海洋溢油源鉴别研究现状及进展

海上溢油事故时有发生,严重威胁着海洋及陆域的生态环境.溢油鉴别通常采取主动标识和被动标识的策略:尽管有很多因素限制其使用,但采取溢油指纹分析和油源比较的被动标识策略仍是最实用的方法.许多国家已经建立了比较完善溢油鉴别系统,我国油指纹库建设势在必行.     

多环芳烃油指纹应用于船舶溢油鉴别研究

溢油种类主要包括船舶燃料油和原油,二者性质的差异决定了鉴别方法也相应不同,寻求适合于船舶溢油的鉴别方法具有重要意义。在使用柱色谱层析方法对样品进行分离前处理的基础上,以气相色谱/质谱方法(GC-MS)为主要分析手段,对溢油样品和可疑船舶溢油源样品的多环芳烃油指纹特征进行对比,并在多环芳烃油指纹参数的基础上进一步进行多环芳烃内组成三角图分布特征与聚类分析研究,成功为珠江口水域某船舶溢油事故追踪到肇事溢油源。结果表明:取自丁船的油样和现场溢油样芳烃油指纹特征最为相近,是此次溢油事故的溢油源。受风化作用后的船舶燃料油中饱和烃类化合物数量稀少,且含量极低,不适合用于溢油鉴别,而多环芳烃类化合物较饱和烃类化合物而言具有含量高、种类丰富的特点,是该类溢油鉴别的主要油指纹依据。使用油指纹参数进行可疑溢油源识别时,充分考虑油品中有机分子所受风化影响程度的不同是风化条件下溢油鉴定的关键。因此,多环芳烃油指纹可以有效应用于船舶燃料油溢油的鉴别。     

美国的海上溢油鉴别系统

为了贯彻执行我国海洋环境保护法,为海面溢油的法律仲裁提供科学依据,今将美国目前海上溢油鉴别系统的情况扼要介绍,作为我国今后建立有关系统的参考。海上溢油鉴别系统是由几种不同的定性方法组合而成,用来鉴别海上油的来源和油的品种。在实施海洋环保法的过程中,经常     

提高突发性海洋溢油事故应急水平对策浅析

突发性海洋油污染事故发生后,能否迅速有效做出溢油事故应急反应,对保护海洋环境,维护海洋资源的可持续利用起到重要作用.文章从溢油应急技术和应急管理层面上指出我国存在的不足,并有针对性地从溢油应急响应体系关键技术研究、油指纹库建设、溢油应急管理组织机构完善等五个方面提出了相应的对策,以期提高我国溢油应急的管理能力和技术水平.     

基于PW图的溢油鉴别分析方法研究

鉴于油样组分风化百分比图(percentage weathering graph,PW图)人工绘制繁琐的问题,在开发完成的油指纹综合数据库及油指纹分析鉴别系统的基础上,运用.NET框架及Dundas Chart组件技术,设计和开发了油样组分风化PW图绘制模块。该模块重点研究了不同指标分类下的组分存储、归一化计算和图形表达等关键技术,实现了油样组分综合PW图、正构烷烃PW图的快速绘制与表达,大大提高了分析人员的工作效率。     

红外光谱法鉴别溢油的初步研究

溢油样品在35—40℃以5000r/min作离心处理除去油中的水,测定样品在指纹区(1720—650cm~(-1)中的红外光谱,取得所选定的谱带的光谱数据,通过计算和比较皮尔逊相关系数来研究溢油样品光谱和可疑油源光谱之间的相似性以作溢油源鉴别。整个过程在计算机控制下进行,利用一个专用的计算机程序来作溢油检索,它可以从众多的可疑油源中找出三个最相似的油源并将它们按其相似程度进行排列,大大简化了鉴别过程,提高了准确度。     

东海“桑吉”轮事故溢油污染的长期预测

“桑吉”轮事故溢出的凝析油和燃料油对漂油途经海域的海洋生态会产生长期灾害性影响。对溢油污染水体的漂移轨迹和污染程度及范围的预测可为海洋环境保护及污染评估提供重要基础信息。基于国家海洋局第一海洋研究所研发的海洋环境业务化预报系统,本研究较精确预测了“桑吉”轮事故发生后至沉船位置的漂移轨迹;继而利用拉格朗日粒子追踪法预测了撞船后60天内的油粒子漂流轨迹。结果表明,沉船点附近的溢油主要向东北方向输运,大部分油粒子进入西边界强流黑潮并在黑潮带动下迅速进入黑潮延伸体海域。基于预报系统2009-2017年历史表层海流资料,对溢油影响程度和范围进行了风险概率分析,结果显示受溢油影响最大的区域为沉船点东北方向海域。     

