曹 兴

（甘肃省生态环境应急与事故调查中心，甘肃 兰州 730000）

关键字：石油管道；水环境污染；应急处置；应急工程；修筑应用

随着城镇化和经济社会的不断发展，我国石油开采力度不断加大，石油的储运建设规模也随之扩增[1]。采用管道长距离运输石油具有运输方式简单、不需要专门运输设备及交通工具等优点，成为我国大范围、长距离石油输油主要方式。但长输油管道一旦发生穿孔、破裂及凝管等事故，输送油品泄露进入水体将造成水体污染，需采取紧急应急措施予以处置。2011-2018 年，甘肃省突发水污染事故24起，其中长输油管线破裂引起的突发水污染事件4起。

梳理分析国内河流油污染事件现场应急处置技术研究，许多学者均针对活性炭吸附技术、防扩散技术、水利调蓄工程技术、应急监测预警技术等单个技术进行了研究[2-8]，缺乏多种应急处置技术综合运用的系统研究，现场应急处置中至关重要的拦截坝、活性炭吸附坝、引流导流渠等应急措施的应用研究尚属空白，明显落后于实际需要。各地在此类事件应急处置中因缺乏成体系研究及技术指导，往往是依靠经验或者现场“发明”，严重制约应急处置效率，难以应对重大河流油类污染事件，是困扰此类事件应急处置的主要问题之一。

1 先期处置

先期处置是指事故发生后事发单位启动突发环境事件应急预案，采取切断或者控制污染源以及其他防止危害扩大的必要措施，同时也包括及时向可能受到危害的单位和居民通报，向事发地县级以上环境保护主管部门报告[10]。事发单位第一时间组织应急人员做好安全防护后进入现场开展人员抢救、停输、堵漏、消除隐患、设定警戒区及警戒标志、破损管道抢修等先期处置工作，控制泄漏油品不进入水体或减少进入水体油量，防止污染形势扩大。

（1）停输：迅速关闭断裂段最近两端阀门。当有油品大量外泄时，现场总指挥根据泄漏情况，通知井站人员迅速停泵，停止输送油品，关闭输油阀门。

（2）堵漏：组织抢修组按泄漏部位特点到事故现场进行现场带压堵漏。针对管道泄漏点的不同类型采用不同堵漏方法。①管道穿孔处理方法是管道降压后，先用木楔把孔堵死，然后带油外焊加强板，或在漏点处贴压内衬耐油胶垫的钢板，用卡具在管道上卡紧，然后进行补焊。②管道破裂处理的方法，对于小裂缝，可用带引流口的引流堵漏器，封堵时将管道的漏油从封堵器的引流口引出，以便进行管道封堵补焊，管道补焊好后，将引流口用丝堵封闭。对于不规则裂缝，可用由内衬耐油橡胶垫和薄钢板构成的“多项丝”封堵器进行封堵。对于需要更换管段、阀门等裂缝比较大的管道事故，可以使用DN 型管道封堵器进行封堵，截断油流，进行作业。③凝管事故处理的方法，处于初凝阶段时，采用升温加压的方法顶挤，当管道开孔泄流后，管内输油量仍继续下降，管道将进入凝结阶段，再顶挤。

（3）现场防消除隐患：石油易挥发的性质致使周围环境中可能存在较高浓度的易燃易爆气体，要防止爆炸或燃烧造成抢险人员伤亡及事故持续扩大化。在液体流散区域内和蒸汽扩散范围内要彻底消除火种、切断电源。对抢修现场进行全面彻底的检查，确认没有火种及其他隐患后进行应急处置和环境治理。

（4）现场消防：将抢修车辆和设备放置在上风口。若事故现场有爆炸燃烧情况，请求当地消防队，配备一定数量的、性能可靠的、符合油品灭火功能要求的消防器材或消防车。若现场有火灾发生时，灭火时禁止使用水喷射法灭火，应采用能控制石油继续燃烧的灭火剂进行灭火，比如常见的干粉灭火剂。

（5）动火作业操作坑：开挖抢修动火作业用的操作坑（有水的地方做水筑坝），动火作业操作坑要符合下列要求：①操作坑应足够大，保证抢修人员的操作和抢修机具的安装及使用；②操作坑设集油坑，使抢修人员操作方便；③操作坑与地面之间设人行通道，通道设置在动火点的上风向，其宽度不小于1m，通道坡度不大于30°。若操作坑距有油水的沟渠比较近，在靠近有油水的一边设置防火墙。

（6）清除油泥：当埋地管道较深有地道时，应将离动点周围处至少5m 的地道破坏，挖走地道内的油泥，并将挖开的地道口用新土堵严实，要用油气检测仪反复检测，确认其油气浓度在安全的范围之内才可以用火，避免在动火过程中发生爆炸坍塌伤人事故。

（7）室内抢修：当在阀室内进行抢修时，打开所有门窗，清理干净房内的油品，然后撒上干粉。

（8）管线支固：当管线穿过固定墩里的管道，因腐蚀穿孔需抢修时，在砸掉固定墩之前，在固定墩前或后找一个合适位置将管线固定、支撑牢固，避免管道失去支撑和固定后出现倒塌或变形。

