原油及石油炼制品指纹特征差异性研究

采用气相色谱质谱联用方法(GC/MS),对原油及石油炼制品(包括柴油、机油、燃料油)进行了指纹图谱分析.通过对4种油品中烷烃类、生物标志物和多环芳烃类化合物的原始图谱及半定量浓度和诊断比值比对分析.结果显示,4种油品相互之间烷烃类化合物图谱具有明显差异,机油存在明显UCM(不可分辨的混合物)"鼓包",在n C17/Pr、n C18/Ph、n C17/n C18、Pr/Ph和(n C19+n C20)/(n C19+n C20+n C21+n C22)特征比值上存在显著性差异.4种油品在甾烷类、三芳甾烷类、萜烷类和藿烷类化合物的分布和含量上差异性明显;在多环芳烃化合物的含量和分布上,差异不明显.所选取的29个生物标志物特征比值,其中13.79%的特征比值可体现原油、柴油、机油、燃料油的差异性,可作为原油与石油炼制品之间油种鉴定的重点筛查指标.     

渤海相近石油平台原油指纹鉴别规律初探

选择我国渤海相邻两个石油平台,不同油井6种原油,依据重复性限及t检验方法进行油源比对,对渤海相近平台原油指纹鉴别规律进行了初探性研究.结果表明,同一原油开采平台或相近的石油平台,原油指纹信息总体相差不大,仅部分组分表现出显著差异,如n-C17/姥鲛烷、n-C18/植烷在渤海相近石油平台原油中差异最为显著,此外,伽玛蜡烷、升藿烷、莫烷、C29甾烷、C19—C22的正构烷烃、菲与烷基化菲类、二苯并噻吩及烷基化二苯并噻吩类也表现出明显差异.由此加强对原油中该类组分筛查,将有助于石油平台原油油源鉴别.     

利用GC和GC/MS对溢油风化的鉴定

对重质燃料油泄漏两个月后现场采集的溢油样品进行分析,通过对比可见:各样品的风化程度不一,碳数较低的烷烃明显减少,特征比值C19 20/C21 22和Pr/Ph较为稳定,能很好地指示油样的来源;但C17/Pr和C18/Ph已明显降低.通过对1*油样与泄漏的重质燃料油中芳烃比较可知:芳烃CnB,C0N,C1N,C2N和C3N基本消失,油样与泄漏的重质燃料油中C3D(m/z 226)的分布几乎完全一致,说明C3D的分布对溢油鉴定有十分重要意义.     

典型消油剂对溢油鉴别生物标志物指示作用的影响

在一定条件下,分别对添加消油剂的原油和重质燃料油进行了风化模拟实验,采用气相色谱质谱联用(GC-MS)对风化样品中的生物标志化合物进行了检测,通过生物标志化合物特征比值的变化趋势,对以往溢油鉴别过程中常规生物标志化合物特征比值进行筛选.结果表明,在溢油经消油剂处理后,以往经常选用的指纹信息(主峰碳数、CPI、(C21+C22)/(C28+C29)、C21前/C22后、Pr/Ph(姥鲛烷/植烷)、Pr/C17、Ph/C18)受到消油剂中相关组分的干扰,失去指示意义;消油剂加剧了某些多环芳烃及其烷基化系列生物标志化合物的风化作用,使与其相关的生物标志化合物比值(C2-D/C2-P、C3-D/C3-P、ΣP/ΣD、2-MP/1-MP、4-MD/1-MD)失去指示意义;绝大部分甾、萜烷类生物标志化合物的抗风化能力较强,相关比值仍具有较好的指示意义.     