短期风化对混合溢油组成的影响

对两种原油进行混合配比实验,将混合后油样置于人工气候箱进行风化模拟实验,采用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测风化样品中的生物标志化合物,短期风化作用对混合溢油的油指纹、生物标志化合物诊断指标等的影响。结果表明,混合溢油的正构烷烃总质量变化与单一原油油品的变化规律相近,即前期风化较快,质量减损较多,而后期风化趋缓,不同混合比例的溢油表现差异不明显。常用于短期风化的诊断比值对各混合油样的风化具有指示意义,但难以定性鉴别油品是否发生混合。重复性限法检验只能判定短期风化过程前后的油样为同一油源,而难以反映油样是否为混合油源的特征,各诊断比值的RSD%值较大可能是混合溢油的一个表现。     

荧光技术在溢油鉴别中的应用

荧光光谱具有灵敏度高、选择性好、分析速度快等特点被广泛应用于溢油鉴别。通过结合同步荧光光谱法、导数荧光光谱法和三维荧光光谱法对某码头一次溢油事故的溢油样进行分析鉴别,快速准确地鉴别出溢油源,进一步说明了荧光光谱法是溢油鉴别中一种有效的技术方法。研究结果表明:(1)同步荧光光谱对油源较为相近的油样区分能力较差,但可初步判断其相似性;(2)三维荧光光谱图油样荧光强度会受风化等因素的影响,但谱图的整体轮廓受干扰因素影响较小,芳烃的测定结果能比较准确地反映出溢油源的特征信息;(3)一阶导数荧光光谱中峰的比值能增强光谱特征,提高溢油鉴别的分辨能力。     

南海北部海面溢油漂移可能路径的初步研究

由于近海石油的勘探、开采以及频繁的海上石油运输,海上溢油事故常有发生。事故中溢出的油料给沿岸海域造成了明显的污染。为了有效地处理溢油,就需要对溢油在海面上的运动作出预报。这种预报不仅能为制订应付溢油事故的措施提供理论依据,并可对在沿岸建立炼油厂、油码头等设施的选址提供依据,使污染影响尽可能减小。     

沿海地区溢油污染防治技术研究

本文介绍了近几年来，我所做的溢油回收系统和回收方法的研究成果。作者认为沿海地区一旦发生溢油事故，应该各种溢油污染防治方法，各种溢油回收设备联合使用，以收到最佳的溢油防治效果。本文对围油栏－亲油圆盘收油机－重力式油水分离器、围油栏－履带式吸油枕－轧辊式挤压机－重力式油水分离器等三个系统进行了总结；并在实验的基础上，对吸油材料、溢油分散剂在沿海地区适用性进行了评价。本文还介绍了处于实验阶段的凝油剂一油     

南海深水区水下溢油三维可视化模拟系统研发与应用

针对南海油气田勘探开发溢油污染防治需求,开发了国内首套深水区水下溢油三维可视化模拟系统,由三维海流预报模型、深水溢油模型、三维可视化仿真系统和数据库组成。海流预报模型基于ROMS模式,通过考虑波致混合影响,并利用最优插值技术同化卫星测高资料和嵌套技术,保障了预报结果的准确性。深水溢油模型由羽流模型和对流扩散模型组成,考虑了卷吸、油气分离、溶解、水合物生成、漂移、扩散等复杂过程。系统能够预测深水区水下油气泄漏后行为和归宿过程,提供油、气、天然气水合物粒子的大小、分布、移动速度和漂移轨迹、扩散面积、水体溢油残存量、水面溢油量等三维可视化动态模拟结果。目前系统已经在油气田勘探开发中得到应用,为南海深水溢油应急提供了重要支撑。     

基于时间序列的雷达溢油监测结果鉴别技术研究

海上钻井平台利用雷达能够实时监测海面溢油状况,但由于其受到如海面低风速区、海洋内波、大气状况等各因素的干扰,导致waveX/OSD系统监测结果中往往包含少判、多判、误判等信息,还需要人工筛选,费时费力。在研究了图像的目标识别、信息提取、数据筛选等技术的基础上,对基于时间序列的雷达溢油监测结果鉴别技术进行了研究,并用C++编程实现,实验结果表明,该技术不仅大大提高了溢油监测的效率,而且将鉴别精度进一步提高,符合实际应用的要求,具有重要的实际应用价值。     

