海洋面积辽阔,储水量巨大,因而长期以来是地球上最稳定的生态系统。由陆地流入海洋的各种物质被海洋接纳,而海洋本身却没有发生显著的变化。然而近几十年,随着世界工业的发展,海洋的污染也日趋严重,使局部海域环境发生了很大变化,并有继续扩展的趋势。
什么是海洋污染
随着社会经济的发展,人口的不断增长,在生产和生活过程中产生的废弃物也越来越多。这些废弃物的绝大部分最终直接或间接地进入海洋。当这些废物和污水的排放量达到一定的限度,海洋便受到了污染。诸如海洋油污染、海洋重金属污染、海洋热污染、海洋放射性污染等等。受到污染的海域,会造成损害海洋生物,危害人类健康、妨碍人类的海洋生产活动、损害海水使用质量、造成优美环境的破坏等。
由于海洋的特殊性,海洋污染与大气、陆地污染有很多不同,其突出的特点:
一是污染源广,不仅人类在海洋的活动可以污染海洋,而且人类在陆地和其他活动方面所产生的污染物,也将通过江河径流、大气扩散和雨雪等降水形式,最终都将汇入海洋。
二是持续性强,海洋是地球上地势最低的区域,不可能像大气和江河那样,通过一次暴雨或一个汛期,使污染物转移或消除;一旦污染物进入海洋后,很难再转移出去,不能溶解和不易分解的物质在海洋中越积越多,往往通过生物的浓缩作用和食物链传递,对人类造成潜在威胁。
三是扩散范围广,全球海洋是相互连通的一个整体,一个海域污染了,往往会扩散到周边,甚至有的后期效应还会波及全球。
四是防治难、危害大。海洋污染有很长和积累过程,不易及时发现,一旦形成污染,需要长期治理才能消除影响,且治理费用大,造成的危害会影响到各方面,特别是对人体产生的毒害,更是难以彻底清除干净。
污染海洋的物质众多,按污染物的性质和毒性,以及对海洋环境危害方式,大体可以把污染物分成以下几类:一是营养盐类和有机物质,如工业排出的纤维素、糖醛、油脂等,生活污水中的粪便、洗涤剂和食物残渣等;二是细菌和病毒等病原体,大多是由陆地废弃物携带进入海洋的;三是重金属和酸碱类物质,主要有汞、铜、锌、钴、镉、铬等重金属,以及砷、硫、磷等非金属和各种酸碱;四是有毒化学制品,主要是化肥和农药的残留物。
一、石油对海洋的污染
浩淼无垠的海洋曾带给人来无尽的想象,几千年以来受到人类活动的影响相对较小。但是近半个世纪以来,人类活动范围的大幅提高已经令海洋生态环境变得十分脆弱。在这些破坏海洋生态的活动中,原油泄漏造成的影响尤其恶劣。这是由于石油在工业化中的重要作用,以及全球石油分布的严重不均衡性,使石油的运输显得格外重要。目前,世界所需石油的三分之二经海路运输,经常运行在航道上的油轮有7000艘之多。由于大型油轮的营运成本较低,而经济效益却很高,因此,在现代技术所能达到的范围内,建造的油轮吨位越来越大。大型油轮失事以后,其中的原油部分或全部流入海洋中,从而造成严重的海洋石油污染。此外,近海采油平台及输油管的石油泄漏事故,也是造成海洋石油污染的重要原因。据联合国环境规划署报告,流入海洋的石油每年为200万吨至2000万吨,以至在主要的航道上都有明显的油膜分布。
目前,大多数开发者集中在近海海域勘探开发。随着海洋石油勘探开发的飞速发展,有的钻井船和采油平台,人为地将大量的废弃物和含油污水不断地排入海洋,因此,在不同的程度上对近海海域的自然环境造成了一定的影响。
海洋石油开发对海洋造成污染主要表现在:生活废弃物、生产(工作)废弃物和含油污水排入海洋;意外漏油、溢油、井喷等事故的发生;人为过程中和自然过程中产生的废弃物和含油污水流入海洋中。
海洋石油污染影响时间长、影响范围大,对生态环境的污染是极为恶劣的,将其称之为“海洋杀手”毫不为过。
1影响海气系统间物质和能量的交换
