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。     

油指纹快速分析辅助鉴别及油品信息可视化管理系统

针对海上溢油事故排查鉴别的需求,开发了一套油指纹数据管理和鉴别软件系统,系统包括综合信息数据库和数据分析鉴别两大组成部分。开发的数据库用来存储基础地理信息、油样空间信息、油样基本信息、油样二维谱图数据、油样特征指纹数据等。指纹分析鉴别模块实现了油样谱图的准确积分、特征指纹指标计算、油样比对鉴别、油样分类鉴别、油样检索排查等功能。系统开发完成后,在黄渤海多次溢油事故中得到了很好的应用,具有高效性和可靠性,极大提高了溢油事故排查工作的效率,为海上溢油事故执法调查提供了重要的技术支撑。     

浓度层析荧光光谱局部匹配溢油鉴别技术

溢油事故的频繁发生对海洋环境造成极大的影响,建立一种快速、准确、经济的现场溢油检测技术及时对事故作出响应有着重要的意义.针对海洋环境中溢油样品浓度和油源都未知的情况,对于溢油可疑样本,获取其浓度参量同步荧光光谱(concentration-synchronous-matrix fluorescence,CSMF),通过在浓度维度上进行插值处理获取的样品的CSMF浓度层析荧光光谱.而对于肇事溢油样品,无需进行脱水浓缩等预处理,只需取现场样本逐级稀释获取小浓度范围内的CSMF局部谱图,并将之与可疑油样大浓度范围内的CSMF浓度层析荧光光谱进行曲面匹配,利用最小二乘法确定最佳匹配光谱,最佳匹配的可疑油样即满足最近油种符合度,而对应的浓度即为待测样本的初始浓度值.对原油样品集交叉检验的结果,样品的识别准确度为92%.该油种鉴别方法快速,准确,并可以同时实现油种鉴别和单位体积内溢油含量的定量.     

甾烷作为溢油指示物(或指标)的研究

为寻求重度风化溢油来源指标 ,依据有机地球化学相关研究成果 ,本文选定分子量大、水溶性小、抗风化的甾烷作为重度风化溢油的指示物 (或指标 )。将辽河原油等 15种原油作为研究对象 ,进行室内和室外模拟风化试验 ,用毛细管GC MS对不同环境 (海水、淡水、沙土等 )中风化 1a后的溢油进行检测。结果发现 ,油种间甾烷及其比值参数差异较大 ,在 1a的风化过程中受风化影响较小 ,可以作为重度风化溢油的指示物 (或指标 )。     

西伯利亚东部晚前寒武纪石油的饱和烃生物标志化合物

最近二十五年,在西伯利亚东部的勒拿-通古斯卡地区找到了大量由晚前寒武纪—早寒武世生油岩生成的石油。我们用气相色谱(GC)和气相色谱-质谱(GC-MS)分析了该区据推测是晚前寒武纪(文德)生油岩生成的三种石油的C_(15)+饱和烃生物标志物。我们的结果表明,这些油与西伯利亚东部和阿曼地质年代相近的石油有许多共同的特征。在三个所分析的油样中,检测到的化合物有:(1)“海相型”分布的正构烷烃;(2)中间单甲基支链烷烃;(3)链状类异戊二烯烃(姥/植<1);(4)三环和四环萜烷;(5)藿烷;(6)C_(29)规则甾烷和(7)C_(30)环上甲基化的甾烷。除4-甲基甾烷(按现有的生物化学资料,在这个年代的石油中未曾料到有这类化合物)外,所有这些化合物可认为来源于原核生物。上面这点和其他的证据如缺少重排甾烷表明,微生物是碳酸盐岩生油岩中有机质的主要贡献者。     

