生态与社会 生态与社会
以下是引用本文的既定格式:
张世娥,J.斯通,K.戴姆斯,M.皮斯泰利,2014。石油泄漏的后果:信息规划的审查和框架。生态与社会 19(2): 26。
http://dx.doi.org/10.5751/ES-06406-190226
合成,部分进行了专题介绍石油泄漏的脆弱性和适应性

石油泄漏的后果:信息规划的审查和框架

1英属哥伦比亚大学,2西蒙弗雷泽大学

摘要

随着全球石油运输的不断增加,许多社区都面临着石油泄漏灾害的风险,必须预测并做好准备。影响溢油后果的因素有很多,从生物物理到社会。我们提供了一个总结文献综述和概述框架,以帮助社区系统地考虑影响潜在石油泄漏后果的因素和联系。重点是油轮事故造成的泄漏。我们主要借鉴以往溢油灾害的经验研究,重点关注几个主要领域:溢油本身、灾害管理、海洋物理环境、海洋生物学、人类健康、经济和政策。确定了影响后果严重程度的关键变量,并描述了变量之间的重要相互作用。该框架可用于澄清石油泄漏影响的复杂性,确定可从其他石油泄漏灾害中吸取的教训,制定规划情景,并为寻求了解和减少潜在泄漏灾害脆弱性的地方的风险分析和政策辩论提供信息。作为案例研究,该框架被用于考虑加拿大温哥华潜在的石油泄漏及其后果。预计该地区的油轮运输量将大幅增加,对风险信息、灾害管理规划和政策应对产生迫切的新需求。案例研究确定了将温哥华背景与其他历史事件区分开来的特殊条件; in particular, proximity to a densely populated urban area, the type of oil being transported, financial compensation schemes, and local economic structure. Drawing lessons from other oil spill disasters is important but should be undertaken with recognition of these key differences. Some types of impacts that have been relatively inconsequential in previous events may be very significant in a Vancouver case.
关键词:框架;影响;石油泄漏;温哥华

介绍

石油从生产地运输到消费地是有风险的,其中最突出的是石油意外泄漏的风险,这可能对生态系统造成严重破坏,给人类社会造成损失。在全球范围内,区域间石油贸易预计在未来几十年将显著增长(IEA 2010年)。规划溢油灾害需要从以前的事件中吸取教训,但这是具有挑战性的,因为后果取决于灾难发生时的特定地理、生态、社会和时间背景。我们强调需要采取系统的方法,对未来石油泄漏灾害的潜在后果进行充分的预测。范围仅限于油轮事故造成的泄漏。

尽管有许多研究和工具支持溢油应对计划,但仍然需要对溢油及其后果进行全面概述,特别是对没有直接经历过重大溢油事件的地区。例如,模型可以帮助预测石油泄漏的轨迹(Abascal 2009, Broström等人,2011,Liu等人,2013),已经开发了框架来阐明石油泄漏影响的人为因素(Webler和Lord 2010, Lord等人,2012),并且存在整个石油泄漏应急响应行业。我们的研究提供了一个全面的框架,以考虑影响石油泄漏潜在后果的广泛因素,包括生物物理和社会因素及其相互作用,从而补充了这些努力。综合范围涉及紧急反应以外的问题;例如,关于允许增加油轮运输的政策辩论,以及为长期恢复进行灾前规划。对于那些没有直接经历过泄漏灾难、对泄漏影响的复杂性缺乏第一手知识的地区来说,这种广度尤为重要。我们提供了一个审查和结构化框架,可以支持这些社区的努力,以预测可能涉及的问题、因素、利益相关者和战略的范围。我们的研究基于两个前提:第一,尽管以往的灾难为预测未来事件提供了重要的信息来源,但并非所有的教训都可以跨地区转移,并且“成功规划和从经验中学习的关键在于它是基于系统的评估活动”(Lord et al. 2012:18);其次,对石油泄漏后果的现实预期需要了解受影响系统内部和跨系统的全面影响和相互作用,包括海洋生态系统和社会经济系统。

方法

进行了全面的文献综述,包括300多篇与石油泄漏及其环境和社会后果有关的学术、政府和行业论文和报告,重点是经济影响(Stone etal . 2013)。文献主要包括横跨不同地理区域和实质性领域的事件案例研究。以前的几次石油泄漏在文献中是突出的,或者在其他方面特别重要。其中包括1978年的阿莫科加的斯法国布列塔尼近海石油泄漏;1989年的埃克森瓦尔迪兹阿拉斯加威廉王子湾石油泄漏;1999年艾丽卡布列塔尼海岸的石油泄漏;2002年声望西班牙和葡萄牙近海石油泄漏;2007年MT河北精神韩国发生石油泄漏;2010年,由海上钻井平台爆炸引起的英国石油公司(BP)深水地平线(Deepwater Horizon)漏油事件;英国的石油泄漏,包括1993年的石油泄漏胸罩和1996年海后泄漏。

在文献综述的基础上,提出了一个理解溢油影响因素的框架,重点是经济影响。在以下几个领域确定了影响影响的关键因素或变量:溢油本身、灾害管理、海洋物理环境、海洋生物学、人类健康和社会、经济和政策。这些变量及其相互作用描绘了一个石油泄漏影响框架,该框架可用于阐明石油泄漏后果的复杂性,促进事件之间的比较,并支持为未来潜在的石油泄漏制定规划情景。该框架用于考虑加拿大温哥华附近潜在的油轮泄漏的影响,由于拟议中的管道扩建项目,该地区面临着大幅增加的石油泄漏风险。

