基于可见-近红外反射光谱的油区农田土壤石油烃含量估测研究

利用可见-近红外光谱技术，研究油区农田土壤在颗粒为2mm、0．25mm和0．15mm时的光谱（原始、一阶微分、连续统去除、多次散射校正）反射率与石油烃含量变化的关系，建立并利用偏最小二乘回归模型估测了石油烃含量。结果表明：原始、连续统去除、多次散射校正光谱的反射率对石油烃含量变化的响应在350～600nm最敏感（P〈0．05），一阶微分光谱的敏感波段为2280nm（｜r｜=0．81，P〈O．01）；光谱预处理能明显提高石油烃含量的估测精度，但土壤研磨对估测精度的影响因光谱预处理方法而异。基于可见一近红外光谱技术，本研究确立了估测油区农田土壤石油烃含量的颗粒粒径（2mm）和光谱预处理方法（一阶微分），实现了石油烃含量的快速、有效估测，探索了一种可替代传统分析技术的新方法。

东海近岸石油污染对海洋生物体内石油烃含量的影响

研究了东海区沿岸水域主要海洋生物体内石油烃含量的分布和变化后得出鱼体中的总石油烃含量为1．40－21．84毫克／千克（干重，下同），双壳类的含量范围为13．85－88．63毫克／千克，甲壳类的含量范围为9．37－59．35毫克／千克，头足类的含量范围为5．40－9．06毫克／千克。污染海区与其它海域相比，生物体内总石油烃的含量相差极大。外海采集的鱼类样品平均含量为3．41毫克／千克，而在西沪港下山所采集的鱼类样品的平均含量为17．58毫克／千克。通过分析调查海域中几种主要生物的石油烃富集系数，富集系数最高可达794．3。东海沿岸石油污染主要可能是由船舶排放的含油废水造成的，并且在局部地区污染已相当严重。

北部湾海洋动物的石油烃含量

文中报道北部湾东北和东南部水域32种鱼类,2种头足类,1种双壳类和1种甲壳类动物的总石油烃含量,其平均值分别为7.18,19.6,9.27和23.4μg/g干重。两水域鱼类样品的总石油烃含量水平相似。鱼类的总石油烃含量与其栖息水层和食性有密切关系。所测样品的荧光光谱特征与轻燃料油和机油的相近。北部湾鱼类的石油烃污染程度较低。

响应面法优化石油烃含量测定的前处理条件

红外光谱法被广泛应用于水体、土壤等样品中石油烃残留的检测,样品预处理是红外光谱法测定水产品中石油烃残留的关键步骤。本文通过响应面分析法,对鱼肉的皂化条件进行优化,建立了回归模型,优化后预处理条件如下:皂化温度30℃,皂化时间20h,6mol/LNaOH溶液16.5mL。在此条件下,鱼肉得到了较为完全的皂化,结合溶剂萃取、柱吸附处理,将红外光谱法成功应用于水产品中石油烃的残留检测。

高光谱成像砖红壤中石油烃含量的可视化研究

高光谱成像具有快速无损和图谱合一的特点,每个波段都会呈现一幅图像,每个像素点都显示一条光谱曲线,不仅可以获取样本的光谱信息,还可以表征物体的空间信息,目前在诸多领域展现出极大的应用价值。采用高光谱成像实现土壤中石油烃含量分布的可视化。制备不同石油烃含量的砖红壤样本,分为建模样本和预测样本。采集高光谱图像,为避免图像背景的干扰,采用掩膜的方法进行背景剔除。之后提取建模样本中感兴趣区域的平均光谱,采用连续投影算法筛选特征变量,基于提取的特征变量,一方面建立MLR预测模型,另一方面从预测样本中提取特征波段的高光谱图像。最后,将特征图像上像素点的数据代入模型,得到石油烃的含量分布情况。通过图像处理的方法,不同的含量赋予不同的颜色,实现砖红壤中石油烃含量分布的可视化。研究结果表明,采用高光谱成像与图像处理方法能够初步实现砖红壤中石油烃含量分布的可视化,为以后大范围地识别和反演土壤中石油烃含量提供了基础。

石油烃污染紫色土的可见-近红外光谱特征及其含量估算研究（英文）

高光谱遥感技术是一种有效的监测石油类污染手段,目前主要应用于海上溢油方面,而关于土壤石油烃污染的研究较少。针对土壤石油烃污染研究不足的现状,选取柴油、汽油和机油三种石油烃,开展了石油烃污染紫色土的光谱特征实验研究,分析了紫色土在不同种类石油烃污染及不同污染浓度条件下的光谱特征,提取了含有不同种类石油烃的紫色土光谱吸收特征波段。在此基础上,经过7种光谱变换和相关性分析,筛选出与石油烃含量最敏感的光谱变量,分别采用单变量回归法和多元逐步线性回归法建立了估算模型,并对模型进行了验证。研究表明:含有柴油、机油和汽油的光谱在1 200,1 700和2 300nm附近均出现了吸收特征,光谱吸收深度表现为:机油>汽油>柴油;多元逐步线性回归法优于单变量回归法,其建立的柴油、机油和汽油的估算模型决定系数均大于0.95,校正均方根误差小于0.47,验证均方根误差小于0.56,估算精度较高。

