海岸警卫队开发了两个独立的缓解系统原型,专门为内陆和近海环境设计,并在卡拉马祖河和休伦湖进行了测试。
每当需要石油时,总会有溢油的风险。对于沥青砂,通常称为油砂或沥青砂,情况也同样如此。油砂主要存在于加拿大阿尔伯塔省,由沥青,沙子,粘土和水组成。它们通常是粘性的,具有类似于花生酱的质地。艾伯塔省的石油公司将其产品运往内陆艾伯塔省以外的沿海炼油厂。一种运输方法包括向油砂中添加稀释剂,例如天然气冷凝物,以降低粘度,并使铁路或管道的运输更容易。新产品混合物称为稀释沥青或稀释沥青。
今天,科学家和研究人员继续研究稀释物的性质以及它们在进入环境时的命运和行为。迪尔比特的特征与原油的特征类似,但现实世界的经验表明它在泄漏事件中的表现不同。 2010年,大约877,000至100万加仑的稀释液从爆裂的管道流入卡拉马祖河。超过20英里的海岸线受到影响,使其成为美国历史上最大的内陆石油泄漏之一。响应者面临着试图减轻移动,沉没的石油影响的非典型挑战。美国环境保护署(EPA)的现场协调员和溢油清除组织(OSROs)尝试了几种方法来回收移动的沉淀油,并取得了不同程度的成功。很明显,不仅需要对河流和溪流中的石油泄漏采取更好的缓解方法,还需要在近岸和大型湖泊环境中进行其他潜在的稀释或非浮动溢油。
2016年,美国海岸警卫队研究与开发中心(RDC)接受了这一挑战,开始了识别,设计和测试应对非浮动溢油的新方法的项目,包括检测和清除底部的沉淀油和悬浮在水柱中。在EPA通过其大湖恢复计划(GLRI)计划的资助下,海岸警卫队开发了两个独立的缓解系统原型,专门为内陆和近海环境设计,并分别在卡拉马祖河和休伦湖进行了测试。
内陆缓解系统原型于2018年4月在密歇根州卡拉马祖的莫罗湖上游部分进行了测试。该地点因其靠近五大湖而被选中,GLRI利益相关者将有机会观察设备并提出问题项目团队。出于同样的原因,休伦湖被选为海上缓解系统原型的试验场。
内陆缓解系统原型包括一个75英尺的屏障,由三个独立的25英尺段相互连接组成。它被设计用于将移动的沉没油转向海岸线,用于速度高达3至4节的快速水域。该设计旨在允许更容易地回收沉淀油,因为它将被转移到具有最小电流的区域。屏障的两个部分(总共50英尺)高3英尺,最后一段(25英尺)最接近海岸线,高2英尺,以应对水深减小和电流降低的问题。屏障部署角度(或偏转角度)相对于海岸线的角度取决于河流电流;电流越高,角度越小。这确保了屏障的织物材料不会受到河流施加的破坏性压力水平的影响。
屏障本身由X-Tex织物和高密度聚乙烯(HDPE)材料组成,在屏障的上游和下游两侧都具有由玻璃纤维条刚性制成的冲刷片。冲刷阀的主要目的是防止油夹带,这可能是在高电流区域。屏障的底部用钢链条加重,而顶部配有浮选,以帮助在展开期间保持屏障直立。
在卡拉马祖河,RDC测试了两种不同的内陆屏障系统锚固方法,这些方法取决于底部基质类型和水深。如果河流相对较浅(小于10英尺)并且有一个沙质底部,则障碍物的上游部分可以固定在一个柱子上,该柱子被驱入河底,下游端系在树木或海岸线上的其他合适的固定装置上。在具有较硬底部基底的较深水域或河流区域中,屏障的上游端可以锚定到泽西屏障,屏障的另一端连接到海岸线。 RDC能够学习有关屏障部署和检索的课程,并使用称重传感器,全球定位系统(GPS)单元和摄像机监控屏障性能的几个方面,包括位置,运动,下垂,冲刷和张力。
在Kalamazoo完成内陆屏障系统现场测试后,焦点转移到密歇根州休伦港附近的休伦湖测试近海缓解系统原型。美国海岸警卫队切割机Hollyhock是一艘225英尺长的海上浮标,用于部署海上原型,该原型专为低流量环境(低于2节)而设计,用于收集“U形”油。配置而不是偏转(如内陆屏障系统)。该原型由四个独立的50英尺部分组成,连接总长度为200英尺。屏障本身完全由HDPE组成,高约3英尺,可以在潜水员的帮助下通过锚和桩附着在湖底。与内陆屏障系统类似,它采用钢链条加重,但顶部与浮标相连,因此屏障在部署到湖底时能够保持直立。
在2018年5月的三天中,RDC在湖的两个不同位置测试了屏障部署,一个位于低电流区域(小于1节),另一个位于稍高的电流区域。 RDC收集了关于如何最好地部署和检索屏障的经验教训。屏障的性能通过摄像机和声纳仪器进行监控。
RDC继续分析其调查结果,并将在今年11月在新奥尔良展示这两个原型的初步结果。 RDC还在努力开发第三个内陆缓解系统原型,以便在2019年4月在卡拉马祖河的同一地点进行测试。在第三次也是最后一次测试完成后,RDC将报告有关三种原型中每种原型的结果和建议。该报告将于2019年9月向公众开放。
RDC将通过开发一种工作辅助来结束该项目,该工作辅助将描述对油砂产品响应的检测,监测和响应选项有用的设备和策略。这将在2020年向公众开放,并提供应对油砂产品泄漏的全部选项。随着这三个原型的开发,以减轻移动,沉没的石油的影响,海岸警卫队将掌握更多的知识,以应对这些类型的石油泄漏的方法。
位于康涅狄格州新伦敦的海岸警卫队研究与发展中心(RDC)是海岸警卫队的研究,开发,测试和评估设施,以支持该服务的主要任务。 RDC负责评估任务执行解决方案的可行性和可承受性,并在采购过程的所有阶段提供运营和风险管理分析。 RDC还在阿拉巴马州的莫比尔设有海事测试设施。
Alexander Balsley是一名环境工程师,自2010年以来一直担任RDC的项目经理。他主要参与RDC的溢油应急计划,并且是该领域的主题专家。 Balsley拥有伍斯特理工学院环境工程硕士学位和东北大学土木与环境工程学士学位。他是马萨诸塞州的注册专业工程师。
本文首次出现在9月份的MarineNews杂志印刷版中。