第35卷，第6期 2015年6月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35 ,No. 6 -pp1582-1586
June,2015
原油样品激光诱导荧光的时间分瓣光谱特性研究刘德庆，栾晓宁，，韩晓爽，郭金家，安居白”，郑荣儿1
1.中国海洋大学光学光电子实验室，山东青岛266100 2大连海事大学信息科学技术学院，辽宁大连116026
摘要为探索激光诱导时间分辨荧光光谱技术应用于海洋悬浮溢油原位探测的可行性，对来自胜利油田六个不同井区不同密度的原油样品的时间分辨荧光光谱进行了探测分析。结果发现，各原油样品荧光发射的持续时间基本相司，从ICCD中数学延时发生器(DDG)的输人延时52ns开始，到输人延时82ns左右结束，各原油样品的荧光峰强度随时间变化曲线的半高宽约10ns；不同原油样品的最强荧光峰位及其衰减寿命不尽相同，并且与样品密度有一定相关性，密度相近的原油具有相近的最强荧光峰位和相似的荧光寿命。对比六种原油样品的时间分辨荧光光谱发现，在荧光增强时，原油荧光光谱峰位不变，当荧光从最大强度开始衰减时，六种原油样品的荧光光谱峰位均出现了不同程度（17～30nm)的红移现象，这一定程度上反映出原油中各荧光组分的荧光衰减速率存在差异，或者存在荧光组分之间的能量传递。所观测到的原油密度相
关的时间分辨光谱信息和荧光峰红移现象可望成为水下悬浮溢油识别的有效特征之一。关键词原油；激光诱导荧光；时间分辨；荧光寿命；荧光峰红移
文献标识码：A
中图分类号：0433.4
引言
DOI : 10, 3964 /j. issn. 1000-0593(2015 )06-1582-05
1.8m的奥里乳化油口.7；美国海岸警卫队研发中心从事激光荧光水下溢油探测也有多年的研究工作*。目前国际上面向海洋溢油监测的海洋激光雷达系统已比较成熟，像美国
近年来，海上溢油事故频发，不管是船舶漏油，还是水下油井井喷都对海洋环境造成严重破坏。当海上有沥青质燃油、重质原油等泄漏后，受海水盐度等条件的影响，它们中有一些会下沉到水体中；对于水下油井喷出的石油，由于在深海低温高压环境下其密度会增大，部分泄浦的石油不会一直上升到海面，而是在水中悬浮[2.3]。2007年，美国沿海响应研究中心(CRRC)发表广一份关于水下澄油探测的研究报告，报告重点提出，发展针对水下悬浮溢油的探测技术尤为迫切
激光诱导荧光作为目前海洋溢油探测最有效的方法之一，尤其在不同油种识别以及油类和疑似目标物（如海藻等）辨别等方面具有明显优势[.*}，因此在海洋澄油探测中得到广泛应用。近年来，采用激光荧光遥感手段探测海洋水下悬浮澄油的研究越来越深入。加拿大环境技术中心的CarlE. Brown等，在距离水面81m处，利用SLEAF（scanninglaser environmental airbornefluorosensor）系统（激光波长308nm、激光单脉冲能量100mJ、脉冲重复频率400Hz)探测到水下
收稿日期：2014-05-06，修订日期：2014-08-10
NASA和NOAA联合研制的AOLairborne oceanographic li-dar)系统、加拿大环境技术中心的SLEAF系统等”，中国海洋大学也研制了一套多通道海洋荧光激光雷达溢油监测系统(1011]。虽然采用激光荧光遥感手段探测水下悬浮滏油取得一定结果，但是其探测深度受到水体、激发光波长等因素的影响。
针对海洋中水下悬浮溢油原位探测的需求，以不同原油样品为研究对象，开展了系列的激光诱导原油荧光的时间分辨光谱实验研究，以期获得可应用于水下悬浮溢油识别的光谱特征。
1实验部分 1.1实验装置
时间分辨荧光实验装置如图1所示，激发光源为Ndt YAG脉冲激光器（Quantel，Brilliant-B)输出的三倍频激光(355nm），激光脉冲频率为10Hz，单脉冲能量为2mJ，单
基金项目：国家自然科学基金项目（41376107，41406111)和国家海洋局海洋通测工程技术研筑申心创新青年基金项目(2013003)资助作者简介：刘德庆，1988年生，中国海洋大学信息科学与工程学院博士研究生
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