三种渤海原油蒸发特性及对溢油分散剂乳化作用影响的实验研究

作为海面溢油风化的重要过程之一,蒸发会导致溢油组分和性质发生显著变化,从而对溢油分散剂的使用效果产生明显影响。本研究选取三种渤海原油样品开展油品蒸发实验,并对蒸发过程对溢油分散剂乳化效果的影响进行评价。结果表明,在72h蒸发周期内,渤西、旅大10-1和蓬莱19-3原油的蒸发率和运动黏度随蒸发时间的延长均呈逐渐增大的趋势。原油蒸发会减弱溢油分散剂对油品的乳化分散效果。在油品蒸发过程的前12h内,溢油分散剂对油品的乳化率显著降低,12h之后乳化率变化不大。溢油分散剂对不同类型原油的乳化效果不同。与旅大10-1和蓬莱19-3原油相比,尽管渤西原油密度较低,但由于其含蜡量高,溢油分散剂对该原油的乳化效果并没有表现出明显优势。研究结果对于海上溢油事故处置中溢油分散剂的使用具有指导意义。     

海上溢油分散剂的界面性质与分散作用

本文从界面热力学理论方面证明了海上溢油分散剂主要是通过降低溢油与海水之间的界面张力（ＩＦＴ），减少分散过程所需要的自由能以使溢油的分散易于实现。实验中测定了含有不同种类溢油分散剂的原油与模拟海水之间的界面张力（旋转滴法）、界面粘度（ＩＦＶ，深槽法）及分散效果（回旋振荡法），表明对于本研究工作中使用的体系，较好的分散效果必须使ＩＦＴ降低到１０~（－１）ｍＮ·ｍ~（－１）以下，而界面粘度对分散效果的影响不甚显著。     

化学分散原油的生物降解

海洋生态系围隔实验为油溢事件中化学分散原油的生物降解提供有效的研究方法。化学分散原油的生物降解是溢油净化的重要途径。分散剂的分散作用促进了原油的生物降解过程。石油烃的浓度变化、细菌生物量增长、多糖的生物合成和絮凝物的形成都是分散原油生物降解的结果。降解速率是评价生物降解能力的重要参数,本文介绍和推导生物降解速率的计算公式。     

溢油分散剂及分散原油对海洋生物的毒性效应研究进展

随着海上石油的开发,溢油事故不断发生,对海洋环境造成严重危害。喷洒溢油分散剂(oil spill dispersants)是处理溢油事故的常用方法之一,但是分散剂的使用会造成对海洋生态的二次污染。因此,本文基于对国内外研究现状的总结,阐述了分散剂及分散原油对海洋藻类、浮游动物、底栖动物、鱼类等海洋生物的毒性效应研究。以期为以后溢油事故中分散剂使用的风险分析提供科学依据。     

分散剂对原油影响的主成分分析

以2种原油和3种溢油分散剂的混合物为对象,借助SPSS统计分析软件,采用主成分分析法研究基于诊断比值的原油分类,旨在判别分散剂对原油的影响。KOM值近似等于0.6、Bartlett球形度检验对应概率P值为0,表明原始数据适合做主成分分析;前两个主成分F1和F2的特征值均大于1,累积贡献率为81.433%,多变量可降至2维。根据F1和F2表达式得到主成分分类图可知:两种原油中加入不同分散剂后还可在图中大致区分,富肯-2号分散剂对两种原油几乎没有影响,GM-2分散剂对渤海原油分类程度有一定影响,但对华北原油却有较大影响;海鸥4号分散剂对两种原油分类程度都有影响。结果表明:主成分分析法可用于添加分散剂的溢油分类辨别,研究发现一些分散剂对原油影响较小,而某些分散剂对原油有复杂的影响。因此,溢油指纹鉴定需考虑分散剂的影响。     

溢油分散剂在深水油气勘探开发溢油污染处置中的应用

建立切实可行的深水溢油应急处置技术是我国南海区域深水油气开采顺利进行的有效保障。文章通过对墨西哥湾溢油事故中溢油分散剂使用的综述,提出了深水溢油应急处置技术中溢油分散剂使用技术和对环境影响所需要关注的问题,以期为我国南海深水油气勘探开发过程中溢油应急处置提供借鉴。     

