Диссертация (1172981), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Мыс Каменный (Карское море, Обская губа, юго-восточный Ямал)нефункционирующей станции радиорелейной связи «Кама» (ТРРС «Кама»). Исследованиепроводилось в 2 этапа: экспедиционный и камеральный.В ходе экспедиционного этапа исследования были выполнены рекогносцировочныеобследования территории и отбор проб воды, почвогрунтов, донных отложений, осадков,шламов.Основныехарактеристикиобъектовокружающейсредыбылиустановленысиспользованием экспресс-анализаторов:– прибора контроля параметров почвы Rapitest 1835 Luster Leaf Digital 3-Way SoilAnalyzer (Luster Leaf Products, Inc.);– экспресс-анализатора воды Hanna Instruments HI 98130 Waterproof pH/Conductivity/TDSTester with ATC, High Range (Hanna Instruments S.R.L.).Для почвогрунтов были определены величины pH, температура и интегральныйпоказатель содержания биогенных элементов (NPK): азота, фосфора и калия.
Для водной средыбыли установлены pH, температура, общая минерализация и электропроводность.Обследование территорий и отбор проб производились в соответствии с требованиями[110, 111, 112, 113, 114, 115, 116, 117, 118].Для изучения вертикальной миграции – определения глубины просачивания нефтяногозагрязнения, наличия внутрипочвенного потока, характера трансформации почвенногопрофиля, были заложены почвенные разрезы. Положение разрезов было ориентировано с югана север для увеличения времени просыхания и стабильности естественной освещенности,ширина передней стенки составляла около 1 м [119]. Глубина разрезов была ограниченаглубиной залегания грунтовых вод и мощностью сезонно-талого слоя.462.2. Методы камерального исследования объектов антропогенного загрязнения2.2.1 Определение химических и физических характеристик проб природныхпочвогрунтов, донных отложений, шламов и поверхностных вод2.2.1.1 Определение содержания нефтепродуктовДля проведения лабораторных исследований и анализов отобранные пробы природныхпочвогрунтов, донных отложений, шламов и поверхностных вод были подготовлены всоответствии со стандартными методиками.Пробы влажных природных почвогрунтов были высушены при комнатной температуредо воздушно-сухого состояния, очищены от растительных и других посторонних включений[110].
Из подготовленных почвогрунтов были отобраны средние аналитические пробы с цельюопределениясодержаниянефтепродуктов.Пробоподготовкаосуществляласьсогласнорекомендациям методики EPA method 3545 [120] с использованием экстрактора ThermoScientific Dionex ASE 150, в качестве растворителя был использован спектрально чистыйн-гексан. В таблице 2.1 представлены параметры экстракции.АнализэкстрактовпроводилсявсоответствиисостандартнойметодикойПНД Ф 16.1:2.21-98 [121].Таблица 2.1 – Параметры экстракции нефтепродуктовПараметр экстракцииЗначение параметра12Растворительн-гексанОбъем растворителя на промывку, %60Время цикла экстракции, мин.5Количество циклов экстракции1Время продувки, с10047Продолжение таблицы 2.112Давление,МПа10,3Температура, ºC100Объем экстракционной ячейки, мл5 млСоотношение масса навески пробы : масса диатомита4:1Лабораторные анализы проб воды проводились в соответствии с методикой ПНД Ф14.1:2:4.128-98 [122] на приборе Флюорат 02-3М.
Анализ содержания нефтепродуктов вобразцах донных отложений, осадков, шламов проводился аналогично методам, используемымдля анализа почв.Для исключения случайных погрешностей все анализы проводились в не менее чем двухповторностях.2.2.1.2 Компонентный анализ органических соединенийВыделение органических веществ из проб почвогрунтов проводили экстрагированиемнавесок влажных почвогрунтов в соответствии с методикой EPA method 3545 [120] сиспользованием экстрактора Thermo Scientific Dionex ASE 150, в качестве растворителя былииспользованы дихлорметан (для ВЭЖХ) и ацетон (ОСЧ) в соотношении 1:1 (об.). В таблице 2.2представлены параметры экстракции.Таблица 2.2 – Параметры экстракции нефтепродуктовПараметр экстракцииЗначение параметра12Растворительдихлорметан-ацетонОбъем растворителя на промывку, %60Время цикла экстракции, мин.5Количество циклов экстракции1Время продувки, с10048Продолжение таблицы 2.212Давление, МПа10,3Температура, ºC170Объем экстракционной ячейки, мл10Соотношение масса навески пробы : масса диатомита4:2Качественный анализ3 проводили методом хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) пополному ионному току на тандемном газовом хроматографе-масс-спектрометре фирмыShimadzu GCMS-TQ8040.
Параметры анализа приведены в таблице 2.3.Таблица 2.3 – Параметры ГХ-МСПараметрОбъем вводаЗначение1,0 мклПараметрЗначениеНачальная30⁰CтемператураГрадиент:Температура ввода250⁰CПараметрынагрева30…100⁰C – 7⁰C/мин.100…250⁰C – 5⁰C/мин.250⁰C – изотермическоеудерживание 10 мин.Деление потокаИнертный газносительСкорость потокагаза-носителя50,0 : 50,0Время анализа50 мин.гелийТип ионизацииЭлектронный ударТемпература1,13 мл/мин.ионного200⁰CисточникаShimadzu SH-Rtx-Колонка5MS, GC-GC,Диапазондлина 33 м,детектированиятолщина 0,25 мкм,масс, m/z50…600 а.е.м.диаметр 0,25 мм3Анализ выполнен стажером-исследователем А.Е.
