海洋溢油化学指纹分析鉴定方法研究

论文摘要

石油资源分布不均与经济全球化的快速发展,推动了石油勘探、开采和运输规模的不断扩大。相应的是溢油事故的日益增多,包括井喷、输油管道破裂、船舶漏油等,带来了环境损害评估、溢油纠纷等问题。油指纹分析与鉴定可以起到如下作用:①在环境损害评估中:通过研究油品风化和降解周期,推断溢油对环境的影响时间;通过组分分析和生物毒性试验,判断溢油对环境生物的影响程度。②在行政执法中:为事故调查处理提供科学依据,包括确定溢油来源和种类、缩小调查对象范围、确定责任归属。溢油鉴定过程中遇到的问题:第一,半定量法的适用范围。溢油鉴定方法有定量法和半定量法之分,半定量法的主要优势就是省时省力省钱,然而对于半定量法的适用范围方面的研究较少。第二,依据现有的国家标准方法紫外分光光度法（UV）和气质联用法（GC-MS）,可以分别测定样品的石油烃含量和样品具体组分。然而,实验室分析过程中遇到‘用紫外法检测出某样品中石油类含量超标,而用气质联用仪分析不出任何物质’的情况。第三,混合油品的鉴定问题。当今国内外溢油鉴定主要研究某单一油品或某油品占主要比重的油品鉴定,而对于两种或多种油品同时大量进入环境的情况,如何进行溢油鉴定和判断各油品所占比重的研究不多。本文针对以上三个问题进行研究,研究结果表明:（1）特征比值C17/Pr和C18/Ph,面积比随正构烷烃浓度的增加而增加;特征比值Pr/Ph、CPI、（C19+C20）/（C21+C22）和（C21+C22）/（C28+C29） ,面积比随正构烷烃浓度的增加而减小;当组分浓度小于5μg/ml时,面积比变化较大。（2）特征比值（C21+C22）/（C28+C29）不适合用面积比,但推荐使用Pr/Ph、CPI和（C19+C20）/（C21+C22）的面积比。（3）当紫外法测定油标准浓度为6.3μg/ml时,GC-MS刚好能够检测出正构烷烃的出峰,即等价于《海洋监测规范》GB-1997和GB-2007中的海水水样浓度值129μg/L和258μg/L;若将《海洋监测规范》中的提取液浓缩为1ml,则等价于浓度值12.9μg/L。当紫外法测定油标准浓度为12.1μg/ml时,GC-MS刚好能够检测出多环芳烃的出峰,即等价于《海洋监测规范》GB-1997和GB-2007中的海水水样浓度值242μg/L和484μg/L;若将《海洋监测规范》中的提取液浓缩为1ml,则等价于浓度值24.2μg/L。（4）油品混合过程并非简单的物理过程,可能存在某些化学变化,此过程会扩大混合前油品的特征比值差异。这一点对混合油品的鉴定具有重要意义。（5）即使正构烷烃的特征比值和萜烷类特征比值全部相同,两个油品也可能为不同油品。说明在允许的条件下尽可能多的采集油品的特征信息,对于溢油鉴定是必不可少的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 溢油鉴定技术
• 1.1 油品与油指纹
• 1.1.1 油品种类和特性
• 1.1.2 油指纹
• 1.2 油指纹鉴定技术研究进展
• 1.2.1 非特征法与特征法
• 1.2.2 定量法与半定量法
• 1.2.3 图谱数据解析技术
• 1.2.4 溢油鉴定程序
• 2 研究意义、研究内容、技术路线与创新点
• 2.1 研究意义
• 2.2 研究内容
• 2.3 技术路线
• 2.4 创新点
• 3 实验部分
• 3.1 仪器和药品
• 3.2 方法与分析条件
• 3.3 实验步骤
• 3.3.1 油样品来源、处理
• 3.3.2 总溶解物（TSEM）的测定
• 3.3.3 油样品配制
• 4 结果与讨论
• 4.1 正构烷烃特征参数面积比的变化分析
• 4.1.1 特征比值分析
• 4.1.2 质量控制（QC）
• 4.1.3 小结
• 4.2 油指纹 GC-MS 检出限分析
• 4.2.1 油标准分析
• 4.2.2 质量控制（QC）
• 4.2.3 小结
• 4.3 混合油品指纹特征变化规律研究
• 4.3.1 单一油品分析
• 4.3.2 混合油品分析
• 4.3.3 小结
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文