海洋溢油生態損害評估程序及方法探討＊

于春艷，梁斌，韓庚辰，霍傳林，張志鋒，馬明輝

（國家海洋環境監測中心 大連 116023）

海洋是資源的寶庫，是沿海國家經濟發展的命脈。隨著全球石油需求的日益增長，石油的海運量和進出港油輪不斷增多，溢油事故時有發生，海上溢油污染也日趨嚴重，據統計，每年通過各種途徑泄入海洋的石油和石油產品約占世界石油總產量的0.5%［1］。由于事故發生難以預測，帶有偶然性和突發性，且泄油量往往又很大，對局部海域環境和海洋生物的損害大多比較嚴重，也破壞了海洋生態系統的平衡，因此石油泄漏被稱為海洋污染的超級殺手。隨著中國經濟的高速發展，中國已成為僅次于美國的第二大石油進口國［1］。近年來，我國海洋溢油事故發生的頻率越來越高，據統計，1998－2008年，中國沿海共發生大小船舶溢油事故733起，溢油規模也越來越大［2－3］。2002年11月23日發生在天津海域的“塔斯曼?！陛喪录缬统^200t［4－5］；2010年7月16日，位于我國遼東半島南端的大連新港一艘30萬t外籍油輪卸油時輸油管線爆炸，并引發大量石油泄漏，事故雖及時得以控制但帶來的生態損害不容忽視［6］；2011年6月開始，蓬萊19－3油田持續幾個月的溢油事故更是引起了公眾的高度重視［7－10］。

溢油的發生，不但給當地漁業、水產養殖業、旅游業等造成經濟損失，也嚴重損害了海洋以及海岸的自然環境和生態環境。而事故發生后，溢油清除和環境恢復的效率和結果受海洋溢油損害賠償的及時性與徹底性的影響很大。在我國，往往由于缺乏完整的溢油污染生態損害評估程序，導致賠償不充分、費用支付困難，溢油得不到及時清除，造成許多潛在的不可挽回的損失。近20年來我國沿岸發生的50t以上44起溢油事故只賠償了17起［2－3］。因此，開展對海洋溢油生態損害評估程序及方法的研究迫在眉睫。

對海洋溢油污染事故造成的生態損害進行科學評估，是當今世界各國海洋生態環境保護與管理所面臨的普遍技術難題。美國、加拿大、歐洲等是較早開展環境損害評估研究的國家和地區。美國國家海洋與大氣管理局在1996年8月出版的“《1990年油污法》自然資源損害評估指導文件”對自然資源損害評估程序和規則做出了規定；加拿大環大西洋地區環境署在1999年建立了適用于加拿大淡水和沿海生態系統的環境損害評估草案及程序［11－15］。我國相關的專家學者也一直致力于海洋溢油生態損害評估方法及模型的研究。雖滯后于發達國家，但也逐步探索出一些具有實際應用價值的評估模型和方法［16－21］，如：人工神經網絡模型、溢油污染生物暴率模型、影子工程法、機會成本法、海洋溢油經濟損失評估模型、漁業長期捕撈損失量評估模型等。

但是，上述眾多的環境與生態損害評估方法，都不同程度地存在調查監測項目多、評估不全面、對評估損害價值量化難等問題，在這方面的深入探討和研究將成為未來海洋溢油生態損害評估方法發展的必由之路。本文試圖建立一套相對科學完整、簡捷高效的海洋溢油生態損害評估的程序及方法，為今后我國的海洋溢油索賠提供理論支撐。

1 評估標準與方法

1.1 泄露石油成分分析

可依據《海面溢油鑒別系統規范》（GB／T 21247－2007），采用氣相色譜－質譜法（GCMS）分析石油成分。

1.2 石油入海量估算

可依據《海洋溢油生態損害評估技術導則（HY／T 095－2007）》［22］，按式（1）估算石油泄漏入?？偭浚?/p>

式中：G為總溢油量；Si為第i種顏色的油膜總面積；Hi為第i種顏色的油膜厚度；ρ為油品密度；n為油膜顏色的數量。

1.3 單站位評價

依據《海水水質標準（GB 3097－1997）》《海洋沉積物質量（GB 18668－2002）》《海洋生物質量（GB 18421－2001）》對各站位水質、沉積物和生物質量現狀進行單因子評價。