检讨及架构

概述

我们提出了一个石油泄漏影响框架,旨在帮助构建对潜在泄漏如何影响特定风险地点的理解。该框架代表了广泛文献中的关键发现的综合,为系统和全面地考虑影响溢油影响的因素范围提供了一种机制。该框架的核心(如图1所示)是导致石油泄漏及其对社会影响的一系列相互关联的结果或后果:泄漏事件的发生、特定石油泄漏的特征、短期和长期对生态系统的后果,以及在经济、人类健康和社会后果方面对社会的影响。一系列广泛的生态和社会变量影响着每一类结果的严重程度。图中确定了一些最重要的变量,特别是与温哥华案例研究相关的变量,并对其进行了简要讨论。附录以表格形式总结了这些变量和其他变量,以方便框架的可用性。请注意,本文的目的不是对石油泄漏的文献进行全面和完整的回顾;的确,每一节,例如海洋物理环境,都可以成为一篇完整的审查论文的主题。相反,我们的目标是在一个概述框架中综合关键发现,可以用来帮助规划者和社区认识并系统地思考影响潜在石油泄漏后果的因素和联系。

石油泄漏事件

第一级后果涉及溢油本身(图1中的灰框)。尽管每次溢油都是独一无二的,但文献中提出了几个影响溢油发生及其严重程度的关键变量,例如体积或物理范围。这些问题不仅涉及溢油本身,而且涉及灾害管理反应和溢油发生的海洋物理环境。

溢油事件

有几个因素是重要的启动事件,石油泄漏本身(附录1,表A1.1)。船舶安全特性是影响事故发生概率的一个关键变量。自20世纪70年代以来,7吨以上油轮泄漏事故的发生率一直在下降,这一现象与监管和技术变革的实施直接相关,例如强制改进船体和导航系统(Burgherr 2007, Kontovas等人2010,ITOPF 2012)。

当泄漏事件发生时,影响最重要的预测因素之一是其位置。离海岸和人口更近的漏油对经济的影响更大,清理成本也更高。例如,ABT夏天1991年的漏油事件大西洋皇后1979年的石油泄漏都是灾难,超过25万吨的石油泄漏,但它们对人类没有观察到的影响,因为它们发生在离岸数百英里的地方(White和Molloy 2003)。此外,大型海上清理工作的成本可能为每吨30万美元,而小型近岸泄漏的成本可能为每吨2.9万美元(Kontavos等人,2010年)。另一项研究,仅考虑位置,估计海岸线清理的成本比在海上收集石油的成本高出4-5倍,比从受损船只中抽取石油的成本高出100倍(Nyman 2009)。

溢油量和溢油率也是影响后果严重程度的关键决定因素。据估计,泄漏规模每增加1%,损失将增加约0.718万美元(Alló and Loureiro 2013)。随着时间的推移缓慢释放石油的泄漏事件,例如,油轮无法移动并继续释放石油,可能会通过需要多波响应工作来增加损害。的声望参宿四是泄漏石油释放数月的例子,累积与持续释放相关的长期成本(White和Molloy 2003, Loureiro等人,2005,Punzón等人,2009)。

灾害管理

灾害响应和管理变量直接影响溢油的严重程度(附录1,表A1.2)。使用高效和有效技术的混合快速反应是至关重要的(美国商务部1983年,Grigalunas等人1986年,Moore等人1998年,Trudel 1998年,White和Baker 1998年,White和Molloy 2003年)。利用中央现场指挥结构并结合溢前规划的治理方法可以确保资源的快速部署和响应战略的有效沟通(美国商务部1983年,Rodin等人1992年,Ritchie 1995年,White和Molloy 2003年)。地方反应能力很重要。油轮泄漏河北精神以及阿莫科公司加的斯也证明了志愿者和军事人员可以在实施清理和降低总体费用方面发挥重要作用,尽管他们有自己的成本和管理需求(Loureiro et al. 2005, Cheong 2011, Fourcade 2011, Tucker and O 'brien 2011)。

清理海洋环境中泄漏的石油有很多方法:在石油上涂上化学分散剂,将石油分解成小液滴;油可以通过烘烤燃烧;油可以机械去除;可以使用高压热水软管将石油从海岸线上冲洗掉;石油可以从表面撇去或被吸收。所有这些程序都进一步破坏了海洋生态系统,并增加了生态系统从石油泄漏中恢复所需的时间(Foster et al. 1990)。用于分解石油的化学分散剂是有毒的(Judson et al. 2010, Castranova 2011, Goldsmith et al. 2011, Sriram et al. 2011),石油和分散剂的组合对海洋物种的负面影响比石油本身更强(George 1961, De Vogelaere和Foster 1994, Cohen et al. 2001, Vosyliene et al. 2005)。尽管一些藻类可能具有对抗分散剂毒性作用的保护机制(Wolfe et al. 1999),但对哺乳动物的保护机制还知之甚少。石油的生物利用度在扩散后增加,这可以直接使生物暴露在更高水平的碳氢化合物中,并允许碳氢化合物分散剂进入食物链(Mascarelli 2010)。即使是使用吸附剂和撇油器等看似破坏性较小的措施,也会因大型清理人员的践踏而增加生物的死亡率(Foster et al. 1990)。

分散剂的效果取决于许多因素,包括石油的物理和化学性质、分散剂的组成、体系的混合能量以及分散剂与石油的比例。在过去的几十年里,分散剂的毒性已经降低(Judson et al. 2010)。“深水地平线”漏油事件的独特之处在于,它不仅在海面浮油处使用化学分散剂,而且在靠近泄漏源的海面以下深处也使用化学分散剂(Kujawinski et al. 2011)。这种方法直接在源头降解石油,最大限度地减少水面上的完整石油,并确保最小的海岸线损害。在一些研究中,分散剂被发现对细菌生长和自然生物降解率有加速作用(Bælum et al. 2012),但在其他研究中,分散剂有减缓作用(Hamdan和Fulmer 2011)。无论如何,由于缺乏水动力混合,化学分散剂在防波和低盐度地区降解石油不是很有效(Chapman et al. 2007)。

