重度风化溢油中多环芳烃风化规律及应用

发布时间：2017-08-28 07:31

  本文关键词：重度风化溢油中多环芳烃风化规律及应用

  更多相关文章： 多环芳烃 风化 诊断比值 适用性

【摘要】：经济发展迅速,石油需求量增大,随之而来的石油勘探及输送,使溢油事故频频发生。准确进行溢油溯源是客观评价风险,制定应急措施方案和环境修复的前提条件,同时是客观公正划分责任、解决纠纷的科学依据。海上由于轮船碰撞等引发溢油事故后,溢油将伴随着化学、生物和物理变化,主要有输运、扩散及风化。多环芳烃大部分具有大分子量,高稳定性,抗风化等特点,在石油溯源中可作为重要指示物,其在石油中的分布模式因油而异,在实际溢油鉴别中已总结出多项多环芳烃指标。芳烃中低环PAHs,具有稳定性好,含量丰富等特点,因此,可利用其分布来鉴别油源,及风化后溢油的污染源。因此,筛选多环芳烃的诊断比值及验证其在实际中的适用性具有重大意义。本文通过室外模拟石油重度风化,对石油中的PAHs包括EPA优控的16PAHs及PAHs同系物的风化规律进行研究,并通过在实际重度风化石油中的验证应用,筛选并建立适用于重度风化石油鉴定的的新多环芳烃诊断比值,以此来完善溢油溯源识别参数体系。要研究内容及成果如下:首先,列举了国内外重大溢油事故;其次,对溢油的组成、危害、风化过程进行了简单描述;最后,对溢油鉴别技术的研究现状进行了阐述,其中包括溢油的分析技术:gc-fid、gc-ms、和ir,以及溢油鉴别技术:图谱对比、pah分布模式、诊断比值(包括t检验、重复性限)等方法。随之引出本论文的创新点和研究意义。其次,本文通过应用gc-ms对不同模拟风化条件下的油品(风化采样时间均为未风化、3个月、6个月和12个月)进行分析,通过图谱对比、pahs分布模式、诊断比值等对石油中五大类pahs和16pahs进行研究,并将筛选出的诊断比值应用至实际风化油品中进行验证,主要结论归纳如下:(1)浅盘模拟实验中黄岛溢油风化3个月后pahs已发生重度风化,轻组分丢失严重;在风化6个月后,轻组分pahs丢失更多,但已不太明显;在风化12个月后,pahs各组分与风化6个月相比差异已不是很大,但轻组分还是有部分丢失。水面模拟试验中黄岛溢油风化3个月的风化程度不及浅盘中风化严重;在风化6个月后风化程度较于浅盘中严重,这是由于油品在水中的溶解等风化因素所致,随着风化时间的变长才愈加明显;在风化12个月后,pahs各组分与风化6个月相比差异已不是很大,但还有部分丢失,较于浅盘中对应时间的风化,组分丢失比浅盘中的严重。(2)两种不同的风化模拟实验中,各组分随时间变化并非完全一致,但差异不大。浅盘模拟实验中,风化3个月后各组分所占比例与原油差异很大,风化6个月后各组分与风化3个月的各组分所占比例差异也很大,风化12个月与风化6个月各组分所占比例也存在差异;水面风化实验中,风化3个月的风化程度不如浅盘模拟实验中的风化严重,风化12个月的风化程度与较风化个月差异较小,风化趋势趋于稳定。(3)16PAHs中各组分的变化趋势是2-3环PAHs化合物风化3个月后,在总PAHs中含量变化最大,后期又略有回升,这种趋势极有可能是2-3环类PAHs化合物在发生重度风化的初期已有较大一部分化合物已丢失,随着后期风化过程中其他化合物的风化丢失而致使2-3环PAHs化合物所占化合物有所上升。4环PAHs化合物在风化3个月时所占比例上升最多,随着后期风化其所占比例越来越低,这种趋势有可能是因为在重度风化初期其他化合物丢失较严重,而4环PAHs化合物丢失速度缓慢,致使4环PAHs化合物所占比例骤升,随着后期风化过程中,4环PAHs化合物也逐渐发生风化,其所占比例也逐渐降低。而5-6环PAHs化合物在原油中所占比例本就少,后期风化过程中其所占比例的变化有自身风化和其他化合物组分共同变化所致。(4)通过对两种不同模拟实验的风化油样进行溯源分析,筛选出15种五大类PAHs的诊断比值指标和11种16PAHs的诊断比值指标,筛选的诊断比值适用在风化条件不同而种类相同的油品中。同时将新筛选出的诊断比值对同种风化条件下不同种油品进行验证,鉴别可见来自不同油源,因此,对于不同油品也具有适用性。综合以上研究,得出不同风化条件下石油中PAHs的变化规律,筛选出了受风化作用影响小的PAHs诊断比值,对完善溢油鉴别体系具有深远影响。
