石油溢入海洋之后，在海洋特有的环境条件下，有着复杂的物理、化学和生物变化过程，并通过这些变化，最终从海洋环境中消失，这些变化有扩散、漂移、蒸发、分散、乳化、光化学氧化分解、沉积以及生物降解等。
油膜在油的重力、黏度和表面张力联合作用下，不停地向四周扩散，在海面上的分布表现为中间部分比边缘部分厚，在水面将形成镜面似的薄膜，与凸透镜类似。而且在风和海流（或河流）的作用下，引起油膜运动，在顺风向上油易聚集，从而形成油膜分布的非均匀情形，这种运动情况称为溢油漂移。溢油中一些易挥发的轻油组分，则会在泄漏到海面很短的时间之内，蒸发到大气中，随着其在大气中的逐渐扩散而慢慢被氧化，影响蒸发的因素有油的组分、油膜厚度、环境温度、风速及海况等。
石油的烃分子与空气中的氧会发生氧化反应，分解为可溶性物质或者持久性焦油，这种反应随着日照强度和时间增加而加剧，并伴随着油膜的扩散而逐渐消失。漂浮于海面上的石油经过漂移、蒸发、风化等作用，其密度逐渐增加，有些重残油的相对密度大于1，而沉降于海底，最终被噬油微生物等缓慢降解。
因此，海洋溢油的特点与石油自身特有的物理化学特性和不断变化的海洋环境相关，导致石油在海面上有着与其他溢出物不同的状况，由此可知溢油本身的特点和行为演变是极其复杂的。溢油在海上的行为与演变过程如图6-1所示。
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图6-1 溢油的行为与归宿［6］
溢油在海洋环境中的行为与归宿主要包括两个方面：动力过程和非动力过程。动力过程包括溢油的扩散以及在风、波浪、潮流等作用下的漂移过程；非动力过程包括蒸发、乳化、分散、溶解、吸附及沉降、光氧化和生物降解等［7］，并且这两个过程都受到油品自身的特性影响。油膜变化过程中各种过程的时间尺度如图6-2所示。
图6-2 油膜变化过程中各种过程时间尺度
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