海流作用下海底管道溢油扩散实验研究

采用物理模型试验研究了海流作用下海底输油管道溢油扩散特性。水槽中的原油从管道的泄漏点溢出,并从海底扩散到海面。采用非接触式光学测量技术,设计了图像采集与数据分析系统,研究原油泄漏机理和特性。通过该系统获得了溢油的轨迹、速度和海面上升时间。从定性和定量两个角度分析了水流和溢油量对溢油行为的影响。之后给出了特征物理量对各种因素的敏感性研究。溢油在水下主要以不同粒径的散状颗粒的形式分布。原油的上升过程可分为三个阶段：饱满、分散和聚集阶段。溢油量是影响油粒子上升时间的主要因素。在油粒子的上升过程中,原油的垂直速度主要受溢油量的影响,横向速度则更依赖于水流速度。不同水流与溢油量下,横向溢油速度的偏差远大于海面上升时间和垂直溢油速度的偏差。该研究可为溢油应急预测系统提供理论参考。     

环境因子对４种溢油分散剂乳化性能的影响

文章以４种溢油分散剂为研究对象,以１０ｍｉｎ乳化率为观察指标,在实验室条件下依据国家标准,评价了４ 种溢油分散剂的乳化性能,以及温度、盐度、剂油比等环境因素对乳化稳定性能的影响。结果表明,温度显著影响４种溢油分散剂的稳定性能;盐度对４种溢油分散剂稳定性能的影响较小;不同比例的溢油分散剂加入对溢油分散剂稳定性能的影响变化较大。与溢油事故现场相关的实验研究还需要进一步开展。     

海上油气开发水下井喷溢油的化学分散技术研究

为有效应对海上油气开发水下井喷溢油事故,降低海底溢油对海洋环境的危害,文章通过模拟试验研究消油剂的类型、使用量和喷注位置对溢油分散效果的影响,并提出深水水下消油剂使用技术体系。研究结果表明：GM-2消油剂对原油呈现良好的分散性能,且分散效果随剂油比的增大而增强;水下喷注消油剂的使用量为溢油量的10%时即可获得良好的分散效果;在一定范围内,消油剂喷口与水下井口的水平距离对溢油分散效果的影响极小,而垂直高度对溢油分散效果的影响较大。     

分散剂与其他溢油处理技术协同作用的综述

溢油分散剂作为处理溢油的重要手段,主要通过降低油水界面张力,促进溢油分散于水体,而被广泛使用。文章详细介绍了国内外关于分散剂与其他溢油处理技术(包括机械处理法与矿物粉末聚合和生物修复法)协同作用的研究现状和研究成果。主要从作用机理、实验室模拟研究和溢油现场采集数据等方面阐述以分散剂为主要处理措施,并辅以其他技术手段的溢油处理成果。旨在为溢油处理人员全面构建分散剂与其他溢油处理技术准确、有效的协同作用体系提供思路和借鉴。     

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。     

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。     

海洋围隔生态系中化学分散原油的微生物降解——低初级生产力时不同营养盐浓度比较

本文介绍了在加拿大Saanich内湾进行的小型海洋生态系围隔实验中,观测了在低光照下Enersperse 700分散剂分散中国胜利原油的微生物降解及其与营养盐的关系。实验结果表明:分散原油作为微生物的基质有利于微生物生长,油浓度与菌数有正的相关性;氮和磷在微生物降解原油污染物中起着重要作用,高营养盐实验桶菌数高,分散原油降解速度也较快;在添加原油的实验桶原油降解过程,营养盐同时被消耗,而未添加原油的对照桶,营养盐保持不变。     

基于BRDF可见光偏振成像技术的海面溢油油种识别研究

海上溢油事件发生后需要及时判断溢油种类,为溢油事故处置提供及时有效的应对措施。本文利用BRDF多角度测量装置和可见光偏振相机对不同油种和清洁海水进行观测,基于可见光偏振特征筛选出最佳观测Stokes参量和对应观测几何,构建了清洁海水和不同油种数据集,并建立了基于BRDF偏振特征的DBN溢油油种识别模型。研究发现,在实验室可控条件下,相对方位角–60°、0°、–30°组合时油种识别效果较好,光源天顶角和相机观测角二者在接近±50°时识别效果较好;多次重复实验显示,海水、原油、重油、汽油、柴油、棕榈油的最优识别率分别为90%、86.27%、84%、80.44%、82.08%和82%;基于可见光偏振特征所建立的油种识别模型,对于海面溢油种类区分具有较好的效果。     

