水與火交織的生態悲歌!斯里蘭卡史上最慘烈的油汙外洩事件20210520

圖1 : 以nosis檢視斯里蘭卡海洋汙染之示範操作

圖2 : 因火災產生的滾滾濃煙以及海面上漂浮的油汙。圖片來源

2021年5月20日， X-Press珍珠號---一艘位於斯里蘭卡西部的化學貨櫃輪在進入可倫坡港前夕爆發一場「火燒船」事件，所幸無人傷亡，但由於船身結構嚴重受損，加上船體設計本身頭重腳輕，船尾開始下沉導致引擎室嚴重進水，到了6月2日傍晚，珍珠號的船尾直接沉入海面下22公尺深的海床底部。從《法新社》攝影記者的空拍照中可以發現，珍珠號周遭海面已經開始出現了明顯油汙擴散，現場救難隊也證實海底的船尾重油槽，正持續噴出「黑色細流」，「船內的350噸重油正在外洩」目前要處理外洩的重油，只能靠人工的方式下潛至22米深的海底「手動抽油」。而事故導致船上的塑膠微粒與化學藥品外洩至海水及沙灘，正為斯里蘭卡西部海域帶來一場空前的生態浩劫。

圖3 : 事件發生地點位於世界地圖中橘色圈位置。來源:google地圖

以2019年巴西海岸線的油汙汙染案例為例，長達2100公里的海岸線，已知 200多處地點遭不名油污浸染，至少8隻海洋動物遭油污覆蓋全身窒息死亡。專家指出，油污對海洋環境、生物和人類健康造成的損害，可能持續數十年。目前對油污的來源仍在調查尚未明瞭，但是對於生態的破壞及對人類的威脅，估計需要長達數十年的環境恢復期，重創海洋生態系食物鏈，油汙外洩對環境及人類的嚴重性可見一斑。《戰國策‧楚策》：「見兔而顧犬，未為晚也；亡羊而補牢，未為遲也。」。為了防止災情擴散，我們可以運用衛星遙測技術觀察周遭海域的外洩油汙分布位置及狀況，解此分析油汙擴散情形。

   首先介紹Sentinel-1(哨兵一號)，一顆由義大利泰萊斯阿萊尼亞空間公司製造的地球觀測衛星，能夠從ERS和Envisat任務衛星提供連續性的數據，它攜帶的C波段合成孔徑雷達，可白天、夜晚和各種天氣提供連續圖像。同時記錄地球表面的雷達圖像。Sentinel-1(哨兵一號)的光學影像形成原理是由雷達天線向海面主動發射電磁波再收集回波，由於海水表面本身粗糙不平，因此造成電磁波產生散射回波。海面粗糙度越大反射效果越明顯。海面上有油汙時，由於油汙粗糙度較低，反射效果相對不明顯，在光學影像中顏色較暗，容易做出區別。

圖4 : 雷達波入射水面示意圖。

圖5 : 從Sentinel-1(哨兵一號)提供的光學影像中，可以看到顏色較深的部分即是油汙的分佈狀況及範圍。來源:nosis

圖6 : 掃描影像中顏色較深的範圍，利用面積工具即可估算出該影像中的油污面積。來源: nosis

Landsat-8是由軌道科學公司承包的陸地衛星，搭載陸地成像儀（Operational Land Imager）和熱紅外感測器（Thermal Infrared Sensor，）。 陸地成像儀被動感應地表反射的太陽輻射和散發的熱輻射，有9個波段的感應器，覆蓋了從紅外到可見光的不同波長範圍。與上一代Landsat-7衛星的ETM+感測器相比，其所搭載的陸地成像儀增加了一個藍色波段（0.433 –0.453μm）和一個短波紅外波段（band 9; 1.360–1.390 μm），藍色波段主要用於海岸帶觀測，短波紅外波段包括水汽強吸收特徵，可用於雲檢測。其所使用的熱紅外感測器是有史以來最先進，性能最好的熱紅外感測器。可以收集地球熱量流失，目標是瞭解所觀測地帶水分消耗，特別是乾旱地區水分消耗。勘查範圍包刮北極海冰區、海洋環境、地表環境、森林、水源和土壤並分析其可能造成的風險。並且在合理範圍內提供人道援助。下圖中為Landsat-8觀測災後船隻濃煙分布狀況，能夠藉此為空氣汙染提前警戒與防範。

