zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-7-8-14zldm-1696Research ArticleАНАЛИЗ ВЕЩЕСТВАSUBSTANCES ANALYSISИонометрическое определение хлора и фтора в нефтегазоносных сточных водахIonometric determination of chlorine and fluorine in oil and gas-bearing wastewaterМуравьеваИ. В.MuravyevaI. V.

Ирина Валентиновна Муравьева

Россия, 119049, Москва, Ленинский проспект, д. 4, стр. 1

Irina V. Muravyeva

4, Leninskiy prosp., Moscow, 119049, Russia

iravm@bk.ruБебешкоГ. И.BebeshkoG. I.

Галина Ивановна Бебешко

Россия, 109028, Москва, Хохловский переулок, д. 13, стр. 2

Galina I. Bebeshko

13-2, Khokhlovsky per., Moscow, 109028, Russia

109382@mail.ruНациональный исследовательский технологический университет «МИСиС»РоссияNational University of Science and Technology «MISiS»Russian FederationРоссийский федеральный центр судебной экспертизы при Министерстве юстиции Российской ФедерацииРоссияRussian Federal Centre of Forensic Science of the Ministry of Justice of the Russian FederationRussian Federation202221072022887814Copyright © Муравьева И.В., Бебешко Г.И., 20222022Муравьева И.В., Бебешко Г.И.Muravyeva I.V., Bebeshko G.I.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/1696

Добыча и переработка нефти и газа связаны с образованием огромного объема сложных по составу сточных вод, которые утилизируют разными способами после тщательной очистки. Для экологического контроля состава и степени очистки нефтегазоносных сточных вод предложены методики ионометрического определения хлорида и фторида. Объектом исследования служила сточная вода крупнейшего газового месторождения «Мустакилликнинг 25 йиллиги» в Сурхандарьинской области Республики Узбекистан. Установлено, что вода имеет нейтральную реакцию и является соленой (сухой остаток составляет 34,1 – 31,7 г/дм3). Методом атомно-эмиссионного анализа в воде найдены высокие содержания калия, натрия и серы, в значительном количестве — кальций и магний и в существенно меньшем количестве — ряд других элементов. Изучены различные способы подготовки пробы к ионометрическому определению хлорид-иона и выявлено, что значительная доля хлора находится в связанном состоянии с органическими компонентами воды. Показано, что при кипячении (~100 °C) или сплавлении при 800 – 850 °C со щелочью устраняется мешающее влияние сопутствующих органических компонентов, серы и йода на определение хлорида. Предложенная методика позволяет определять общее содержание хлора, находящегося как в виде свободного хлорид-иона, так и в связанном состоянии (вероятно, в составе хлорорганических соединений). Показана возможность использования одной пробоподготовки (кипячение или сплавление) для определения хлорид- и фторид-ионов. При определении фтора маскировали мешающее влияние сопутствующих элементов с помощью буферного раствора, регулирующего общую ионную силу. Правильность разработанных методик подтверждена способом варьирования объема пробы. Методики характеризуются селективностью, экономичностью, компактностью аппаратурного оформления, а также простотой выполнения анализа.

Production and processing of oil and gas are associated with the formation of a huge bulk of wastewater of complex composition disposed in different ways after thorough treatment. Environmental control of the composition and degree of purification of oil and gas-bearing wastewater requires using effective methods for determining various pollutants, including chloride and fluoride. The object of the study was a sample of wastewater from the largest gas field «Mustakillikning 25 yilligi» in the Surkhandarya region of the Republic of Uzbekistan. It is shown that the sample is salty (dry residue is 34.1 – 31.7 g/dm3) and has a neutral reaction. The method of atomic emission analysis of water revealed high concentrations of potassium, sodium and sulfur, a significant amount of calcium and magnesium, and a significantly small number of other elements contained in water. Study of various methods of sample preparation for ionometric measurements of chloride ion showed that a significant proportion of chlorine is bound with organic components of water. It is shown that boiling (~100°C) or fusing at 800 – 850°C with NaOH eliminates the interfering effect of accompanying components (sulfur, iodine and organic matter) on the chloride determination. The results obtained provide quantitative determination of the total content of chlorine in water both in the form of a free chloride ion and in a bound state, probably in the composition of organochlorine compounds. The presence of fluorine in the organic part of the sample has not been revealed. The possibility of using a single sample preparation (boiling or fusing) for the determination of both chloride and fluoride ions has been shown. The interfering effect of the accompanying elements upon fluorine determination was masked by a buffer solution which regulated the total ionic strength. The developed procedures are easy to use, selective, and cost-effective. The correctness and accuracy of the developed techniques were evaluated and proved using a method of varying sample volume.