溢油分散剂的乳化效果及油滴粒径分布影响因素的研究

以GM-2型溢油分散剂和微普紧急泄漏处理液为研究对象,探究不同条件下其处理120#燃料油的乳化效果及对油滴粒径分布的影响。结果表明,提高温度、分散剂与燃料油配比(DOR)以及加强波浪作用均可显著提高溢油分散剂的乳化效果,油滴粒径更小,分布更集中,且液面下较浅处的乳化液浓度较大。GM-2型分散剂乳化效果优于微普分散剂。当温度为25℃,DOR为30%,推波频率为1次/s时,GM乳化效果达到最佳,油滴平均粒径为5.62?m。     

海上消油剂及其在溢油污染处置中的应用

阐述了海上消油剂和其应用现状以及影响其使用效果的不同因素,并探讨了消油剂使用效果评价方法,对消油剂产品及评价方法的发展趋势进行了展望,旨在为海上溢油污染处置技术的完善和发展提供参考。     

基于VOF方法的海底管道溢油扩散数值模拟研究

在海底输油管道运行过程中,管道渗漏、穿孔及破碎都会导致原油泄漏。对溢油运动的轨迹及其扩散范围作出预报可为溢油事故的处理提供及时、准确的信息,指导应急处理的正确实施。基于工程实际需求,采用有限体积法,结合k-ε紊流模型,建立了海流作用下海底输油管道溢油扩散数值模型。采用VOF方法(volume of fluid method)追踪多相流界面。首先,将数值模拟结果与Fan的实验值及Zheng和Yapa的数值结果进行了对比,验证数值模型的可靠性;其次,研究了不同原油溢出速度与环境水深对不同时刻溢油轨迹、到达海面时间、横向漂移距离与海面扩散范围的影响。研究表明:随原油溢出速度增大,溢油到达海面时间逐渐减小,溢油横向漂移距离与海面扩散范围则逐渐增大;随环境水深增大,溢油到达海面时间逐渐增大,且其变化接近线性分布。     

墨西哥湾溢油事故对我国深海溢油污染防治管理的启示

文章通过对美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台原油泄漏事故的分析与思考,针对我国深海油气资源勘探开发中存在的溢油风险,从应急响应体系、监视预报技术、应急处置技术、损害赔偿基金和行政监管与政企合作等不同方面,探讨了我国深海溢油的防治管理对策,以期为我国海洋石油开发利用、海洋环境保护以及深海溢油污染的防治管理提供有益的参考     

多环芳烃油指纹应用于船舶溢油鉴别研究

溢油种类主要包括船舶燃料油和原油,二者性质的差异决定了鉴别方法也相应不同,寻求适合于船舶溢油的鉴别方法具有重要意义。在使用柱色谱层析方法对样品进行分离前处理的基础上,以气相色谱/质谱方法(GC-MS)为主要分析手段,对溢油样品和可疑船舶溢油源样品的多环芳烃油指纹特征进行对比,并在多环芳烃油指纹参数的基础上进一步进行多环芳烃内组成三角图分布特征与聚类分析研究,成功为珠江口水域某船舶溢油事故追踪到肇事溢油源。结果表明:取自丁船的油样和现场溢油样芳烃油指纹特征最为相近,是此次溢油事故的溢油源。受风化作用后的船舶燃料油中饱和烃类化合物数量稀少,且含量极低,不适合用于溢油鉴别,而多环芳烃类化合物较饱和烃类化合物而言具有含量高、种类丰富的特点,是该类溢油鉴别的主要油指纹依据。使用油指纹参数进行可疑溢油源识别时,充分考虑油品中有机分子所受风化影响程度的不同是风化条件下溢油鉴定的关键。因此,多环芳烃油指纹可以有效应用于船舶燃料油溢油的鉴别。     

墨西哥湾溢油事故对我国深海溢油污染防治管理的启示

文章通过对美国墨西哥湾“深水地平线”钻井平台原油泄漏事故的分析与思考,针对我国深海油气资源勘探开发中存在的溢油风险,从应急响应体系、监视预报技术、应急处置技术、损害赔偿基金和行政监管与政企合作等不同方面,探讨了我国深海溢油的防治管理对策,以期为我国海洋石油开发利用、海洋环境保护以及深海溢油污染的防治管理提供有益的参考。