IV.5. Предварительная диагностика нефтяных загрязнений в почвах
IV.5.1. Реактивы и растворы
Гексан (С6Н14) х.ч.
Хлороформ (CHCl3) х.ч.
Хроматографическая бумага марки "С", полоски 7?250 мм.
IV.5.2. Приборы и посуда
Аналитические весы ВЛР-200, АДВ-200 и т.д.
Люминесцентный осветитель любой марки (ОИ-18, ОЛД-1, ВИО-1) с фильтром УФС-6, УФС-9.
Пробирки градуированные со шлифом, ПГКШ-14, 5-25.
Цилиндры мерные объемом 50, 100 мл, ГОСТ 8682-70.
Капельница.
Сито с диаметром отверстий 0,50 мм, ТУ 46-47 885-73.
IV.5.3. Приемы предварительной диагностики
Диагностика нефтяных загрязнений в почвах проводится непосредственно в поле или в полевой лаборатории. Характер загрязнения разреза нефтью и нефтепродуктами можно предварительно определить непосредственно в разрезе. Для этого к ровной лицевой стопке разреза плотно прикладывают лист фильтровальной бумаги. В местах, где почва загрязнена нефтью и нефтепродуктами, на листе бумаги проступят масляные пятна.
Для диагностики загрязнений можно использовать метод капельного анализа по В.Н. Флоровской.
Комочки почвы просматривают в ультрафиолетовых лучах осветителя (в затемненном помещении), осторожно нанося на их поверхности капли растворителя. Наличие битуминозных компонентов дает о себе знать голубовато-белым свечением участка в месте нанесения капли. По характеру свечения можно приблизительно определить степень загрязнения [3] (табл. IV.5.1).
Таблица IV.5.1
|
Характеристика люминесцентного свечения рыхлой пробы |
Приблизительное содержание битуминозных компонентов в образце, г/кг | |
|
пески |
суглинки | |
|
Яркое ровное пятно |
Более 1,0 |
Более 5,0 |
|
Толстое кольцо или неровное пятно |
0,1-1,0 |
0,5-5,0 |
|
Рваное кольцо |
0,01-0,1 |
0,01-0,1 |
|
Слабое свечение отдельных точек |
Менее 0,01 |
Менее 0,01 |
IV.5.4. Люминесцентно-капиллярный безэталонный полуколичественный анализ нефтепродуктов
Полуколичественный анализ содержания нефтепродуктов [4] в почве проводят, если отсутствуют специальное оборудование и стандартные растворы и графики, характеризующие данный тип загрязнения. Методика применяется также для выбора навески почвы при более точных количественных определениях. Метод пригоден для определения следующих типов веществ: нефти, мазутов, смазочных масел, дизельных топлив.
Чувствительность метода 0,01 г/кг. Относительная ошибка до ±100 %.
IV.5.4.1. Подготовка проб и посуды к анализу. Пробу почвы (100 г) высушивают до воздушно-сухого состояния, растирают в фарфоровой ступке и просеивают через сито 0,50 мм. Затем пробу квартуют и для анализа берут навеску 1 г.
Реактивы - гексан и хлороформ - проверяют в ультрафиолетовых лучах на отсутствие люминесценции. При наличии свечения производят перегонку растворителей. Пробирки с притертыми пробками моют горячей водой с содой, высушивают и ополаскивают чистым нелюминесцирующим хлороформом. Если хлороформ в пробирке не люминесцирует, посуда готова к анализу.
IV.5.4.2. Ход определения. В стеклянную пробирку с притертой пробкой насыпают навеску почвы 1 г и заливают 10 мл чистого нелюминесцирующегогексана. После этого пробирку встряхивают несколько раз и оставляют на несколько часов (лучше на ночь). Затем пробирку просматривают в ультрафиолетовых лучах. Наличие голубого, беловато-голубого свечения свидетельствует о загрязнении почвы нефтепродуктами. 5 мл раствора переводят в стандартную стеклянную градуированную пробирку без пробки. В пробирку осторожно опускают полоску хроматической бумаги размером 7?250 мм и оставляют до полного испарения растворителя в помещении, где отсутствует колебание воздуха. После испарения растворителя полоску бумаги вынимают и просматривают в ультрафиолетовых лучах. Простым карандашом отмечают границы люминесцирующей зоны, а также фиксируют цвет люминесценции. Свечение зоны голубыми, желтыми, коричневыми тонами говорит о наличии нефтепродуктов. Измеряют ширину люминесцирующей зоны и производят приближенное определение концентраций нефтепродуктов в растворе по табл. IV.5.2. Аналогичные операции проводят с параллельной навеской в хлороформе.
