zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2021-87-1-23-29zldm-1346Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISСравнение стандартных методик определения эффективности диспергентов нефти в лабораторных условиях: их преимущества и недостаткиA comparison of standard test methods for determining the laboratory effectiveness of oil spill dispersants: their benefits and drawbacksОсиповК.OsipovK.

Константин Осипов

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Konstantin Osipov

9 Institutsky per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

osipov.kb@cet-mipt.ruМокочунинаТ. В.MokochuninaT. V.

Татьяна Владимировна Мокочунина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Tatiana V. Mokochunina

9 Institutsky per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

ПанюковаД. И.PanyukovaD. I.

Дарья Игоревна Панюкова

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Daria I. Panyukova

9 Institutsky per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

ТрухинаМ. В.TrukhinaM. V.

Мария Васильевна Трухина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

Maria V. Trukhina

9 Institutsky per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

МарютинаТ. А.MaryutinaT. A.

Татьяна Анатольевна Марютина

141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский переулок, д. 9

119334, Москва, ул. Косыгина, д. 19

Tatiana A. Maryutina

9 Institutsky per., Dolgoprudny, Moscow obl., 141700

19, Kosygina ul., Moscow, 119334

ООО «Инжиниринговый центр МФТИ по полезным ископаемым»РоссияLLC «MIPT Engineering Center for Minerals»Russian FederationООО «Инжиниринговый центр МФТИ по полезным ископаемым»; Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского Российской академии наукРоссияLLC «MIPT Engineering Center for Minerals»; V. I. Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of RASRussian Federation2021180120218712329Copyright © Осипов К., Мокочунина Т.В., Панюкова Д.И., Трухина М.В., Марютина Т.А., 20212021Осипов К., Мокочунина Т.В., Панюкова Д.И., Трухина М.В., Марютина Т.А.Osipov K., Mokochunina T.V., Panyukova D.I., Trukhina M.V., Maryutina T.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1346

Проведено сравнение двух стандартных лабораторных методик определения эффективности диспергентов нефти ASTM F2059-17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask» и ASTM F3251-17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Baffled Flask»: обе методики практически одинаковы с методической и технической точек зрения, главные различия заключаются в конструкционных особенностях используемых испытательных емкостей и создаваемых внутри них энергиях перемешивания. Установлено, что ASTM F2059-17 можно оценить как низкоэнергетическую лабораторную методику определения эффективности диспергента, а ASTM F3251-17 — как высокоэнергетическую. Приведены конкретные примеры того, как применение той или иной методики влияет на получаемые экспериментально численные значения эффективности диспергента, а также величину массового соотношения диспергента к нефти, подбираемую под их комбинацию, что неизбежно влияет на выбор коммерчески доступного диспергента при проведении операций по ликвидации разливов нефти. Установлено, что для корректного понимания эффективности применения диспергента необходимо использовать обе методики. При этом результаты, полученные по ASTM F2059-17, следует рассматривать как оценку условно нижней границы эффективности исследуемого диспергента, а таковые по ASTM F3251-17 — условно верхней границы. Особо подчеркнуто, что использование рекомендованного в рассматриваемых методиках метода газовой хроматографии с пламенно-ионизационным детектированием (ГХ-ПИД) для анализа экстрактов нефти, получаемых в процессе проведения испытания, не всегда возможно. В качестве альтернативы ГХ-ПИД предложено применение УВИ спектрофотометрии при условии обязательной оптимизации параметров измерения для каждой конкретной нефти.

A comparison of two standard test methods for determining the laboratory effectiveness of oil spill dispersants — ASTM F2059-17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask» and ASTM F3251-17 «Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Baffled Flask» — is presented in this article. It is underlined that ASTM F2059-17 and ASTM F3251-17 are almost identical from the methodological and technical points of view. The main differences lie in specific design features of the applied test vessels and mixing energies created inside them. It is reasonably established that ASTM F2059-17 can be defined as a low-energy, but ASTM F3251-17 — as a high-energy laboratory test method. The specific examples of application of the test methods for determining the effectiveness of commercially available dispersants are given. It is also concluded that both test methods are necessary to apply for a correct understanding of the dispersant effectiveness. Herewith, the results obtained according to ASTM F2059-17 should be conditionally considered as the lower limit and those according to ASTM F3251-17 — the upper limit of effectiveness of the dispersant. Moreover, the use of gas chromatography with flame ionization detection (GC-FID) is emphasized to be sometimes impossible as a recommended in both ASTM F2059-17 and ASTM F3251-17 method for analyzing the oil extracts obtained during the test. The UV spectrophotometry is proposed instead of GC-FID as an alternative. However, its application is possible only after mandatory optimization of the measurement parameters for each specific oil.