基于红外光谱与气相色谱耦合的海上溢油鉴别技术

随着海洋运输业和海洋资源开采事业的蓬勃发展,海上石油平台非法排污、船舶碰撞以及事故泄漏等突发性溢油事件频繁发生,造成了严重的海洋环境污染和资源浪费。面对日益增大的海上溢油风险,如何通过有效的溢油监测手段及早地发现油污、确定污染范围、查找污染源、预测溢油漂移趋势并及时采取各种有效措施对溢油污染加以控制,减小溢油造成的经济损失和环境危害,是海洋环境科学关注的焦点和热点问题。本文研究多元油指纹的耦合方法,探寻多元油指纹的内在耦合规律,将傅里叶红外光谱与气相色谱相耦合,建立红外光谱与气相色谱油指纹耦合模型,快速准确地确定溢油品种及其来源,实验结果表明,该模型可以准确地区分0#柴油、-35#柴油、大庆原油、内蒙古原油以及120#燃料油,其RSD分别为0.92%、2.68%、1.73%、0.33%、0.61%,每种油样对应的耦合曲线具有唯一性和准确性。可以为修复受损的海洋生态环境及发展海洋突发事件研究的理论体系提供技术支持,为我国海洋防灾减灾和维护国家海洋权益提供科学依据。     

利用气相色谱——傅里叶红外光谱法联合鉴别溢油污染源

在已有的溢油污染源鉴别研究基础上 ,对油品“指纹”———气相色谱图和傅里叶红外光谱图进行联合识别 ,从而进一步提高了溢油鉴别结果的可能性     

真实环境条件下溢油风化规律

在2010年7月16日大连输油管道爆炸事故发生后,分别于事故油罐、溢油发生后1 d、5 d、9 d的海面厚油膜区域以及溢油事故发生后15 d、23 d、210 d的岸滩石油重污染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了检测,对常规生物标志物特征比值的变化趋势进行分析。结果表明:在为期9 d的海面溢油风化过程中nCl7/Pr、nC18/Ph、Pr/Ph、奥利烷/藿烷、C2-D/C2-P、C3-D/C3-P和ΣP/ΣD受风化影响较大(相对标准偏差值均在10%～20%范围内);在为期210 d的岸滩溢油风化过程中C17/Pr和nC18/Ph受风化影响最大(相对标准偏差值均大于50%),奥利烷/藿烷、C2-D/C2-P、C3-D/C3-P、ΣP/ΣD和2-MP/1-MP受风化影响较大(相对标准偏差值均在10%～30%范围内);Pr/Ph在不同环境介质中的风化过程存在显著差异。     

海上溢油的核磁共振~1H谱分析方法

核磁共振作为结构分析手段有其独具的优点和广泛的应用。不仅可用以分析纯化合物,还可以分析象石油那样复杂的混合物,例如可用以鉴别油种和海上溢油源等。本文采用60MHz高分辨1H核磁共振仪对国产原油和成品油进行了指纹分析,对国产O#轻柴油做了结构定量分析,其目的是为海上溢油源鉴别提供一种新的分析方法。 在指纹分析方面,为了解析石油的核磁共振1H谱(以下简称1H谱)图,提出了S1,…,S5五个参数,用以表征各种油样的“指纹”,全面地反映出石油的组成和结构特征。同时作出各种油的S2-S5二维区域图并进而提出包括五个参数的Ⅴ-区域图。在结构定量分析疗面,引用了William平均分子结构概念,以Lassmann方法,给出国产O#轻柴油的结构定量分析结果。     

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。     

溢油海水环境化学行为的研究

海上溢油风化过程的研究是预测海上溢油归宿和影响的重要基础。溢油指示物（或指标）对溢油鉴别而言，就是如何选择那些能表征溢油图谱指纹的数据处理信息点，以便于准确地辨别溢油来源，气相色谱法（ＧＣ－ＦＩＤ）是一种快速有效的方法。文中从溢油指示物和海水环境化学指标的角度对溢油海水环境化学行为进行了研究，得出了溢油的指示物和海水环境化学的变化特征。     

萜烷作为溢油指物（或指标）的研究

用毛细管GC-MS对溢油中的萜烷进行分析，结果表明，在一年多的风化过程中，作为溢油指示物（或指标）的萜烷及其比值参数，受风化影响很小。     

溢油指示物（或指标）的GC—FID研究

应用气相色谱氢焰离子化检测器（GC－FID）分析环境溢油，给出了GC－FID鉴别溢油的指示物（或指标）。结果表明，在溢油指示物（或指标）的研究中，气相色谱法（GC－FID）是一种快速有效的方法。     