（9）“大火”试验：当油品停止泄漏时，用油气检测仪检测操作坑及周围的油气浓度，确认在安全的抽气浓度范围之内并进行“大火”试验（在现场油气浓度最高点放置可燃气体爆炸箱，爆炸箱箱体是尺寸为500mm×500mm×700mm 五个加强的有机玻璃面和一个爆炸的泄压面构成的长方体，点火前打开箱体，使得箱体内油气浓度与外界环境一致，封闭点火，观察箱体内有无燃烧、爆炸发生），避免烧伤抢修人员及围观或拾油的群众，开始焊接。

2 应急处置

当泄漏油品进入水体后，在采取上述先期处置措施基础上，应按照“三级防控”应急处置要求，采取防扩散措施和消除污染物措施，将污染控制在一定水域范围内，不汇入下一级河流。同时应调查沿河是否存在饮用水源地，对存在的饮用水源地或水厂取水口的要采用保护措施，并在恰当时机通知附近居民停止取水。

2.1 一级防控——停输堵漏控源

（1）停输：迅速关闭断裂段最近两端阀门。当有油品大量外泄时，应通知井站人员迅速停泵，停止输送油品，关闭输油阀门。

（2）堵漏：接事故报告后，组织抢修组按泄漏部位特点到事故现场进行现场带压堵漏。针对管道泄漏点的不同类型堵漏方式，采用不同堵漏方法。

2.2 二级防控——围堵漏油

组织应急人员，对周围流动扩散的石油进行截流，阻止其继续扩散。在可能的情况下，可采用导流法把流散液体积聚在某一低洼处。可在泄漏点就近挖导流渠和截流坑或沿河边挖一条或数条集油沟，把土工布铺设在导流渠、截流坑或者集油沟内，防止石油下渗污染地下水。

少量漏油用铁锹、桶等工具及时回收。漏油量大时，调动油品车辆对泄漏的石油及时回收，尽可能将污染面积降低到最低限度。回收泄漏石油时，不可选用非防爆型设备，或易产生静电的工具。

2.3 三级防控——控制扩散

若泄露点周围有井盖，做到几百米（视具体情况而定）范围以内的所有井盖密封严实，不得有石油下渗到井内，产生次生污染的其他情况。当两级防控未能达到防控要求，继续污染附近的河流水体时，需采用“围”“堵”“收”的方法控制漏油在河流水体的污染范围。

控制污染扩散的同时，要及时消除水面浮油，降低污染浓度。若被污染的水流入小溪小河，将围油栏放入水中，使用粗钢丝绳将其两头固定在岸边的水泥桩或者大树上，围油栏可以很好的阻截大面积的漂浮油。可利用固定的水泥桩或岸边大树、建筑物等先固定围油栏两端，再将围油栏放入水中，将水面的石油集聚于围油栏内。条件许可时在靠近围油栏的地方修引流坝，以控制石油的扩散；在围油栏内的河面区域铺满吸油毡，吸收河面漂浮的石油。若没有吸油毡也可使用前面提到的一些其他常见吸附材料；若天气恶劣，围油栏等设施收油效果不佳的情况下可采用抛洒凝油剂、人工打捞等方式，控制污染物下移。

水中油的吸附降解，可将油水混合物引到用装有颗粒活性炭的麻袋堆叠成的吸附坝，在水流通过时将其中油吸附下来，再将吸附油后的活性炭妥善处理。也可以利用桥洞，在桥的背水面修筑吸附拦截坝。若被污染的水流入大江大河，则需要投加粉末活性炭去除，必要时可投加高效菌。

3 主要应急措施及其主要应急工程修筑使用

3.1 截留坝

当污染河段水流较小，可以完全截留时，就修建截留坝，对河道中的清水与污水分别截留。

3.1.1 构筑清水拦截坝

清水拦截坝主要用于清污分流，即防止污染点上游水体对污染物的冲刷，减小或减缓污染物移动速度，为应急争取时间并创造有利的应急措施实施环境条件。清水拦截坝建造时可根据现场情况修筑为土石坝、砌石坝，若现场无材料可直接用砂石填充的麻袋进行堆坝。清水拦截坝的修建为上窄下宽，以加强坝的稳定性。

水量较大时，也可采用橡胶坝。橡胶坝是使用胶布按照设计规定的尺寸，锚固定于地板上成封闭状坝袋，用水或气充胀形成的袋式挡水坝，如图1所示。坝袋充水（或气），作用在坝体上的水压力，通过锚固螺栓传递到混凝土基础底板上，使坝袋得以稳定。不需要挡水时，放空坝袋内的水（或气），便可恢复原有河渠的过流断面。

图1 橡胶坝使用示意图

3.1.2 构筑污染水截留坝

按水流方向迅速建立若干道拦截坝，对污染物进行围堵，减缓污染物扩散速度。此工程适用于能将污染水全部截留的情况。河水流量小时，直接用砂石填充的麻袋进行堆建，流量大时，也可使用采用橡胶坝。截留坝也可利用填充活性炭等的麻袋等修建成吸附坝。