Карнаевой и с.н.с. И.С. Пытцким, зам. зав.Лабораторией физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии в Институте физическойхимии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина Российской академии наук.492.2.1.3 Определение валового содержания химических элементов, в том числе тяжелыхметаллов, в пробах природных почвогрунтов, донных отложений, шламовОпределениеэлементногосоставапроббылопроведенометодомрентгенофлюоресцентной спектрометрии с помощью прибора Thermo Scientific Niton XL3Analyzer, согласно методике US EPA 6200 [123]. Подготовка проб заключалась в гомогенизацииобразцов, помещении их в полимерные ячейки, одна сторона которых закрываласьполипропиленовой пленкой X-Ray Film Circles, последующем уплотнении и закрытии ячейки[124].Время одного измерения составляло 120 с, каждый образец был проанализирован 3 разас изменением положения ячейки на платформе анализатора для получения достоверных данныхв случае недостаточной гомогенизации образца.Сформированный программным обеспечением Thermo Scientific Niton XL3 Analyzerмассив данных был статистически обработан в программе MS Excel с учетом чувствительностиприбора (≥50 ppm) для определения средних арифметических значений валового содержанияэлементов химического состава образцов и установления ошибки эксперимента.2.2.1.4 Установление физических характеристик природных почвогрунтов, донныхотложений, шламов, пескаТакие физические свойства исследуемых образцов, как гранулометрический состав,плотность и пористость, с одной стороны, во многом определяют ее способность ксамоочищению вследствие миграции загрязнителей [125], а с другой, отражают степень ееантропогенных изменений.Гранулометрический состав образцов был установлен ситовым методом без промывки всоответствии с ГОСТ 12536-2014 [126] и ASTM D6913/D6913M–17 [127] с использованиемаппарата для встряхивания сит Retsch VE 1000 (рисунок 2.1).50Рисунок 2.1 – Проведение испытания ситовым методомВремя просеивания образца составляло 10 мин., встряхивание проводилось дискретно синтервалами 10 с, амплитуда встряхивания составляла ≤0,8 мм.
Диаметры используемых сит:32, 63, 200 и 630 мкм, 2 мм.Полученные данные гранулометрического состава были обработаны в MS Excel, былрассчитан коэффициент проницаемости k по Байеру (2.1) и Зайлеру (2.2) в соответствии сустановленными коэффициентами неоднородности состава [128]: = ( ) ∙ (10 )2,где k – коэффициент проницаемости;c – эмпирическая величина, устанавливаемая по графику (рисунок 2.2); – степень неоднородности гранулометрического состава, < 20;10 – диаметр частиц, меньше которого в грунте содержится 10% (по массе) частиц, мм.Рисунок 2.2 – График эмпирической зависимости = ()(2.1)51=10 ( )10002,∙ 10(2.2)где 10 – корректирующий фактор для 5 ≤ ≤ 17.Математическаяобработкаэкспериментальныхданныхпозволилапровестиклассификацию исследуемых образцов по гранулометрическому составу и разновидностигрунтов, согласно ГОСТ 25100-2011 [129], а также по типу проницаемости в соответствии с[130].Объемная плотность сухого грунта была определена гравиметрически.
Плотность частицпочвогрунтов была установлена с помощью прибора Automatic Density Analyzer ULTRAPYC1200e. По полученным данным плотности грунта и его частиц были рассчитаны общаяпористость и коэффициент пористости материалов [129, 131].2.2.2 Исследование эффективности реагентного метода обработки нефтезагрязненныхмодельных почв, природных почвогрунтов и нефтешламовЛабораторное определение эффективности реагентов проводилось перемешиваниемнавески почвы или нефтешлама с водными растворами реагентов в лабораторных стаканах сиспользованием вертикального перемешивающего устройства при следующих условиях [132]:– температура рабочего раствора в начальный момент перемешивания:(60±2)ºС– массовое соотношение навеска : раствор:1 : 10– скорость перемешивания:120 об./мин.– время обработки:30 мин.После отстаивания суспензии в течение 24 ч свободная нефть на поверхности жидкостисобиралась механически, отработанный раствор ПАВ откачивался насосом.
Осадок промывали(ополаскивали) чистой водой для удаления остаточного содержания моющих ПАВ, после чегопереносили на бумажный фильтр «белая лента», уложенный одним слоем на воронку Бюхнера,и проводили вакуумное фильтрование с целью отделения оставшейся после промывок воды.52Эффективность снижения содержания нефтепродуктов в обрабатываемых образцахоценивалась по разнице исходной и конечной величин содержания нефтепродуктов, согласнопп. 2.2.1.1.2.2.3 Определение миграционной способности тяжелых металловДля оценки относительного изменения содержания металлов в растворимых формах,способных перейти в раствор ПАВ в процессе обработки почвогрунта, был проведенполуколичественный анализ исходных и обработанных образцов арктических почвогрунтов.Навески взвешенных на аналитических весах проб воздушно-сухих исходных иобработанных почвогрунтов переносили в конические колбы для их «мокрого» озоленияраствором 10% HNO3. Озоление проводилось в течение часа до получения прозрачногораствора (с осадком), который затем переносили на бумажный фильтр «Синяя лента».
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
