基于GC-IRMS分析技术的海上溢油鉴别研究

作     者：陈文静 

作者单位：大连海事大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘瑀

授予年度：2017年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：海上溢油 短期风化 正构烷烃 特征比值 碳稳定同位素 

摘      要：随着海上石油开采和石油运输的蓬勃发展,溢油风险与日俱增,油指纹鉴别技术随着溢油事故的不断发生而显得日趋重要。目前,溢油鉴别主要通过对海面溢油和溢油源油样的油指纹进行比对来确认溢油源,随着稳定同位素分析技术(IRMS)的发展,能从分子水平反映单个化合物的来源,为油指纹鉴别提供了一个科学有效的辅助方法。本研究主要以稳定同位素分析技术为核心,利用GC-MS、EA-IRMS和GC-IRMS联用技术对来自不同产地的原油进行分析鉴别;并选取两种原油和两种船用燃料油作为研究对象,通过短期室外模拟风化实验探讨不同风化程度溢油碳稳定同位素组成的变化特征。主要研究结论如下:(1)原油鉴别结果表明:除巴西原油外,6种原油原始色谱图无显著性差异;nC18/Ph和nC17/nC18特征比值在不同油种间差异明显,(nC19+nC20)/(nC19～nC22)、OEP1和CPI13-22比值差异性不大;稳定同位素分析表明不同类型原油具有不同的碳稳定同位素分布特征,烃源岩的沉积环境是控制稳定同位素组成特征的主要因素;单因素方差分析结果显示全油和单体正构烷烃的δ13C值在不同油种间存在显著性差异(P0.05),验证了稳定同位素技术分析应用的可行性。(2)风化实验表明:重复性限检验和相对标准偏差分析表明特征比值LMW/HMW和(nC13+nC14)/(nC25+nC26)的抗风化能力较弱,不能作为风化溢油鉴别指标参数,OEPi、OEP2、CPI比值受风化影响较小,但在不同油种间差异较小;单体正构烷烃碳稳定同位素在风化过程中未发生明显的同位素分馏,δ13C值变化范围在3‰以内;基于碳稳定同位素比值的t检验和主成分分析将同种油源的不同风化时间油品完全匹配,并有效的区分开不同种类油品,更加直观准确地确定溢油样品与风化样品的亲疏远近。本研究表明稳定同位素分析技术具有更强的鉴别能力和适应性,在一定程度上能弥补了传统油指纹鉴别的局限性,作为对现行的鉴定标准的辅助补充,对溢油事故司法鉴定水平的提升具有现实意义。