【关键词】：多环芳烃 风化 诊断比值 适用性
【学位授予单位】：上海海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X55
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-14
• 第一章 引言14-31
• 1.1 溢油污染现状14-24
• 1.1.1 国内外重大溢油事故15-16
• 1.1.2 溢油的组成16-17
• 1.1.3 溢油的危害17-22
• 1.1.4 溢油的风化过程22-24
• 1.2 溢油鉴别技术研究现状24-28
• 1.2.1 溢油的分析技术24-26
• 1.2.2 溢油的鉴别技术26-28
• 1.3 研究意义28-29
• 1.4 研究内容29-30
• 1.5 技术路线30
• 1.6 创新点30-31
• 第二章 重度风化溢油中五大类PAHs的风化规律31-56
• 2.1 材料与方法31-33
• 2.1.1 仪器与试剂31
• 2.1.2 模拟实验31
• 2.1.3 样品采集与前处理31-32
• 2.1.4 样品分析32
• 2.1.5 多环芳烃的定性与定量分析32-33
• 2.2 重度风化过程中原油PAHs总离子色谱图变化规律33-35
• 2.3 重度风化溢油中五大类PAHs分布模式变化规律35-46
• 2.3.1 重度风化溢油中萘系列分布模式变化规律36-38
• 2.3.2 重度风化溢油中芴系列分布模式变化规律38-40
• 2.3.3 重度风化溢油中二苯并噻吩系列分布模式变化规律40-42
• 2.3.4 重度风化溢油中菲系列分布模式变化规律42-44
• 2.3.5 重度风化溢油中屈系列分布模式变化规律44-46
• 2.4 重度风化溢油中五大类PAHs诊断比值的风化规律46-55
• 2.4.1 浅盘模拟实验条件下诊断比值变化规律46-49
• 2.4.2 水面模拟实验条件下诊断比值变化规律49-51
• 2.4.3 相同风化条件下不同油品的新诊断比值验证51-55
• 2.5 小结55-56
• 第三章 重度风化溢油 16PAHs的风化规律56-71
• 3.1 材料与方法56
• 3.2 重度风化过程中原油 16PAHs总离子色谱图变化规律56-57
• 3.3 重度风化溢油中 16PAHs分布模式变化规律57-61
• 3.4 重度风化溢油中 16PAHs诊断比值的风化规律61-69
• 3.4.1 浅盘模拟实验条件下 16PAHs诊断比值变化规律61-64
• 3.4.2 水面模拟实验条件下 16PAHs 诊断比值变化规律64-66
• 3.4.3 相同风化条件下不同油品的新诊断比值验证66-69
• 3.5 小结69-71
• 第四章 新诊断比值在现场风化中的应用71-77
• 4.1 材料与方法71
• 4.2 五大类PAHs诊断比值的实际应用71-73
• 4.3 16PAHs诊断比值的实际应用73-75
• 4.4 小结75-77
• 第五章 结论77-80
• 参考文献80-85
• 附录85-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文、参加的会议及项目86-87
• 致谢87

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