石油是不溶于水的化合物,进入海洋中的石油会在海面上形成大面积的油膜,影响了海气系统物质和能量的交换。通常情况下,1吨石油在海上形成的油膜可以覆盖12平方千米的海面。海面覆盖着粘稠的大面积的油膜,影响了大气中的氧气进入海水中,影响了海洋对大气中二氧化碳等温室气体的吸收,使温室气体相对增多,进一步使全球变暖;大量海水不容易蒸发进入大气,使污染海区上空空气干燥,降水比其他海区明显减少。海洋上存在石油薄膜,海面的反射率加大,大大减少了进入海水中的太阳能。石油薄膜厚度小于1毫米时,22摄氏度的海面温度经过10小时大约可增加1摄氏度,更厚的油膜在同样的时间里将产生更大的效果,海面温度将升高几度。油膜的存在使海洋潜热转移量减少,污染海区上空大气,使海洋失去调节作用,产生海洋荒漠化现象,直接影响到当地的气候和生态环境。
2破坏海洋生态系统
石油在海面上的氧化和分解需要大量的氧气。据统计,1升石油完全氧化达到无害程度,大约需要4万升的溶解氧。造成海洋中氧减少,二氧化碳的相对增多,以及进入海水中的太阳光减少,使海洋中大量藻类和微生物死亡,厌氧生物大量繁衍,海洋生态系统的食物链遭到破坏,从而导致整个海洋生态系统的失衡。石油泄漏到海面,几小时后,便会发生光化学反应,生成醌、酮、醇、酚、酸和硫的氧化物等,对海洋生物有很大的危害;海水含油量在0.1毫克/升时,孵出的鱼苗大都有缺陷,海洋石油污染使石油黏附在鱼卵和鱼鳃上,使鱼类大量死亡;许多海鸟也因为翅膀黏附石油而不能飞行或在海中浮游以及食用被石油污染的鱼虾而生病死亡。由于向海洋排放的含有污油废水的比重大于海水,以及泄漏后的石油滴会黏附在海洋悬浮的微粒上沉落海底,这些有毒物质常常沿海底流动,污染了海底的底质和生物等,使生物大量死亡,破坏了海洋的生物多样性。海洋一旦遭到油污,后患将持续几十年。1991年海湾战争期间泄漏入海洋的石油数量高达150.7万吨,使当地沿岸生态遭受毁灭性破坏,生态恢复至少需要100年时间。
3制约人类社会和环境的可持续发展
海洋作为一个巨大的资源宝库,是人类可持续发展的重要物质基础。海洋石油污染的发生使鱼虾类、贝类大量死亡,海带、紫菜等藻类腐烂,直接影响了海洋养殖和捕捞业的发展。石油污染物的生物富集作用严重影响了海洋生物的健康,人们食用这些被污染的海产品也会造成慢性中毒,甚至危及生命。海水中含有的石油及石油氧化物污染了海水,使沿海地区的海盐生产等传统海洋工业生产受到影响,也污染了沿海地区的地下水。大量海上泄漏石油被海水冲上潮间带,形成很厚的石油覆盖层,污染了海滩并使沿海的植物、海鸟、海兽等死亡,也大大降低了空气质量和一些沿海景区的旅游价值。海洋荒漠化使海洋水循环蒸发环节减弱,进而影响整个系统,使陆地上降水减少、荒漠化现象更加严重,对全球灾害性天气的产生和气候变化也具有明显的影响,不利于环境的可持续发展。
重大事故:美国墨西哥湾原油泄露事件
2010年4月20日,一个名为“深水地平线”的钻井平台突然在美国路易斯安那州威尼斯东南约82公里的海域处引爆。灰色的团状烟雾与熊熊大火互相交织,灭火船迅速赶往现场,一场纪实版的水上火山电影呈现在人们的眼前。统计数据称,事故造成了11人失踪。
爆炸持续了36个小时,之后整个钻井平台沉入了海底,很快时间内,不断有原油浮现在海面上。
墨西哥湾上先是出现了一条条的油黄色飘带,此后又能看到一个长宽各达183公里、67公里的大型污染区,而且该污染区还不断伸向墨西哥湾的岸边,被污染的海域面积也随之扩大。
事发时,工人在钻井底部设置并测试一处水泥封口,随后降低钻杆内部压力,试图再设一处水泥封口。这时,设置封口时引起的化学反应产生热量,促成一个甲烷气泡生成,导致这处封口遭破坏。
这个甲烷气泡从钻杆底部高压处上升到低压处,突破数处安全屏障。钻井平台上的工人观察到钻杆突然喷气,随后气体和原油冒上来。气体涌向一处有易燃物的房间,引发了一系列爆炸,最后造成钻台大型引擎的爆炸。
4月28日,专家估计,这个油井每天漏油大约5000桶,5倍于先前估计数量。与此同时,工程人员又发现一处漏油点。为避免浮油漂至美国海岸,美国救灾部门“圈油”焚烧,烧掉数千升原油。