2 數據資料

2.1 現狀與歷史數據

收集整理油污染損害海域相關的水文、氣象、地理、生態、環境、海洋功能區劃、生態環境敏感目標、社會經濟等數據及有關部門的相關報告等資料，并對溢油點及其周圍海域進行調研與岸灘巡視，對事故海域的環境現狀和主要生態敏感區等進行初步分析與判斷。將事故后海域現場監視監測結果與歷史結果進行比較分析，確定事故溢油的受損對象及受損程度，分析溢油對海洋環境損害大小的決定因素，并對油污受損項目進行歸類。

2.2 遙感數據

可利用衛星遙感解譯、航空遙感解譯、船舶監視監測、油指紋鑒定等手段，獲取不同時段海面漂油分布范圍，并綜合考慮溢油初期應急監測及中長期監測的重點評價區域、鄰近海域生態敏感區（如海水浴場、海水增養殖區、海洋保護區等）、重點海灣、岸灘油分布狀況、水文及氣象等，以溢油點為中心，對其周圍鄰近海域以圓形或扇形等形式劃定評價海域范圍。

3 海洋環境污染與生態損害評價

溢油發生后，通常對溢油點及其周邊海域的水文、水質、沉積物質量、生物質量、岸灘、潮間帶生物、海洋生物等項目開展應急及中長期監測。通常情況下，水質、沉積物質量和生物質量的監測指標眾多，在溢油事故中，應重點對石油本身相關的特征污染物進行監測與分析。根據石油及相關組分對水生生物及人體的毒性，借鑒其他國家溢油事件中的主要污染物分類方法，通常選擇石油烴和多環芳烴（PAHs）作為重點監測指標。其中，PAHs是具有高度致癌、致畸、致突變等毒性的持久性有機污染物，被美國環境保護署（EPA）規定為十大類優先污染物之一，它們在水中的溶解度很小，多積累在底泥中，并很快被各種生物所吸收和代謝，因此有必要研究溢油后PAHs在水體、沉積物及生物體內的遷移與轉化行為。石油中也含有正構烷烴等化合物，但由于其毒性小，且容易生物降解，因此國際上在溢油事件中一般均不關注此類化合物。另外，溢油事故發生后，一般會在海面漂油和岸灘油污清除過程中使用大量消油劑，其中化學消油劑主要以表面活性劑為主，在我國現行的《海水水質標準（GB 3097－1997）》中已對陰離子表面活性劑做出濃度限值規定，因此溢油事故發生后應開展海水中陰離子表面活性劑的監測與評價工作。

綜上，海洋環境污染與生態損害評價主要包括岸灘油污染，生物損害，水質、沉積物和生物體中石油烴、PAHs及陰離子表面活性劑等濃度變化情況。同時，應采用事發海域環境質量的現狀評價結果與歷史背景評價結果進行類比分析，分析溢油前后目標海域環境質量的變化情況，評估溢油對目標海域環境質量和生境狀況的影響。

3.1 岸灘油污染

由于我國現行的標準中未對岸灘油污染做出相應規定，因此可參考日本環境省自然環境局《第2回自然環境保全基礎調查海岸調查》中“3－11海岸帶調查綱要”對海岸帶油污染度等級劃分的方法，確定岸灘石油污染程度。按石油污染狀況，可將岸灘原油污染程度分為3級。

輕度污染：觀測區域內灘涂或巖礁上偶有小面積油污分布。

中度污染：油污呈斑塊狀不連續分布，觀測區域內半數左右灘涂或巖礁被油污覆蓋。

重度污染：油污較厚，呈面狀連續分布，觀測區域內60%以上灘涂或巖礁被油污覆蓋。

3.2 水環境污染狀況

水環境污染面積應從兩方面進行評價：一是海面出現油膜漂浮的水域面積；二是因溢油導致的水質等級下降的水域面積。其中海面油膜導致的海水環境污染范圍可采用地理信息系統（GIS）空間分析技術進行計算；海域各類水質等級范圍可采用反距離權重插值法（IDW）等進行劃定，并與溢油前水環境質量等級進行比較。將海面油膜導致的海水環境污染范圍與海水質量等級下降的區域進行疊加，最終確定溢油事故導致的水環境污染總面積。