自然过程,如食油细菌和波动作用,也有助于分散和降解石油,可能比人类的努力更有效(Hazen et al. 2010, Gutierrez 2011)。因此,缺乏清理干预有时比影响更大的响应方法更可取(Foster et al 1990)。从生态的角度来看,只有当海岸线上持续存在的石油造成的威胁大于清除技术对环境的不利影响时,清除工作才是可取的(美国石油学会1985年);然而,关于是否以及如何进行清理的决定受到公众和政治压力的强烈影响(Foster et al. 1990)。重要的是,当地对“清洁”的期望以及当地环境中清洁的相对成本会影响响应活动的强度和费用(Wirtz等人,2007年,Nyman 2009年,Kontovas等人,2010年,Fingas 2012年,Alló和Loureiro 2013年)。

海洋物理环境

除溢油响应外,海洋物理环境中的关键变量还将控制石油暴露的区域、到达海岸的石油数量以及石油在系统中的停留时间(附录1,表A1.3)。环境天气条件会限制清理工作和/或改变石油扩散的方向。例如,大风期间海后泄漏抑制了石油在海上回收的能力(Law和Kelly 2004)。相比之下,人们认为是风向和洋流移动了墨西哥湾泄漏的大部分石油贝尔弗城堡事故离岸。

泄漏时的水动力条件可以说是影响石油在海洋环境中扩散和停留时间的最重要变量,可分为波浪暴露和潮汐和海流模式。泄漏时的潮汐和洋流将影响石油扩散的方向,而暴露在波浪中的时间增加将增加用于自然石油扩散的机械混合能量和化学分散剂的有效性(Owens等人,1987年,Carls等人,2001年)。即使地理位置接近的地点也可能在影响溢油影响的特征上存在差异,例如当前流速、波浪暴露和基底,即岩石露头与沙滩。

生态系统的影响

第二个层面的后果涉及到生态系统的损害和石油泄漏后的恢复(图1中的绿框)。海洋生态系统由许多相互作用的物种以复杂的方式构成,石油泄漏将对每种物种产生不同的影响。尽管每个生态系统都是独一无二的,但以往的漏油事件表明有几个关键变量(附录1,表A1.4)。生物所接触的石油的化学成分和数量是决定生物种群如何应对泄漏石油的重要因素。

某些生物特征使得某些物种比其他物种更容易暴露在石油中;特别是物种的栖息地/深度。在大多数情况下,溢出的石油会沿着水面漂浮,从而最大限度地减少大多数潮下物种接触石油。值得注意的例外包括一些冠层达到水面的物种,如一些海带和海草物种。海洋哺乳动物和鸟类必须定期通过空气-水界面进行呼吸,特别容易受到石油的影响(Peterson et al. 2003),而远洋鱼类则很少接触石油(Paine et al. 1996)。在浮油的泄漏灾害中,最大的暴露将发生在潮间带,涨潮和退潮使物种直接接触大量泄漏的石油。

不同物种的毒性途径多种多样,一些例子可能包括摄入油脂、污染物在组织中积聚、DNA损伤、对免疫功能的影响、心脏功能障碍、卵和幼虫的大量死亡(如鱼类)、鸟类浮力和绝缘性丧失以及吸入蒸汽(Ormseth和Ben-David 2000年、Rogers等人2002年、Ma等人2003年、Kazlauskiene等人2008年、Incardona等人2009年、Aguilera等人2010年、Judson等人2010年、Major和Wang 2012年)。由于物种的形态和生理特征是由潜在的遗传差异决定的,因此它们对涂油事件的反应会有所不同。因此,关于当地物种将如何应对石油泄漏的预测可以从以前的泄漏对基因相关物种的影响的信息中收集。例如,藤壶种群通常即使直接暴露在石油中也具有弹性(George 1961, Nelson-Smith 1971, 1973),而片脚类物种通常会经历强烈而持久的数量下降,以应对石油(Hartog和Jacobs 1980, Jacobs 1980, Cross等人1987,Jewett和Dean 1997, Jewett等人1999)。尽管如此,即使是关系密切的物种之间的细微差异也会导致对石油事件的不同反应(North 1973)。

回收率因泄漏的特征、清理、栖息地和物种而有很大差异。石油在海洋环境中的停留时间是泄漏释放、局部水动力状态和降解/清除过程的函数。一旦石油到达海岸线,石油的停留时间,因此它对海洋生物的影响,将取决于基材,即岩石和沙子,以及当地的水动力条件。埃克森号事故五年后瓦尔迪兹石油泄漏,2%的原始石油留在海滩上,13%留在沉积物中。在阿拉斯加的一些低波能量地点,据计算,石油需要30年才能恢复到本底水平(Carls et al. 2001)。

不同物种之间的恢复速率的变化可能与世代时间有很大的不同。阿莫科事件后法国海洋物种恢复的研究加的斯泄漏表明种群可能需要3-6代才能恢复(Conan et al. 1982)。这表明,对于短命物种来说,恢复可能只需要几年时间,而多年生物种的种群则需要更长的时间才能恢复,从而导致群落中以短命物种为主。双壳类动物可能在5-10年内恢复,而较长寿的鸟类和哺乳动物可能需要数十年才能从石油泄漏中恢复(Matkin et al. 2008)。

