当前位置: 首页 > 专利查询>常俊宇专利>正文

一种近海有机污染源自动监测方法技术

技术编号:16188372 阅读:45 留言:0更新日期:2017-09-12 11:30
本发明专利技术公开了一种近海有机污染源自动监测方法,属于污染源监测技术领域,本发明专利技术采用不需要族组分分离的全烃高分辨率气相色谱技术,既克服了耗时、昂贵的不足,又能提供快捷、准确的分析结果;利用异构烷烃、环烷烃指纹化合物比值为特征参数,既弥补了正构烷烃受环境影响过大的缺陷,又消除了以化合物含量为指标的不准确性,消除了系统误差;采用了修改后的偏最小二乘法拟合,最大限度地降低了计算误差;采用Microsoft Excel自动调用分析数据,可以实现大数据下的高效快速计算过程。

Automatic monitoring method for coastal organic pollution source

The invention discloses an offshore organic pollution automatic monitoring method, which belongs to the technical field of monitoring of pollution sources, the invention does not need to use high resolution gas hydrocarbon group separation chromatography technology, which overcomes the shortcomings of time-consuming and expensive, and can provide fast and accurate results; the use of isoparaffin, cyclanic fingerprint of compound ratio as characteristic parameter, which makes up for n-alkanes influenced by large defects, and the elimination of the compound content as the index of inaccuracy, eliminates the system error; using partial least squares fitting modified, minimize the calculation error by Microsoft Excel automatic; call analysis data, can achieve rapid calculation data under high.