其中，水質評價可采用單因子評價法，依據《海水水質標準（GB 3097－1997）》確定石油烴、PAHs及陰離子表面活性劑等污染因子的水環境質量等級。但我國現行海洋環境質量標準中對PAHs的含量并未作規定，僅《海水水質標準（GB 3097－1997）》中給出了海水中苯并（a）芘（BaP）的濃度標準限值為2.5ng／L。評價時，可以采用目前國際上通用的毒性當量濃度（PEC）法［23］將PAHs轉換成BaP的毒性當量濃度，見式（2），再用《海水水質標準（GB 3097－1997）》中BaP濃度限值進行比對。

式中：RPi為第i個PAHs單體的毒性當量因子；Ci為第i個PAHs單體的實測濃度，mg／kg。

3.3 沉積環境污染狀況

可采用單因子評價法確定海洋沉積物監測站位中石油烴、PAHs等污染因子的環境質量等級，再根據監測站位的空間代表性確定沉積環境污染范圍及面積。其中，石油烴含量的環境質量等級可依據《海洋沉積物質量（GB 18668－2002）》進行評價；但我國現行的海洋環境質量標準對沉積物中PAHs的含量未作規定，可借鑒《美國華盛頓州海洋沉積物質量標準（WAC 173－204－320）》，PAHs各單體含量經有機碳校正后可進行評價。

3.4 污染物生物累積

可采用單因子評價法對海洋生物體內石油烴、PAHs等污染因子的生物質量等級進行評價，從而確定污染物在海洋生物體內的累積效應。其中，生物體內石油烴殘留量可依據《海洋生物質量（GB 18421－2001）》進行評價；但我國現行的海洋環境質量標準中對生物體內PAHs的含量未作規定，可借鑒《歐盟水產品食用風險最大限值（2006／1881／EC）》的評價標準，采用BaP毒性當量濃度的形式對PAHs的污染進行評價。

3.5 潮間帶生物損害

可選擇受油污染岸灘附著生活的優勢種群、敏感鳥類及大型底棲藻類等作為潮間帶生物損害的評估對象。評價指標要能夠反映生物群落結構狀況，主要包括種群數量及死亡率、藻類種類數量及蓋度等。

3.6 油污海域生物損害

可選擇油污染水域范圍內的浮游植物、浮游動物、大型底棲生物作為海域生物損害的評估對象。評價指標一般包括生物多樣性、種類組成、浮游植物豐度、浮游動物和底棲動物密度及生物量等。如果油污海域包含了紅樹林、珊瑚礁、海草床等典型生態系統，還應重點關注其群落等相關指標的變化情況。

4 海洋生態損害價值評估

《海洋溢油生態損害評估技術導則（HY／T 095－2007）》對生態損害價值評估做了相關規定，但對價值評估與生態損害的相關性未做充分介紹。因此，本文根據海洋環境污染與生態損害的評價結果，對海洋生態損害價值進行全方位評估。溢油事故發生后，對海洋生態環境造成的價值損失可從6個方面進行評估，即海洋生態服務功能損害價值、海洋環境容量損失價值、油污清除費用、海洋生境修復費用、海洋生物修復費用及監測評估費用。

4.1 海洋生態服務功能損害價值評估

溢油會對事故海域生態環境造成損害，從而降低海洋生態服務功能，這種海洋生態系統服務從受損到恢復至正常狀態的這段期間的價值損失為生態服務功能損害價值。通常表現為海水水質、海洋沉積物、潮間帶生物、浮游生物、游泳生物、海洋生物體質量等受損?？砂词剑?）［22］進行計算：

式中：HYE為海洋生態服務功能損失總價值，單位為萬元；hyi為第i類海洋生態系統類型海洋生態服務功能損失，單位為萬元；i為溢油影響區域的海洋生態系統類型；hydi為第i類海洋生態系統類型單位公益價值，單位為元／（hm2·a）；hyai為溢油影響的第i類海洋生態系統的面積，單位為hm2；si為溢油對i類海洋生態系統造成的損失率（%）；ti為溢油事故發生至第i類海洋生態系統恢復至原狀的時間，單位為年；通常以水質、沉積物和海洋生物恢復至原狀的時間計；d為折算率，一般選取1%～3%，其中，海洋生態環境敏感區取3%，海洋生態環境亞敏感區取2%，海洋生態環境非敏感區取1%。