生态系统对石油泄漏的反应既取决于对物种的直接影响,也取决于通过改变物种相互作用产生的间接影响。在Exxon之后,海胆的数量增加了瓦尔迪兹因为石油导致其主要捕食者海獭大量死亡(Dean et al. 2000)。同样,海莴苣(石莼spp.)在石油泄漏后被观察到,这是其他海藻物种释放竞争压力的结果(Bellamy et al. 1967)。另一方面,减少积极的相互作用,即促进作用,也会导致延迟恢复(van Tamelen et al. 1997)。

社会影响

框架中的第三个层面涉及石油泄漏对人类社会的后果(图1中的橙色方框),包括对个人健康、社区福祉和经济的相互关联的影响。Webler和Lord(2010)提供了与石油泄漏的人为因素相关的过程、影响和脆弱性的分类。一般来说,他们指出,石油泄漏会在三个主要方面影响人类:石油会影响生态过程,造成直接伤害,例如,食用含有生物累积的石油毒素的海鲜对健康造成影响;溢油压力源可以改变中间过程,例如,对渔民的经济影响从溢油对鱼类的影响;压力源可以直接伤害人类,例如,呼吸石油蒸汽对健康的影响。在目前的框架中,这些过程在图1中以石油泄漏导致经济、健康和社会影响的不同路径反映出来。这里的综述和框架强调了实证文献中的关键变量,以及它们如何影响社会经济影响的严重程度。

人类健康与社会

文献指出了一些影响健康和社会影响的关键变量和过程(附录1,表A1.5)。就身体健康而言,直接接触原油,或间接接触,例如吸入蒸汽或食用受污染的海鲜,会导致有害的健康影响,从头晕和恶心到某些类型的癌症和中枢神经系统问题(Jenssen 1996, Davidson等人2005,Herrington等人2006,Rodríguez-Trigo等人2007,Jacques Whitford 2008, Aguilera等人2010,Major和Wang 2012)。尽管碳氢化合物对人类的长期毒性影响尚不清楚(Binet et al. 2002, Aguilera et al. 2010),但除了挥发性有机化合物(VOCs)外,它们还与导致严重DNA退化、癌症、出生和生殖缺陷、不可逆的神经和内分泌损伤以及细胞免疫受损有关(Rodríguez-Trigo et al. 2007, Zock et al. 2007, Aguilera et al. 2010, Major and Wang 2012)。挥发性有机化合物通常在石油运输和加工中用作稀释剂,被认为是原油中的主要污染物,对健康的影响因作业中使用的化学品的类型和数量而异(Goel, 2011年)。

此外,对130场灾难的回顾发现,美国的技术灾难,如石油泄漏,比自然灾害对心理的压力更大(Picou et al. 2004)。生计受到威胁,再加上新的恢复资金流入社区,与各种形式的压力和社会崩溃有关。后瓦尔迪兹在美国,酒精和药物使用率高与恢复工作有关,特别是在土著社区,家庭暴力和更广泛的犯罪率较高(Rodin et al. 1992, Palinkas et al. 1993)。这反过来又导致对诊所、心理健康和康复项目的需求增加(Rodin et al. 1992, Palinkas et al. 1993)。这些影响不仅通过医院账单和相关费用产生直接成本,而且还通过例如停工和预期寿命缩短产生更广泛的社会成本(Loureiro等人,2005年,Moore等人,1998年)。

社区的社会结构也可能受到外来者的涌入、清洁工作分配的不平等以及家庭/社区等级的变化的威胁,例如,儿子比父亲更容易成为清洁经理等(Palinkas et al. 1993)。石油泄漏还影响到依赖自然环境维持生计和社会文化用途的土著社区和少数民族或农村飞地(Rodin et al. 1992, Palinkas et al. 1993, Martin 1999, Fall et al. 2001, Esclamado 2011, Rhoan 2011)。在大多数补偿框架中都有关于生活损失的规定,但是各种社会文化损失都可能对社会结构和社区稳定产生影响,并进一步削弱生产力和经济参与。

然而,在一些泄漏事件中,社会影响已得到缓解,例如:河北精神而且声望通过临时援助款、非政府组织支持、志愿者动员、未受影响人群的支持以及其他努力为受影响人群提供必要的援助(Loureiro et al. 2005, Surís-Regueiro et al. 2007, Cheong 2011)。加利西亚海岸的一项研究声望溢出发现,相比之下瓦尔迪兹在这种情况下,由于社会团体的大力支持和适当水平的临时财政援助,对心理健康、社会关系或对机构的信心没有显著影响(Sabucedo et al. 2009)。

经济与政策

由于现有基线数据、长期预测方法和非市场成本估计的限制,油轮溢油的经济影响很难精确评估。尽管直接的财产损失很容易确定,但石油泄漏与更广泛的收入和市场份额损失之间的因果关系很难确定。此外,评估过程本身在许多方面是一种社会文化结构,在不同的背景下有所不同。文献指出了与当地经济(附录1,表A1.6)以及决策和政策干预(附录1,表A1.7)相关的几个关键变量。

历史上的石油泄漏表明,一些行业经常遭受直接损害或市场受损造成的损失。商业渔业和水产养殖业务通常会受到直接死亡率或栖息地丧失造成的产品损失或禁止捕捞和关闭造成的获取渠道损失的影响(Moldan等人1985年,Grigalunas等人1986年,Goodlad 1996年,Martin 1999年,Moller等人1999年,Punzón等人2009年)。由于担心产品受到污染,市场需求下降也会造成损失(Moncrieff和Simpson 1993, Pearson等人1998,Garza-Gil等人2006,Surís-Regueiro等人2007,Cheong 2012)。这些损失波及整个渔业供应链,影响码头、加工商和供应企业(美国商务部1983年,Moncrieff和Simpson 1993年,García Negro等人,2009年)。

