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随着全球工业化程度的加深，石油作为人类现今最重要的能源之一，已经进入到我们生活的方方面面，近年来，我国海洋溢油污染造成的环境损害不断加重，目前我国尚未建立起海洋溢油事故损害司法鉴定的技术体系，缺乏行之有效的多元数据分析方法，许多溢油事故的司法鉴定无法得出科学的结论，无法支持事故索赔等事故后期处理工作。本文梳理整合有代表性的三种油指纹鉴别统计分析方法，选择不同船舶燃料油制备油样品和海水-油样品分析其油指纹诊断比值，运用三种多元统计方法进行溢油源鉴别，总结三种方法的鉴别效果从而选择海洋溢油油指纹鉴定效率高且鉴定结果准确的多元统计方法。另外选定溢油敏感区——长岛海域为研究区域，对该区域的表层海水、海底表层沉积物、岸滩溢油块样品与可疑油源进行油指纹比对。所做研究对于海洋溢油事故的司法鉴定技术有重要的科研及现实意义。所得主要结论有一下几点：（1）利用重复性限法分析海水-油及其油源样品时多个诊断比值未达到区分样品是否一致的重复性限要求，无法得出样品间石油烃是否一致的确定结论；主成分分析法在分析差异较大的样品时，可以实现快速分类鉴别，但对差异较小的海水-样品与油源的分辨能力有一定的局限性，很有可能造成误判；在本实验条件下，利用聚类分析法当样品在树状图中聚类明显且两样品皮尔逊相关系数不小于0.99时可以得出与实际油源情况相一致的结论，能够有效避免误判的发生。（2）长岛海域调查区表层海水水温变化范围为16.36℃～18.6℃；pH值的变化范围为8.14～8.32；总油含量变化范围是28.58μg/L～70.07μg/L；溶解氧的含量变化范围8.49mg/L～9.62mg/L调查海域表层沉积物油类含量变化范围是58.33μg/g～211.93μg/g，均未超过《沉积物质量标准》一类质量标准。（3）运用重复性限法、主成分分析法以及聚类分析法对长岛海域表层海水、海底表层沉积物、岸滩溢油块三类样品与可疑溢油源CR进行油指纹诊断比值进行比对，得到三种方法鉴别效果的初步结论。