海洋溢油的风化过程研究

水体中石油的分布与归宿取决于溢油风化.在溢油扩散漂移的同时,发生油类蒸发与溶解过程.石油烃在光能的激发和微量金属离子的催化下会发生氧化反应.石油入海后,在风、浪的作用下很容易发生乳化作用.油膜和分散液滴可附在海洋中悬浮颗粒物上沉淀,溶解的烃类吸附在固体颗粒物上沉淀.石油烃类的生物化学作用为其决定性降解作用.油的风化是许多不同过程的综合过程,它们是同时发生,互相影响的.未来需要在组成、性质和行为相互关系的研究基础上进行.在分子水平上系统研究溢油风化过程对于溢油事故发生后肇事者的确定、危害评价以及生物修复效果评估等具有重要的指导意义.     

短期风化对混合溢油组成的影响

对两种原油进行混合配比实验,将混合后油样置于人工气候箱进行风化模拟实验,采用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测风化样品中的生物标志化合物,短期风化作用对混合溢油的油指纹、生物标志化合物诊断指标等的影响。结果表明,混合溢油的正构烷烃总质量变化与单一原油油品的变化规律相近,即前期风化较快,质量减损较多,而后期风化趋缓,不同混合比例的溢油表现差异不明显。常用于短期风化的诊断比值对各混合油样的风化具有指示意义,但难以定性鉴别油品是否发生混合。重复性限法检验只能判定短期风化过程前后的油样为同一油源,而难以反映油样是否为混合油源的特征,各诊断比值的RSD%值较大可能是混合溢油的一个表现。     

溢油在海洋生态系统中的风化、生态学效应及环境风险评价

海洋石油污染是全球性的海洋环境问题之一,对海洋生态系统影响极大。本文综述了溢油入海后降解、转化及其随食物链的传递过程,分析其对海洋三大生物类群的毒性效应及可能的作用机制,探讨评价溢油环境风险的方法,并对今后的研究进行展望,为深入研究溢油的生态学效应、科学评价溢油的环境生态风险提供参考。     

海洋环境中溢油与沉积物间的相互作用研究概述

海洋溢油事故频发,促使关于溢油在海洋中的环境行为、归宿及其生态效应等研究蓬勃发展。阐述了溢油进入海洋环境后与悬浮颗粒物和沉积物之间的相互作用及其影响因素;分析了溢油分散剂对溢油环境行为的影响,有助于正确评估溢油的环境归宿和潜在生态效应,为海洋溢油处理提供理论依据。     

海上溢油溶解过程的研究

本文研究了海上溢油的溶解过程.某石油烃成分在海水中的溶解量不仅取决于它的溶解度,也取决于该成分在石油中的百分含量,海水中浓度的垂直分布呈指数函数下降.海上实验中以0#烃轻柴油为例计算了C₁₂～C₂₁的每种正烷烃、总异构烷烃、总环烷烃和总芳烃主海水中的垂直扩散系数和溶解量,并建立了预报海水中油浓度和溶解量的方法.在平静海况下,溢油48h内油溶解量约为总油量的0.52%.     

海洋环境中的固氮作用

陆地土壤中有许多根瘤菌能够固氮,在浩翰无际的海洋中同样存在固氮菌,这类固氮菌主要有颤藻类的蓝藻细菌、马尾藻属上的真菌以及硅藻藻类上的一些细菌等。根据最近十五年中对固氮生物和固氮作用的深入研究,估计世界海洋中颤藻类的固氮量约为4.8×10~(12)克/年。其中印度     

埕岛油田事故性溢油对海洋环境的影响及对策

在海上石油生产过程中,事故性溢油属一种潜在的偶然事件。导致海上油田事故性溢油的主要原因可分为自然因素、人员误操作、设备腐蚀老化及对新的地层油藏构造认识不足等等。海上一旦发生事故性溢油,必然对海洋环境及其生物产生巨大的影响。对于胜利埕岛油田而言,引起海上事故性溢油的主要原因为自然环境因素、未知地层情况突变及人员的误操作。了解并掌握其对海洋环境的影响及采取相应的对策十分必要。本文主要论述事故性溢油海洋环境的影响分析及采取的对策。     