3.1.3 清水拦截坝内的清水引流

清水拦截坝内的清水必须通过引流的方法，及时绕过污染区域，一方面可以减缓污染的扩散，另一方面可以避免小河上游清水流经事发点，冲走被河床和围堰残留的污染物污染。根据引流方式的不同，分为河道外与河道内引流两种方式。实际中可以根据水量与地理条件选择使用。

（1）河道内引流。当污染河段不太长时，可采用河道内引流的方式。即先在小河上游建造清水拦截坝，采用钢管或者其他管道将清水拦截坝内的清水引流污染区下游。河道内引流管及其引流管修建方式如图2 所示。导流管数量根据河流宽度与水量、导流管管径等因素变化，以能将上游清水畅通引至事发地下游为原则。

图2 河道内引流河水示意图

（2）河道外引流。河道外引流就是事发地小河临时改道。当污染河段太长、河水太大或者其他原因无法采用河道内引流时，可以在河道外侧开挖一条应急引流渠，将小河上游清水引入下游未污染河流中。如图3 所示。

图3 河道外引流

（3）河道永久性改道。若污染严重，可以启动河道永久性改道工作，通过在原河道和新河道之间砌筑河堤的方式，将河道向远离事发地方向改道。

3.1.4 污染水截留坝内漏油的处理

（1）截留坝内处理。围油栏可以很好的截留大面积的漂浮油，也可以采用吸附材料吸附。一般情况下采用吸油毡（如图4 所示）、活性炭等吸附材料对可浮油进行吸附，紧急情况下也可采用玉米秸秆、小麦秸秆进行吸附。也可采用混凝吸附：投加絮凝剂配合吸附，可以更好地去除乳化油。投加工程菌：最后投加专项微生物（工程菌），以降解溶解油。

图4 河道中截留坝内采用吸油毡处理示意图

（2）截留坝外修建截留坑处理。如果地理条件允许，可在污染水截留坝旁边构筑截留坑（如图5所示）。截留坑挖好沟后应及时用土工膜敷设于沟槽及坑内外，防止污染地下水。将截留坝内的污染水引到截留坑内，在截留坝和截留坑内同时拦截、吸附处理污染水。也可将污染水全部引入截留坑内按需要程序处理，及时恢复河道畅通。

图5 截留坑处理示意图

3.2 活性炭吸附坝的做法与使用

当污染河段水流较大，使用截留坝无法完全截留时，就要采用河水过流吸附的处理方式，常见的是活性炭吸附坝处理方式。活性炭吸附坝是突发环境应急中常用到的一种设施。活性炭可分为粉末状、颗粒状、不定型、圆柱形、球形等形状，突发环境应急中建议选用煤质颗粒状活性炭作为填充物，即应当选取颗粒活性炭（粒径2～4mm）进行袋装筑坝，以免引起水力阻力过大而使吸附坝垮塌。向截流坑（池）、河道内截留坝、甚至流动水体中高浓度区，在投加絮凝剂时，也可配合使用活性炭进行吸附。

3.2.1 河道外引流坝筑吸附

选河流落差较大一段，在岸边挖个大坑，设置引流渠，通过落差可以将河流中的水自流进入坑内；坑的另一侧用装有颗粒活性炭的麻袋封堵成透水坝，当坑中的水流出时，水中的油被活性炭吸附（如图6 所示）。修建引流坝时注意，开挖时应先在岸边挖好坑，堆叠好装有活性炭的麻袋后将水引入。叠装有活性炭的麻袋时应该错缝码砌，如有必要还应做加固处理。引入水流时应缓慢，以减小水流对麻袋吸附坝的冲力。

图6 高落差引流坝修筑示意图

3.2.2 河道内筑坝吸附

按水流方向利用填充活性炭等吸附剂的麻袋等迅速建立若干道拦截坝，减缓污染物扩散速度（如图7 所示）。

图7 直接截流筑坝示意图

临时拓宽河道采用机械开挖，河道拓宽区为原宽度的1.5～2 倍；活性炭填装麻袋时不应太满，以平放无圆鼓为宜；根据实际情况用铁丝串联同层麻袋进行加固，铁丝两端固定于河岸；也可用钢管和扣件搭建一个脚手架框架，将钢管框架横向固定于水中（适用于水流较小的河流），框架迎水面用装有颗粒活性炭的麻袋堆砌成坝，如图8 所示。河道水量不大时，同一拓宽区可设多级进行吸附注意，注意筑坝时不可完全将水流堵死，袋与袋之间应有一定间隙使水流通过，应急结束应对拓宽河道进行恢复。

图8 吸附坝的垒作方法

可以合理利用污染河流原有设施进行拦截坝或吸附坝的建造（如图9 所示）。桥梁往往是常用且较佳的坝体依靠，但要注意修建坝体后水流对坝体的冲击要保证在桥体安全的范围内。

图9 利用桥洞的吸附坝示意图

方格脚手架搭建拦截坝时要注意，搭设过程中要及时设置斜撑杆、剪刀撑以及必要的加固结构；严格按规定的构造尺寸进行搭设，一定要遵循横平竖直的原则；采用脚手架制作吸附坝的形式，最高高度不能太大。