论文部分内容阅读
海洋在人类社会的发展中占有着非常重要的地位,它为人类提供了丰富的生产资源以及生活资源,但如今,随着人们对海洋资源的开发与利用,海洋因而遭受到了很多严重的污染,在众多的污染中,石油污染表现得尤为突出。造成海洋石油污染的原因有很多,比如油轮事故和海上石油开采的泄漏与井喷事故,还有港口和船舶的作业含油污水排放、天然海底渗漏、含油沉积岩遭侵蚀后渗出、工业民用废水排放、含油废气沉降等。海洋石油污染所造成的危害也是巨大的,在生态方面:影响海气的交换、影响海洋植物的光合使用、消耗海水中溶解氧,导致海水缺氧、具有毒化作用等;在社会方面:对渔业的危害、刺激赤潮的发生、影响工农业的生产、影响旅游业等。面对石油污染的危害,继而利用某种方法来准确高效地检测石油类污染物的成分及其含量,对于保障生态健康,维持人与环境的可持续发展具有重要意义。目前,检测石油类污染物的主要方法有:电阻法、色谱法、近红外光谱法和荧光光谱法。其中,电阻法,可实现水中石油类污染物的在线测量,而且实验过程不需要萃取剂,不会对环境造成危害。但是该方法容易受到外界环境条件的干扰,导致测量结果不准确。色谱法,该方法能够将石油类混合物中的一些成分分别分离出来,但是该方法明显的缺点是只能够测量色谱条件下能够汽化的石油烃类,因此并不能测定所有的石油污染物。针对石油类污染物的特点及危害,结合国内外荧光光谱技术的发展趋势,本文提出了利用激光诱导荧光的方法来检测海洋石油污染。利用激光作为激发光源,相比其他激发光源,使用激光诱导的好处是充分利用了激光的高单色性和稳定性。荧光光谱是属于无损检测,无需对样品进行预处理,具有方便性和有效性。实验检测了各种石油混合物的荧光光谱,研究了海水表面的石油混合物的厚度对于荧光光谱的变化的关系。在分析方法上,运用了主成分分析和偏最小二乘法。结果表明:石油混合物组成成分不同,荧光光谱的光谱特性变化也不同,并且在一定的石油混合物浓度范围内,荧光峰会随着某种石油混合物溶度的增加而增大;随着海水表面的石油混合物的厚度的增加,荧光光谱会出现峰值波长移动,荧光强度增加等变化。利用偏最小二乘法来对石油混合物的厚度来进行预测,预测精度高达98%。该研究的结果可为探究海水表面是否存在石油混合物以及判定石油混合物的成分及其含量提供依据。