海洋环境中的硫化物化学

对近年来海洋环境中硫化物的存在形态、分析方法、热力学和动力学方面的研究进展作一较系统的综述。     

深海沉积物早期成岩过程中的Ba循环及其古海洋环境意义

深海沉积物蕴藏了丰富的古海洋环境变化信息.利用沉积物中的某种替代指标,有效地恢复古海洋环境变化历史是海洋地球化学家和古海洋学家致力研究的课题.海洋系统中Ba元素的地球化学行为及其与古海洋环境的关系研究表明,深海沉积物中Ba元素的丰度和变化特征能够很好地揭示古海洋环境变化信息.根据海洋系统中Ba元素地球化学研究的最新进展,系统归纳了深海沉积物中Ba的来源、富集相态及其在早期成岩过程中的行为,并在此基础上,探讨了沉积物中Ba元素丰度变化特征与古生产力和沉积物中甲烷释放通量的关系.     

原油中的正构烷烃类在海沙和海水中风化的模拟实验

通过自然条件下沙表层和水面溢油的模拟风化实验,采用GC-MS作为检测器,研究原油中的正构烷烃在厦门地区的风化规律.结果表明,在一个月的风化模拟实验中,两种不同介质溢油风化均明显体现轻组分的正构烷烃丢失现象,且正构烷烃组分在水面溢油的风化速率低于沙表层溢油速率1～2个碳数.沙上模拟实验后期APr/APh比值明显受到风化影响,诊断比值不适用于油源鉴别.诊断比值An-C17/APr、An-C18/APh在短期风化过程中受风化影响小.水面溢油模拟实验结束后发现水体中n-C13-n-C29的正构烷烃组分含量升高2.9%～327.4%.     

海洋溢油油膜厚度影响因素理论模型的构建

溢油扩展过程中油膜厚度的准确获得是进行溢油量估算和损失评估中需要解决的关键科学问题,通过揭示溢油扩展中油膜厚度的理论变化特征来获得油膜厚度随溢油性质和海洋环境条件变化的定量关系,构建海洋溢油油膜厚度影响因素理论模型,对溢油量估算至关重要。依据Lehr提出的油膜椭圆扩展模型构建了油膜厚度随溢油性质和海洋环境条件变化的定量关系,剖析了溢油扩展过程中油膜厚度的变化特征。油膜厚度在溢油发生后最初2小时内会迅速减小,此后衰减速度逐渐减小直至趋于稳定。对于原油来说,通常在6～7h内会达到最小油膜厚度,扩展终止。溢油密度对油膜厚度的影响表现为密度大的溢油初始厚度大,达到平衡的时间也较长;风速对于油膜扩展的影响巨大,风速越大越有利于油膜的扩展,油膜厚度越小;温度也通过影响溢油油膜密度来影响油膜厚度的变化,一定范围内,高温促进油膜的扩展,加快油膜厚度的变化速度。除溢油密度、风速和温度外,溢油方式、海流、潮汐和溢油时间等因素也会影响油膜厚度的变化。     

基于二维激光观测的溢油及其乳化过程散射模式研究进展

合成孔径雷达(SAR)以其高分辨率、能不受雨云影响实施全天时全天候全方位监测,在海面溢油灾害应急监测过程中发挥着越来越重要的作用。溢油是因为海面油膜抑制了毛细波和重力波,在SAR图像上呈暗斑而被识别。然而,海面溢油的乳化过程直接影响SAR对海面溢油后向散射截面的观测精度。本研究以物理海洋学和激光原理以及海面电磁散射理论为基础,通过实验利用激光扫描仪观测海面溢油粗糙度,分别与溢油特征参数、后向散射系数建立对应关系;耦合海面溢油参数与后向散射截面的关系,利用电磁散射数值建模方法,建立海面溢油散射模型,研究海面溢油乳化过程对微波后向散射截面的影响。本项目的研究将为SAR监测海面溢油量、溢油厚度及油品分布格局提供了可能;将进一步揭示海面溢油的散射机制,提高SAR海面监测溢油的精度和能力。     

