[发明专利]一种缩比仿真溢油风化对水质影响的实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种缩比仿真溢油风化及水质影响的实验装置，属于环境保护及溢油应急与环境影响实验技术领域，它能在缩比仿真环境中再现溢油风化(包括溢油分散)对水质的影响，并将特定油品和缩比仿真环境条件下的实验结果还原换算为同类溢油在真实环境风化中造成的分阶段水质指标浓度变幅，为科学地认识溢油及其分散后的环境归宿与危害，开展溢油环境影响评价和环境风险评估，积极有效地采取污染防备、应急处置、环境修复对策措施提供实验技术支持。

背景技术

随着全球经济持续快速发展，对能源的需求不断增加，沿海及内河、水上、水下及陆域溢油事故风险均明显加大，近些年国内外溢油污染事故呈现大规模频发态势，己引起世界各国的高度重视，大力加强了溢油风险防范和应急处置工作。

原油及其炼制产品种类繁多，其发生溢出事故进入环境的规模各异，受风、浪、流、光照、生物活动等多重因素的作用所经历的蒸发、光氧化、溶解、乳化、粘附于颗粒物沉降、微生物降解等风化过程随着环境条件的变化而千差万别。

为了科学地认识溢油的环境归宿与危害，积极有效地采取污染防备与应急处置对策措施，世界多国科学家持续开展了溢油风化和环境影响的研究、观测和实验，以便由此入手，了解各种风化过程和阶段对不同环境受体的危害，为防治污染对策提供有效依据，并根据溢油风化整体特征找到适合而系统的模型方法，统一应用于溢油应急辅助决策，采用多学科方法来研究和预测溢油的环境归宿，分析和预警溢油的环境危害及影响。

李志军等人的《波浪作用下油脂冰内溢油行为物理模拟实验技术》一文，制作了一个长130cm，宽15cm，深50cm的玻璃水槽，置于控温精度较高的低温实验室内，玻璃水槽上面敞口，周边5面均加保温材料板。依靠由震荡台电机提供动力的契型块在水槽内的垂直运动造波，通过调节水深、电机运动频率及传动臂调节孔位置，变换波长和波高。(《大连海事大学学报》第23卷第4期)

赵云英等人的《波浪槽模拟海况检验消油剂的乳化性能》一文，提到了一个波浪槽试验装置，波浪槽为(0.8×1.0×15)m³，实际水深为0.5m，波高大约为0.38m。造波机由计算机控制，按一定频率形成波浪并且有破碎波的产生。破碎波的频率为10s。在波浪槽水面上根据需要布上一定厚度的油膜。采用波浪槽模拟海浪的运动状况，研究波浪对消油剂清除海面溢油的作用。(《海洋环境科学》第23卷第4期)

张秀芝等人在《海上溢油风化特性及化学分散剂效果的影响因素研究》一文中，提到一个模拟原油风化的装置，由波浪槽和围油栏组成，波浪槽系露天混凝土结构，25m(长)×0.6m(宽)×1.2m(高)，槽顶端安装造波机及控制器，首尾设消能坡，其上铺碎石及竹扫帚苗，波浪槽可以模拟30cm波高的波浪。(《海洋环境科学》第16卷第3期)

杨庆霄等人在《溢油的物理性质在模拟风化过程中的变化》一文提到一个风化模拟装置，其处于一间蔽光的暗室内，风化槽中加入自来水，经恒温槽恒温的水由循环泵经进水管打入风化槽中。多余的水经回水管再流入恒温槽。回水管高度为控制风化槽水位的高度。油样品放在装满海水约5L的生物培养缸中。培养缸放在风化槽的中部。用温度计可随时观察到风化槽内的水温。电风扇和灯光分别模拟自然条件下的风和太阳光。照明用6×40w日光灯，每边三个，以保证足够的照度。(《海洋环境科学》第8卷第3期)

于顺、安伟等人发明的《一种模拟海上溢油性质变化试验装置》(CN2008102113352)涉及海洋环境模拟装置，包括底部设有水槽支架、顶部设有风罩的条状水槽，水槽与造波机连通，风罩与带风机箱的通风管道连通，水槽的四个侧壁外表面均设有空气幕围挡，集造波、生风、升降温、保温功能于一体，集成的数控系统，用于近似地模拟海上溢油的性质变化。

吴海涛、乔冰等人发明的《海上溢油风化模拟系统》(CN2009101056450)在溢油池中安装了由拨水板以及侧面推进器组成的水流模拟装置，通过控制器调节压缩空气推进气缸，带动拨水板在溢油池内做周期性的往复运动，以及推动侧面推进器有规律地从外部拍打溢油池壁，使水面产生纵向的流动和横向的波浪。

包木太、沈田田等人发明的《一种海底溢油行为归宿的实验模拟装置》(CN2014104881817)包括两个圆柱形模拟海水容器、安装于容器底部的原油、溢油分散剂锥形喷嘴，原油、溢油分散剂储罐、恒温控制循环水装置、紫外荧光照相系统，用于模拟海底溢油的行为归宿。