同样,对海滩和滨水物业的直接影响,以及公众认知下降和负面媒体报道造成的品牌损害也会损害旅游业(美国商务部1983年,牛津经济研究院2010年)。在住宿、交通、导游、活动和休闲渔业等旅游细分部门可能会遭受损失(McDowell Group 1990, Moore et al. 1998)。埃克森美孚事件后的调查瓦尔迪兹在美国,泄漏地区59%的旅游企业报告了与泄漏相关的取消,阿拉斯加西南部的游客支出比泄漏前下降了35%(麦克道尔集团1990年)。迎合旅游业的零售和餐饮机构也面临销售和工资损失(美国商务部1983年,Martin 1999年,Loureiro et al. 2005年)。此外,没有直接受到泄漏影响的地区企业可能会因品牌受损而遭受损失。

其他以海洋为基础的行业,如港口企业、海基运输和使用海水作为生产投入的行业也面临石油泄漏的风险,尽管货币影响通常不那么严重(美国商务部1983年,Moore等人1998年,Wirtz等人2007年)。更广泛的经济可能会因为可支配收入或市场需求的减少而经历纯粹的经济损失(Jacobsson 2007)。然而,纯粹的经济损失尤其难以衡量或确定因果关系,因此很少得到1992年《民事责任公约》等国际赔偿制度的补偿(Palmer 2011, Perry 2011)。

为应对和恢复提供资金的补偿制度在减轻石油泄漏的经济影响方面发挥着至关重要的作用。由两个公约和三个基金组成的网络为大多数国际油轮泄漏提供了监管和赔偿框架:1969年和1992年《国际油污损害民事责任公约》(CLC), 1971年和1992年关于设立国际油污损害赔偿基金(IOPC)的公约,以及2005年《国际油污赔偿补充基金公约》(Kiran 2010年,Schoenbaum 2012年)。CLC及其相关基金限制了油轮所有人的责任,并提供高达11.8亿美元的清理和经济损失赔偿(Boulton 2010, Kiran 2010, Billah 2011)。包括加拿大在内的大约130个国家是这些公约的缔约国,但美国已经通过《石油污染法案》(OPA;Mason 2002, Schoenbaum 2012)。与《CLC 1992》不同的是,《OPA》对所有“责任方”,包括船舶的所有人、经营者和租船人,都规定了严格的责任。此外,在OPA下,索赔人比在CLC 1992下有更大的能力追求无限损害赔偿(Schoenbaum 2012)。

一些国家有额外的可用资金;例如,加拿大运营的船舶源石油污染基金提供了额外的1.61亿加元作为最后的基金(SOPF管理员,2013年)。这一数额的资金将涵盖几乎所有记录在案的历史泄漏的可接受索赔(Jacobsson 2007, Billah 2011)。然而,并非所有索赔都可以接受,而且国际制度并不要求受影响的环境完全恢复到泄漏前的水平(Mason 2002,2003, Garza-Gil等人,2006,Liu和Wirtz 2006, Jacobsson 2007, Schoenbaum 2012)。此外,补偿过程还存在应用能力、利益分配不公平以及程序时间框架短于衡量长期效果所需的时间等问题(Rodin等人1992年,Palinkas等人1993年,Hill和Bryan 1997年,Moore等人1998年,Mason 2003年,Loureiro等人2005年,Cheong 2011年)。

环境的被动使用和娱乐价值的损失可以代表相当大的经济影响(McCammon 2003, García Negro et al. 2007, Fourcade 2011)。泄漏后的估计,如声望而且瓦尔迪兹很容易达到数十亿美元,构成了经济损失估值的大部分(Carson等人,2003年,Garza等人,2009年,Loureiro等人,2009年)。这些估算采用条件估值技术,受到批评,也不被国际赔偿制度所接受,尽管它们在美国的《石油污染法案》中被接受(Assaf等人1986年,Carson等人2003年,Garza-Gil等人2006年,Fourcade 2011年,Schoenbaum 2012年)。

一旦复苏开始,其他因素可以改善对社区的整体经济和金融影响。短期增加救灾人员的支出可以创造一个“复苏热潮”,这有利于旅游企业,如住宿和交通,以及当地零售商、承包商和工人,他们从第一产业中被取代(Rodin et al. 1992,美国商务部1983,Butler and Fennell 1994, Hill and Bryan 1997, Cheong 2011)。从这个意义上说,灾后重点关注当地采购可以减轻对当地经济的影响,并增加受影响城市的短期税收收入(美国商务部1983年,Barker 2011年)。经济损失也可以通过节省渔业和其他资源开采行业的目标物种的运营成本和保护效益来减少(美国商务部1983年,Moller等人1999年,Hill和Bryan 1997年,Loureiro等人2005年,Garza-Gil等人2006年,Punzón等人2009年)。

温哥华的情况

虽然对历史石油泄漏影响的框架和文献综述为预测未来泄漏的影响提供了基础,但面临风险的社区认识到其情况的特殊性以及这些情况与以前的情况有何相似或不同是很重要的。以加拿大温哥华为例,说明了确定当地情况的独特方面并从系统角度理解其影响的重要性。

温哥华是沿海大都市区的一个例子,它面临着油轮交通大幅增加的可能性和相关的石油泄漏风险。自2000年以来,加拿大油砂占全球已探明石油储量增长的一半(IEA 2010年)。当石油出口国寻求从阿尔伯塔省北部油砂中运输化石燃料到国际市场的方式时,一家管道公司提出了一个项目,该项目将把阿尔伯塔省到大温哥华地区海运码头的石油管道的现有容量增加大约三倍;油轮运输量预计将增加5倍(CRED 2013)。通过Burrard Inlet的码头和海上通道将直接位于城区近海(见图2)。