烃类污染物在大气气溶胶源解析方面的应用

分析了国内外的资料,并结合几年来对北京地区的研究成果,讨论了饱和烃、多环芳烃等有机污染物在源解析方面的应用。利用饱和烃进行源解析主要依靠正构烷烃的分布特征和主峰碳、CPI、OEP等参数,以及姥鲛烷和植烷的Pr/Ph、Pr/C17、Ph/C18比值;甾烷及萜烷等环状化合物,性质非常稳定,可以作为化石燃料燃烧的有机示踪物。通常情况下,不同来源的多环芳烃,Ant/Phe、Flua/Pyr、BaA/Chr等比值有一定的差别;因此这些比值也可以作为重要的诊断参数。     

渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征比较

对渤海典型海域表层沉积物正构烷烃特征进行比较研究.分别采集葫芦岛市近岸海域(1#)、东营市近岸海域(2#)、营口市近岸海域(3#)9个站点的表层沉积物样品,经索氏提取、柱净化后进行GC-MS分析.结果表明,各站位都表现为双峰型,显示了陆源与海源双重贡献特征,但主导峰各不相同;正构烷烃含量(∑n-alk)均值分别为5.43μg.g-1、2.27μg.g-1、4.30μg.g-1;三海域碳优势指数CPI、奇偶优势指数OEP、姥鲛烷和植烷比值Pr/Ph等特征比值基本相同,指示混合来源及中性偏氧化的沉积环境;C31/C19均值分别为11.19、4.51、6.73,短/长链比值L/H均值分别为0.50、1.48、1.31,类脂物比值TAR均值分别为3.61、1.03、1.19,综合显示葫芦岛市近岸海域正构烷烃来源主要为陆源高等植物,而营口及东营近岸海域沉积物正构烷烃更多来源于内生浮游生物源及石油源,三海域沉积物受人类污染影响程度从高到低分别为2#海域(东营)>3#海域(营口)>1#海域(葫芦岛市),且东营近岸海域沉积物受石油污染特征明显.这些特征都与3个海域周边城市发展与污染输入特征有直接的关系.     

胶州湾滩涂养殖区沉积物脂肪烃的特征参数

本文研究了胶州湾滩涂养殖区沉积物中脂肪烃组成特征、特征参数及其来源解析.采集了9个站位的养殖区表层沉积物样品,经正己烷/二氯甲烷(体积比,1∶1)混合溶剂超声提取,旋转蒸发、净化浓缩后进行GC-MS检测分析.结果表明,各站位沉积物正构烷烃峰型十分相似,呈双峰态分布,显示了陆源与海源双重贡献特征.前峰型为主、陆/水生类脂物比值TAR均值为0.60、C31/C19均值为0.63,同时表明海相来源贡献大于陆相来源.奇偶优势指数OEP、Pr/Ph比值较低,均值分别为1.67、0.70,与C30βα莫烷/C30αβ藿烷、Ts/Tm、C29甾烷αββ/(αββ+ααα)一致,表明研究区沉积物有机质成熟度较高.结合碳优势指数CPI、短链/长链比L/H、∑n-Alk/C16、C29甾烷20S/(20S+20R)、C31藿烷22S/(22S+22R)、C32藿烷22S/(22S+22R)多个特征参数综合分析,证实了滩涂养殖区内存在石油及其衍生品的污染.较高的Ts/Tm值反映了研究区为强还原沉积环境,与Pr/Ph指示的沉积环境一致.     

自然风化条件下原油中金刚烷的风化规律

以渤海2个原油作为研究对象进行自然风化实验,探讨了原油中金刚烷化合物的分布情况及其风化规律.结果表明,经过100 d的室外自然风化,原油中金刚烷的分布已经发生了较大的改变：风化损失程度与金刚烷化合物的沸点有关,风化初期单金刚烷损失严重,风化45 d,单金刚烷完全消失;双金刚烷浓度变化较小,有较好的抗风化稳定性;通过t检验分析,所选取诊断比值中,单金刚烷指标A6、A8、A12和双金刚烷指标A16、A17、A18较为稳定,能很好地指示自然风化20 d内油样的来源;双金刚烷指标A17、A18风化100 d非常稳定,可用于长期自然风化油样来源鉴别,金刚烷化合物诊断比值对于溢油鉴别具有重要的意义.     