海上溢油数值模型研究进展

我国是海洋大国,近年来,海上活动持续增多,发生海上溢油事故的风险随之加大,海上溢油污染事故一旦发生,如不得到及时控制,必将严重损害我国近海海洋环境。为了完善我国海上溢油应急反应体系,提高我国处理重大海上溢油事故的应急反应能力,海上溢油污染应急技术研究已经得到开展。本文综述了溢油预测模型的发展过程以及相关的研究成果,包括：溢油扩展模型、溢油漂移模型、油粒子模型和溢油风化模型等。这为进一步开展溢油预测和溢油污染应急工作提供了理论依据和参考。     

辽东湾海洋溢油风险区划及防范对策研究

海洋溢油风险区划是海洋溢油风险管理的重要手段,科学合理的风险区划可为预防和减少事故的发生提供管理依据。文章在海洋溢油风险系统研究和溢油污染事故机理分析的基础上,建立了辽东湾海洋溢油风险区划指标体系和风险量化模型,结合GIS空间分析方法,获得了辽东湾海洋溢油风险区划图。在分析辽东湾海洋溢油风险区主导因子和风险特征的基础上,提出了不同风险区的防范对策,为区域海洋溢油风险管理提供了决策依据。     

用荧光光谱和毛细管GC—FID法鉴别海面溢油

采用荧光光谱和高效毛细管ＧＣ－ＦＤ两种鉴别方法,对发生在秦皇岛东山浴场的一起溢油油样进行了分析鉴定。可靠地查明了溢油源。文中较详细地介绍了溢油特征“指纹”识别技术和特征“指纹”信息点相对峰高比值法相结合的溢油鉴别方法。     

海洋溢油鉴别前处理技术比较研究

针对目前海洋溢油样品的吸附色谱柱预分离前处理技术,比较了不同前处理方法得到的溢油样品中烃类化合物、生物标志物、金刚烷类化合物和多环芳烃类化合物的气相色谱／气相色谱质谱指纹图谱。就溢油样品吸附色谱柱预分离技术的优缺点进行了详细总结和讨论,并为溢油来源的快速、准确鉴别提出了建议。     

灰色关联分析鉴别海面溢油

建立了灰色关联度分析的海面溢油鉴别模式,给出了常见的14种油鉴别的灰色关联度分析值,提出了油种受风化和实验误差影响而造成其关联度不可辨识的模糊区的概念.任丘原油和0#轻柴油实验误差和风化的关联度模糊区分别为1≥r_0i≥0.9805和1≥r_0i≥0.9149,30#重柴油风化的关联度模糊区为1≥r_0i≥0.9647,大庆原油和20#重柴油实验误差的关联度模糊区分别为1≥r_0i≥0.9359和1≥r_0i≥0.9363.使用油种的关联度模糊区域值和关联度的择近原则,可以鉴别常见的14种油.海面溢油案例的鉴别结果表明,本方法同Euclid贴近度聚类分析一样,较指纹谱图辨识法的准确度高.     

钦州湾溢油数值模块及其应用

本文应用水动力模型及溢油模块对代表性风况下钦州湾金鼓江的溢油事故进行情景模拟,且水动力模型结果与实测潮位和实测潮流吻合较好。低潮时发生溢油,不同风况下油粒子在5.5-8.5h后漂到金鼓江上游养殖区。高潮时发生溢油,油粒子在不同风况下漂移轨迹差别较大,例如无风时油粒子在钦州湾颈和三墩外海附近往复运动,而南风3.3m/s工况下油粒子将最终影响大榄坪港区的东南端。另外,高风速下不利风向会缩减油膜抵达敏感区的时间,同时风速越大,蒸发越快。因此风场对溢油模型有重要意义,今后将在精细化WRF模型基础上优化溢油模型并构建溢油决策系统,为地方经济发展和海洋环境保护提供科技支撑。     

海上溢油油膜运动不同数值模拟方法的比较研究

为能够迅速响应突发的海上溢油事故,本文利用油粒子法建立了溢油应急模型,以预测油膜漂移轨迹和形状。为弥补油粒子法无法模拟溢油初期油膜扩展过程和无法响应溢油量变化的缺陷,本文设计实验,使用将油膜扩展与油粒子法结合的两阶段法,发现能够较好地模拟溢油扩展过程;并用分数布朗运动代替传统布朗运动模拟油粒子扩散过程,模拟结果能够响应溢油量变化,更好地模拟油膜分散破碎的过程。模型中还考虑了蒸发过程使油粒子数量减少。