нефтегазоносные сточные водыобщая минерализацияхлоридфторидионоселективный электродионометрический методoil and gas-bearing wastewatersgeneral mineralizationchloridefluorideion-selective electrodeionometric methodReferencesСТО Газпром 6–2005. Методическое руководство по определению компонентного состава природных и сточных вод на объектах газовой промышленности. — М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. — 36 с.STO Gazprom 6–2005. Methodological guidelines for determining the component composition of natural and wastewater at gas industry facilities. — Moscow: OOO «VNIIGAZ», 2005. — 36 p. [in Russian].Вычегжанина Е. В., Боровская Л. В. Анализ методов хроматографии для оценки эффективности очистки нефтепромышленных сточных вод / The Scientific Heritage. 2021. Vol. 3. N 80. P. 20 – 23. DOI: 10.24412/9215-0365-2021-80-3-20-23Vychegzhanina E., Borovskaya L. Analysis of chromatography methods for evaluating the efficiency of oil industry wastewater treatment / The Scientific Heritage. 2021. Vol. 3. N 80. P. 20 – 23 [in Russian]. DOI: 10.24412/9215-0365-2021-80-3-20-23Гамм Т. А., Идигенов Б. Б. Некоторые аспекты разработки способа очистки реагентным методом высокоминерализованных сточных вод от хлоридов и сульфатов при бурении скважин / Тезисы II Всероссийской научно-практической конференции «Региональные проблемы геологии, географии, техносферной и экологической безопасности», Оренбург, 25 – 26 ноября 2020 г. С. 64 – 68.Gamm T. A., Idigenov B. B. Some aspects of the development of a method for reagent treatment of highly mineralized wastewater from chlorides and sulfates during well drilling / Proc. of II All-Russian Scientific and Practical Conference «Regional problems of geology, geography, technosphere and environmental safety», Orenburg, November 25 – 26, 2020. P. 64 – 68 [in Russian].Кружилин И. П., Гамм Т. А. Этапы трансформации очистительной способности земледельческих полей орошения сточными водами газоперерабатывающего комплекса / Российская сельскохозяйственная наука. 2020. № 2. С. 44 – 47. DOI: 10.31857/S2500-2627-2020-2-44-47Kruzhilin I. P., Gamm T. A. Transformation stages of cleaning capacity of agricultural irrigation fields with wastewater from a gas processing complex / Ros. selskokhoz. nauka. 2020. N 2. P. 44 – 47 [in Russian].Xiulan Zhu, Yanlong Ran, Wenjie Guo, et al. Optimization of reinjection treatment technology for oilfield wastewater in Longdong area / E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 194. N 04046. P. 1 – 4. DOI: 10.1051/e3sconf/202019404046Xiulan Zhu, Yanlong Ran, Wenjie Guo, et al. Optimization of reinjection treatment technology for oilfield wastewater in Longdong area / E3S Web of Conferences. 2020. Vol. 194. N 04046. P. 1 – 4. DOI: 10.1051/e3sconf/202019404046Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. Т. 2 / Пер. с англ. — М.: Лаборатория знаний, 2021. — 670 с.Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemistry of the elements. Vol. 2. — Moscow: Laboratoriya znanii, 2021. — 670 p. [Russian translation].Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов. Кн. 2. — М.: Недра, 1994. — 302 с.Ivanov V. V. Ecological geochemistry of elements. Vol. 2. — Moscow: Nedra, 1994. — 302 p. [in Russian].СТО 31323949-006–2004. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлорид-ионов в природных и сточных водах на объектах газовой промышленности методом аргентометрического титрования. — М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. — 18 с.STO 31323949-006–2004. Methodology for measuring the mass concentration of chloride ions in natural and wastewater at gas industry facilities by the method of argentometric titration. — Moscow: OOO «VNIIGAZ», 2005. — 18 p. [in Russian].СТО 31323949-015–2004. