Исследование возможности повышения точности измерений при установлении уровня загрязнения почв нефтепродуктами

Представлена информация о статистике крупных аварий на опасных производственных объектах и отсутствии учета локальных разливов и технологических утечек нефтепродуктов в связи с трудностями при их идентификации. Установлено, что многолетнее точечное поступление нефтепродуктов в почву может привести к угнетению и гибели растительности. Обоснована необходимость организации и проведения мониторинговых мероприятий на производственных объектах, эксплуатирующих нефтепродукты в той или иной степени, таких как объекты горнодобывающей и горноперерабатывающей отрасли и объекты прочей отраслевой принадлежности (строительство, ЖКХ, транспорт и пр.). Выбраны флуориметрический и спектрофотометрический методы определения нефтепродуктов, чтобы исследовать возможность повышения точности измерений при установлении уровня загрязнения почв нефтепродуктами. По результатам изучения интенсивности флуоресценции различных видов нефтепродуктов было установлено, что наблюдается сильная зависимость от вида нефтепродукта, используемого для градуировки оборудования, и высокий процент отклонения значений от градуировочного графика, полученного при использовании государственного стандартного образца. Использование спектрофотометрического метода, наоборот, показало низкую зависимость площади пиков поглощения (абсорбции) от вида нефтепродукта и незначительное отклонение полученных при этом градуировочных кривых от значений при градуировке оборудования с использованием государственного стандартного образца. На основе полученных результатов экспериментальных исследований разработаны рекомендации по предпочтительному методу определения нефтепродуктов в почвах с учетом возможности идентификации конкретного вида или видов нефтепродукта в результате анализа производственных процессов, приводящих к разливам и утечкам.

Пашкевич М. А., Быкова М. В. Исследование возможности повышения точности измерений при установлении уровня загрязнения почв нефтепродуктами // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 4. – С. 67–86. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_4_0_67.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-35-90030.

Пашкевич Мария Анатольевна¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой,
Быкова Марина Валерьевна¹ — аспирант, e-mail: marina-bykova-1993@mail.ru,
¹ Санкт-Петербургский горный университет.

Быкова М.В., e-mail: marina-bykova-1993@mail.ru.

1. Sultanbekov R. R., Nazarova M. N. The influence of total sediment of petroleum products on the corrosiveness of the metal of the tanks during storage // E3S Web Conference. 2019, vol. 129, article 01015. DOI: 10.1051/e3sconf/201912101015.

2. Sultanbekov R. R., Terekhin R. D., Nazarova M. N. Effect of temperature fields and bottom sediments of oil products on the stress-strain state of the design of a vertical steel tank // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1431, article 012055. DOI: 10.1088/17426596/1431/1/012055.

3. Alekseenko V. A., Maximovich N. G., Alekseenko A. V. Geochemical barriers for soil protection in mining areas / Assessment, restoration and reclamation of mining influenced soils. 2017, pp. 255—274. DOI: 10.1016/B978-0-12-809588-1.00009-8.

4. Mysin A. V., Kovalevskiy V. N. Creation and verification of numerical model of explosive charge blast in the ansys software system, for the purpose of substantiating the optimal parameters of drilling and blasting operations // E3S Web Conference. 2020, vol. 174, article 01046. DOI: 10.1051/e3sconf/202017401046.

5. Cherermisina O., Ponomareva M., Bolotov V., Alabusheva V., Khaustov S. The sorption process in the removal of sulfur components from industrial emissions // 19th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2019. 2019, vol. 19, book 1.3, pp. 947—952. DOI: 10.5593/sgem2019/1.3/S04.123.

6. Годовой отчет о деятельности федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в 2019 году. URL: https://www.gosnadzor.ru/public/annual_reports/%D0%93%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9%20%D0%BE%D1%82%D1%87%D0%B5%D1%82%20%D0%BE%20%D0%B4%D0% B5%D1%8F%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%20%D0%A0%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B0%D0%B4%D0%B7%D0%BE%D1%80%D0%B0%20%D0%B2%202019%20%D0%B3%D0%BE%D0%B4%D1%83.pdf.

7. Bykova M. V., Pashkevich M. A., Matveeva V. A., Sverchkov I. P. Assessment and abatement of the soil oil-contamination level in industrial areas / Topical Issues of Rational Use of Natural Resources — Proceedings of the International Forum-Contest of Young Researchers 2018. 2019, pp. 347—359.

8. Kuzhaeva A., Berlinskii I. Effects of oil pollution on the environment // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018. 2018, vol. 18, book 5.1, pp. 313— 320. DOI: 10.5593/sgem2018/5.1/S20.041.

9. Khudur L. S., Shahsavar E., Webster G. T., Nugegoda D., Ball A. S. The impact of lead co-contamination on ecotoxicity and the bacterial community during the bioremediation of total petroleum hydrocarbon-contaminated soils // Environmental Pollution. 2019, vol. 253, pp. 939—948. DOI: 10.1016/j.envpol.2019.07.107.

10. Мерзлякова А. С., Околелова А. А., Заикина В. Н., Пасикова А. В. Изменение свойств нефтезагрязненных почв // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. — 2017. — Т. 7. — № 2. — С. 173—180. DOI: 10.21285/2227-2925-2017-7-2-173-180.

11. Усачева Ю. Н. Функциональная активность и численность микроорганизмов в условиях нефтяного загрязнения почв // Вестник Нижневартовского государственного университета. — 2013. — № 3. — С. 56—59.

12. Kovaleva E. I. Ecological evaluation of oil-contaminated soils (sakhalin) using enchytraeidae // Eurasian Soil Science. 2017, vol. 50, no. 3, pp. 350—358. DOI: 10.1134/S10642293 17030073.

