化学分散剂由
表面活性剂、溶剂和少量的助剂构成。表面活性剂能显著降低油和水之间的界面张力,溶剂能稀释油类并降低油的黏度以利于乳化,稳定剂能调节pH并增加乳液的稳定性。溢油后施加分散剂可以使油滴的尺寸减少到微米级,因而从视觉上减轻污染,同时也减少大片油污粘附于海岸带的几率。
基本内容
化学分散剂一般用
表面活性剂和有机载体(通常是
溶剂或
聚合物)组成,
分散剂用作不相容物质间的
媒介物。在工业上,很少有化学品的用途比表面活性剂更广泛,化学分散剂是表面活性剂中的一类多作用品种,正日益广泛地应用于泄漏石油净化到工业处理乃至油漆,涂料和个人用品中固体的稳定化应用等。
处理溢油的方法主要有物理、化学和生物法,其中施加化学分散剂是常用的应急处理方法。
在石油泄漏事故的善后处理中,分散剂的应用东山再起,重新受到重视。分散剂包围泄漏的石油,将水面上漂浮的大片原油或炼制的石油分散成细小的珠滴。在适当条件下,分散剂处理可分散90%的泄漏油,而机械处理法最多只能分散15%。
影响因素
化学分散剂主要由溶剂和表面活性剂组成,在海洋溢油应急处理中得到广泛应用。其分散效率的影响因素很多,实际上,目前尚未完全清楚这些因素是如何影响化学分散效率的,而且许多因素是相互关联,难以完全分开的。下面以原油为例,研究化学分散剂分散效率的影响因素。
原油的组成、
粘度、倾点,使用分散剂的
环境温度、
盐度,环境水体的
水动力学特征以及分散剂喷洒后的混合能量的提供都决定了化学分散的效率。因此,用化学分散剂处理
溢油的实际效果是一个综合因素的体现,在决策是否使用分散剂时,既要考虑其对环境生态的影响,又要考虑其效率的影响因素。
粘度影响
一般来说,高粘度油是难以化学分散的。原油粘度的增加以两种方式降低油的可分散性:
1、油的
粘滞性阻碍了分散剂向油-水界面迁移,分散剂难于渗透并均匀混合于粘油中;
2、将油膜剪切为油粒子需要更多能量。
倾点影响
石油
倾点是指在特定的试验条件下(如GB 3535-83 石油倾点测定法),试验油开始流动的温度,在此温度以上的环境条件下石油呈液态,而且温度越高,流动性越好。实践证明,分散剂只能对流动的油有效,如果油凝结成块,则分散剂不能渗透其中,并且很容易从结块的油表面滑落入水。
温度影响
关于温度对乳化率影响的研究报道很多,基本上认为:
1、分散剂配方中有些组分,例如氧乙烯化
表面活性剂,在较低温度下,其水中溶解度较大,导致油-水界面上的表面活性剂随温度降低而损失及表面活性剂混合物的综合HLB值(亲水-亲油平衡值)的改变。这都将影响分散剂的效率,大多数表现为分散剂的乳化率随温度降低而降低。
2、环境温度影响着分散剂和油的
黏度及
流动性。在较低温度下,一方面由于油和分散剂的粘度提高了,使分散剂难于渗透进油内并均匀混合;另一方面,喷洒在油上的分散剂,可能从油表面滑离,进入周围水体中,而使其没有什么效率。所以在过低温度下不宜进行化学分散。
原油组成
众所周知,原油的组成很复杂,其组成影响着化学分散的可能性。同一种分散剂对不同原油的乳化率差别很大,并非仅仅由于不同的粘度和倾点所致,其组成和固有表面活性剂的影响同样重要。一般来说,油的可分散性随着其中脂肪烃含量的增加而增加;随着芳烃、极性物质及沥青烯含量的增加而减少。
使用原则
我国海事部门规定,分散剂产品必须取得海事局颁发的有效的产品型式认可证书才能在港口、码头和船舶上处理溢油。《溢油分散剂使用准则》允许合适的用户在限定的水域内为应急处理溢油事故而自行决策使用限量的分散剂,资格的认可或取消均由主管部门确定。如果溢油向水产养殖区、
生态保护区等敏感区域移动,可能造成
生态破坏或经济损失时,可以考虑应用分散剂。
美国的环境法规要求在浅水滩或者在
海滩上使用石油分散剂需要有RRT和OSC的允许,在近海岸和浅水区决定是否使用相应的分散剂需要更加严格的科学调查。2010年DWH石油泄漏事件中,根据美国石油和危险物质污染的应急方案,RRT得到批准并授权在近海使用分散剂。数十年来,石油分散剂的应用已经成为减缓海洋溢油影响的重要措施。