溢油模型与SSD曲线法评估渤海溢油事件的海洋生态风险

发布时间：2021-06-29 01:06

　　海上溢油事故不仅会造成大面积的海水污染,还会对海洋生态系统造成严重破坏。为此,采用有效的方法评估溢油事件引起的生态风险,对防灾减灾工作具有重要意义。本文以发生于2011年6月的渤海蓬莱19-3溢油事故为例,使用两种溢油模型（GNOME轨迹模型与ADIOS风化模型）模拟了事故初期油膜的运动轨迹与风化过程。基于模拟结果,利用CAFE模型（Chemical Aquatic Fate and Effect）拟合了相应的物种敏感度分布（species sensitivity distribution,SSD）曲线,首次结合三种模型工具对渤海进行了生态风险评估研究。结果显示,随着原油的持续泄漏,其主要有毒物质（苯系物）浓度达到了1 300μg/L,超过了1%危害浓度值（Hazard Concentration 1%,HC1）。结果表明,在事故初期所产生的生态风险不可忽视,并且风险（多个物种的潜在影响分数）会在96 h内以每日约1%的趋势增长。本文结合溢油运动轨迹和SSD曲线,绘制出了事故期间的生态风险时空分布图。经过定量化的评估,首次发现事故的整体生态风险随时间呈近似二次函数增长,同溢油轨迹一样,... 

【文章来源】：海洋通报. 2020,39(03)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

蓬莱19-3溢油污染区域示意图（中国新闻网，国家海洋局报道）；（b)2011年6月11日凌晨2∶15卫星合成孔径雷达拍摄的溢油照片

先前的许多研究结果表明，GNOME不同于大多数复杂的溢油模型，不需要烦琐的参数设置即可快速读取任何地区的风场、流场以及地形文件数据，并将模拟时间段内任意时刻的油膜分布情况可视化（Marta-Almeida et al,2013）。这些特点有助于油污清理工作及时进行，将溢油事故所造成的生态经济损失控制到最小，是未来应用于海洋石油灾害应急管理的有效工具。在本文的研究中，利用GNOME模型的可视化以及时效性等特点，提供生态风险评估时所需的溢油空间分布信息。2.2.3 ADIOS溢油风化模拟

ADIOS风化实验选用的油品类型为大庆原油（与渤海蓬莱19-3事故中的原油成分相近），该原油的API度为34.7，初始密度为0.862 g/ml，初始黏度为94.5 CST。原油泄漏的起始时间为2011年6月4日，并以每日105 bbl的速率持续泄漏。与GNOME模型不同之处在于，ADIOS模型无法直接读取多维数值矩阵数据（风场与流场），因此在环境变量设置中，风和流的速度方向取2011年6月渤海海域数据中的平均值，其中：风速为2 m/s，风向为315°（正东方向起顺时针夹角）；流速为0.05 m/s，方向为45°（正东方向起顺时针夹角）。在水环境设置中，温度为25℃（2011年6月渤海平均水温），盐度为32 psu（普通海水选项），含砂量为5 g/m（普通海水选项）。模拟结果如图3所示。从图3中可以看出，油表面空气中苯的浓度在绝大部分时间都徘徊在0.1 ppm(parts per million，百万分之一）左右，根据相关对照实验可知，只要原油的泄漏不被中断，苯的浓度会一直保持在一个相对稳定的数值。实际应用中，这一指标原本是用来评估灾后清理工作安全的依据，防止油污清理人员因吸入油膜上空的有毒气体危害自身健康。本文基于这一变量，采用SSD曲线法评估溢油事故中苯系物对渤海海域的生态风险。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3255401