海上溢油事故的频繁发生,给海洋生态环境带来了极大的危害,而溢油与水中悬浮颗粒物在湍流条件下碰撞聚合形成油-颗粒物聚合体(以下简称OPA)产生沉降是沉底油的重要来源,但目前常用的溢油监测和回收处理手段大多针对海面浮油,不能有效应用于清除沉底油,所以其会对海洋底栖生物和生态系统造成污染威胁。因此,开展OPA形成过程影响因素及规律的研究可以为沉底油的成因及防治对策提供理论依据,对于溢油污染控制具有重要的理论意义和应用价值。本文采用“烧杯+磁力搅拌器”的混合方式模拟近岸海域的湍流作用,以阿曼原油、达利亚原油、隆卡多原油、马瑞原油、180#船用燃料油和380#船用燃料油为实验油品,以采自渤海近岸的天然石英砂为实验泥沙,分别研究了悬浮泥沙的浓度及粒径特性、不同油品种类、以及水温和施加化学分散剂等可改变油品特性的因素对OPA形成及尺寸大小的影响规律与作用机制,并在此基础上结合实验数据和相关理论模型提出了 OPA形成预测方法。主要研究结果如下:(1)油-颗粒物相互作用达到平衡时的OPA形成率及整个过程的聚合速率,均随悬浮泥沙质量浓度的提高呈明显的线性增长趋势;(2)当悬浮泥沙的质量浓度相同时,小粒径悬浮泥沙容易捕获更多的分散油,而大粒径悬浮泥沙与油滴的结合速率更快。同时,悬浮泥沙的粒径越大,其形成的OPA密度和尺寸也越大;(3)油品的极性组分含量越高,越有利于OPA的形成。而粘度则存在一个确定的阈值对应最大的OPA形成率,粘度小于此阈值时,粘度越大越有利于OPA的形成;粘度超过此阈值后,继续增加粘度不会进一步促进OPA的形成。OPA的平均粒径随粘度和极性组分含量的增加呈现“先增大后稳定”的趋势;(4)温度主要通过改变油品的粘度和油-水界面张力进而影响OPA的形成。水温升高,油品的粘度和界面张力均随之降低,从而有利于OPA的形成;(5)适量的化学分散剂可以降低油-水界面张力,促进溢油分散,进而提高OPA的形成量。然而过量的化学分散剂会增加油滴外层的界面膜强度,抑制油-颗粒物之间的有效结合;(6)基于分散油浓度消减理论模型提出了OPA形成预测方法,并结合上述试验数据验证了理论模型的可靠性。在此基础上以渤海海域环境条件为应用背景,预测了在近岸和外海海域发生溢油事故后OPA形成率和油浓度随时间及悬浮泥沙浓度的变化规律。研究成果可以为进一步改进溢油聚合沉降模型及溢油环境行为预测提供理论基础。