1月20日，国家海洋局中国海警2502、2149、向阳红19船和海监3837飞机继续在巴拿马籍“桑吉”号油轮沉没海域开展监视监测。
20日6时，船舶在距沉船点东南方向约5公里处发现长约4公里、宽约400米的黑褐色及银白色油污带；船舶和飞机在沉船点西北方向多次发现油污带，10时于8公里处发现长约1公里、宽约400米的银灰色油污带，伴有零星棕黑色油块；13时于15公里处发现长约4公里、宽约3公里的银白色油污带；14时于10公里处发现长约10公里、宽约1公里的彩虹色油膜。
卫星遥感数据解译发现，在图像覆盖海域监测到3处条块状溢油分布区，总面积约199.6平方公里。其中面积最大溢油分布区约164.2平方公里，面积最小溢油分布区约5.6平方公里。
国家海洋局工作人员20日在沉船周边海域开展现场监测，共采集了30个站位的水样。监测结果显示，油膜区4个站位的石油类物质浓度超过第三类海水水质标准、8个站位超过第四类海水水质标准，另有5个站位的石油类物质浓度超过二类标准。
