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随着石油工业和石油运输业的蓬勃发展,胶州湾海域石油泄漏事故频发,给当地经济和环境带来了严重的危害。海洋中天然存在的悬浮颗粒物会与溢油在海洋水动力条件下形成油-悬浮颗粒物凝聚体(Oil-Suspended Particulate Matter Aggregates,OSAs),这种凝聚体会促进溢油的生物降解,从而使溢油从环境中彻底清除。本文选取胶州湾海域悬浮颗粒物、高岭土和皂土作为实验用颗粒物;选取胜利原油、原油1#和委内瑞拉原油作为代表性油品;采用恒温振荡箱来模拟海洋波浪环境,研究石油-悬浮颗粒物凝聚体形成特征,主要包括凝聚体结构特征、油滴粒径和化学组分。实验主要对胶州湾代表性悬浮颗粒物和油品的组成以及理化性质进行测定;考察不同悬浮颗粒物浓度、粒径、盐度、pH、溢油风化程度和添加消油剂条件下对油/水界面性质和溢油降解特性的影响。实验结果表明,胶州湾海域在0~8m范围内,随着海水深度的增加,悬浮颗粒物密度和浓度不断增加,且湾口的悬浮颗粒物浓度大于湾内的;颗粒物有机质含量随着海水深度的增加而不断减小;对于颗粒物中石油烃含量,码头区的石油烃含量最高,可达32.12 mg·kg-1。加入不同浓度悬浮颗粒物可将原油与海水的界面张力由14.9 mN·m-1减小至4.5mN·m-1,乳状液的Zeta电位由-11.8 mV增加到-3.8 mV;加入颗粒物的粒径越小,油/水界面张力越小,而Zeta电位越大;油/水界面张力随着海水盐度的增加而减小,Zeta电位随着海水盐度的增加而增加;油/水界面张力和Zeta电位均随pH的增加先减小后增加;消油剂作用条件下可将油水界面张力降低至0.1 mN·m-1,Zeta电位增加至-1.9mV。溢油的微生物降解率为34.81%,加入胶州湾悬浮颗粒物、皂土和高岭土后,溢油的微生物降解率可分别达到40.50%、43.34%和46.89%。随着颗粒物浓度的增加和粒径的减小,溢油的微生物降解率逐渐增加;盐度在0~5‰之间时,由于盐度过低,导致溢油的微生物降解率过低;适量消油剂的加入在一定程度上会促进溢油的微生物降解率,加入捷菲特消油剂和富肯消油剂最高可分别达到49.20%和48.40%。随着风化的进行,颗粒物对溢油的微生物降解率基本没有促进作用,对于委内瑞拉原油、胜利原油和原油1#的微生物降解率最低分别达到25.00%、15.63%和8.86%。加入高岭土时,凝聚体的溢油清除效率最高,可达63.86%,加入消油剂可以促进凝聚的溢油清除效率,最高可达到68.00%。加入胶州湾悬浮颗粒物、皂土和高岭土形成凝聚体粒径分别为31.62μm、27.21μm和21.32μm,可以将凝聚体中结合油滴粒径由17.62μm分别减小至12.31μm、11.47μm和10.17μm。在微生物清除溢油的过程中加入高岭土使凝聚体变得更加分散;加入皂土导致伸长型凝聚体增多,而加入胶州湾悬浮颗粒物出现中空形态;随着颗粒物浓度增加和粒径的减小,凝聚体的粒径和凝聚中油滴粒径逐渐减小,凝聚体的形成量逐渐增加;盐度过低时,基本没有凝聚体的形成,且油滴粒径非常大;随着消油剂剂油比的增加,油滴分散得特别小,凝聚体粒径最小可达14.34μm,油滴粒径最小可达1.94μm;随着风化的进行凝聚体形成率逐渐降低,凝聚体的平均粒径达到41.00μm,而凝聚体中油滴粒径最大可达25.03μm。在微生物的作用下,碳含量在C8~C12之间的组分基本消失;盐度为0和3‰时,芳香烃和烃的衍生物所占比例非常高;风化作用导致轻质组分挥发,高碳含量的组分占比增加;随着剂油比的增加,促进了溢油分散,正构烷烃和芳香烃所占比例逐渐减少,而烃的衍生物所占比例逐渐增加。