许晨琪, 过 杰, 杨启霞, 张 晰, 刘根旺, 张彦敏

微波散射实验识别原油及乳化原油

许晨琪1, 4, 过 杰1, 2, 3, 杨启霞5, 张 晰6, 刘根旺6, 张彦敏7

(1. 中国科学院烟台海岸带研究所 中国科学院环境过程与生态修复重点实验室, 山东 烟台 264003; 2. 中国科学院烟台海岸带研究所 山东省海岸带环境过程重点实验室, 山东 烟台 264003; 3. 中国科学院海洋大科学中心, 山东 青岛 266071; 4. 中国科学院大学, 北京 100049; 5. 烟台大学环境与材料工程学院, 山东 烟台 264005; 6. 自然资源部第一海洋研究所, 山东 青岛 266061; 7. 中国海洋大学, 山东 青岛 266100)

海上原油泄漏在其风化迁移过程中会形成不同浓度的乳化物, 严重威胁海洋生态环境。合成孔径雷达(SAR)因其不受雨、云影响, 可昼夜监测的优势, 在海上溢油监测过程中发挥着主力军的作用, 但是它在原油乳化识别方面还存在着不足。本文利用C波段全极化散射计观测原油的自然乳化过程, 并利用人工制备的不同含水率的乳化油品模拟原油乳化进程观测油膜后向散射系数(RCS)的变化。实验结果表明乳化原油RCS高于未乳化原油, 且油膜乳化程度越高相应的RCS越大。通过油水散射差值(D0)与阻尼比(R)发现能够识别乳化与未乳化原油, 反映油膜乳化程度的变化, 且在VV极化下效果最佳。

乳化原油识别; 含水率; 后向散射系数; 阻尼比

海上石油平台泄漏、运输船舶事故等造成的海洋溢油污染往往波及海域范围大且影响时间长。大量原油进入海洋, 与海水混合极易形成油包水型乳液[1-3]。乳化将改变油膜物理性质, 其体积能增大至原始溢油的2至5倍, 黏度至少增大3个数量级, 呈现出介于液体和固体间的状态[4-5], 在海洋环境中很难自然消失, 加大了溢油回收清理工作实施的难度[6-7]。……