油指纹多元统计分析在鉴别地表水石油类污染来源中的应用研究

采用油指纹多元统计方法,对嘉兴市杭州塘和长山河水系沿岸加油站9个不同来源的轻质柴油进行了分类鉴别,并考察了风化的影响.结果表明:仅基于GC-MS谱图,很难对不同轻质柴油的来源进行鉴别;但基于GC-MS谱图,提取正构烷烃及多环芳烃特征比值,进一步采用多元统计方法,可以对不同来源的轻质柴油进行区分.考虑实际水环境中油污染物会风化,向河水中投入两种轻质柴油,考察了不同初始浓度和不同风化时间下的油指纹变化,发现油污染物初始浓度为0.5 mg·L~(-1)时,所有特征比值在风化过程中均极不稳定,无法用于分类鉴别;油污染物初始浓度达到1.0 mg·L~(-1)及以上时,特征比值C_(17)/Pr、C_(18)/Ph在风化5 d内可用作油指纹的鉴别指标,5 d后无法用于鉴别;特征比值Pr/Ph、(C_(19)+C_(20))/(C_(21)+C_(22))、CPI受风化时间影响小,始终可以作为油指纹鉴别的特征指标.     

正构烷烃气相色谱指纹法鉴别海面溢油源

一、前言 气相色谱法研究鉴别海面溢油源的方法,国外报导较多的有正构烷烃色谱指纹法、有机硫化物色谱指纹法、有机氮化物色谱指纹法。以及根据正C17烷/姥鲛烷和正C18烷/植烷两对组分的比率表征一种原油特性的方法。国内已有用正构烷烃色谱指纹法和有机硫化物色谱指纹法研究海面漂浮原油祝港口海面溢油源鉴别的报导。正构烷烃色谱指纹法能鉴别正构烷烃谱图差剐较大的一般原油和成品油     

油指纹鉴别中诊断比值的重复性限比较法

诊断比值是油指纹鉴别中非常重要的鉴别指标,本文基于重复性限这一经典的统计学概念,详细介绍了利用重复性限进行溢油鉴别中诊断比值比较的方法,包括方法原理、诊断比值的评价及鉴别原则,并以某原油及其风化样品以及2种不同原油的油指纹鉴别为例,说明了此种方法的有效性,这对于提高基于油指纹的溢油鉴别准确度和效率将有重要意义.     

毛细管色谱技术在鉴别海面溢油源中的应用

本文用高分辨力的毛细管色谱技术,使油品获得较好分离,谱图特征显著,指纹信息丰富。通过对十几种不同来源的原油和燃料油分析,较详细地探讨了各油品的正构烷烃指纹特征以及姥鲛烷和植烷的地球化学性质。提出了以正构烷烃轮廓特征和姥鲛烷与植烷特征峰面积比值法相结合的溢油鉴别方法。经过对实际溢油案例的分析鉴别表明,本方法具有较强的鉴别能力和可靠性,可对不同种类的原油和燃料油进行有效鉴别。     

溢油长期风化的碳稳定同位素指纹变化规律

根据石油中的碳稳定同位素具有母质继承效应,利用稳定同位素手段对原油的油指纹进行鉴定。对于正构烷烃指标,在室内对380#燃料油进行了长期风化模拟实验,在长期风化中δ13C_Pr/C19、δ13C_Ph/C19、δ13C_Pr/C20和δ13C_Ph/C20其相对标准偏差（RSD,relative standard deviation）小于5%,表现出一定的稳定性,可作为诊断比值来进行油指纹鉴别。对于多环芳烃,对380#燃料油和科威特原油进行了室内长期风化模拟实验,燃料油和原油风化样的δ13C_flu和δ13C_ph分别分布于-27.476‰~-26.583‰和-26.482‰~-21.914‰,各自集中于一定范围内,利用δ13C_flu和δ13C_phe双指标可区分不同油品的风化样品。研究证明稳定同位素作为一种追踪油源的技术手段,可以用于风化后的油源鉴别。     

风化过程对船舶燃料油组分及其指纹特征的影响

以某船舶燃料油为研究对象,进行自然条件下的风化实验,研究燃料油中的正构烷烃、PAHs的风化规律及特征比值随风化时间的稳定性,了解风化与该油品的化学组成变化间的关系。结果表明:(1)自然风化60 d后,燃料油品低碳组分(小于nC13)的正构烷烃几乎完全消失,中碳数正构烷烃可能比高碳数正构烷烃更难于风化;(2)随着PAHs环数的增加,燃料油品PAHs组分的风化损失减少;菲与二苯并噻吩的损失表明烷基化程度大的化合物可能比未发生取代的PAHs损失程度更大。最后,通过将正构烷烃、甾萜烷类生物标志物和PAHs中的24个特征比值的相对标准偏差与5%进行比较,判断其稳定性,筛选出该油品中稳定性好的特征比值,为其风化溢油鉴别提供技术支持。     

