В статье авторы представляют методику определения нефтепродуктов в воде, основанную на визуальном колориметрическом методе.
Ключевые слова: нефтепродукты, колориметрический метод, метод цветометрии, визуальная цветометрия.
Актуальность количественного определения нефтяных загрязнений постоянно повышается, поскольку нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными. Попадание нефти и ее компонентов в окружающую среду, будь то воздух, вода или почва вызывает изменение из физических, химических, биологических, свойств и характеристик, нарушает ход естественных биохимических процессов. Известно, что нефть и нефтепродукты относятся ко второму классу опасности и оказывают неблагоприятное воздействие, как на организм человека, так и на окружающую среду в целом. [2] В связи с этим на сегодняшний день актуальной задачей является определение нефтепродуктов в воде.
Целью данной работы создание методики определения нефтепродуктов в воде, основанных на визуально колориметрической методе.
Были поставлены задачи:
− изучить спектральные характеристики красителей судан I и судан II в растворе нефтепродукта и на поверхности твердотельного чувствительного элемента (ТЧЭ);
− разработать методики определения нефтепродуктов и нефти в воде и оценить их метрологические характеристики на модельных растворах.
Метод цветометрии дает возможность создать равноконтрастную колориметрическую шкалу, которую хорошо различает глаз человека. В качестве твердотельного чувствительного элемента волокнистый полипропилен, нарезанный квадратами 16 х 16 мм.
Для создания цветовой шкалы приготовили рабочий раствор нефтепродукта, путем непосредственного смешивания компонентов в мерные колбы на 100 мл, вносили рассчитанные объемы нефтепродукта и доводили водой до метки, затем перемешивали в течение 20 минут.
Для приготовления эмульсии нефтепродукта с концентрациями 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 мг/л в мерные колбы на 100 мл вносили рассчитанные объемы раствора нефтепродукта и доводили водой до метки, далее перемешивали в течение 20 минут.
Приготовление водной эмульсии нефтепродукта с предварительным диспергированием в твердом NaCl. Аликвоту нефтепродукта растворяли в 100 мл ацетона. В фарфоровой ступке растирали навеску хлорида натрия массой 5 г, равномерно распределяли по поверхности предварительно взвешенного предметного стекла. Из раствора нефтепродукта были отобраны аликвоты соответствующие концентрациям 2, 5, 10, 15, 20, 30, 40 мг/л, после чего аккуратно прибавили из микропипетки раствор нефти в ацетоне. Об испарении ацетона судили по убыли массы. После испарения ацетона смесь соли с нефтепродуктами переносили в коническую колбу, добавили 100 мл дистиллированной воды и тщательно перемешивали в течение 20 минут при комнатной температуре.
Для приготовления шкалы последовательно отбирали аликвоты определённого объёма из исходного раствора в мерные колбы на 100 мл доводя до метки дистиллированной водой. Далее вносили краситель (0,09 г) приготовленного с хлоридом натрия и перемешивали в течении 10 мнут. Таким образом создавали оптимальную среду для окрашивания нефтепродуктов.
Растворы из мерных колб вылить в конические колбы вместимостью 250 мл с пришлифованными пробками, внести по одной матрице. Колбы закрыть пробками и встряхивать течение 30 минут.
Вынуть ТЧЭ из колб и промокнуть между листами фильтровальной бумаги. После такой обработки ТЧЭ приобретают окраску, интенсивность которой возрастает с увеличением концентрации нефтепродуктов. Получили следующую цветовую шкалу колориметрического определения (рисунок 1 и 2).
|
|
|
||||||
|
С, мг/л |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
Рис. 1. Цветовая шкала для колориметрического определения нефтепродуктов в воде с красителем судан I |
|||||||
|
|
|
||||||||
|
С, мг/л |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
|
Рис. 2. Цветовая шкала для колориметрического определения нефтепродуктов в воде с красителем судан II |
|||||||||
Исходя из данных по визуальной фиксации и обнаружения различий интенсивности окраски соседних точек цветовой шкалы для определения нефтепродуктов видно, что наиболее удобной оказалась шкала с красителем судан II. Для красителя судан I при увеличении концентрации нефтепродукта происходит переход цвета слабо оранжевого в оранжевый, что не дает возможности четко определить концентрацию.
Итак, из полученных данных установили, что диапазон определяемых содержаний равен 5–70 мг/л. Для оценки содержания нефтепродуктов воде можно применить метод визуальной цветометрии, основанной на окрашивании нефтепродукта в фазе сорбента, с использование красителя судан II. Данные исследования были проведены в параллели согласно ПНД Ф 14.11:2:4.128–98 флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02» для проверки сходимости методики. В дальнейшем данная работа будет развиваться количественное определение установится нефтепродуктов по средствам градуировочного графика. Будут выявлены мешающие факторы для определения нефтепродуктов визуально–колориметрическим методом.
Литература:
1. Cunningham, William. Principles of environmental science: inquiry and applications / William Cunningham, Mary Ann Cunningham. — New York: McGraw-Hill, 2011. — 458 c.
2. Furumai, H. Advanced monitoring and numerical analysis of coastal water and urban air environment/ H.Furumai, S.Sato, M.Kamata, K.Yamamoto. — Tokio: Springer, 2010. — 164 p.
3. Fingas, Mervin F. Oil spill science and technology: prevention, response and cleanup/ F.Mervin Fingas. — Oxford: Gulf Professional Publishing, 2011. — 1156 p.
4. Шарипов, А. У. Методы борьбы с нефтяными загрязнениями пресных и морских водоемов / А. У. Шарипов, Г. П. Бочкарев, Б. А. Андерсон. — М.: ВНИИОЭНГ, 1991. — 50 с. 1. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Почва в биосфере и экосистемах (экологическое значение почв). М.: Наука, 1990. 261с.
5. ПНД Ф 12.1:2.5–95. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02".- М.: Минприроды РФ, 2007. — 5 с.
6. Чекалин, М. А. Технология органических красителей и промежуточных продуктов / М. А. Чекалин, Б. В. Пассет, Б. А. Иоффе. — Л.: Химия, 1980. — 472 с.
