随着石油勘探、采矿和船舶运输业的蓬勃发展,海上石油泄漏事件不断发生,石油已成为海洋中的主要污染物。从溢油事故中溢出的石油并不总是漂浮的,由于其自身的性质和水环境条件将发生半潜或下沉。影响溢油沉潜的原因除了溢油本身理化性质的改变以外,颗粒物与溢油结合形成油-泥聚集体(Oil suspended aggregation,OSA)在石油沉潜的过程中也起着重要作用。但目前颗粒物使溢油沉潜的作用机制还没有被很好地研究,且不同实验条件下的研究结果存在较大差异。所以本研究模拟了典型的渤海海况条件,通过小型油和颗粒物相互作用模拟实验和中型模拟颗粒物对溢油垂直分布影响实验两大部分,对OSA致使溢油沉潜的作用机制进行了深入研究。选用了高岭土和泥沙两种颗粒物,ZD原油、LX、YYH、YYS和SJH五种石油进行实验。所得主要实验结论如下:(1)颗粒物对石油的吸附量随着颗粒物浓度的增大而增大,本实验中颗粒物浓度达到lg/L时还没有达到吸附平衡。高盐度有利于颗粒物对石油的吸附,而粒径对吸附量的影响与颗粒物的类型有关。不同类型的分散剂对OSA的形成存在促进和抑制两种情况,并且同种分散剂随着投加量的增大促进或抑制效果都会更明显。(2)YYH石油、LX石油和ZD原油与高岭土相互作用下,沉潜速率最快的时间分别出现在13、7、6 min,大约在50 min后沉潜基本均能达到平衡。并且油品性质对沉潜油形成动力学过程的影响较为显著,油品运动粘度越低,越容易发生沉潜。高岭土对原油的吸附模式满足Langmuir等温吸附式,YYH、LX和ZD的饱和吸附量分别为914、1297、2083 mg/g,基本属于单分子层吸附。(3)中型模拟实验的结果也符合上述结论,粘度越小的石油越容易与颗粒物相互作用从而发生沉潜,而粘度越大的石油不易形成OSA而趋于上浮。OSA粒径的分布受油品粘度影响很大,且沉底OSA的粒径大于下潜的OSA粒径。油浓度分布和OSA粒径分布都不受水平位置的影响。实验所得的数据可以为溢油行为的预测以及漂移扩散数值模式提供基础数据。