分散剂对溢油行为及其特征组分影响的研究

发布时间：2017-12-22 15:29

本文关键词：分散剂对溢油行为及其特征组分影响的研究　出处：《大连海事大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：海上溢油发生后,分散剂作为除机械回收之外首选的应急处理措施,起到了不可替代的作用。但是,它只是将溢油分散至水体,油滴并没有完全消失,仍有可能再度上浮于水面。分散剂与溢油掺混后不仅改变溢油的沉浮行为,还可能干扰某些油组分的风化路径和环境归趋,影响溢油鉴别的指纹信息、甚至溯源。鉴于此,本论文设计在小型水槽中研究溢油的分散行为,考察分散剂对溢油烷烃组分风化、对溢油烷烃诊断比稳定性和对基于稳定烷烃诊断比的溢油数字化鉴别结果的影响。得到的研究成果如下:1、通过考察浮油中分散剂残留量和水体中分散油滴浓度随时间的变化,研究了分散剂对溢油分散行为的影响。结果表明:分散剂随分散时间增长逐渐与浮油脱离,初始含量越大,脱离速度越快,且浮油中分散剂的残余量最符合三次函数;分散剂脱离速度基本保持海水等量增加的水体海水等量更新海水量不变,前两者在9 d内分别下降了约90%和50%,第三者在30 d内下降了约90%。与之相应的水体油浓度也随分散时间增长逐渐下降,且下降趋势更符合对数函数。此外,分散剂主要以溶解和扩散作用离开浮油,蒸发作用较小;开阔水体可加快分散剂与浮油的脱离速度,强化分散剂的再分散能力,加速已分散油滴的扩散,提高分散效果;进入水中的分散剂对已分散油滴有一定的稳定作用。2、通过计算溢油风化指数(WI)、蒸发指数和生物降解指数,用指数衰减方程拟合WI并比较WI的实测值和计算值,量化了分散剂对溢油烷烃组分风化的影响。结果发现:分散剂主要通过促进溶解、加快蒸发促使溢油快速消失;分散剂不仅明显干扰溢油的风化,使其或大或小的偏离原风化路径,而且浮油中分散剂的风化特征还可能干扰溢油风化规律,进而影响溢油的风化动力学特征;模拟溢油的生物降解作用较小,烷烃组分的变化主要是由蒸发和溶解作用引起,分散剂对C18和Ph的影响也较小,二者基本保持相同低的风化速度。3、采用经过调整的适于处理大批量数据的重复性限法,从19个烷烃诊断比中逐级筛选出10个抗分散剂干扰和抗风化的稳定诊断比,它们是:C17/(C17+Pr)、C18/(C18+Ph)、Pr/(Pr+Ph)、CPIx(x=0、1、2、3 和 4)和 OEPx(x=3 和 4)。基于这些诊断比,对不同风化阶段的模拟溢油样进行数字化鉴别,结果表明:主成分分析、多维标度分析和聚类分析能够明确区分风化≤90 d的不同种类的溢油(如原油和燃油),明显缩小混有分散剂溢油样的识别范围,提高溯源效率。灰色关联度分析通过量化溢油样与油源亲疏关系表明,没有分散剂且风化≤90 d的溢油样与实际油源始终最相关;混有分散剂且风化≤15 d的溢油样与实际油源间的相关性随分散剂含量的增多减弱;当风化时间增长至90 d,溢油样与油源间的相关性呈无规律变化,分类结果非常不稳定,这足以证明分散剂对溢油数字化鉴别结果的影响是存在的。因此,关联度分析比前3种分析方法更适合长期风化溢油洋的鉴别,该法也是明确证实分散剂影响溢油溯源的有效方法。
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X55

【参考文献】