海上溢油事故风险评价回顾与展望

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  海上溢油事故风险评价回顾与展望

   摘 要 近年来，海上溢油污染问题日趋严重。突发性的溢油事件具有性质复杂、发生突然、危害严重、处理处置困难等特性，不但给当地渔业、水产养值业、旅游业等造成经济损失，也严重损害了海洋以及海岸的自然环境和生态环境。对此国内外对海上突发性溢油事故的风险进行了深入的研究和探讨，本文介绍和分析了国内外研究现状，并对海上溢油事故风险评价研究的前景和发展方向进行了综合评述。

   随着海上石油运输量的增加，世界油轮进出港口次数也增加，船舶溢油事故也不断发生。中国是石油进口大国，石油运输仅次于美国、日本，居世界第3位。中国石油吞吐量正以每年1000多万t的速度增长。1977－1996年间中国沿海共发生大小船舶溢油事故2353起，平均每隔4天发生一起，溢油量超过10t的重大溢油事故65起，总溢油量超过3万t。溢油事故频繁发生，给渔业、养殖业、旅游业等海洋经济业带来巨大损失，同时也使海洋环境、岸线受到严重污染，给海洋生态资源造成巨大损失。特别是事故造成的经济损失呈高增长态势，对经济发展与海运业发展及环保极为不利。因而，开展溢油事故的研究十分迫切。

   1国外研究进展

   19世纪末，由于内燃机的发明，出现了第一艘油轮并开始运燃料油。20世纪40年代第二次世界大战期间，出现了16400载重吨的标准型T2油轮，随着正常运作中要将货油舱的压载水排放出船外，大量食油污水造成水域污染，防止船舶油污染逐渐被重视。

   1924年，美国制订了《油污染防止法》，之后1954年，英国提出《国际防止海洋油污染公约》（OILPOL54），它是防止船舶造成油污染国际法的首创。但真正认识到油污染的严重性，是在1967年油轮Torrey Canyon和以后的Amoco Cadiz 、Exxon Valdez油污事件后，几万吨乃至几十万吨原油流入海洋，使英吉利海峡两岸和美国阿拉斯加海湾的西部海岸造成重大油污染。因此，美国从1969年开始，举办两年一次的国际溢油会议，反映防治油污染科技的应用与发展。

   抗溢油的应急行动对抑制污染面，减少与消除油污染起着关键性的作用，这首先就要做好溢油预测工作。国外许多学者纷纷以应用随机理论、模糊数学、物元分析等方法，对船舶海上溢油的发生概率进行有效的模拟和预报。有文献采用1964－1992年间美国外大陆架的海上钻并平台和输油管线的溢油历史纪录及1974－1992年间的全球油轮的溢油历史数据对溢油发生率的估计进行了修正，溢油的发生率是用每生产或运输一个单位的油能引起的溢油事故的发生次数来表示的。这种方法在实际中得到广泛的使用。这些计算方法往往相对是简洁的，然而受到数据来源和历史记录的限制计算结果也较为粗糙的。因为对局部的海域而言，其范围内发生的溢油事件概率是非常小的，有时甚至没有溢油的历史纪录，在这种情况下，采用随机理论方法将受到限制，所以这种方法并不适合局部海域的溢油概率分析。同时概率计算无法为溢油事故发生后实际的应急计划提供可操作性的决策建议。

   20世纪60年代初期也相继开发了许多溢油动力模式，大量地建立预测和预报海上溢油及油产品在溢油发生海域的寿命和扩散的数值模式，并据此重点研究如何选择溢油抑制和回收系统的使用地点，以减少溢油对海域环境的影响，这为油污染的防治工作提出有力的依据。

   经过30年的发展，溢油动力学模拟已形成了比较成熟完善的体系，其发展过程大致分为以下三个阶段：第一代基本上是扩散模式，主要是建立了油扩散和挥发的模型，主要分析溢油有限寿命，这种模式尽管延用至今，但可靠性不足；第二代模式由二维有限流体动力学和油在溢出地的寿命分析所组成；如Johansen（1984）和Elliot（1986）能够准确模拟静风或微风时溢油的运动轨迹，但这种简单的公式不可能全面描述油膜运动过程中的动力机制以及油、气、水之间的各种相互作用；第三代模式即综合溢油模式，由一套算法组成，它模拟油在三个方向的寿命和扩散情况，包括平移过程、扩散、表面传播、垂直机械扩散、蒸发、乳化和搁浅，能有效地预测溢油事故后油污的迁移归宿轨迹。较为经典的溢油模型有NOAA（1994）的ADILS模型、Spaulding（1994）的OILMAP模型等，它们都能比较成功地跟踪模拟弥散到水体中的油滴。

   2国内研究动态

   相对国外而言，我国的溢油风险评价起步较晚，这一领域的工作尚属起步阶段，还缺乏系统的方法与研究。随着国际学术交流的增多，我国的溢油风险评价工作逐步朝着与国际接轨的方向发展。

   国内对船舶发生事故的因素分析研究已有相当的历史和发展，大部分是采用事故树的方法统计分析导致船舶海事事件发生的因素。如黄燕品等通过对技术人员的思想素质、业务能力、心理状况等各方面进行综合的层次分析，对如何预防人为因素导致船舶海事进行了量化评估，向决策者和船员提供防止人为失误评估的手段。还有部分学者是通过系统的灰色理论方法对港口危险度的研究，对港口管理、减少事故发生提出科学性的建议。这些对船舶和港口安全进行的因素分析方法，完全可以借鉴并将其应用于船舶溢油的因素分析当中。