煤矿区大气降尘饱和烃分布特征

煤矿区域粉尘较多,大气环境状况较差。应用GC-MS技术鉴定平顶山市石龙区降尘样品中饱和烃组分,分析其样品中正构烷烃的分布特征,并结合生物标志物参数解析其来源。结果表明,降尘样品中共鉴定出nC11～nC35正构烷烃、34种萜类化合物和18种甾烷化合物,还有二环倍半萜烷、烷基环己烷系列和丰富的姥鲛烷和植烷。正构烷烃碳数主要呈三峰态和双峰态分布,其碳优势指数CPI值分布在1.45～3.78之间。生物标志物参数C29甾烷20S/(20S 20R)值范围是0.34～0.40,C31霍烷22S/(22S 22R)值范围是0.54～0.59。由正构烷烃碳数分布特征和植物蜡碳数Cn(wax)分布特征、以及CPI值、甾烷和萜烷标志物参数值等分析认为,石龙区降尘饱和烃具有自然源与人为源双重来源。煤的普遍存在与其开采、加工活动密集是其最大的人为来源,而较明显的生物来源则可能为生物质碎屑或磨脱颗粒,或者是由于粗大的大气颗粒物易富集生物源正构烷烃所致。     

汕头湿地示范区红树林底栖动物体中石油烃组成特征分析

采集了汕头湿地示范区三种红树林常见底栖动物蟹类和螺类,采用有机溶剂超声提取,氧化铝硅胶层析柱净化,气相色谱仪分析的方法,分析了蟹和螺样品石油烃的组成、来源和降解,结果显示,蟹和螺样品都具有很宽的正构烷烃范围,分别是nC13-nC40和nC13-nC36;未分离复杂化合物(UCM)含量范围蟹是10.49μg·g-1-27.40μg·g-1,螺是17.16μg·g-1-41.37μ·g-1;碳优势指数(CPI)值范围蟹为2.70-7.93,螺为1.84-5.56;nC17/Pr比值范围蟹是0.81-2.74,螺是1.57-2.48;nC18/Ph比值范围蟹为0.60-3.65,螺为0.92-1.30,表明螺类体内石油烃兼具有石油源与生源烃的特征,蟹类则具明显高等植物蜡源特征;蟹类和螺类体内都累积了UCM,且螺类累积量高于蟹类累积量;蟹类和螺类体内的正构烷烃都已产生了降解和代谢,且蟹类降解和代谢正构烷烃的速率明显高于螺类.     

海面溢油样品指纹解析

在2010年7月16日大连输油管道爆炸事故发生后,在24 h内分别于事故油罐、不同海面厚油膜区域采集原始油样及溢油样品;采用气相色谱质谱联用(GC-MS)对样品中的生物标志物进行检测,通过生物标志物特征比值的变化趋势,对以往溢油鉴别过程中常规生物标志物特征比值进行评价和筛选,并对溢油样品的指纹特征和风化规律进行解析.溢油样品的分析结果表明,在多种因素共同作用的不超过24 h的短期风化过程影响下,筛选排除的生物标志物比值均为国标GB/T 21247—2007中建议的nC17/Pr、nC18/Ph特征比值.化学消油剂与生物消油剂的盲目使用,有可能导致溢油指纹特征的显著变化.     

唐山市大气气溶胶中正构烷烃污染特征及来源分析

为了解唐山市大气气溶胶中有机物的污染现状,于2010年9月—2011年8月利用安德森8级撞击采样器在河北省唐山市采集了大气颗粒物样品,采用GC/MS法对细粒子(PM_(2.1))和粗粒子(PM_(2.1))中的19种(C14—C32)正构烷烃进行了定量分析.结果表明,PM_(2.1)和PM_(2.1)中正构烷烃年均浓度分别为632.6 ng·m~(-3)和445.6 ng·m~(-3),主要富集在细粒子中,质量浓度季节变化规律为冬春秋夏;细粒子中,春、夏、秋、冬主峰碳(Cmax)分别为C29、C27、C21和C21;粗粒子中,春、夏、秋、冬Cmax分别为C31、C27、C22和C22,粗细粒子中碳优势指数(CPI)在1左右,说明唐山地区正构烷烃的污染主要受人为源影响很大.粗细粒子植物蜡贡献率分别为2.19%—57.62%和0.83%—49.87%,夏季植物蜡分布值最大,冬季最小,表明夏季植物源对正构烷烃的贡献相对较大,冬季正构烷烃的排放主要来源于人为活动(汽车尾气、化石燃料燃烧等),植物源贡献相对较少.     

