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分散剂的基本组成、作用机理及分类 |
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1.基本组成 溢油分散剂主要由两种组分组成,即表面活性剂和溶剂。 表面活性剂的分子结构一部分亲油,另一部分亲水。当与油水混合时,它可排列在油-水界面上,从而降低油水界面的表面张力。表面活性剂的化学性能决定着分散剂对溢油的分散能力和对海洋生物的毒性。因此,它应具有对溢油分散性能好,生物降解性好,对海洋生物毒性低,与所选用的溶剂相溶性好,在低温时不凝固析出等特性。 溶剂是表面活性剂的载体,可使表面活性剂与油更好的接触。有的分散剂用石油烃类化合物作溶剂,也有的用酒精和醇类化合物作溶剂。溶剂与油的相溶性直接影响着分散剂的分散能力,因此,它应具有较好的油溶解性。用石油烃类化合物作溶剂的分散剂对溢油的分散能力要比用醇类化合物作溶剂的分散能力要强,并且前者对高粘度溢油的分散效果要比后者好。 2.作用机理 当分散剂均匀地喷洒在海面上与溢油混合,表面活性剂的分子排列在油-水界面上,降低了油水界面的表面张力,使油膜分散成小油滴。被分散的小油滴的总表面积远远大于油膜原来的表面积,它们随着海水的流动而不断扩散。 由分散剂分散的较小的油滴,由于它们的浮升速度很低,因此,滞留在水中的可能性较大。通常,大多数原油被分散后,油滴平均直径在0.2mm左右,或者更小。因此,除了在风平浪静的条件下,它们很难再回升到海面。若一片黑色溢油被较好地分散处理,几分钟之后我们便可以看到海面上一团团浮云状或羽毛状的咖啡色浊油团慢慢地分散开并逐渐沉入水中。 分散剂的作用除了将油分散成小油滴之外,还能阻止小油滴重新组合。这是由于表面活性剂在油水界面停留的时间长,犹如油滴之间的一道屏障,可阻止它们的不规则碰撞,从而阻止了油滴的再聚合, 3.分类 按照2000年国家的溢油分散剂标准(GB 18188.1-2000),溢油分散剂分为常规型(也称普通型)和浓缩型。分散剂的分类是依据其所含表面活性剂和溶剂的比例而定的。 常规型分散剂的表面活性剂含量为15%-25%,以石油烃化合物为溶剂。 浓缩型分散剂的表面活性剂含量一般在50%以上,以酒精或乙二醇为溶剂。常规型分散剂溶解溢油能力强,处理高粘度油及风化油的效果好,使用时应直接喷洒,但喷洒后要搅拌。该类分散剂使用前不能用水稀释,使用比率(分散剂/油)在1:1至1:3之间为宜。 浓缩型分散剂分散溢油效率高,处理高粘度油效果差,使用时可直接喷洒,也可以与海水混合喷洒,但前者效果更好。该类分散剂喷洒后不需搅拌。使用比率(分散剂/油)在1:10至1:30为宜。 目前,国际上将溢油分散剂分为三类,即普通型、稀释型、浓缩型。稀释型分散剂的组分只有表面活性剂,使用时以海水作溶剂,因此,使用前需按1:10的比例用海水稀释,这种分散剂可直接用于沙滩、刷擦岸壁和礁石。近几年,我国使用的分散剂主要是国产的常规型和进口的浓缩型,很少使用稀释型。 4.使用分散剂处理海面溢油的特点 (1)分散剂增加了溢油表面积,减少了挥发组分的蒸发,降低了溢油急性毒害风险和火灾的潜在危险。 (2)分散剂加速了油的自然分散过程,在海浪的作用下更容易将油分散为小油滴,更有利于微生物降解和光氧化分解,从而加速了溢油最终从海洋中消除。 (3)分散剂减少了“油包水”型乳化液的形成,使油分散成小的油滴,一定程度上减轻了油的粘附性。小油滴的沉降深度一般不超过3m,所以污染海底底质的可能性很小,同时也不容易被船舶、岩石及海上建筑物所粘附,并有利于防止油粘污动物的羽毛、沙滩以及植被,更有益于保护岸线资源。 (4)对于大面积溢油事故,分散剂的空中喷洒处理比机械回收方法迅速得多,更有利于应急反应。 (5)在海况恶劣的情况下,围油栏、撇油器的使用受到了限制,在允许的海域内,用分散剂处理溢油是应急反应的唯一选择。 |
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