13. Berkadu A. A., Chen Q. Surfactant-enhanced soil washing for removal of petroleum hydrocarbons from contaminated soils: a review // Pedosphere. 2018, vol. 28, pp. 383—410.

14. Синькова Е. А. Экспериментальные исследования эффективности биологической очистки нефтезагрязненных грунтов // Записки Горного Института. — 2003. — Т. 155. — № 1. — С. 85—89.

15. О порядке определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами [Электронный ресурс]: Письмо Минприроды России (Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов РФ) от 27 декабря 1993 года № 04-25. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».

16. Околелова А. А., Желтобрюхов В. Ф. Особенности определения и нормирования нефтепродуктов в почвах // Естественно-гуманитарные исследования. — 2013. — № 1. — С. 12—18.

17. Быкова М. В., Пашкевич М. А. Оценка нефтезагрязненности почв производственных объектов различных почвенно-климатических зон Российской Федерации // Известия ТулГУ. Науки о Земле. — 2020. — № 1. — С. 46—59. DOI: 10.46689/2218-5194-20201-1-46-59.

18. Ковалева Н. Г., Альферова О. Ф., Казика А. И. Еникеева А. Г. Особенности разработки стандартных образцов состава органических веществ на примере ГСО состава растворов нефтепродуктов в водорастворимой матрице // Стандартные образцы. — 2006. — № 4. — С. 43—50.

19. Клаптюк И. В., Чешко И. Д. Обнаружение следов светлых нефтепродуктов на месте пожара при поджогах // Вестник Санкт-Петербургского университета государственной противопожарной службы МЧС России. — 2012. — № 3. — С. 38—43.

20. Шеков А. А., Корякин А. А., Зырянов В. С. Исследование бензинов методом флуоресцентного анализа // Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. — 2010. — № 1(52). — С. 71—75.

21. Околелова А. А., Капля В. Н., Лапченков А. Г. Оценка содержания нефтепродуктов в почвах // Научные Ведомости. Серия: Естественные науки. — 2019. — Т. 43. — № 1. — С. 76—84. DOI 10.18413/2075-4671-2019-43-1-76-86.

22. Федотов Ю. В., Матросова О. А., Белов М. Л., Городничев В. А. Экспериментальные исследования спектров флуоресценции природных образования и нефтяных загряз-

нений // Машиностроение и компьютерные технологии. — 2011. — № 11. URL: https:// cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnye-issledovaniya-spektrov-fluorestsentsii-prirodnyhobrazovaniya-i-neftyanyh-zagryazneniy (дата обращения: 15.04.2021 г.).

23. Конюшенко И. О. Кукушкин С. А. Немец В. М. Исследование особенностей и возможностей идентификации бензинов лазерной флуориметрии с применением метода главных компонент для обработки результатов спектроскопических измерений // Вестник Санкт-Петербургского университета. Физика и химия. — 2012. — № 4. — С. 36—42.

24. Панкратова К. Г., Щелоков В. И., Ступакова Г. А., Игнатьева Е. Э., Стрепетова А. В. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом БИК-спектроскопии // Плодородие. — 2013. — № 2. — С. 47—49.

25. Иванова Л. В., Сафиева Р. З., Кошелев В. Н. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов // Вестник Башкирского университета. — 2008. — Т. 13. — № 4. — С. 869—874.

26. Варехов А. Г. Флуоресцентный метод исследования и измерение октанового числа бензинов // Технико-технологические проблемы сервиса. — 2013. — № 2(24). — С. 14—18.

27. Сидоренко В. М., Магомедов М. Д., Огнева П. Г. Дистанционный флуориметрический мониторинг нефтяных загрязнений на водной поверхности // Записки Горного Института. — 2001. — Т. 149. — С. 117—120.

28. Ушаков И. Е. Радиолокационный мониторинг загрязнений морской поверхности нефтепродуктами с буровых платформ и транспортных судов // Записки Горного Института. — 2016. — Т. 219. — С. 421—427. DOI: 10.18454/PMI.2016.3.421.

29. Ushakov I. E., Vinogradova A. A. Non-contact methods and means of measuring the oil film thickness on the water surface // Journal of Physics: Conference Series. 2019, vol. 1384, no. 1. DOI: 10.1088/1742-6596/1384/1/012066.

30. Агишева С. Т. Сведения о стандартных образцах утвержденных типов, срок действия свидетельств которых продлен в 2014 году // Эталоны. Стандартные образцы. — 2013. — № 1. — С. 57—61.

31. Финоченко В. А., Финоченко Т. А. Анализ методов определения концентраций нефтепродуктов в природных и сточных водах // Вестник РГУПС. — 2003. — № 1. — С. 100— 102.

32. Ступакова Г. А., Панкратова К. Г., Щелоков В. И., Игнатьева Е. Э. К вопросу обеспечения единства измерений при оценке содержания нефтепродуктов в почвах // Плодородие. — 2011. — № 1. — С. 24—25.

33. Леоненко И. И., Антонович В. П., Андрианов А. М., Безлуцкая А. М., Цымбалюк К. К. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор) // Методы и объекты химического анализа. — 2010. — Т. 5. — № 2. — С. 58—72.

34. Горюнова С. М., Задворнова О. В., Юсупов Р. А., Николаева Н. Г. Метрологическое обеспечение внутрилабораторных испытаний нефтепродуктов // Вестник Казанского технологического университета. — 2003. — № 1. — С. 399—403.

35. Ткаченко И. Ю., Гладилович Д. Б., Нежиховский Г. Р. Оценивание неопределенности измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв флуориметрическим методом // Системы обработки информации. — 2014. — № 3(119). — С. 69—75.