海上溢油的风化特性和对污染油种的鉴别

通过海上自然风化试验探讨了我国沿海港口船舶常见的八种油品的风化特性及对气相色谱法鉴别油种的影响,各种油C_(15)以下组分均受不同程度的风化影响,同一种组分在不同油中变化速度也不同,尽管风化对各种油的影响是复杂的,但并不影响用正烷烃为特征指标的气相色谱鉴别方法。     

焦炉排放大气颗粒物中正构烷烃的初步研究

本文报告焦炉排气大气中可吸入尘(>15μm)上正构烷烃的排放量,分析了不同粒径颗粒物上21种正构烷烃的浓度,表明这些化合物的量随着烷烃碳数的增加呈正态分布;每种烷烃的量和颗粒物的空气动力学直径的对数呈正态分布关系。     

石油类物质的湿沉降及其对区域水环境的影响:以正构烷烃为指示物

为评估含有机污染物的湿沉降对区域水环境污染的贡献,在广州市3个采样点(海珠区、天河区和萝岗区)采集了2010年湿沉降样品(157个),并在天河点采集了12个干沉降、11个地表径流及10个气溶胶样品,并对其中指示化合物正构烷烃的浓度、来源和通量进行分析.正构烷烃(包括从C20—C34的15种同系物)总浓度范围为0.6—292μg·L-1;从季节上看,其在雨季(4—9月)的浓度低于旱季(1—3月和10—12月).碳优势指数和主成分分析结果表明,广州市的正构烷烃主要来源于石油产品的消费(50%),暗示石油产品消耗是主要污染源;其次来自植物排放(38%).此外,广州市在2010年有55±80 t(平均值±标准偏差)正构烷烃经干沉降和湿沉降至地表,其中湿沉降的贡献为39±80 t.同时,大约有224±296 t正构烷烃通过地表径流进入到珠江,反映了面源污染对区域水环境影响很大.因此,控制石油产品的消费和治理地表径流,是抑制面源污染、改善区域水环境的两个途径.     

渤海中部油气开采区石油烃环境质量评价及源解析

对渤海中部油气开采区表层沉积物中的石油烃含量进行了环境质量评价,分析了正构烷烃和多环芳烃分子组成特征,并对其来源进行了解析.结果表明,石油类浓度为12.5—860μg·g~(-1)之间,污染指数为0.61—41.97;随着与采油平台距离的增加,平台周边海域石油烃含量和污染水平呈现降低的趋势;沉积物沉积时为缺氧还原的沉积环境.正构烷烃的分布特征和甾萜烷生物标志化合物表明,源自大陆高等植物和海洋浮游生物的烷烃共存于渤海近代沉积物中,石油类产品和化石燃料燃烧产物对其贡献不能忽视;石油平台站位PAHs主要来自石油的直接输入,其它站位主要来自燃烧源.     

宁夏毛乌素沙地3种常用固沙植物种群点格局分析

在宁夏盐池毛乌素沙地选取50 m×50 m规格的典型无明显结皮的半固定沙地和有明显结皮的固定沙地各1块,应用Ripley＇s K函数的双变量点格局分析方法,对飞播条件下混播区油蒿(Artemisia ordosica)、羊柴(Hedysarum laeve)和花棒(Hedysarurn scoparium)3种常用治沙植物种内和种间的空间关联性进行了研究.结果表明,3种飞播植物在不同的演替阶段基本上以集群分布为主要特征,在尺度为0～25m范围内,单种分布格局均出现了最大集聚强度.如果实施单独飞播,油蒿密度不宜过高,以集聚强度高的集群分布形式为最佳,羊柴以集聚强度低的集群分布形式为最佳,花棒由于其散生的特性而不适合单独飞播.油蒿和羊柴之间空间关联性呈显著负相关关系,故油蒿和羊柴不适合大面积高密度混播;羊柴和花棒之间呈正相关关系,因此以羊柴为主混播一定比例的花棒效果较好;花棒和油蒿不适合同时混播,但是可将油蒿飞播到有大花棒生长的沙地中.     