无主漂油源集合预测方法研究

采用基于"拉格朗日"粒子追踪方法的油粒子数值溯源模式,引入天气预报中的"集合预报"方法,考虑气象、海洋环境背景场误差因素,研究无主溢油源的集合预测方法。对某次渤海中西部溢油溯源事件的数值模拟结果表明,溢油源集合预测分析结果与溢油源实际调查情况相符,表明无主漂油源集合预测方法科学、结论可信。     

The long-term effects of crude oil on microbial processes in subarctic marine sediments

Subarctic marine sediments were exposed to fresh and ‘weathered’ crude oil from Cook Inlet, Alaska. The crude oil was thoroughly mixed with the sediment at various concentrations and some of the oil-sediment mixtures were placed on top of unamended sediments. Both sediments with added oil and those overlain by oiled sediments were investigated. These sediments were placed either in trays or aquaria. The trays were incubated in situ near the site from which the sediments were originally collected. The aquaria were maintained at simulated in situ conditions by maintaining a continuous flow of fresh seawater through them. The sediments were exposed to crude oil for periods up to 1.5 years. Sediments exposed to 50‰ fresh crude oil showed significant decreases in nitrogen fixation and denitrification rates and redox potentials. Also observed were increases in CO₂ production rates and methane concentrations. These same changes were observed in sediments exposed to 1‰. When ‘weathered’ crude oil was added to the sediments, the same changes were observed except there was no reduction in nitrogen fixation activity. In most cases, the observed effects were less marked when the sediments were amended with ‘weathered’ crude oil than with the same concentration of fresh crude oil. Untreated sediments that were overlain with treated sediments showed the same changes as those sediments that were thoroughly mixed with crude oil. The presence of fresh crude oil at 50‰ essentially eliminated burrowing activity of the benthic infauna. Under these conditions, there was an accumulation of detritus particles on the oiled sediments that was not present in the untreated controls.     

应急状态下海洋溢油源鉴别的应用研究

通过一实例对应急状态下如何对海洋溢油源进行快速地判断筛选进行了研究-先运用气相色谱法从数量众多的可疑溢油源中初步筛选出几个，再利用气-质联用做进一步的鉴别．事实证明，这种方法有利于应急状态下溢油源的快速鉴别     

深海环境中溢油输移扩散的初步数值模拟

通过对溢油在深海环境中的输移过程及行为特点的分析,初步建立基于拉格朗日积分法的深海溢油模型.该模型除了能够模拟油气混合物在真实深海环境中的共同输移与分离输移扩散过程,还考虑了石油溶解、气体溶解、天然气水合物形成与分解等行为变化对溢油运动轨迹的影响.应用该模型初步数值模拟了一次实际深海溢油试验,结果表明溢油在水下的空间分...     

海底溢油的归宿及输移扩散行为

随着全球经济发展对石油资源需求的急剧增加,海洋石油开发业蓬勃发展。海上石油设施增多,突发性的海底油气管道破损泄露、油气井井喷、平台或钻井装置倾覆等造成的石油泛滥事故与日俱增,平均每年有10万吨以上的石油溢入海洋中,使得海上石油污染日趋严重,严重威胁着海洋的生态平衡,不仅对渔业捕捞、水产养殖和海水综合利用造成了巨大的经济损失,而且对海洋环境和海洋生物资源造成了严重的危害和影响。研究证实,海洋石油泛滥对海洋生态环境的破坏所造成的经济损失,远远超过其直接的经济损失。     

崖城油气田附近海域溢油漂移轨迹数值模拟预测

通过采用不规则的三角网格和有限体积法的FVCOM模式,建立三维潮流数值模型。利用大海域计算得到的调和常数值作为开边界的输入值,模拟出崖城附近海域的潮流和潮位变化情况。在潮流、潮位验证正确的前提下,利用欧拉—拉格朗日追踪方法,建立了溢油轨迹预测模型,进行崖城油气田附近海域溢油中心轨迹的预测,同时预测了溢油漂移的平均速率和油膜抵达敏感区的时间,为油气田实施应急措施提供技术支持。