化学分散剂对海洋溢油与颗粒物之间相互作用的影响

海洋溢油事故频繁发生,向溢油上施加分散剂是常用的应急处理方法之一。溢油会和海洋中的悬浮颗粒物SPM（suspended particle material）相互作用形成油-悬浮物的聚集体OSAs（oil-SPM aggregations）,还可以与海洋中的颗粒物、浮游生物、细菌、生物碎屑等构成海洋油雪MOS（marine oil snow）。施加分散剂会影响这两种聚集体的生成,继而影响到溢油的迁移和归宿。本文介绍了化学分散剂的使用原则和现状,在介绍OSAs和MOS的形成机理的基础上,分析了施加分散剂对溢油与颗粒物之间相互作用的影响,并对OSAs和MOS的环境归宿进行了探讨。     

用油品的物理特性鉴别海面的溢油源

建立了用油品的物理特性鉴别海面溢油源的分析方法。主要对海面溢油风化过程中溢油的运动粘度和折射率的变化进行了探讨。结果表明 ,在所给出的多个油种的风化过程中 ,油种间的运动粘度变化存在着明显的差异。随着风化时间的延长 ,原油的运动粘度随着风化时间的延长而显著增加 ,重质燃料油虽略有递增却很不明显 ;轻质燃料油和润滑油的运动粘度均在缓慢地增加。润滑油和燃料油的折射率无明显的变化。运动粘度法鉴别溢油的准确度较高 ,其准确率可达 10 0 %。     

油膜波谱特征分析与遥感监测溢油

分析了海洋溢油波谱特征的测试结果，提出遥感监 煤油、轻柴油、润滑油、重柴油和原油等最佳波段。并利用ＮＯＡＡ－ＡＶＨＲＲ和ＴＭ资料，对几次海上溢油事故的油膜图象进行处理和解译，得到了较为清晰的溢油图象，并与事故现场调查结果吻合。     

Characterization of water-in-crude oil emulsions in oil spill response

The formation of water-in-crude oil emulsions occurs when crude oils are spired into sea. The water-in-crude oil emulsions significantly change the properties of the spilled crude oils and in turn influence the choices made relating to oil spill countermeasures. The water-in-crude oil emulsions were characterized using various techniques in this study. The environmental scanning dectron microscopy observation of water droplets in the emulsions is also presented. It is a powerful tool in emulsion observations.     

船舶溢油卫星监测与信息高速公路

溢油污染严重威胁海洋环境,建立常规化的卫星遥感监测系统并纳入信息高速公路计划是非常必要的。本文在考察了其它船舶溢油监测方法的基础上,提出了利用卫星遥感监测溢油的可能性及在我国目前国力条件下利用卫星遥感方法实现常规监测的可行性,并探讨了在３Ｓ技术支持下建立常规化的船舶溢油卫星遥感监测系统的基本问题。     

分散剂对海洋溢油归趋行为影响的研究进展

在目前海洋溢油的事故处理中,大规模使用分散剂往往作为应急机制之一。分散剂作用后原油的物理化学性质会发生很大变化,进而对溢油在海洋中的归趋行为产生一系列的影响。本文综合分析了分散剂在溢油处理中的积极作用和局限性:分散剂使溢油在海水中乳化分散,体系混乱度增加,物理迁移过程更加复杂多变;乳化的油滴物理和光学性质发生改变,其中的石油烃组分更加易于发生光化学转化;分散剂会对溢油的生物降解产生影响,但具体是促进还是抑制目前仍然存在争议;化学分散剂存在一定的生物毒性,与溢油结合后毒性增加,环保型的生物表面活性剂是化学分散剂的有效替代。开展分散剂作用后的溢油的物理迁移模型的构建、综合准确评价分散剂对溢油的光化学转化和生物降解的影响为它的合理使用和正确评估提供参考是当前亟待解决的工作。此外,开发廉价的环保型生物分散剂也是未来的重要研究方向。     

发达国家海上溢油遥感监测现状分析

根据加拿大环境技术中心做的一个卫星遥感和航空遥感在溢油应急处理应用现状的调查，分析了发达国家海上溢油遥感监测现状。