5月8日,在最初的“金钟罩”方法封堵失败后,工程师们决定采取“垃圾弹”手段,即收集众多物品碎片,以极高压射进油井以期堵塞封井器。在这之前,英国石油公司试图用一只特制的水泥罩罩住油井,然后用管子把漏油导上海面后吸出,但最终均宣告失败。
5月16日,新采用的“吸油法”初见成效。英国石油公司宣布,他们已经凭此收集了约15万桶浮在海面的原油。但不久之后人们发现,此法吸油量极其有限,根本抵挡不住源源不断涌出的原油。
5月27号,专家调查显示,海底部油井漏油量从最初的每天5000桶,上升到2万5千至3万桶,演变成美国历来最严重的油污大灾难。原油漂浮带长200千米,宽100千米,而且还在进一步扩散。为了帮助美国排除原油泄漏造成的污染,10多个国家和国际组织向美国伸出援手。
5月28日,英国石油公司宣布“灭顶法”封堵漏油失败。这种方法是用泵将较重的液体打入油井,使其压力大于油井外泄的压力,从而减缓漏油速度,然后再向油井漏油处注入水泥封闭油井。但由于井压过大,仍有大量原油溢出。“灭顶法”以失败告终。
事件发生后,英国石油公司先后尝试了多种封堵措施,包括建筑隔离带,使用化油剂、吸油棒、挖油罩、吸油管,采用灭顶法、“盖帽法”,修建减压井等,无一奏效。
随着事态发展,美国政府承受了越来越大的压力,更多地介入到事故处理中来。奥巴马推迟了若干出国访问计划,频频赴墨西哥湾地区视察。政府宣布,路易斯安那州、亚拉巴马州、密西西比州、佛罗里达州部分地区进入紧急状态,路易斯安那州、密西西比州和阿拉巴马州进入“渔业灾难”状态期,成立了独立的总统委员会调查原油泄漏事件,同时暂停发放海洋石油开采许可证。内政部、海洋和大气管理局参与监测油污清理活动,海岸警卫队调动了1000余名队员参与清理油污工作。美国政府司法部也已介入联合调查行动,宣布对墨西哥湾漏油事件展开刑事和民事调查。
6月23日,美国墨西哥湾原油泄漏事故继续恶化,原本用来控制漏油点的水下装置因发生故障而被拆下修理,滚滚原油在被部分压制了数周后,重新喷涌而出,继续污染墨西哥湾广大海域。
7月15日,在墨西哥湾漏油事件发生近3个月后,英国石油公司宣布,新的控油装置已成功罩住水下漏油点,没有新的原油流入墨西哥湾。但是清污工作还在继续……1经济损失市场估计,英国石油公司的赔偿金、清理油污费、建造减压井和其他减缓泄漏设施费用以及路易斯安那州、阿拉巴马州、密西西比州和佛罗里达州的相关支出总共将高达370亿美元。事故还将影响英国石油公司今后在墨西哥湾地区的油气开采业务,打击其金融市场表现。事故发生后,英国石油公司股价大幅下挫,市值从近1823亿美元跌至6月1日的1150亿美元,惠誉国际也将其评级从AA+级调低为AA级,16日进一步降至BBB,并且列入继续观察名单。
美国墨西哥湾沿岸各州也损失惨重。这次漏油事故波及墨西哥湾及周边地区渔业、旅游、能源、航运等多个领域,影响到产值达2340亿美元的经济体系的运转。事故发生后,上述地区旅游业陷入衰退,逾8.8万平方英里水域的渔业作业被迫停止,新的海底钻探工程也暂时叫停。有的经济学家认为,如果处理不好这次事故,有可能冲击美国脆弱的经济复苏进程,甚至导致经济的衰退。
对于沿岸渔民来说,漏油事件带来了灾难性后果。路易斯安那州、密西西比州及亚拉巴马州进入“渔业灾难”期,到5月28日禁渔面积已达15.7万平方千米,占美国在墨西哥湾专属经济区总面积的四分之一。在美国,墨西哥湾渔业年产值高达65亿美元,仅次于阿拉斯加州,是美国海产品的重要来源地。渔业也是佛罗里达和阿拉巴马一些地区地方经济的主要支柱。漏油事件影响到渔民、批发商、零售商、加工厂等海产品产业链上的每一个环节。
不仅渔业如此,旅游业也将受到很大影响。作为支柱产业,佛罗里达州旅游业年产值约600亿美元,年吸引游客8000万人次,占佛州全年税收的21%,支撑100万人就业,仅彭萨科拉湾旅游业一年收入就达5.52亿美元。墨西哥湾周围各州的旅馆业和游船租赁业已出现了游客取消预订的情形,旅游业面临严重冲击。