IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Одна из серьезных глобальных экологических проблем - загрязнение почвенного покрова нефтью и нефтепродуктами [1,4,5].  Многообразие методов определение нефтепродуктов в почвах рассмотрено нами ранее [3,7]. Рассмотрим основные. При количественных оценках уровня нефтяных загрязнений наибольшее распространение получили методы инфракрасной спектрофотометрии и ультрафиолетовой люминесценции.

Все органические вещества имеют в инфракрасном диапазоне свои индивидуальные спектры поглощения. Для ИК-анализа углеводородов используют диапазон от 0,7 до 25 мкм, который обычно подразделяют на три области: ближнюю - 0,7-2,5 мкм, область основных частот - 2,6-6 мкм, дальнюю - 6-25 мкм [2]. Нормативные документы регламентируют проведение измерений в интервале длин волн 3,3-3,5 мкм.  

Пробоподготовка для ИК-детектирования не вызывает сложностей. Анализ требует малого количества вещества любой молекулярной массы в любом агрегатном состоянии. После анализа вещество остается неизменным [5]. Существующие люминесцентные методы оценки нефтяного загрязнения характеризуются высокой экспрессностью и чувствительностью. Они позволяют определять микроэлементы, а также суммарное содержание загрязняющих органических веществ и индивидуальных органических соединений.

В нашей стране наибольшее распространение получил люминесцентно-фотометрический анализатор «Флюорат-0,2». В нем источником возбуждения люминесценции служит газоразрядная лампа (для измерения нефтепродуктов - ксеноновая). При использовании приборов  этого типа для измерения суммарного содержания НП возникает проблема калибровки прибора по стандартному раствору, что необходимо для получения достоверных данных.  Этот раствор содержит 37,5 % изооктана, 37,5 % цетана, 25 % бензола [5].

В приборе АН-1 предусмотрена возможность установки любой длины волны в диапазоне от 1,85 до 3,5 мкм с индикацией ее значения на цифровом табло. Это дает принципиально новую возможность проводить анализ многокомпонентных смесей на нескольких длинах волн. До настоящего времени его использовали только для определения нефтепродуктов в сточных водах. Нами проведено их определение в почве.

В качестве объектов исследования нами заложены мониторинговые площадки, в окрестностях нефтеперерабатывающего завода. Отбор проб проводили по ГОСТ 17.4.3.04-85,  подготовку почв к анализу - по ГОСТ 17.4.4.02 - 84.  На обследованной территории было сделано два разреза - около западных проходных, на расстоянии 400 м от коксобитумной установки  (разрез № 1) и с северной стороны на расстоянии 30 метров за оградой на равном расстоянии между бензиновой установкой и дизельной (разрез № 2). Содержание нефтепродуктов в почве определяли  по  методике ГОСТ Р 51797-2001  путем экстракции н-гексаном на приборе «Флюорат 02-3М ЛЮМЭКС», в соответствии с ПНД Ф 14.1: 2.5-95, РД 52.2 4.476-95 и   на приборе АН-2 с использованием четыреххлористого углерода и последующей дешифровкой ИК-спектров. Полученные результаты приведены в табл. 1.

             Таблица. 1 Сравнительное содержание нефтепродуктов в почвах, мг/кг

Разрез, №	Горизонт	Флюорат	АН-2	Δ
1     2	А В1 В2 А (насыпной) В1 В2	70 737 973 166 73 23	105 760 3462 310 170 50	35 23 2489 144 97 27

Из анализа таблицы 1 видно, что наибольшее накопление НП  в почвенном профиле первого разреза [6]. Это можно объяснить тем, что поверхностный горизонт  второго разреза представлен насыпным грунтом, который периодически обновляют. В первом разрезе - естественное сложение.  Обращает на себя внимание следующее: чем больше содержание НП в почве, тем выше расхождение в результатах анализа. Существующий допустимый  норматив 1 г/кг нефтепродуктов в почвах превышен только в иллювиальном горизонте 1 разреза.

Полученные результаты отчетливо показали, что большее содержание нефтепродуктов определено с помощью прибора АН-2. Этому также есть четкое объяснение. Экстракция нефтепродуктов из почвы с использованием четыреххлористого углерода более полная по сравнению с   гексаном.   Полнота экстрагирования зависит от «силы» растворителя». Сравним химические показатели применяемых растворителей (табл. 2). Ранее авторами было доказано, что в первую очередь н-гексан извлекает из почвы наиболее растворимые органические соединения [3,7].

 Таблица 2. Характеристики органических растворителей [8]

Соединение	Формула	Растворимость, г в 100 мл
		Воды	этанол	эфир
Гексан (диопропил) Четыреххлористый углерод (тетрахлорметан)	СН3(СН2)4СН3 СС14	0,01415 0,0825	5030 бесконечно	растворим бесконечно

Поскольку мониторинг, особенно импактный, ведут  на территориях и объектах, наиболее подверженных риску загрязнения, то более точным, в данном случае, будет  метод определения нефтепродуктов в почве на приборе АН-2.

 

Литература

1. Абросимов, А. А. Экология переработки углеводородных систем /А. А. Абросимов; под ред. М. Ю. Доломатова, Э. Г. Теляшева.-М.: Химия, 2002.-608 с.
2. Митчел, Дж. Акваметрия / Дж. Митчелл, Д. Смит.- М.: Химия, 1980.-С.600.
3. Околелова,  А. А. Количественные методы определения нефтепродуктов в почвах и их целесообразность / А. А. Околелова, В. П. Кожевникова, А. С. Карасева //  Матер. Всерос. науч. Конф. Х1V Докучаевские молодежные чтения, посвящен. 65-летию со дня рожд. В.В. Докучаева. Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов. 1-4 марта 2011. -  СПб, 2011.- С. 327-329.
4. Проскуряков, В. А. Химия нефти и газа / В. А. Проскуряков.- СПб.: Химия, 1995. - С.448
5. Экологический мониторинг нефтегазовой отрасли. Физико-химические и биологические методы: учеб. пособи / М.А. Саксонов [и др.]. - Иркутск: Иркут. Ун-т, 2005.-114 с.
6. СанПиН 42-128-4433-87 "Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почве".
7. Околелова, А. А.  Методы определения и расчета органических поллютантов в нефтезагрязненных почвах/ А. А. Околелова, А. С. Карасева, И. А. Куницына// Фундаментальные исследования. - 2011. - Ч. 3.- С. 687-689.
8. Справочник химика. Том 2. Основные свойства неорганических и органических соединений / Под ред. Б.П. Никольского - Л.: Химия, 1971 - 1168 с.

Код для цитирования: Скопировать