
伊朗 107 37
委内瑞拉
(TiaJuana
)
170 16
利比亚 20 5
阿尔及利
亚
1 1
尼加拉瓜 7
委内瑞拉
(Guanipa)
- 105 18
二、海上溢油的鉴别
¨ 尽管原油在海水中浸泡后，其特性有不
同程度的变化。但总硫含量，钒镍比值，
卟啉以及正构烷烃和有机硫色谱的变化
不大，具有相对稳定性。这就提供了鉴
别海上石油污染源的依据。
二、海上溢油的鉴别
¨ 1.微量组成鉴别
¨ 2.“指纹”鉴别
1.微量组成的鉴别
¨目的：鉴别海上石油的来源。
¨国内外原油的比较：几种国内原油除胜
利原油外含硫量都较低，多数在%以
下，含镍卟啉、钒镍比值较低(在以
下)。而伊拉克原油含硫量较高(2%)；含
钒卟啉、钒镍经值比较高()。阿尔
及利亚原油虽然含硫量也较低(%)，
但钒镍比值为，故仍可与国内原油相
区别。
国内原油比较：
¨大庆、大港、渤海和辽河原油基本上属于
同一类型，其主要特点是：紫外光谱吸收
峰比值普遍较高，均在以上，总硫在
%之间，属低硫油。多为贫卟啉，
钒镍比值较低，为～。
¨胜利原油属另一种类型，紫外光谱吸收峰
比值较其他原油稍低，为～，总硫
在～%之间，属高硫油。含有相当
数量的镍叶啉，钒镍比值(～)较
其他四种原油为高。
¨石油卟啉是石油形成过程的中间产物，
是不同产区和原油的特征组分，称为“
微化石” 。
¨由于石油卟啉对高温敏感，180～250℃
卟啉结构破坏，石油产品加工过程都需
要300～500℃，故石油产品的高沸点和
低沸点馏份，都不具备保存石油卟啉条
件。
¨所以，借助卟啉的热解性，可以作
为区分原油与成品油的重要依据。
再结合红外分光光度法和气相色谱
等手段，还可以区分非石油类物质。
2.“指纹”鉴别
¨海上溢油鉴别方法有所多种，主要是利
用各种色谱分析方法，根据溢油样品色
谱特征指纹与标准指纹比较而确定。
¨
海面上油的扩散迁移
¨ 一、油的扩散
¨ 二、扩散面积经验式
¨ 三、油膜
一、油的扩散
¨海洋中石油扩散过程一般可分为两种类
型：点源瞬时扩散和点源连续扩散。
¨点源瞬时扩散是指一次将油浊废水投奔
海上而引起的扩散现象。
¨点源连续扩散是指象船舶触礁，碰撞使
所装载的油在一段时间内连续不断地流
出所引起的扩散现象。这两类扩散现象
具有不同的特征。
二、扩散面积的经验公式
¨ (Blokker公式) ：
¨ Dt
3 - D0
3= （24/π）*K*(dW - d0)（d0/dW）Vot
¨式中：
¨ D0为t=0时，油膜的直径(m);
¨ Dt为t(分)时刻油膜的直径(m)；
¨ dW为海水的比重(一般取)；
¨ d0为油的比重(一般取)；
¨ K为Blokker常数(经验系数，如中东油取15000／分)；
¨ V0为排入海油总量(m
3)；
¨ t为时间(分)。
三、油膜漂移速度和厚度的计算
¨ 油膜运动的影响因素：
¨洋流速率（ u
流
）、风速（ u
风
）、油粘
度等。
¨油膜速度的计算：
¨dx/dt = u
流
+ u
风
¨油膜厚度的计算：
ht=(V0/π)
1/3（SW/3S0(SW-S0)·KC·t）
2/3
ht--油膜厚度(μm)；
SW ，S0 --分别为油，水密度；
V0--油体积(cm
3)；
KC--常数；
t--扩散时间(秒)。
表 不同色泽油膜的厚度及油量
油膜色泽 油膜厚度
（μm）
油量
加仓／英里2 升／公里2
刚可见 25 44
银色光彩 50 88
出现亮带 100 176
彩色亮带 200 352
彩色暗带 666 1170
彩色深暗带 1332 2340
课堂小测
¨ 1. P157：习题14，15；
¨ 2. 简述海洋石油的来源与危害（以课堂讲
解内容为主，适当展开论述）（500字左
右）。
¨简述海洋环境中油的自净化作用
（300~ 500 字）。（P39~43）
海洋环境中油的自净化作用
¨一、石油蒸发
¨二、石油的溶解
¨三、乳化作用
¨四、石油在海洋中的光化学氧化
¨五、海洋中石油的微生物降解作用
一、石油蒸发
¨石油蒸发是一种使海洋油污染自然
净化的重要过程，挥发速度取决于
石油的组份、温度和油的蒸气压以
及海况。
表 某油田废水
指标 含量 指标 含量
含油量(mg/L) 5000～10000 Ca++(mg/L)
矿化度(mg/L) 2400～2600 Mg++(mg/L) ～
水温(℃) 50～60 Na++K+(mg/L) 700～844
pH ～ HCO3
(mg/L) 950～1000
总铁(mg/L) 痕 CO3
2(mg/L) 90～100
环烷酸(mg/L) Cl(mg/L) 618～635
表面张力(达因／
厘米)
SO4
2(mg/L) 12～15
