基于拉曼—荧光指纹的原油无损鉴别研究

发布时间：2018-03-30 07:57

  本文选题：拉曼　切入点：荧光　出处：《大连海事大学》2016年硕士论文

【摘要】：在远洋石油运输及海洋石油开发中,溢油事故难免发生,对环境及生态安全造成严重威胁和破坏。基于化学指纹的溢油鉴别,不仅为溢油事故的法律裁决提供可靠依据,也是对溢油逃逸行为的有效震慑和防范。溢油指纹研究已报道气相色谱/质谱、高效液相色谱、荧光光谱、红外光谱、稳定同位素质谱以及核磁共振等方法。这些方法各有优势和不足。拉曼-荧光信息的光谱具有检测范围广、能够进行快速无损鉴别、检测灵敏度高、无需制备样品等一系列优点。本论文使用可见光(532nm)和近红外光(785nm)作为激发光源,对15种不同产地(阿联酋、巴西、大庆、科威特、辽河、苏丹、沙特、委内瑞拉、新疆、伊拉克、安哥拉、阿曼、荣卡多、维杜里、辛塔)的原油进行拉曼-荧光光谱指纹的无损提取和鉴别研究。使用可见光(532nm)激发光提取出荧光特征与拉曼特征均显著的原油光谱指纹;使用近红外光光(785nm)激发光提取出拉曼特征显著、荧光特征较弱的光谱指纹。在不扣除荧光背景的条件下,探究出无损提取原油指纹的优化参数条件。采用聚类分析分别对两种光谱指纹进行原油的盲样鉴别,对不同种类的聚类距离以及聚类方法的鉴别效果,得出切比雪夫距离、最远距离法为原油的光谱指纹聚类分析的优选方法。采用Fisher判别分析法分别对两种光谱指纹进行原油光谱指纹的盲样鉴别,对比了全模型判别法以及逐步判别法的鉴别结果,实现了原油样品的高准确度辨识。相关研究结果,可与现行的《海面溢油鉴别系统规范》相互支持,显著提高溢油鉴别效率和说服力,对于维护海洋环境安全具有重要意义。
[Abstract]:In offshore oil transportation and offshore oil development, oil spill accidents inevitably occur, causing serious threat and damage to the environment and ecological safety. The identification of oil spill based on chemical fingerprints not only provides a reliable basis for the legal adjudication of oil spill accidents, Oil spill fingerprint study has reported gas chromatography / mass spectrometry, high performance liquid chromatography, fluorescence spectrum, infrared spectrum, Methods such as stable isotope mass spectrometry and nuclear magnetic resonance. These methods have their own advantages and disadvantages. The spectrum of Raman fluorescence information has a wide detection range and can be used for fast nondestructive identification. In this paper, we use visible light (532 nm) and near infrared light (785nm) as excitation light source for 15 different habitats (UAE, Brazil, Daqing, Kuwait, Liaohe River, Sudan, Saudi Arabia, Venezuela, Xinjiang). Iraq, Angola, Oman, Jungado, Viduri, Using visible light (532 nm) excitation light to extract the fluorescence and Raman spectrum fingerprint of crude oil. The spectral fingerprints with obvious Raman characteristics and weak fluorescence characteristics were extracted by using the excitation light of near infrared light (785 nm). Under the condition of no subtraction of fluorescence background, The optimum parameter conditions of extracting crude oil fingerprint without damage were explored. The blind identification of two kinds of spectral fingerprints was carried out by cluster analysis, and the identification effect of different kinds of clustering distance and clustering method was obtained, and the Chebyshev distance was obtained. The furthest distance method is the best method for the spectral fingerprint clustering analysis of crude oil. The blind samples of two kinds of spectral fingerprints are identified by Fisher discriminant analysis, and the discriminant results of the whole model discriminant method and the stepwise discriminant method are compared. The high accuracy identification of crude oil samples has been realized. The related research results can support each other with the current Standard of Marine Oil spill Identification system. The efficiency and persuasion of oil spill identification can be improved significantly, which is of great significance to the maintenance of marine environmental safety.
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55

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本文编号：1685018