диспергент нефтиэффективностьлабораторная методикаSFT-тестBFT-тестнизкоэнергетическая методикавысокоэнергетическая методикаэнергия перемешиванияoil spill dispersanteffectivenesslaboratory test methodSFT-testBFT-testlow-energy methodhigh-energy methodmixing energyReferencesСТО 318.4.02–2005. Правила применения диспергентов для ликвидации разливов нефти. — СПб.: ЦНИИМФ, 2005. — 30 с.STO 318.4.02–2005. Oil spill dispersant manual. — St. Petersburg: TsNIIMF, 2005. — 30 p. [in Russian].Stout S. A., Wang Zh. Standard Handbook Oil Spill Environmental Forensics: Fingerprinting and Source Identification. 2nd Edition. — Academic Press, 2016. — 1142 p. DOI: 10.1016/C2015-0-00228-3.Stout S. A., Wang Zh. Standard Handbook Oil Spill Environmental Forensics: Fingerprinting and Source Identification. 2nd Edition. — Academic Press, 2016. — 1142 p. DOI: 10.1016/C2015-0-00228-3.U.S. Environmental Protection Agency (U.S. EPA). Swirling flask dispersant effectiveness test. Title 40 code of federal regulations, Pt. 300, Appendix C. — Naragansett, RI: 1996, P. 245 – 250.U.S. Environmental Protection Agency (U.S. EPA). Swirling flask dispersant effectiveness test. Title 40 code of federal regulations, Pt. 300, Appendix C. — Naragansett, RI: 1996, P. 245 – 250.Srinivasan R., Lu Q., Sorial G. A., et al. Dispersant effectiveness of heavy fuel oils using baffled flask test / Environ. Eng. Sci. 2007. Vol. 24. N 9. P. 1307 – 1320. DOI: 10.1089/ees.2006.0245.Srinivasan R., Lu Q., Sorial G. A., et al. Dispersant effectiveness of heavy fuel oils using baffled flask test / Environ. Eng. Sci. 2007. Vol. 24. N 9. P. 1307 – 1320. DOI: 10.1089/ees.2006.0245.Appendix A to WSL Report LR 448 (OP) «Specification for oil spill dispersants: The determination of the efficiency index of oil spill dispersants». — Department for the Environment, Food, and Rural Affairs, United Kingdom, 2007. — 11 p.Appendix A to WSL Report LR 448 (OP) «Specification for oil spill dispersants: The determination of the efficiency index of oil spill dispersants». — Department for the Environment, Food, and Rural Affairs, United Kingdom, 2007. — 11 p.Becker K. W., Coker L. G., Walsh M. A. A method for evaluating oil spill dispersants Exxon dispersant effectiveness test (EXDET) / Proc. of Oceans ‘91 (1991, Honolulu, Hawaii). P. 1486 – 1490.Becker K. W., Coker L. G., Walsh M. A. A method for evaluating oil spill dispersants Exxon dispersant effectiveness test (EXDET) / Proc. of Oceans ‘91 (1991, Honolulu, Hawaii). P. 1486 – 1490.Bocard C., Castaing G. Dispersant effectiveness evaluation in a dynamic flow-through system: The IFP dilution test / Oil Chem. Pollut. 1986/1987. Vol. 3. N 6. P. 433 – 444. DOI: 10.1016/S0269-8579(86)80024-7.Bocard C., Castaing G. Dispersant effectiveness evaluation in a dynamic flow-through system: The IFP dilution test / Oil Chem. Pollut. 1986/1987. Vol. 3. N 6. P. 433 – 444. DOI: 10.1016/S0269-8579(86)80024-7.Mackay D., Szeto F. The laboratory determination of dispersant effectiveness: method development and results / Proc. of International Oil Spill Conference, 1981. Vol. 1981. N 1. P. 11 – 17. DOI: 10.7901/2169-3358-1981-1-11.Mackay D., Szeto F. The laboratory determination of dispersant effectiveness: method development and results / Proc. of International Oil Spill Conference, 1981. Vol. 1981. N 1. P. 11 – 17. DOI: 10.7901/2169-3358-1981-1-11.ASTM F2059-17. Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask. 2017-04-15. — ASTM, 2017. — 5 p.ASTM F2059-17. Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Swirling Flask. 2017-04-15. — ASTM, 2017. — 5 p.ASTM F3251-17. Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Baffled Flask. 2017-04-15. — ASTM, 2017. — 6 p.ASTM F3251-17. Standard Test Method for Laboratory Oil Spill Dispersant Effectiveness Using the Baffled Flask. 2017-04-15. — ASTM, 2017. — 6 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.