颗粒物作用下海洋溢油沉降过程的影响因素

为更好地理解油与颗粒物的碰撞聚合过程及溢油沉底后的行为归宿,以近年来渤海海域不明油污上岸事件为研究背景,阐述悬浮颗粒物作用下海洋溢油的沉降机理,重点分析油品和悬浮颗粒物物化特征、油品和悬浮颗粒物浓度、海水盐度及混合能对OPAs形成的影响。基于实验室和溢油现场的研究成果提出进一步需要探究的问题,为沉底油污染的应急决策、追踪预测和损害评估等方面提供参考。

悬浮泥沙浓度对沉潜油形成过程的影响

溢油事故发生后,水体中分散油滴和悬浮颗粒物相互作用会自然形成油-悬浮颗粒物凝聚体(OSAs),这一过程是溢油在水环境中沉潜的一个重要自然过程。为了模拟溢油沉潜过程,利用锥形瓶做实验室批量实验,通过选取重质马瑞原油为试验油品,天然悬浮泥沙为试验颗粒物,研究了不同悬浮泥沙浓度对OSAs形成的时间尺度影响。结果表明,悬浮泥沙质量的添加,明显促进了马瑞原油分散进入水体进而沉潜,并且马瑞原油易与泥沙形成沉降的油-悬浮颗粒物凝聚体;悬浮泥沙浓度的增加能够增大马瑞原油的沉潜率,缩短油-悬浮颗粒物凝聚体形成所需时间;在一定悬浮泥沙质量浓度下,随着振荡时间的增加,沉潜率先随之增大,一定时间后趋于稳定。

悬浮颗粒物浓度对溢油沉潜过程影响的试验研究

溢油事故发生后,漂浮油会与水中的悬浮颗粒物发生相互作用形成油-悬浮颗粒物聚合体(oil-suspended particulate matter aggregates,OSAs),进而分散在水中或沉降到水底。实验室通过批量振荡实验,利用紫外分光光度法,研究了天然沙土对阿曼原油沉潜过程的影响。结果表明,当振荡频率一定时,沙土能够显著促进阿曼原油在水中的沉潜,其中大部分以半潜油的形式悬浮在水中,少部分与沙土相互作用形成了油-悬浮颗粒物聚合体。随着振荡时间的增加,阿曼原油的沉潜率迅速增大,达到最大值后趋于稳定。当沙土的浓度在100~400 mg/L范围内增加时,阿曼原油的最大沉潜率和沉潜速率提高,沉潜过程达到平衡所需要的时间缩短。

化学分散剂对海洋溢油与颗粒物之间相互作用的影响

海洋溢油事故频繁发生,向溢油上施加分散剂是常用的应急处理方法之一。溢油会和海洋中的悬浮颗粒物SPM(suspended particle material)相互作用形成油-悬浮物的聚集体OSAs(oil-SPM aggregations),还可以与海洋中的颗粒物、浮游生物、细菌、生物碎屑等构成海洋油雪MOS(marine oil snow)。施加分散剂会影响这两种聚集体的生成,继而影响到溢油的迁移和归宿。本文介绍了化学分散剂的使用原则和现状,在介绍OSAs和MOS的形成机理的基础上,分析了施加分散剂对溢油与颗粒物之间相互作用的影响,并对OSAs和MOS的环境归宿进行了探讨。