4.2 海洋環境容量損失價值評估

海洋環境容量是一種客觀存在的自然資源，是一種有價資源。海洋環境容量損失是指超過一定限度的污染破壞了海洋環境的自凈功能，使海洋環境損失了容納消解污染物的能力。溢油事故發生后，可將溢油量按比例折算，在一定期限內采取措施控制石油類入海量，用削減石油類入海量的投資費用來估算溢油事故造成的海洋環境容量價值損失。

目前，海洋環境容量損失價值量常用影子工程法進行計算，污染損害的經濟損失為建設污水處理廠的建設費用和處理費用之和（即污水處理的總成本），可按式（4）［22］進行計算：

式中：HYw為海洋環境容量損失價值量，單位為萬元；Wp為建設污水處理廠的費用，單位為萬元；Wq為處理費，單位為萬元／m3；hya為溢油影響的海水面積，單位為m2；K為溢油影響的海水平均深度，單位為m，通常以表層水體0.5m計。

4.3 油污清除費用

油污清除費用根據實際發生的費用進行計算，通常包括污染清理的設備使用費、污染清理所需的物資費用、污染物的運輸與處理費用、污染清理和應急人員費用等。

4.4 海洋生境修復費用

海洋生境修復費用是指恢復受損的生物棲息地至原有狀態的費用，一般包括岸灘修復費用和海洋沉積環境修復費用。岸灘和海洋沉積環境是眾多生物的棲息地，是海洋生態系統的重要組成部分。溢油對海洋生境的影響主要是石油及其有毒有害成分難以降解，對岸灘及海洋沉積環境質量造成嚴重危害，自然恢復過程漫長，需要通過人工干預的方式加速其恢復。因此，可采取生境修復技術將生境中的石油類等相關污染物含量降低到一個許可的水平，重新建立棲息地的主要結構和功能。

（1）根據監測評價結果確定需要修復的岸灘面積，可通過海草、大型藻類栽植等手段修復岸灘生態系統產生的費用，包括苗種費和人工種植費用等。

（2）根據沉積環境的監測評價結果確定待恢復的區域和面積，可通過兩種手段來實現：一是對污染嚴重的沉積環境進行底泥疏浚，包括污染底泥疏挖、運輸和無害化處置等；二是利用從自然海洋環境中選育的石油烴降解菌，富集、培養后進行擴大發酵，并以沸石為載體，將微生物菌劑、生物乳化劑吸附后投放于海底沉積物表面，同時通過添加過氧化鈣等氧緩釋劑措施來強化生物修復過程，進而對溢油海域海底沉積物進行修復。其中，生物修復技術是利用微生物本身具有將有害物質分解成無害物質的特殊能力而達到消除污染的目的，它已成為一種消除化學污染又不破壞生態環境的最有發展前景的技術之一，使用過程安全，且不會對環境造成污染，其費用主要包括菌劑生產加工費用和原位修復費用。

4.5 海洋生物修復費用

海洋生物修復費用是指恢復受損的生物至原有狀態的費用，主要包括海洋生物主要優勢種修復費用和主要經濟種修復費用。

溢油會對海洋生物造成嚴重影響，從浮游植物到游泳生物各級海洋生物會出現種類減少，種群結構發生變化等現象。在采取海洋環境修復措施的同時，污染造成損失的主要優勢種和主要經濟種必須進行補充，通常采用人工放流等方法使損失掉的某些生物種群恢復到受損前的水平，恢復污染海域生物多樣性，保持生態平衡，發揮海洋生態系統的正常功能。其費用主要包括幼體購置費、運輸費、放流保護費等。

4.6 監測評估費用

監測評估費用為所有參與單位所花費的用于事發現場應急監測評價及后期的跟蹤監測與評價費用，主要包括監測費用、樣品的分析測試費用、數據處理與綜合評價費用等。監測評估費用根據已經發生的費用和跟蹤監測方案確定的將要發生的費用進行計算。

5 小結

本文從石油入海量、油污染海域范圍、海洋環境污染及生態損害評價、海洋生態價值損失等幾個方面，對海洋溢油污染事故所造成的危害做了全方位評估，建立一套海洋溢油生態損害評估程序及方法。該評估程序適用于船舶、輸油管線等絕大多數類型的涉海油污染事故。但隨著科學技術的發展以及特殊類型的溢油事故，該評估程序中涉及的部分評估方法可能需要適當調整和更新。

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