Новый подход пробоотбора пленок нефтепродуктов с водной поверхности
17.03.2023
В лаборатории химических сенсоров и определения
газообразующих примесей Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского
(ГЕОХИ) РАН, в соавторстве с сотрудниками Государственного университета
«Дубна», предложен инновационный подход к пробоотбору пленок бензина с
поверхности природных вод. Для пробоотбора пленок использовали оригинальный
зонд собственной разработки. Результаты анализа проб нефтепродуктов методом
газовой хроматографии показали, что предлагаемый подход позволяет
контролировать толщину пленок бензина размером 0.4 ‒ 0.02 мм. На конструкцию
зонда и методику его применения авторами получены патенты РФ. Результаты опубликованы в "Журнале аналитической
химии".
На поверхности раздела между средами вода - воздух протекает большинство
важнейших биологических и химических процессов, при этом образующийся микрослой
аккумулирует в себе вещества антропогенной природы, в том числе, тяжелые
металлы, углеводороды нефти и нефтепродуктов, пластиковые частицы, пестициды,
полихлорированные органические соединения. Ежегодно в водную экосистему по тем
или иным обстоятельствам попадают от 2 до 10 млн. т. нефти, поэтому разработка
новых методов анализа их пленок, безусловно, является актуальным направлением в
аналитической химии. Методы контроля должны позволять оценивать толщину пленки,
выявлять и идентифицировать источники поступления нефтепродуктов; исследовать
процессы трансформации органических веществ в поверхностном микрослое воды.
Для апробации нового метода пробоотбора пленки органического вещества с поверхности
воды ученые использовали бензин, самый массовый нефтехимический продукт на
сегодняшний день.
![(jpg, 156 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=7251f1e1-3dc3-4c11-92fa-6054d08952cc)
Рис. 1. Принцип работы и устройство для пробоотбора
пленки органического вещества с поверхности воды.
Для отбора пленки применяли оригинальный зонд – пробоотборник (Рис.1),
позволяющий точно определять площадь поверхности воды, с которой отбирается
пленка органического вещества. На конструкцию зонда и методику его применения
авторами получены патенты РФ.
Последующий анализ нефтепродуктов осуществляли путем их десорбции с внутренней
поверхности пробоотборника в органический растворитель и определения их с
помощью газовой хроматографии. Этот метод позволяет определять не только общее
содержание нефтепродуктов, но и идентифицировать их состав, в сочетании с
масс-спектрометрическим детектором этот метод имеет ряд неоспоримых преимуществ
как в части надежности идентификации аналитов, так и повышения чувствительности
и селективности их определения. В качестве маркера выбрали углеводород с низкой
летучестью, по содержанию которого в экстрагенте можно судить о толщине пленки,
в настоящей работе использовали 1,2,4-триметилбензол.
Для изучения ограничений и проверки правильности предлагаемого подхода были
приготовлены пленки бензина на водной поверхности различной толщины от 1.0 мм
до 0.02 мм. Объем бензина, попадающего в пробоотборник, рассчитывали из площади
внутреннего сечения пробоотборника и высоты (толщины) пленки.
Результаты эксперимента указывают на то, что предлагаемый метод пробоотбора и
последующего анализа позволяет контролировать пленки нефтепродуктов на водной
поверхности толщиной 0.4 мм и менее, и может быть успешно применен для изучения
процессов деградации пленок нефтепродуктов со временем или под действием внешних
факторов, таких как температура, свет.
Исследования проведены при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Публикация: Грибова Е.Д., Зуев Б.К. Полотнянко Н.А. (2022) Новый
подход к пробоотбору пленок нефтепродуктов с водной поверхности и их последующий
анализ методом хромато-масс-спектрометрии. Журнал аналитической химии, 77 (7),
653-657. Ссылка на статью.
Источник: пресс-служба ГЕОХИ РАН.