海上溢油的气相色谱分析方法和舱底水污油的识别

根据《中华人民共和国环境保护(试行)》规定,禁止船舶向海洋和港口水域排放含油污水,为了保护海洋环境,及时追查造成海洋污染事故的责任者,执行船舶违章排放含油污水法规,需要建立起识别油污染源的有效方法。我们研究了用气相色谱法识别海上溢油,并且应用此方法、对大连港和天津新港,停泊的船舶舱底水污油分别进行现场测定,收到了很好的效果。 气相色谱法识别油种是把样品中的正构烷烃作为分析的对象。任何小于300℃馏分的油样进入气相色谱柱内,其正构烷烃组分按其沸点先后被分离。由氢火焰离子检测器检测出来,并在记录仪上描出“指纹”图。然后根据(1)每种油“指纹”谱图轮廓;(2)每种油谱图     

Fuzzy相似优先比鉴别海面溢油

建立了海南溢油鉴别的Ｆｕｚｚｙ相似优先比模式,提出了油种鉴别的Ｆｕｚｚｙ相似优先比置信水平λ↑－的模糊区概念。海面溢油鉴别主要受油种、实验误差和风化的影响。任丘原油风化１个月同其它１３种油可鉴别的Ｆｕｚｚｙ相似优先比置信水平的范围为０．００５８１９≤λ↑－≤０．０４６４１,大庆原油在海面上风化２８ｄ同其它５种油可鉴别的范围为０．１１０１≤λ↑－≤０．２５１０。海面溢油鉴别结果表明,本法较指纹谱图辨     

呼和浩特市大气气态和颗粒物上正构烷烃的研究

采用聚氨基甲酸乙酯和玻璃纤维滤膜采集样品并测定。大气中总正构烷烃的浓度分布、气／固分布比与季节变化、污染源有关。在呼市大气中总正构烷烃（Ｃ１５－Ｃ３３），夏季主要存在气态中（７８％），而冬季主要存在于颗粒物上（８３％）。内蒙古草原大气对照样品中，气态中总正构烷烃在冬夏两季所占百分比都约为５０％。市区冬季大气颗粒物上的总正构烷烃浓度比其它城市结果高出１－２个数量级。     

气相色谱质谱联用技术在海面溢油事故鉴别中的应用——案例分析

通过对中国近海海域一个具体海面溢油事例的研究,提出了通过气相色谱及气质联用技术进行海面溢油鉴别的方法。采用GC-FID对油样中的正构烷烃的主要组分进行定性分析,利用GC-MS对油中难降解的生物标记化合物：霍烷及其他五环三萜类化合物、规则甾烷及重排甾烷类化合物、三芳甾类化合物、多环芳烃进行分析,计算相应的比值并采用“t-分布”方法进行溢油样品和可疑溢油源样的相关分析。结果如下：（1）从GC-FID色谱图可以看出,YY2679与KY0631、KY0632的色谱图极其相似,与其余四个可疑油源的色谱图差异较大。六个可疑油源的R值在0.04～1.95之间,只有KY0631和KY0632的R值小于0.1,KY0633～KY0636与YY2679的差异不是由风化引起的,可以排除,由此可以推断出YY2679溢油样品可能来源于KY0631或KY0632两个可疑溢油源。（2）采用21个生物标志物指标进行相关性判别,KY0631可疑溢油源在比值点的区间范围为95%和98%时,有多个点x或y误差棒均未跨过直线y=x。KY0632可疑溢油源在比值点的区间范围为95%时,各点的x或y误差棒均跨过直线y=x,由此推断YY2679溢油样品和可疑油源KY0632是同一油源。     

浙江马鞍列岛海域表层沉积物中正构烷烃的分布与来源分析

采用气—质联用仪(GC-MS)对浙江马鞍列岛(特别是绿华岛及花鸟岛附近)海域八个站位表层沉积物样品中的正构烷烃进行检测,通过谱图和特征分析,对该区域沉表层积物中正构烷烃含量分布及来源等进行了分析。结果表明:研究区域表层沉积物的正构烷烃碳数分布范围多在C14～C34,八个站位样表层沉积物样品中正构烷烃含量(干重)分布在(0.9～9.4)×10-6范围,其含量在空间分布上并无太大的差异。通过对正构烷烃分布特征指数分析,发现陆源高等植物输入占主导优势,而且石油污染可能存在于各个站位。与世界上其他被污染的海岸及河流沉积物比较,目前浙江马鞍列岛附近海域表层沉积物中正构烷烃总量处于相对较低的水平。     