【技术实现步骤摘要】
一种近海有机污染源自动监测方法
本专利技术属于污染源监测
,具体涉及一种近海有机污染源自动监测方法。
技术介绍
蓝色海洋经济已上升为国家发展战略,保护海洋环境则是人类持续开发利用海洋资源的前提和保证。近海环境中的有机污染可以影响到海洋生物的生存环境,或导致直接的损害,严重制约海洋资源的科学开发利用。这些有机污染的来源虽然可能来自天然的油苗、沉积物和岩石的剥蚀,以及海洋生物的生物合成;但更多的是源自海洋原油运输泄漏、近海石油开采泄漏、原油码头或石油输送管道破裂、游轮事故、城市污水排放以及油轮洗舱水的排放等人为影响。如何快速、高效地确定其污染源,并藉此采取有效管控措施至关重要。目前常用的是普通分析法和特征分析法来进行污染源鉴定。普通分析法主要是对海洋沉积物进行总石油烃分析,来评价污染程度,以及确定是否存在石油泄漏等;特征分析法主要是进行分子特征及同位素分布表征:(1)正构烷烃气相色谱指纹法、有机硫化物色谱指纹法、有机氮化物色谱指纹法等鉴别海面溢油污染源。特别是依据采集样品进行族组分分离后的饱和烃进行气相色谱分析,对比不同样品中正构烷烃气相色谱图的峰型、轮廓、出峰碳数范围、正构烷烃的含量(浓度)和nC17/Pr和nC18/Ph两对组分的比率等特征比值来判别来源;(2)色谱/质谱法。对采集样品族组分分离后的饱和烃与芳香烃进行生物标志物分析,特别是甾烷系列、萜烷系列、多环芳烃系列化合物进行含量分布、参数对比来区分识别染污染源;(3)多环芳烃,甚至微量组分的特征化合物同位素组成分析来鉴定染污染源。由于有机污染进入海洋环境后将经历扩散、聚合、弥散、蒸发、乳化、溶解、沉淀、氧化和生物降解等物理、化学和生物等次生蚀变作用,样品采集的早晚会影响染污源的准确鉴别。如nC15以前的正构烷烃在一个月内基本上被蒸发掉,氧化和生物降解也会使正构烷烃的含量、外形图谱、nC17/Pr和nC18/Ph等参数发生急剧变化,不能代表其本来面貌;色质/质谱法、特征化合物同位素法虽然能从分子组成、同位素分布角度对有机污染进行解剖对比,但其一方面必须先进行族组分分离成饱和烃、芳烃、非烃+沥青质,耗时较久,另一方面分析成本也较高,适用于科学研究和理论探索。因此需要一种快速、准确、价廉、易操作的监测识别方法进行及时、有效、准确地控制污染源。全烃高分辨率气相色谱是一项便宜、快捷的分析技术,可以不用进行族组分分离,而直接进样分析;全烃气相色谱分析可检测到数量非常丰富的异构烷烃和环烷烃,它们要比正构烷烃更稳定,更抗生物降解、蒸发等次生影响,更是真正意义上的色谱指纹;不同来源的样品,总会存在异构烷烃和环烷烃的分布差异,通过优选代表端元组分的异构烷烃、环烷烃指纹化合物比值,既消除了选用化合物含量分布等方法潜在的系统误差影响,又可将不同的来源有效区别开来;采用偏最小二乘法回归,可以定量求得不同污染源的输入贡献比例,为控制方案提供针对性依据。这种基于全烃色谱分析、异构烷烃和环烷烃特征指纹化合物比值、通过数学模型拟合的快速方法,克服了以上缺陷,可以有效满足近海有机污染源定量评价的需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题,本专利技术提出了一种近海有机污染源自动监测方法,设计合理,克服了现有技术的不足,具有良好的效果。为了实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种近海有机污染源自动监测方法,包括如下步骤:步骤1:采集样品;步骤2:对脱水后的采集样品进行高分辨率气相色谱分析;步骤3:对高分辨率气相色谱分析结果进行指纹化处理将样品分析所获得的气相色谱图中相对较为稳定发育的异构烷烃、环烷烃化合物在谱图中的指纹峰上依次编号,编号时以目标区异构烷烃、环烷烃指纹化合物较发育的样品为标准,将不发育的指纹峰号跳过;步骤4:采集数据,建立异构烷烃、环烷烃化合物峰高数据库;步骤5:对潜在污染源区进行管理,确定单一污染来源的特征色谱图谱;步骤6:异构烷烃和环烷烃指纹参数的求取以及端元指纹参数的优选;步骤7:对各潜在污染源的贡献率进行评价;步骤8:针对研究区潜在污染源,在动态分析基础上,若其中作为潜在污染源的几个排污口由相似的源头供给,则将一些已知来源的混合污染看作一个端元;步骤9:如果部分异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物峰高比在混合污染物中不成线性叠加,则在气相色谱分析时补充加入蒽作内标,对异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物进行浓度绝对定量,挑选呈线性变化的化合物进行求解,同时采用偏最小二乘法对峰高比进行非线性拟合来优化模型;步骤10:对异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物进行定性鉴定,明确其混合变化。优选地,在步骤4中,具体包括如下步骤:步骤4.1:将高分辨率气相色谱分析结果指纹化处理后的峰高数据格式存为*.TXT格式;步骤4.2:在MicrosoftExcel中调用*.TXT格式的指纹化数据,形成以*.xls格式储存的气相色谱异构烷烃、环烷烃指纹化合物峰高数据库。优选地,在步骤5中,具体包括如下步骤:步骤5.1:确定研究区各潜在的单一污染来源;步骤5.2:对各单一污染来源采集样品,进行全烃气相色谱分析,建立代表单一污染来源的特征色谱图谱。优选地,在步骤7中,具体包括如下步骤:步骤7.1:用高分辨率气相色谱对海面污染物进行全烃分析;步骤7.2:求取与端元污染源相同的特征异构烷烃、环烷烃指纹参数;步骤7.3:采用偏最小二乘法进行回归拟合,计算各污染源的输入贡献率。本专利技术具有如下优点:本专利技术采用不需要族组分分离的全烃高分辨率气相色谱技术,既克服了耗时、昂贵的不足,又能提供快捷、准确的分析结果;利用异构烷烃、环烷烃指纹化合物比值为特征参数,既弥补了正构烷烃受环境影响过大的缺陷,又消除了以化合物含量为指标的不准确性,消除了系统误差;采用了修改后的偏最小二乘法拟合,最大限度地降低了计算误差;采用MicrosoftExcel自动调用分析数据,可以实现大数据下的高效快速计算过程。附图说明图1为本专利技术一种近海有机污染源自动监测方法的流程图。图2为本专利技术全烃高分辨率气相色谱异构烷烃、环烷烃指纹化处理标准图谱示意图。图3为本专利技术有机污染物多源输入的奇异矩阵数学模型示意图。图4为本专利技术有机污染物多源输入的物理模型示意图。图5为本专利技术三个排染口异构烷烃、环烷烃指纹化合物与海面有机污染物对比图。具体实施方式在近海环境中,当除了明显的油轮或采油平台泄油情况外,陆地污染源通过入海排污口输入有机污染应当更为常见,通过建立主要排污口异构烷烃与环烷烃色谱指纹化合物数据库,可以为海洋环境日常动态监测提供快速、准确的来源鉴定依据,有利于及时采取管控方案,保护海洋环境。下面结合附图以及具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明:如图1所示,一种基于异构和环烷烃色谱指纹参数的近海有机污染源快速定量监测方法,其包括如下步骤:a全烃高分辨率气相色谱分析结果的指纹化处理a1全烃高分辨率气相色谱指的是对采集样品脱水后直接进样进行高分辨率气相色谱分析a2指纹化处理是指将样品分析所获得的气相色谱图中相对较为稳定发育的异构烷烃、环烷烃化合物称为指纹,将其在谱图中的“指纹峰”依次标上数学号码(如图2所示)。a3编号以目标区异构烷烃、环烷烃指纹化合物较发育的样品为标准,编号时将不发育的指纹峰号跳过,保证所有样品编号原则的一致性。a4此处异构烷烃、本文档来自技高网
...
一种近海有机污染源自动监测方法

