Идентификация нефтяной составляющей органического загрязнения гидросферы
Информация - Экология
Другие материалы по предмету Экология
ов в водах получили методы колоночной хроматографии с гравиметрическим и ИК-спектрометрическим окончанием. Сущность данных методов заключается в экстракции органических соединений из воды растворителем, разделении углеводородных и неуглеводородных компонентов с помощью колоночной хроматографии и последующим весовым или ИК-спектрофотометрическим определением содержания нефтепродуктов [6,7]. Не останавливаясь на характеристике необходимых условий отбора, подготовки проб и методике экстракции [3,6,7], несоблюдение которых может привести к значительному искажению результатов анализов (как правило, занижению концентрации), отметим лишь некоторые вопросы, возникшие в процессе практической апробации применяемых методик анализа нефтепродуктов.
Практически во всех пробах воды, параллельно проанализированных этими методами, содержание НП, определенное весовым методом, превышает данный показатель, зафиксированный ИК-спектроскопией. Подобная закономерность обусловлена с одной стороны - недостаточной эффективностью колоночной хроматографии при разделении углеводородных и неуглеводородных компонентов, а с другой - методическими недостатками использования ИК-спектрометрии. Так исследование состава фракции "нефтепродукты" методом ИК-спектроскопии в интервале частот 650-1900 см-1 показало, что в отдельных пробах, наряду с углеводородами, присутствуют в значительных количествах кислородсодержащие соединения типа спиртов, эфиров, кислот. Применение весового окончания в этом случае приведет к завышению содержания нефтепродуктов. С другой стороны, использование при ИКС-съемке фракции нефтепродуктов только полосы валентных колебаний СН-связей метиленовых групп (2930 см-1) приводит к занижению концентрации углеводородных соединений на 15-18%. Кроме того, определенные погрешности данного метода связаны с использованием для калибровки ИК-спектров искусственных смесей углеводородов, далеких от реального углеводородного состава нефти. Особенно значительные погрешности при этом (занижение концентрации до 20%) отмечаются при высоком (1-5 мг/л) содержании НП воде. Недаром в стандарте ИСО-9377 рекомендуется применять для этой цели реальные нефтяные стандарты, приготавливаемые пропусканием через сорбент исследуемых нефтей и нефтепродуктов [7].
Следует отметить, что само название "нефтепродукты" является весьма неудачным - в районах нефтедобычи независимо от происхождения они "a priori" связываются с техногенным нефтяным загрязнением. Вместе с тем, в настоящее время доказано, что повышенное содержание данных соединений в приповерхностной гидросфере может отражать природные "ореолы рассеяния" нефтяных залежей, формирующиеся в результате вертикального фильтрационно-диффузионного массопереноса углеводородов. Кроме того, установлено, что появление данных соединений в гидросфере возможно и за счет источников, не имеющих отношения к нефтяным объектам (органические соединения современных осадков торфяного типа, загрязненные атмосферные осадки, хозяйственно-бытовые стоки и др.). В качестве примера можно привести результаты исследования состава водных вытяжек торфов: даже при отсутствии признаков их загрязнения (ХБА - 10-50 г/кг, НП - 0.1-1.6 г/кг) содержание аквабитумодов в водной фазе достигает 0.96-7.5 мг/л, причем на долю углеводородов (нефтепродуктов) приходится 14-38% ХБА (0.3-1.08 мг/л).
В связи с этим, более удачным представляется использование термина "углеводородный индекс", применяемого в стандартах Технического комитета ИСО/ТК 147 "Качество воды" [7]. Выяснение же природы углеводородного ("нефтепродуктового") загрязнения гидросферы требует применения современных аналитических методов (газожидкостная хроматография, хромато-масс-спектроскопия), позволяющих изучать индивидуальный состав данной фракции.
Так исследование углеводородов "торфяного происхождения" показало, что в их составе преобладают высокомолекулярные н-алканы С24-34 - 55-93% (в отдельных пробах на углеводороды С30, С32 приходится до 69% н-алканов, рис.1), в то время, как для нефтей характерно преобладание низкомолекулярных н-алканов (С14-19).
Следует иметь в виду, что биохимическая деградация нефти в водной среде также сопровождается изменением углеводородного состава водорастворенной органики: в водных вытяжках из нефтей уменьшается содержание низкомолекулярных н-алканов; в ряде случаев фиксируется появление высокомолекулярных УВ (С32-36), отсутствующих в нефтях (рис.2). С течением времени отличие углеводородного состава водорастворенной органики от нефтей становятся еще более значительным, что затрудняет идентификацию "старого" нефтяного загрязнения, а порой делает это практически невозможным.
Принципиальным недостатком используемых в настоящее время методических подходов при контроле за уровнем органического загрязнения гидросферы в районах нефтедобычи является ограничение области исследований только углеводородными компонентами ВРОВ. Из всех органических соединений нефтяного происхождения данные компоненты являются наименее стойкими в водной среде в аэробных условиях. По мнению Е.Р.Адларда [9], при исследовании нефтяных загрязнений вод вообще не следует рассматривать углеводородные смеси с низкими температурами кипения (бензин, керосин, дизтопливо), т.к. они являются неустойчивыми и быстро рассеиваются в результате испарения. По оценке ряда специалистов [2,8] в течение первых суток с момента поступления нефти на водную поверхность в результате исп?/p>