污染油种鉴别中的气相色谱技术

气相色谱法由于仪器普及,样品处理简单,样品量要求少,在污染油种的鉴别中是一个有效而简便的方法。众所周知,各种矿物油色含有极其复杂的组分,而气相色谱鉴别法就是依据这些组分的色谱特征,如正构烷烃色谱、芳烃色谱,油中有机硫化物色谱等特征。利用正构烷烃色谱特征对各油种进行鉴别的方法已在不同的文章和场合中阐述。本文仅对这方面的气相色谱技术作一些讨论。     

夏季长江口中颗粒态及溶解态正构烷烃组成和迁移

为阐释长江口颗粒态、溶解态正构烷烃的时空分布特征,并初步探讨其迁移循环机制.2001年7月在长江口分表、底层采集溶解态与颗粒态样品,采样区域的氯度跨度为0.028‰～16‰.样品经有机抽提和气相色谱定量分析,检测到表层溶解态、颗粒态正构烷烃总浓度分别为0.19～4.1μg·L-1和0.19～3.6μg·L-1;底层溶解态、颗粒态正构烷烃浓度分别为0.12～1.9μg·L-1和0.63～4.2μg·L-1.结果显示,长江口水体中正构烷烃碳数多分布在n-C15～n-C36间,正构烷烃碳数浓度分布呈高碳数优势、双峰型优势和低碳数优势3种关系.特征参数表明,长江口有机物呈显著的陆源有机质输入特征;且由长江口向外,陆源输入逐渐减弱.固-液分配系数Kd在不同站位和不同化合物间差异较大;同时Kd还存在颗粒物浓度效应.河口区颗粒态正构烷烃迁移的控制因素主要有潮周期的变化和沉积物再悬浮等.     

灰色关联度聚类分析在溢油鉴别中的应用

建立了灰色关联度聚类分析的溢油鉴别模式,提出了油种鉴别的置信水平λ_ｉ的灰色模糊区概念,给出了常见的１４种油、风化的任丘原油和海面溢油的灰色关联反动态聚类图,油种鉴别主要受风化和实验误差的影响,风化３０天,任丘原油同其它１３种油可分类的置信水平范围为０．８９６４＜λ_ｉ＜０．９８４１,海面溢油可鉴别区为０．０７０５＜λ_ｉ＜０．９３７８,溢油鉴别结果表明,本法较指纹谱图识法的准确度高。     

海洋污染损害碳稳定性同位素比值差异性溯源分析实验技术——以船舶溢油污染事故为例

现行油指纹鉴别技术主要以溢油的化学组成及分布特征为依据进行溢油种类和油源鉴别。本文对于采集的来自不同油品及不同风化程度、沾污不同环境介质的样品,进行总组分的碳稳定性同位素比值（δ13C）测定,有针对性地分析具有时空关联性的样品测定结果的差异性,为溢油鉴别提供一种新的溯源技术方法,为海事主管机关开展海上船舶溢油污染事故调査处理提供多元化的证据支持。针对4种溢油风化实验样品、来自东海“桑吉”轮溢油事故、福建福清江阴港“正力洛杉矶”轮燃料油泄漏事故、福建平潭看澳锚地“鑫海盛168”轮燃料油泄漏事故的源项样品和现场污染样品,进行了总组分δ13C测定及其基于差异性分析的溯源技术研究。结果表明,不同油品的溢油风化样品δ13C随风化时间的增加而具有类似趋势的差异性变化,可用于说明相应油种的同源相关性;利用溢油事故船载货油和燃料油的δ13C差异性,能够鉴别事故海域采集溢油样品的种类;溢油事故船舶燃油舱油样和清污现场采集的溢油样品可用于与受污染环境介质采集油样的δ13C差异性溯源比对;通常环境条件下,同源相似度较高的差异性限值为两倍平行样分析误差。     

海上溢油化学指纹特性的研究

根据原油所具有的特性,对短期风化前后的大庆和科威特原油中的正构烷烃(n-C10～n-C24,姥鲛烷Pr及植烷Ph)、多环芳烃(PAHs)、石油卟啉以及镍钒比(Ni/V)进行了对比分析。结果显示:大庆和科威特原油中的n-C17/Pr、n-C18/Ph虽然不同,但Pr/Ph基本上无差异,只用诊断比例鉴别有局限性;荧光分析显示油品中大分子的PAHs几乎不受风化的影响,具有稳定特征;两种原油的石油卟啉种类不同,体现出原油产地不同的特征;大庆原油是Ni高V低,而科威特原油是V高Ni低,大庆原油的Ni/V远高于科威特原油。建议把这些特征参数统合在一起构成鉴别原油的化学指纹,以改善现有的油指纹研究的单一性和局限性,更全面地反应原油自身的特性。     