Таблица IV.5.2
Расчет концентрации нефтепродуктов в почвах
|
Ширина люминесцирующей зоны, мм |
Концентрация нефтепродуктов в растворе, г/мл |
Концентрация нефтепродуктов в почве, г/кг (навеска 1 г, раствор 10 мл) |
Ширина люминесцирующей зоны, мм |
Концентрация нефтепродуктов в растворе, г/мл |
Концентрация нефтепродуктов в почве, г/кг (навеска 1 г, раствор 10 мл) |
|
5 |
1?10-6 |
0,01 |
37 |
6?10-4 |
6,0 |
|
6 |
2?10-6 |
0,02 |
40 |
7?10-4 |
7,0 |
|
6,5 |
3?10-6 |
0,03 |
42 |
8?10-4 |
8,0 |
|
7 |
4?10-6 |
0,04 |
45 |
9?10-4 |
9,0 |
|
7,5 |
6?10-6 |
0,06 |
47 |
1?10-3 |
10,0 |
|
8 |
8?10-6 |
0,08 |
50 |
1,2?10-3 |
12,0 |
|
8,5 |
1?10-5 |
0,1 |
60 |
1,8?10-3 |
18,0 |
|
10,5 |
2?10-5 |
0,2 |
65 |
2,0?10-3 |
20,0 |
|
12 |
3?10-5 |
0,3 |
72 |
2,5?10-3 |
25,0 |
|
13 |
4?10-5 |
0,4 |
80 |
3,0?10-3 |
30,0 |
|
14 |
5?10-5 |
0,5 |
90 |
3,5?10-3 |
35,0 |
|
14,5 |
6?10-5 |
0,6 |
100 |
4,0?10-3 |
40,0 |
|
15,5 |
7?10-5 |
0,7 |
110 |
5,0?10-3 |
50,0 |
|
16,5 |
8?10-5 |
0,8 |
120 |
6,0?10-3 |
60,0 |
|
17 |
9?10-5 |
0,9 |
130 |
7,0?10-3 |
70,0 |
|
18 |
1?10-4 |
1,0 |
140 |
8,0?10-3 |
80,0 |
|
23 |
2?10-4 |
2,0 |
150 |
9,0?10-3 |
90,0 |
|
26 |
3?10-4 |
3,0 |
160 |
1,0?10-2 |
100,0 |
|
30 |
4?10-4 |
4,0 |
200 |
1,3?10-2 |
130,0 |
|
34 |
5?10-4 |
5,0 |
250 |
2,0?10-2 |
200,0 |
Примечание. Пользоваться таблицей можно при применении стандартных пробирок и бумаги. При использовании других типов пробирок и бумаги необходимо построить специальные графики. При анализе каждой партии проб необходимо производить контрольный холостой опыт.
IV.5.4.3. Расчет концентраций нефтепродуктов в почве. Концентрацию нефтепродуктов в пробе X определяют по формуле
(IV.5.1)
где С - концентрация нефтепродуктов, найденная по табл. IV.5.2 в соответствии с шириной люминесцирующей зоны, г/мл; V - объем растворителя, мл; m - навеска почвы, кг.
IV.5.4.4. Качественная идентификация. Качественная идентификация нефти и нефтепродуктов проводится по капиллярным вытяжкам. Прежде всего выявляют пробы, загрязненные нефтью и нефтепродуктами. Среди битумоидов, извлеченных из почв нейтральными органическими растворителями, выделяют три группы:
почвенные (фоновые);
смешанные (содержащие другие органические загрязнители);
нефтяные.
В табл. IV.5.3 отмечены некоторые диагностические признаки указанных групп битумоидов.
По капиллярным вытяжкам нефтяных битумоидов, полученных из хлороформного раствора, определяют характер нефтепродуктов и стадий их трансформации (табл. IV.5.4).
При наблюдениях за загрязнением почв нефтью и нефтепродуктами различают свежее и старое загрязнение.
Диагностика свежего загрязнения не вызывает затруднений. Капиллярные вытяжки и растворы битумоидов в этом случае обладают яркой люминесценцией.
Изменения состава и свойств нефти и нефтепродуктов в почвах во времени выражаются в постепенном уменьшении их растворимости и накоплении нерастворимых продуктов метаболизма.
В случае необходимости оценить старое загрязнение используют следующие диагностические критерии:
изменение морфологии генетических горизонтов почвенного профиля [2];
соотношение гексановых и хлороформныхбитумоидов.
В затруднительных случаях проводят изучение группового и фракционного состава гумуса и микробиологические исследования.