拟议的项目提出了许多复杂的问题、关切和争论,需要更多的信息和更好的规划。到目前为止,温哥华附近海域还没有发生重大石油泄漏事件;因此,在社区中,如民选官员、规划者和公众中,对石油泄漏的后果几乎没有直接的了解。除演习外,应急计划和能力在很大程度上仍未得到检验。一个基本的问题仍然存在:如果油轮事故造成的石油泄漏发生在Burrard Inlet或附近,它将如何影响环境、人口和经济?目前还没有关于潜在石油泄漏的全面设想,或至少尚未公开,也没有关于泄漏可能性及其预期数量、类型和相关不确定性的公开信息。授权溢油反应组织所使用的溢油情景是根据溢油量而非影响,例如,每三年就10,000吨溢油进行一次桌面演习。此外,它们是根据响应组织的授权和认证要求(WCRMC 2012)设计用于应急规划的。

在这方面,审查了文献并应用了溢油影响框架,以支持从其他地方发生的溢油灾害中吸取教训的努力,同时系统地考虑到当地的情况。从这一初步分析中得出的几个关键见解表明了系统和全面方法的重要性。

首先,靠近人口密集、超过200万居民的城区会产生许多影响。到目前为止,在类似的沿海城市环境中还没有发生过重大油轮泄漏事故。为了到达码头设施,油轮必须经过温哥华市中心的Burrard Inlet,这是一个繁忙的港口和港区(图2)。与偏远地区相比,由于交通拥挤,油轮发生事故的可能性可能更高;然而,更严格的安全法规和标准至少在一定程度上改善了这种情况。例如,当进入当地水域时,所有油轮必须搭载两名训练有素的当地飞行员,由他们实际驾驶船只通过水道(2012年温哥华地铁港)。由于距离较近,大量人口将受到石油泄漏的影响。石油泄漏的近岸地点也需要比海上事件高得多的清理成本。我们有理由预计,由于靠近人口众多的地区,泄漏的能见度将需要密集的清理工作,并对可接受的“清洁”标准有严格的要求。

第二,海洋物理环境的当地条件,特别是波浪暴露、潮汐和海流以及连接的水道,将导致可能与近海事件截然不同的分散模式。在不知道石油的具体特征和周围天气条件的情况下,许多影响泄漏后石油命运的过程,如蒸发、乳化和沉积,是很难预测的,但从一般的局部水动力条件可以描述一些总的趋势。温哥华位于大陆上,温哥华岛保护着它不受海浪的侵袭,而Burrard Inlet的内港和中心港也都能抵御风浪;因此,在该地区,通过机械混合石油的自然分散预计是低的。当地的水动力状况也会对清理措施的有效性产生影响。例如,由于缺乏水动力混合,化学分散剂在受海浪保护的地区降解石油不是很有效,但是基于容器的清理方法,如撇油,可能在平静的水域更成功。尽管暴露在海浪中会随季节而变化,例如冬季风暴,但一般来说,受海浪庇护的地点比暴露在海浪中的地点看到的波浪能量在年内的变化要少。

另一方面,潮汐和洋流模式在几个小时的尺度上显示出巨大的变化,这是因为潮汐的涨落,因为月亮周期的变化,因为季节的变化。温哥华所在的乔治亚海峡(Strait of Georgia)有很高的潮差,许多狭窄的通道都经历了极端的潮流(Thomson 1981)。Burrard进口的溢油模型显示,根据水流变化,溢油扩散模式截然不同。例如,在一个季节发生在Burrard入口外的泄漏可能会迅速离开入口并在其他城市登陆,而在另一个季节发生在同一地点的泄漏可能会向相反的方向移动,进一步进入入口(Thomson 1981, David Suzuki Foundation 2013)。

生活在靠近入口的潮间带的生物尤其有可能暴露在泄漏的石油中。这一地区的大潮差,加上较浅的倾斜海岸线,导致这一栖息地比世界上许多地区都要大,潜在地暴露出相对较大的泄漏石油区域。除了对Burrard Inlet的潮间带生态系统造成伤害外,浅层潮下牛海带(Nereocystis luetkeana)和鳗草(目前)的系统亦可能因树冠层的损失而受到即时损害。

由于潮汐和水流模式可以将泄漏的石油移动相当远的距离,连接水道是另一个重要因素。温哥华附近海域的石油泄漏可能会威胁到几个司法管辖区的海岸线,包括加拿大市政当局和潜在的邻近美国地方,这表明邻近市政当局之间就石油泄漏风险进行沟通和合作的重要性。

第三个不同的方面与拟议中的管道扩建项目将输送的石油类型有关,即稀释沥青。沥青是油砂的产物,是原油生产中最重的形式(Stubblefield等人1989年,Masliyah等人2004年,Upreti等人2007年)。由于沥青密度高,首先将其稀释,以便于通过管道运输。虽然通过温哥华港运输的稀释沥青的确切化学成分是商业秘密,但稀释剂通常是挥发性有机化合物(VOCs),对野生动物和人类有毒(Stubblefield等人1989年,Upreti等人2007年)。

此前油轮没有发生过沥青泄漏事故。2010年,密歇根州卡拉马祖附近的管道破裂,污染了附近的水道,这是迄今为止唯一一次稀释沥青泄漏(CRED 2013)。在那次事件中,挥发性有机化合物在数小时内蒸发并通过空气传播,导致泄漏一英里内的数百名居民因急性健康症状被疏散(美国国家运输安全委员会,2010年)。蒸发毒素对人体健康构成威胁(Binet等,2002年,Gosselin等,2010年,Kelly等,2010年,Goel等,2011年,McLinden等,2012年)。再加上人口密集,Burrard Inlet的沥青泄漏可能对人类健康产生前所未有的影响。

