船舶燃料油风化过程与指纹诊断比值优化研究

发布时间：2018-10-23 06:32

【摘要】：近几年来，随着我国海洋经济的迅猛发展，海上石油勘探开发的规模日渐扩大，沿海石油的船舶运输也越发频繁，这都加剧了我国海洋溢油的风险。目前，我国在海上溢油鉴定方面的技术尚未成熟，鉴定工作中的指纹诊断比值参数繁多，，使溢油鉴别过程繁琐。且溢油发生后，因在环境中经历复杂的风化演变过程，导致油指纹等固有信息和某些鉴别参数的改变，造成某些指纹诊断比值失效，从而使得溢油的指纹鉴定变得困难。本文选取某溢油事故的3个可疑溢油源的油品进行诊断比值的筛选优化，并选取其中一种燃料油进行为期60天的自然条件下的风化模拟实验，探究风化对该燃料油诊断比值的有效性的影响。在此基础上，运用筛选优化后的诊断比值对该溢油事故中的残油样和3个可疑油源的油样进行指纹比对，对丰富和完善油指纹鉴别方法具有重要的理论和现实意义。所得主要结论有以下几点：（1）利用重复性法进行油指纹鉴别的过程中，当相对标准偏差不变时，不同油品的指纹诊断比值不同；当相对标准偏差变化（由5%减少到2.5%、1%）时，不同油品的诊断比值的筛选去除会有所不同，不存在特定的规律性。因此，在指纹鉴定过程中，诊断比值的预先筛选识别和确定是不可缺少的程序，否则，可能造成误判。（2）本文研究的3种燃料油共同存在一个指纹鉴定选择的优先次序：(C19+C20)/(C19+C20+C21+C22) CPI，MPI1 C3D/C3PMPI2。即使当相对标准偏差降为1%时，这5个比值仍然保持良好的稳定性。（3）60天的自然风化过程表明：燃料油的低碳数正构烷烃（n-C13）几乎完全消失，中碳数正构烷烃(n-C15~n-C29)可能比高碳数正构烷烃(n-C30~n-C38)更难于风化。同一PAHs系列中烷基化程度越大的组分可能会比未发生取代的组分损失程度更大。（4）风化在很大程度上改变了某些诊断比值的有效性：正构烷烃诊断比值(C19+C20)/(C19+C20+C21+C22)和CPI经过60d的风化，仍保持(C19+C20)/(C19+C20+C21+C22)CPI的优先次序不变。即使当相对标准偏差（RSD）为2.5%时，(C19+C20)/(C19+C20+C21+C22)也适用于溯源鉴别，此时CPI不再适用。而烷烃诊断比值Pr/Ph在风化15d时便失效。因此，在鉴别不同种类、不同风化程度的油品时，该烷烃诊断比值Pr/Ph的使用要慎重，否则，可能使判定结果错误。萜烷类诊断比值Ts/Tm的RSD一直大于5%。因此，在选用该比值用于指纹鉴别时，要有选择性，否则可能造成判定结果错误。而C31αβ(S/(S+R))~C35αβ(S/(S+R))在RSD为5%时保持较好的稳定性，即使当RSD降为1%时，C31αβ(S/(S+R))~C33αβ(S/(S+R))也能有效地适用于该油样风化60d内的指纹鉴别。甾烷类的诊断比值中，C29甾ααα (S/(S+R))和C29甾αββ/(C27-C29)甾αββ在风化60d内一直保持良好的稳定性，而其他5个诊断比值则稳定性较差，不适合作为风化油样的指纹鉴别指标。多环芳烃的诊断比值中，C3D/C3P在风化3d时便失效，不再适合作为该油样的鉴别指标。因此在对风化油样进行指纹鉴别时，要依据风化程度慎重选择诊断比值，及适当的相对标准偏差，以免引起误判或者判定结果不准确。（5）运用筛选优化的诊断比值对舟山溢油事故中的某养殖区残油与燃料油A、B、C进行指纹比对，结果该养殖区残油与燃料油C一致，与燃料油A、B不一致，船舶C是此次溢油事故的溢油源。
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【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X55

【参考文献】