正构烷烃示源的阜新细河河道石油烃类污染特征及其影响因素分析

研究典型北方城市阜新主河(细河)河底沉积物和水中正构烷烃的含量和组成特征及相关关系,并对北方城市河道系统石油烃类污染的来源示踪和环境影响效应进行分析。选取细河阜新段分布的12个河底沉积物样点和13个水体样点环境样品的正构烷烃浓度、组成特征和物源指示性指标(主峰碳数、碳优势指数I_CP、短链/长链正构烷烃丰度比值R_L/H等)进行石油烃类污染物的示源分析,采用模型构建的方法进行了水体和沉积物正构烷烃浓度和I_CP转换关系的建立,并讨论了二者结果对应性差异产生的主要原因。结果表明,(1)正构烷烃特征分布显示,细河河道正构烷烃组成主要分为两种类型：单峰型和双峰型,以双峰型为主。低碳数主要以n C₁₅、n C₁₇、n C₁₉为主碳峰或次主峰,高碳数主要以n C₂₉、n C₃₁为主碳峰或次主峰。(2)沉积物和水体I_CP和R_L/H分析显示,细河阜新段河流中正构烷烃主要来源于石油和不完全燃...     

天津地区表层土中饱和烃的组成与分布特征

为揭示天津地区不同环境功能区表层土壤中饱和烃污染特征及其来源,分析了该地区几个具代表性的环境功能区表层土(0～25cm)中饱和烃化合物的组成和分布特征,重点讨论了正构烷烃和甾、萜烷烃类化合物的组成、分布及环境意义,比较了不同层次(亚层)(0～5cm,5～10cm,10～15cm,15～20cm,20～25cm)中这些化合物及相关的地球化学参数的变化规律。结果表明,不同采样点以及同一采样点的不同亚层之间正构烷烃的组成特征存在不同程度的差别,而甾、萜烷烃类化合物组成与分布特征均较为接近。正构烷烃以及甾、萜类地球化学参数综合分析揭示,不同采样点之间正构烷烃的来源多样,中低分子量的正构烷烃主要来源于石油等化石燃料,高分子量正构烷烃主要来源于高等植物蜡的分解产物,但甾、萜烷烃类化合物的来源是一致的,且主要来源于石油烃污染。不同采样点表层土中饱和烃的来源及污染程度均存在一定的差别,市区、油田附近、经济开发区以及近郊区受石油源影响较重,北部山区污染较轻,且主要来源于高等植物的降解。除个别采样点外,同一采样点不同亚层之间饱和烃的组成特征基本一致,表明污染源是一致的,主要来源由表层污染物往下迁移所致。     

一株降解原油链霉菌的分离鉴定与降解特性研究

从山东东营胜利油田附近被石油污染的土壤中分离得到1株高效原油降解菌Z1a-B,依据形态和培养特征,初步鉴定Z1a-B菌株为链霉菌属白孢类群。试验结果表明,该菌株具有较强的溶血和排油活性,说明其产生生物表面活性剂的能力较强。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析,菌株能基本降解C12~C34的正构烷烃,对烷基苯、菲、甲基菲、萘也具有较强的降解能力。固体培养基配比以麸皮2 g、鸡粪40 g、草炭52.5 g、生石灰1.5g,或麸皮2 g、大米20 g、黄豆粉28 g、生石灰1.5 g较佳,在这2种配比培养基中链霉菌生长快,长势好,产孢子量多。经室内培养试验发现,当土壤中w(原油)=10%时,经Z1a-B菌株处理(35℃,pH 6.5)50 d,土壤原油降解率为67.5%。