关于海洋物种,关于许多当地生态上重要物种的反应的资料有限;此外,尚无关于沥青对该地区海洋生物的毒性的公开数据。一个值得注意的例子是,石油泄漏可能会增加最近引进的非本地物种的入侵成功率,Littorina littorea或普通长春花(Harley et al. 2013)。这一物种被认为对石油泄漏更有弹性(North 1973),如果其竞争的本地亲属数量因石油泄漏事件而下降,它可能会受益。尽管在这篇综述中没有发现直接将石油泄漏与入侵物种与本土物种的成功联系起来的研究,但在受污染的水域中,入侵物种可能优先于本土物种的想法并不新鲜(Piola和Johnson 2008, McKenzie等人2012)。

重要的是,沥青如何与海洋环境发生物理作用还存在一些不确定性。如果沥青下沉,就像卡拉马祖漏油事件一样,除了潮间带和浅层潮下系统,潮下生态系统和远洋鱼类也将面临石油暴露的风险。如果沥青下沉,这也会影响不同类型的清理技术的有效性。

在社会领域,第四个重要方面涉及当地应对石油泄漏的能力和治理结构,这在温哥华基本上是未经检验的。原则上,这是一种公私合营的结构,油轮船东和经授权的溢油响应组织,加拿大西部海洋响应公司(WCMRC),负责即时响应,联邦和省级当局在不合规情况下对响应进行监督和长期管理(加拿大审计长办公室2010年,DFO 2011年,BC-MOE 2013年,温哥华港2013年)。然而,联邦和省的溢油反应政策之间缺乏协调,可能在紧急情况下导致协调问题(加拿大审计长办公室,2010年)。

此外,目前的联邦和省级溢油应对计划只关注即时清理和成本回收,而没有解决经济影响或长期恢复计划(加拿大交通部,2010年,DFO 2011年;BC-MOE 2013)。温哥华市政一级没有进行任何响应和恢复计划。文献综述表明,对人类系统的大部分影响发生在溢油清理的响应阶段之外,因此缺乏恢复计划会在发生溢油事故时对该地区造成重大影响。

当地的反应能力也受到质疑,特别是在预计油轮运输量增加的情况下。联邦法律只要求泄漏应对组织为1万吨泄漏保持资源,这远远低于像墨西哥湾这样的泄漏所必需的数量声望而且瓦尔迪兹(加拿大审计长办公室2010年,BCG 2012年)。情景规划和溢油反应演习仅开发到10,000吨级别(WCMRC 2012年,MOJ 2013年)。出于责任原因,志愿者不允许参与当地的清理活动,外国溢油救援人员在加拿大的工作结果不受赔偿,因此使互助协议无效(EnviroEmerg咨询公司2008年,加拿大审计长办公室2010年,太平洋各州/不列颠哥伦比亚省溢油特别工作组2011年,BCG 2012年,范德克利普2012年,BC-MOE 2013年)。最近,加拿大联邦政府宣布了油轮安全方面的新举措(Bailey 2013)。

第五个值得注意的方面与适用于加拿大水域石油泄漏的经济补偿计划有关。如上所述,加拿大是适用于大多数国际油轮泄漏的国际CLC/IOPC公约和基金网络的缔约国,而美国已经通过《石油污染法案》(OPA;Mason 2003, Schoenbaum 2012)。加拿大还设立了一项补充的船源油污基金,作为最后一项基金(2013年船源油污基金管理人)。因此,加拿大石油泄漏灾难的经济赔偿与美国事件的经验不同。例如,根据CLC/IOPC,船东对溢油负有严格责任,而根据OPA,联邦政府可以向油轮船东以外的一系列各方寻求损害赔偿(Schoenbaum 2012)。此外,根据国际公约,除了清理和渔业和其他海洋部门的利润损失外,很少有环境损害得到赔偿;相反,OPA明确规定了自然资源损害的恢复(Schoenbaum 2012)。

温哥华石油泄漏事件的最后一个不同之处是当地经济结构,这一点与已经提到的许多其他事件有关。历史上的重大石油泄漏主要影响的是依赖资源的小社区,与此相反,这里的城市环境不仅包括高密度的人口,而且经济结构以非常不同的方式与沿海环境联系在一起。例如,商业渔业和水产养殖在温哥华经济中发挥的作用非常有限,尽管城市地区确实是区域渔业的登陆和加工中心(Levings和Samis 2001年,MMK咨询2007年,温哥华港2012年)。该地区还有许多第一民族,即土著群体,他们利用自然环境进行经济、生存和社会文化用途。海洋污染污染收获的物种,并对第一民族社区的健康产生不利影响,这是该区域日益令人担忧的问题(Mos等人,2004年)。据估计,石油泄漏对不列颠哥伦比亚省北部海岸原住民的影响已达数十亿美元(Gunton and Broadbent 2012)。由于传统的土地权利和对海洋环境的依赖,第一民族越来越多地参与不列颠哥伦比亚省的海洋资源规划(Jones et al. 2010),也可能需要参与溢油应对决策。

在温哥华重要的经济部门,但在其他溢油灾害中并不突出,也可能容易受到溢油的影响。该港口拥有44,000名员工,为大温哥华地区创造了35亿加元的GDP (intervista 2009年)。虽然在其他情况下,关闭港口的影响相对较小,但温哥华港口关闭的可能性可能会产生更大的影响。旅游业是一个主要部门,在当地经济中占8万个工作岗位(BC-MJTI 2012)。房地产在温哥华经济中扮演着复杂但重要的角色,并已成为经济增长的关键因素(Barnes et al. 2011)。温哥华经常被评为世界上最宜居的城市之一。与旅游业一样,由外地投资者推动的房地产活动可能会受到石油泄漏对温哥华形象和声誉的无形影响。