   近几年，国内溢油事故的频发使许多学者把重点放在对溢油发生的概率预测和船舶的溢油因素分析研究问题上。肖景坤等应用概率与数理统计理论、人工神经网络理论、线性规划等理论或方法，以我国海上船舶溢油历史统计数据为依据，对我国海域内船舶海上溢油事件的风险概率分析、船舶溢油的因素分析、船舶溢油的危害预报分析等问题进行了较为全面的理论分析与应用研究。也有人采用模糊数学方法对港口区域溢油区化问题时一些因素分析方面的应用研究，如船舶类型、船舶吨位、船舶的技术状态、气候条件、人为因素等。然而这些评价分析显得比较粗糙，并且其对于各种因素对溢油发生可能性影响的确立是较为武断和主观的。

   与此同时，溢油风险的动力学模拟研究在我国也蓬勃发展起来。国家海洋局第一海洋研究所LAGFD实验室研制了溢油漂移全动力模式，模式方程组包括了影响溢油的动力和非动力因子，采用数值方法求解，并在渤海和南海进行了运用。广东海事局与大连海事大学共同开发了珠江口区域海上溢漏污染物动态预测系统，综合有三维潮流模型、三维溢油与化学品漂移扩散模型、溢油风化模型等预测溢漏油品在珠江口水面及水体中的漂移扩散范围和性质变化过程，系统的预测结果与现场实际情况比较相符。但是在计算过程仍存在很大缺陷。总体而言，国内溢油模型的研究以二维为主，三维溢油模型尚未成熟。

   3溢油风险评价的展望

   目前，溢油风险评价的研究得到充分的重视，并且已经在溢油应急反应系统中得到广泛的应用。在实践中，应该承认在某些方面已有了相当的发展，但是还远未成为一个完整的理论体系。它涉及了众多学科，研究的发展和深入与其他学科的发密切相关，因此从系统的角度充分吸纳各学科的最新研究成果，是其发展的必由之路，有许多问题值得开展进一步的探讨和研究。

   （1）详尽的船舶溢油历史资料的缺乏，是溢油风险研究中的重要困难之一。虽然溢油事故已经得到比较广泛的注意，但是对于溢油纪录缺乏系统性和全面性的问题目前仍然存在。因此建立健全海上溢油事故关于船舶、事故纪录的基础性数据库，将有利于海上溢油风险研究的各项工作。

   （2）预测溢油发生的概率以及分析发生特点较多采用数学统计方法。由于原始数据的缺乏和统计方法本身的一些不足，导致概率计算具有较大的主观性和粗糙性。建立合理外推模型，发展各种外推理论，完善对不确定性的量化处理将是溢油风险评价一个重要课题。另外，人为因素在船舶溢油风险概率研究中的地位和作用，是海上溢油风险概率研究中最为薄弱的环节。开展人为差错、人的可靠性在船舶溢油风险研究中的应用研究，将是船舶溢油概率风险研究中的新热点。在船舶溢油风险研究中，深入开展人的因素研究，是提高研究成果的合理性、全面性重要手段。

   （3）溢油动力学的全面发展使溢油风险评价更加全面。如何借助三维溢油动力学模型，综合考虑溶解和永久扩散溢油对水体环境的影响，为应急反应行动提供有效的科学依据等方面的研究并不多见，研究有待深入。

   （4）由于生态系统是一个非常复杂的系统，在评价过程中对生态影响的评价过于简单，甚至于采取忽略的态度。根据实际应用的需要，模拟污染物在环境中的迁移、转化与归宿，包括在生物与环境之间的交换、生物食物链中的迁移、积累等各种模型，在今后对生态效应的研究方法上加强了对群落和生态系统水平风险评价预测模型的建立，并且对有关模型需要加以验证。

   （5）风险评价是一个有机整体，不利事件具有发生具有不确定性。如危害事件具有发生具有不确定性。如危害事件是否会发生？何时发生？什么人或生态受到影响？影响范围多大？影响程度如何等。但在整个突发型污染事故的环境风险评价研究中，往往只注重其中某一个方面，其定性和定量分析以及防御对策、风险管理，目前还没有系统的研究。不断完善系统研究，才能加强对环境风险决策管理的研究，以便对可能引起环境污染或灾害的事件进行更好预测和管理。由于风险评价工作在我国刚起步，尽快建立起相应的风险管理机构，制定适合我国特点的环境风险评价指标体系和评价指南，以便协助和监督风险评价工作的开展。

   （6）溢油事故发生后的赔偿是否及时、足够，在很大程度上决定着溢油清除和环境恢复活动的效率和结果。而我国发生的事故索赔涉及的项目较多，索赔过程复杂。由于在立法上的缺陷和评估理论方法的落后，溢油事故往往得不到充分的赔偿。而赔偿不充分又导致清污费用支付困难，使溢油不能及时清除，许多潜在的损失不可挽回，形成恶性循环，因此重视溢油事故油污损害评估方法的研究和应用势在必行。只有从“防、治、赔”三个方面开展工作，即从对船舶所配备的防污设备和对船员的职能方面的要求入手，达到预防的目的；从建立“油污应急计划”入手，达到在油污损害发生后及时进行治理的目的；从建立“船舶油污损害赔偿机制”入手，达到的油污损害发生后，使受害方以及清除污染方能得到赔偿的目的。只有三方面工作的协调配合，才能确保减少油污损害，保护海洋生态环境。
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