海上油污可以按“指纹”查找来源？

本文转自：中国环境报

海上油污可以按“指纹”查找来源？

油指纹库全覆盖，可提升溯源应急响应速度

环监船正在执行海上突发污染事故应急监测任务。

刘星供图

◆本报记者周亚楠

我国海事系统设计尺寸最大、溢油回收能力最强的专业化溢油回收船“海巡041”轮，近日在湖北省武汉市成功下水。按照计划，该船将在今年6月下水列编，将进一步提升全国海事系统船舶污染监视监测和溢油应急处置能力。

据了解，“海巡041”轮肩负着维护海洋清洁、处置海上溢油的重要使命，成为集溢油收回、应急值守和综合指挥功能于一体的海上应急指挥平台，可应对大规模海洋污染事故。

近年来，随着海洋石油开发、船舶运输及沿海石油化工业的迅速发展，海上溢油等突发环境事件多发，严重威胁海洋及海岸带生态环境安全。而海洋环境中的溢油来源主要有海域采油、海上运油、陆源漏油，以及沉船等其他因素。

那么，当海上发生溢油事故时，如何识别并判定溢油来源？记者就此采访了国家海洋环境监测中心高级工程师刘星。

海上溢油可依据“油指纹”溯源

“我们知道公安机关可以依据指纹锁定嫌疑人，执法人员可以依据‘水质指纹’找到水体污染源，而海上溢油也可以根据‘油指纹’查找污染来源。”刘星告诉记者。

如何分析溢油样品，鉴别出相应的“油指纹”，成为锁定溢油“真凶”的关键。而刘星所做的工作便是对“油指纹”进行分析与鉴定。

油品的基本组成元素是碳和氢，碳元素含量约占83%—87%，氢元素含量约占11%-14%；还有少量的硫、氧、氮等非金属元素和镍、钒、铁等金属元素。

“不同条件或环境下产出的油品具有明显不同特征，通过各种分析检测手段获得油品化学成分的光谱、色谱信息，并反映油品的组成和化学特征，而光谱、色谱图的复杂性如同人类指纹一样具有唯一性，故称为‘油指纹’，这也是油指纹分析理论的基础。”刘星告诉记者，通过将溢油油品的“油指纹”与油指纹库中的数据信息进行比对鉴定，即可判定溢油油品种类和来源。

而“油指纹库”则是利用统一的分析方法获取的油品化学组成信息数据库。“一般来说，油指纹库收录的样品信息越多，覆盖面越广，鉴别成功率越高。”

刘星介绍，针对多次海上溢油污染，通过“油指纹”鉴定及时完成了海面溢油来源的判断分析。“2022年，我们还使用油指纹库对某海域无主漂油进行检索，大幅缩小了可能来源的调查范围，为执法人员登检巡查提供了明确方向。”

此外，刘星补充道：“通过‘油指纹’分析与鉴定不仅可以缩小调查对象范围，确定溢油来源与责任归属，为事故调查处理提供科学依据，还可以为溢油环境损害评估提供参考。通过研究油品风化和降解周期，可推断溢油对环境的影响时间；通过组分分析和生物毒性试验，可判断溢油对环境生物和生态的影响程度。”

油指纹库全覆盖，未来可实现在线分析

作为提升海上溢油事件应急响应能力的重要内容之一，2019年，生态环境部与中国海洋石油集团公司建立战略合作，由国家海洋环境监测中心负责建设覆盖全海域的国家海洋石油勘探开发油指纹库，完善海洋环境应急响应能力。中国石油、中国石化、中国海油积极配合涉海石油平台原油样品采集。

截至2023年12月，已累计接收3222个原油样品。其中，中国海油1426个，中国石油584个，中国石化1212个。已初步完成对石油平台的全覆盖，与分析原油样品入库工作同步进行，为相关来源的油指纹分析奠定基础。

“没有这些原油样品，后期的分析溯源工作将无从开展。”刘星告诉记者。

与原油样品分析工作同等重要的，还有当海上发生溢油事故时，溢油样品的采集工作。

采样工作听起来简单，但实际操作困难重重。如何能在短时间内完成油品采样，这考验着现场应急人员的能力。

应急人员赶赴溢油现场后，对溢油区域及外围海域进行走航采样，“采集的溢油样品应覆盖不同的溢油区域和风化状态，应采集所有可疑溢油源样品，且采样过程需避免样品受到溢漏或储存环境、采样器具、样品容器及其他可能的人为污染。”刘星介绍。

由于“油指纹”分析需依靠大型分析仪器，目前采集的油样无法在现场得出分析结论。“当某海域发生溢油事故时，采集的溢油样品需送至国家海洋环境监测中心进行检测分析。”刘星表示，国家海洋油指纹库已规划远程鉴定功能，未来可结合沿海各地相关能力，实现不同海域溢油样品的在线分析。

加强合作交流，提高应急处置能力

2024年全国生态环境保护工作会议指出，要加强海洋生态环境调查、应急处置等基础能力建设。

而油指纹库建设和溢油鉴别技术，可为海上溢油事件应急响应、海洋生态环境监管提供重要的技术支撑。接下来，如何提升油指纹库建设和溢油鉴别技术将是重要任务方向。

“原油组分极其复杂，进入自然环境后又会吸附环境中的有机化合物，急需开发抗干扰能力更强的分析方法来提高油指纹分析的准确性。”刘星告诉记者。

油指纹库包含大量原油基础数据，基于大数据和人工智能的机器学习方法在科研领域广泛应用，如何在油指纹鉴别技术中引入上述技术是未来需要考虑的主要发展方向。

为做好海洋溢油事故应急响应，刘星表示，接下来，国家海洋环境监测中心将持续推进油指纹库建设，提升溢油鉴别技术。首先，国家级油指纹库建设仍需加强，在进一步丰富补充石油勘探开发平台油样的基础上，推动对进口原油、船用燃料油等源头进行分析入库，持续推进不同油品的指纹比对工作，提高应急响应速度。

其次，提升标准化建设和技术能力，逐步健全油指纹库建设相关技术规范，积极研发相关标准物质、标准方法等工具包，应用云数据和区块链技术构建智能溢油鉴别系统，基于最新分析设备开发油指纹检测方法，不断提升溢油鉴别技术研发与应用水平。

最后，还要加强油指纹鉴别领域合作交流，逐步建立海上石油勘探开发、船舶运输、原油炼化等领域油样获取及相关信息的共享机制，及时更新和扩展油指纹库，积极参与溢油鉴别国际合作交流，推动相关方法的国际比对等事宜。