具有讽刺意味的是,对于像温哥华这样的城市地区来说,在距离城市化海岸线有一定距离的地方发生的石油泄漏可能会造成与附近发生的石油泄漏一样的经济损失:无论泄漏的实际地理位置是否接近,声誉可能会受到损害,并对旅游业等主要经济部门造成相应的损失。由于在赔偿制度下可被视为索赔要求的直接损害很少,用于帮助抵消损失的赔偿资金流入可能非常有限。

这一初步分析可以支持城市和地区进一步开展活动,以了解、管理和降低海洋石油泄漏风险,例如确定可能的泄漏情景,制定全面的,在可能的情况下,定量的其影响描述,并利用此类情景吸引广泛的利益攸关方,以提高认识和增强抵御能力。制定一项社会经济恢复计划对于澄清影响和补偿以及解决标准恢复机制中的差距非常重要。

初步分析还确定了几个关键的知识缺口。需要研究原油和稀释沥青在泄漏时的行为差异,以及它们的成分对当地海洋物种的毒性影响。Burrard入口关键区域的泄漏动态建模对于提供有关扩散速率和途径的信息以及阐明特别脆弱的栖息地/地区非常重要。需要对沿海城市的其他技术灾害和自然灾害进行调查,以扩大知识库;例如,审查与形象相关的对旅游业和其他部门的影响。这些研究可以通过当地访谈来补充,以确定人为因素影响的因果链(Webler和Lord 2010)。需要对加拿大西海岸的实际溢油应对能力进行审计,以确定潜在的差距,并为准备计划提供信息。

在进一步规划工作所需的基线研究方面也存在差距。对该区域的自然资源和社会经济实体进行全面基线评估,对于环境和经济影响研究和恢复计划提供信息非常重要,也有助于在泄漏发生后进行准确监测。在温哥华的案例中,现已解散的跨部门合作伙伴Burrard Inlet Environmental Action Program汇编了关于栖息地类型、潮间带植被、鸟巢数量、出水口、码头、不透水表面以及入口许多其他沿海条件的基线数据。尽管此类基线数据可用于对环境敏感地区进行排名,以便在石油泄漏事件中为响应工作提供等级信息,但数据尚未涉及Burrard Inlet内物种的种群水平,这有助于确定最危险的物种,并对量化泄漏事件的影响至关重要。此外,关于处于危险中的人口和经济活动的基线数据还没有收集起来用于石油泄漏风险分析,这些数据也是至关重要的。

结论

海洋石油泄漏的风险引发了许多规划和政策问题,从允许或禁止增加石油运输量,到发展应对潜在泄漏灾难和从泄漏灾难中恢复的能力。在这些问题的基础上,需要对石油泄漏的潜在后果作出知情的预期。经验证据基础并不大:只有几次泄漏被广泛记录在案,大多数研究只局限于特定方面。因此,重要的是要利用整个知识库,并认识到在对不同情况进行预测时,某些历史灾难可能比其他灾难提供的信息更多。

我们提供了与海洋溢油相关的不同文献的综合审查,并总结了溢油影响框架中的关键因素。这一审查和框架的广度可以帮助面临风险的社区,特别是那些以前没有石油泄漏经验的社区,对潜在影响的范围以及影响如何实现这些影响的关键生物物理和社会经济因素进行概述。这种概述是对处理溢油灾害风险这一更大进程的初步和重要投入。

全面的概述可以帮助澄清溢油灾害的复杂性,在事件之间进行比较,确定数据差距,并为未来的溢油灾害做好准备,制定规划场景。它可以帮助理解特定体积的泄漏如何导致非常不同的后果,这取决于上下文变量及其相互作用。例如,溢油对商业渔业和水产养殖的影响将取决于各种因素,包括溢油量和相对于捕鱼/种植区的位置;洋流、潮汐和波浪的作用分散了石油;在该地区收获的物种类型,例如,物种是定居的还是流动的;以及政府有关捕鱼禁令和补偿计划的决定。在温哥华案例研究中,初步分析确定了在规划工作中认识到的几个关键的复杂性,例如与海洋物理条件有关的潜在泄漏结果的高度可变性,稀释沥青的行为,当地应对能力的不确定性,以及经济补偿方案的局限性,以及接近城市人口和经济的多层次影响。

从长远来看,进一步研究的一个优先事项是将关键变量和相互作用纳入综合模型,该模型可以提供特定地区潜在石油泄漏影响的情景。这种模型不仅要考虑石油的分散情况,还要考虑生态影响以及与人类健康和经济影响的联系。鉴于存在很大的不确定性,敏感性分析是必不可少的。这样的模型可以解决一些问题,比如什么是最坏的灾难,灾前和灾后的干预措施是至关重要的,以及在大范围可能发生的泄漏事件中,什么样的干预措施可以有效地减少损失。这些见解对于旨在降低石油泄漏可能性、提供有效应急响应和促进恢复的政策和规划非常重要。

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致谢

这项研究得到了温哥华经济委员会(VEC)和海洋环境观测、预测和响应(MEOPAR)卓越中心网络(NCE)的部分支持。所表达的任何意见、发现、结论或建议都是作者的观点,并不一定反映VEC或MEOPAR的观点。我们感谢编辑和匿名审稿人对本文的建议。

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图1|Figure2|Appendix1