Landsat-8的光學影像形成原理為被動遙測，蒐集來自地表或海面反射或主動發射出的電磁波。這種遙測方式儀器所接收到的能量來自目標物本身釋放的電磁波或是目標反射其他能量來源的電磁波，以最貼近生活的方式舉例，在太陽光下不使用閃光燈進行照相機就算是一種類似於被動遙測的方式。

圖7 : 被動遙測接收來自雲或是濃煙反射太陽的電磁波示意圖。

圖8 : 從landsat-8提供的光學影像中可以觀察到珍珠號災害發生後船隻濃煙的分布位置以及狀況。來源: nosis

圖9 : 將影像中顏色較淺的部分掃描過後，利用面積工具即可估算出濃煙的面積。來源: nosis

而從下圖中的觀測影像可以看出油汙外洩的範圍，從2021/06/08 Sentinel-1觀測影像中海水表面油汙面積為0.44平方公里。可以看出漂浮於海洋表面以及從船底外洩的油汙不僅在持續增加中，同時也在快速擴散，可能會嚴重影響巴西海龜保護計劃以及巴伊亞和聖埃斯皮里圖海岸的鯨魚繁殖。進而透過生物累積作用放大產生正回饋效應，污染物進入食物鏈，破壞全球海洋生態保育，甚至危及人類健康安全。

在5月31日下午斯里蘭卡政府表示已經成功控制火勢，但是從2021/06/01 Landsat-8影像中還是可以看到明顯的濃煙分布，未來造成的空氣汙染及責任歸咎都必須仰仗Landsat-8持續提供的衛星影像資訊，相關環境災害發生時，還是建議以衛星影像或空拍影像等大範圍持續監控，當收集了足夠的資訊後，才能最大程度降低災害造成的風險。

因為船體安全問題加上油汙範圍持續擴大，目前斯里蘭卡針對油汙問題只能採用人工手動清除，但是在全球covid-19 delta變種病毒株疫情爆發後，人力問題逐漸浮上檯面。而目前珍珠號的起火原因斯里蘭卡當局還尚未釐清，根據已知訊息，早從5月11日開始，X-press珍珠號的化學貨櫃就已因封閉不完全造成起火事故，究竟是船隻本身設計出廠就有問題，還是船員涉及工安疏失，抑或是有什麼尚未明朗的問題，斯里蘭卡正是已經公開表示，一定會究責到底，目前已經向新加坡公司提出巨額賠償。

 從失火案件發生起，斯里蘭卡政府立即對災區方圓80公里海域全面宣布禁止漁業行為，與疫情的雙重影響下，受到影響的7000多名漁業人民受到極大的經濟壓力，雖然目前有政府救濟補貼，但是在污染造成的長期影響下，為周遭海洋生態帶來重創的同時，也對當地產業造成負面影響，何時才能恢復漁業經濟還遙遙無期。

 台灣位於亞太航運樞紐的重要地理位置，近海地區漁業發達，且近年來在covid-19疫情肆虐下，航運更顯得日漸重要。以這次斯里蘭卡X-Press 珍珠號海洋汙染事件為鏡，對於四面環海的台灣來說，都能從中吸取經驗，藉由已然成為全球發展趨勢的衛星遙測技術，在不管是航運、經濟、環保等面向，取得更好的平衡，將風險壓得更低，讓台灣航運產業與環境保育攜手邁向更好的榮景。

圖10 : 應用nosis檢視斯里蘭卡海洋汙染之示範操作影片。

撰稿者：陳智賢 （成功大學地球科學系大學部暑期工讀生）

指導老師：劉正千 特聘教授