【技术保护点】
一种近海有机污染源自动监测方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:采集样品;步骤2:对脱水后的采集样品进行高分辨率气相色谱分析;步骤3:对高分辨率气相色谱分析结果进行指纹化处理将样品分析所获得的气相色谱图中相对较为稳定发育的异构烷烃、环烷烃化合物在谱图中的指纹峰上依次编号,编号时以目标区异构烷烃、环烷烃指纹化合物较发育的样品为标准,将不发育的指纹峰号跳过;步骤4:采集数据,建立异构烷烃、环烷烃化合物峰高数据库;步骤5:对潜在污染源区进行管理,确定单一污染来源的特征色谱图谱;步骤6:异构烷烃和环烷烃指纹参数的求取以及端元指纹参数的优选;步骤7:对各潜在污染源的贡献率进行评价;步骤8:针对研究区潜在污染源,在动态分析基础上,若其中作为潜在污染源的几个排污口由相似的源头供给,则将一些已知来源的混合污染看作一个端元;步骤9:如果部分异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物峰高比在混合污染物中不成线性叠加,则在气相色谱分析时补充加入蒽作内标,对异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物进行浓度绝对定量,挑选呈线性变化的化合物进行求解,同时采用偏最小二乘法对峰高比进行非线性拟合来优化模型;步骤10:对异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物进行定性鉴定,明确其混合变化。...

【技术特征摘要】
1.一种近海有机污染源自动监测方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤1:采集样品;步骤2:对脱水后的采集样品进行高分辨率气相色谱分析;步骤3:对高分辨率气相色谱分析结果进行指纹化处理将样品分析所获得的气相色谱图中相对较为稳定发育的异构烷烃、环烷烃化合物在谱图中的指纹峰上依次编号,编号时以目标区异构烷烃、环烷烃指纹化合物较发育的样品为标准,将不发育的指纹峰号跳过;步骤4:采集数据,建立异构烷烃、环烷烃化合物峰高数据库;步骤5:对潜在污染源区进行管理,确定单一污染来源的特征色谱图谱;步骤6:异构烷烃和环烷烃指纹参数的求取以及端元指纹参数的优选;步骤7:对各潜在污染源的贡献率进行评价;步骤8:针对研究区潜在污染源,在动态分析基础上,若其中作为潜在污染源的几个排污口由相似的源头供给,则将一些已知来源的混合污染看作一个端元;步骤9:如果部分异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物峰高比在混合污染物中不成线性叠加,则在气相色谱分析时补充加入蒽作内标,对异构烷烃、环烷烃色谱指纹化合物进行浓度绝对定量,挑选呈线性变化的化合物进行求解,同时采用偏最小二乘法对峰...

【专利技术属性】
技术研发人员:常俊宇
申请(专利权)人:常俊宇
类型:发明
国别省市:山东,37

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1