甾萜烷和多环芳烃在风化溢油鉴别中的应用研究

对母质来源、沉积环境和成熟度各异的原油样品进行风化模拟实验,并对实验产物进行GC-MS分析,最后对甾烷、萜烷和多环芳烃进行风化溢油鉴定的可行性、原理、常用指标等进行探讨。结果表明,不同油中同一甾烷、萜烷和芳烃生物标志化合物比值参数量值间有显著性差异;对相同油的风化和未风化样品而言,同一萜烷和甾烷比值参数的变异系数通常小于15%;同一烷基化多环芳烃的特征比值参数变异系数为6.51%~17.68%,而成熟度指标变异系数通常小于8%。甾萜烷和多环芳烃可以作为风化溢油鉴别的有效指标。     

青岛市冬季正构烷烃污染特征及来源解析

为研究青岛市冬季大气PM_2.5中正构烷烃的浓度水平、分子组成以及来源,于2020年1月10—23日在青岛市崂山区采集城市地区大气PM_2.5样品,通过气相色谱-质谱(GC-MS)进行定量分析得到26种正构烷烃,并对正构烷烃的污染特征及来源进行详细分析。结果表明：正构烷烃浓度为59.2～429.2 ng/m³,平均浓度为(230.9±111.7) ng/m³,其中正二十四烷烃是浓度最高的单体物种,浓度为49.63 ng/m³。依据GB 3095—2012《环境空气质量标准》PM_2.5二级浓度限值,采样期间分别有8天污染天和6天清洁天,污染天和清洁天正构烷烃的浓度分别为(283.7±93.6)和(160.5±82.1) ng/m³。污染天和清洁天正构烷烃碳数分布相似,主峰碳为C₂₂,次峰碳为C₂₄。污染天和清洁天正构烷烃的碳优势指数(CPI、CPI1和CPI2)分别为0.91、0.81、1.19和...     

滇池沉积物有机质沉积特征与来源解析

以滇池湖泊东南部和东部沉积柱为研究对象,对沉积柱中不同层的沉积物样品使用210Pb定年,分析不同年代沉积物中总有机碳(TOC)和正构烷烃的含量及沉积通量,利用正构烷烃相关指标示踪有机质来源.结果表明:1两采样点沉积物中TOC含量和沉积通量随时间增长均表现为总体上升的变化趋势;正构烷烃沉积通量随沉积年代的变化,分为上升期、下降期与再次上升期这3个阶段.2正构烷烃与TOC沉积通量均增大时,两者来源具有一致性,均来自于湖泊内部和入湖河流携带的泥沙物质之中;20世纪80年代至20世纪末,正构烷烃沉积通量在减小,TOC沉积通量在增大,说明该时期两者来源存在较大差异,湖泊内的细菌、藻类对正构烷烃的贡献较大,而TOC受湖泊内部与入湖泥沙的影响较大.3两采样点检测到的正构烷烃碳数范围为C12~C35,由正构烷烃基本特征与源解析指标分析得出:挺水植物对滇池湖泊沉积物中有机质来源贡献较大,浅层深度,细菌和藻类的贡献突出.     

短期风化对渤海原油正构烷烃组分的影响

溢油风化信息是认识海洋溢油事故发生中溢油行为归宿的必要条件,而油品组分含量等数据是衡量油品风化状况的重要指标。本研究以渤海产轻质、中质和重质3种类型原油为对象,开展实验室原油风化模拟实验,以GC/MS为主要测试手段,探讨短期风化作用对不同类型渤海原油组成的影响。研究得到不同风化程度下各类型原油中正构烷烃组分含量,并以中质油为例对正构烷烃组分变化与蒸发损失间的关系进行了探讨。研究表明,风化作用对不同原油及油品组分含量影响程度存在差异。在24 h风化时间内,渤中28-1轻质原油风化最为严重,最大蒸发损失约为22%;常青号中质原油次之;绥中36-1重质原油受风化作用影响最小,蒸发损失不足1%。3种油品正构烷烃组分含量分别为70.28×10-3、38.19×10-3和0.42×10-3,并随风化时间增加呈降低趋势,且不同C数正构烷烃组分含量降低程度不同。常青号原油中C13~C26正构烷烃组分含量变化与蒸发率呈显著相关关系,可以作为溢油风化程度的评价指标。