重金属污染土壤中石油烃预含量分析方法研究

利用GEX树脂和Tenax-TA吸附管代替传统试管,制备检测柱,分别对土壤样本和上清液样本进行振荡处理,并进行消解操作,基于石油烃的最小测定值,计算当前消解完毕后的石油烃土壤样本试剂检出限以及最大吸光度,通过检出限值搭配溶液解吸试剂,利用试剂批平衡法,对当前样本试剂进行吸附试剂溶出释放,重新掺入预处理后的上清液,待风干后即可获取当前试剂土壤中石油烃预含量。根据实验数据可以确定,利用新设计的石油烃预含量分析方法获取到的分析数据,数据特征限比例上升了29%,石油烃干重比例提高了17%,可以肯定该方法能有效提高土壤石油烃含量分析的准确度。

外源微生物强化修复石油污染土壤的研究

通过对大港油田石油污染土壤进行异位强化生物修复,考察投加外源微生物是否能够加速生物修复进程以及土壤中石油污染物质降解的影响因素。收集的土壤分为两组后充分混合,干土中含油质量分数分别为8416,16385 mg/kg。通过监测降解过程土壤中油含量的变化,分别考察自然菌群、营养刺激自然菌群、不同外源微生物、疏松剂(锯末)、不同初始油含量等因素对石油污染物降解的影响。色谱-质谱分析手段分析降解前后石油污染物质组分的变化。石油污染土壤经过300 d的处理,在水含量一定的前提下,外源微生物对于石油污染物质加速降解具有显著作用。疏松剂和外源微生物协同作用下除油效果显著,除油率高达79%。降解前后的石油物质色谱-质谱分析表明,相对分子质量小于C28的烷烃的微生物利用率高于相对分子质量大的烷烃,微生物可以有效降解多环芳烃。

陇东黄土高原石油开采对土壤线虫群落的影响

为研究陇东黄土高原石油开采对土壤线虫影响的强度与范围,选择长庆油田不同开采年限(1、10a和20a)油井共6口,按照距井基不同距离(3、6、10、20m和50m)采集土壤样品90个,共鉴定出土壤线虫22科43属;其中,食细菌线虫26属、食真菌线虫2属、植物寄生线虫9属、杂食/捕食线虫6属,优势类群为小杆属Rhabditis和孔咽属Aporcelaimus。土壤线虫生活史策略以c-p 2类群占优势,不同距离采样点,土壤线虫c-p 2和c-p 5差异极显著(P<0.01)。随着距井基距离增加(3、6、10、20m和50m)线虫总数显著增加;其中,植食类、捕食杂食类和食真菌类线虫数量增加显著,且线虫群落多样性指数(H')显著增加(P<0.05)。但不同距离之间优势度指数(λ),均匀度指数(J)和瓦斯乐斯卡指数(WI)差异不显著。不同开采年限油井,以10a土壤线虫群落多样性指数(H')、成熟度指数(MI)和瓦斯乐斯卡指数(WI)最低,而1a油井和20a油井较高,且与10a油井差异显著(P<0.05)。油井作业改变周围土壤性质,导致土壤含水率降低、总石油烃(TPH)含量增高,但土壤线虫分布与土壤TPH无明显相关。研究结果表明,油田开采影响土壤线虫的组成与群落结构,但影响范围一般局限在作业区范围,指数H'和MI能较好的指示油田开采对线虫群落的影响。

4种盐生植物生长对土壤石油污染的响应

为了探讨4种新疆盐生植物在石油污染土壤上的生长适应性及修复效果,设置了5种不同浓度的石油污染处理,对4种供试盐生植物的株高、鲜重、根冠比及土壤中总石油烃含量进行了观测。结果表明:①当土壤石油污染浓度为0.5%时,对4种供试植物的生长均有一定的促进作用,其生长指标均大于空白对照组,但差异不显著。②随着污染物浓度的增大,4种供试植物的生长也受到了显著的抑制作用。其中,盐角草与野榆钱菠菜幼苗在生长过程中,当土壤石油污染浓度分别为1.5%和2%时,出现叶片枯黄死亡现象,其生长期只能维持20 d左右。③经过120 d的修复,4种供试植物对土壤中石油烃类污染物都有一定的修复作用,其总石油烃降解率为:鞑靼滨藜﹥盐地碱蓬﹥野榆钱菠菜﹥盐角草。④与其他2种植物相比,鞑靼滨藜和盐地碱蓬具有较大的石油污染耐受性和修复效果,表明其具有修复石油污染土壤的应用潜力。