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлорид-ионов в природных и сточных водах на объектах ОАО «Газпром» методом меркуриметрического титрования. — М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. — 14 с.STO 31323949-015–2004. Method of measuring the mass concentration of chloride ions in natural and wastewater at the facilities of Gazprom by mercurimetric titration. — Moscow: OOO «VNIIGAZ», 2005. — 14 p. [in Russian].Сергеев Г. М., Елипашева Е. В., Сладков Д. В., Куликов П. Н. Ионометрическое определение хлоридов в питьевых водах различной минерализации / Химия и химическая технология. 2011. Т. 54. № 12. С. 18 – 21.Sergeev G. M., Elipasheva E. V., Sladkov D. V., Kulikov P. N. Ionometric determination of chlorides in drinking waters of various mineralization / Khimiya Khim. Tekhnol. 2011. Vol. 54. N 12. P. 18 – 21 [in Russian].СТО 31323949-014–2004. Методика определения содержания сухого остатка в природных и сточных водах на объектах ОАО «Газпром» методом выпаривания. — М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. — 10 с.STO 31323949-014–2004. Method of determining the content of dry residue in natural and wastewater at the facilities of OAO Gazprom by evaporation. — Moscow: OOO «VNIIGAZ», 2005. — 10 p. [in Russian].Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный транспорт. — М.: Мир, 1985. — 290 с.Morf V. Principles of ion-selective electrodes and membrane transport. — Moscow: Mir, 1985. — 290 p. [Russian translation].Ксензенко В. И., Стасиевич Д. С. Химия и технология брома, йода и их соединений. — М.: Химия, 1995. С. 39 – 115.Ksenzenko V. I., Stasievich D. S. Chemistry and technology of bromine, iodine and their compounds. — Moscow: Khimiya, 1995. P. 39 – 115 [in Russian].Водяницкий Ю. Н., Аветов Н. А., Савичев А. Т. и др. Содержание химических элементов в торфяных почвах, засоленных буровыми сточными водами на участке добычи нефти в среднем Приобье / Агрохимия. 2013. № 1. С. 75 – 84.Vodyanitski Yu. N., Avetov N. A., Savichev A. T., et al. Influence of Oil and Stratal Water Contaminationon the Ash Composition of Oligotrophic Peat Soils in the Oil Production Area (the Ob’ Region) / Eurasian Soil Sci. 2013. Vol. 46. N 10. P. 1032 – 1041 [in Russian]. DOI: 10.1134/S1064229313100086Бебешко Г. И., Нестерина Е. М., Бурцева С. Н. Учет влияния ионной силы и потенциала жидкостного соединения при ионометрическом определении фторид- и йодид-ионов в водах и рассолах / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2000. Т. 66. № 12. С. 8 – 10.Bebeshko G. I., Nesterina E. M., Burtseva S. N. Accounting for the influence of ionic strength and potential of a liquid compound in the ionometric determination of fluoride and iodide ions in waters and brines / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2000. Vol. 66. N 12. P. 8 – 10 [in Russian].Бебешко Г. И., Радченко А. Ф., Дмитриева М. А. и др. Ионометрическое определение хлорид-иона в оборотных и сточных водах / Журн. аналит. химии. 1986. Т. 41. № 3. С. 494 – 903.Bebeshko G. I., Radchenko A. F., Dmitrieva M. A., et al. Ionometric determination of chloride ion in circulating and wastewater / Zh. Anal. Khim. 1986. Vol. 41. N 3. P. 494 – 903 [in Russian].Бебешко Г. И. Ускоренное определение хлорид-иона в водной вытяжке из почв и грунтов методом прямой ионометрии. / Журн. аналит. химии. 1990. Т. 45. № 6. С. 1193 – 1196.Bebeshko G. I. Accelerated determination of chloride ion in aqueous extract from soils and grounds by direct ionometry / Zh. Analit. Khim. 1990. Vol. 45. N 6. P. 1193 – 1196 [in Russian].Муравьева И. В., Бебешко Г. И. Контроль фтора в металлургическом топливе / Изв. вузов. Черная металлургия. 2019. Т. 62. № 5. С. 381 – 386. DOI: 10.17073/0368-0797-2019-5-381-386Murav’eva I. V., Bebeshko G. I. Monitoring Fluorine in Metallurgical Fuel / Steel in Translation. 2019. Vol. 49. N 5. P. 296 – 299. DOI: 10.3103/S0967091219050097Муравьева И. В., Бебешко Г. И. Определение содержания фтора в отходах производства алюминия / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 7. С. 13 – 16.Murav’eva I. V., Bebeshko G. I. Determination of Fluorine in Aluminum Production Waste / Inorg. Mater. 2014. Vol. 50. N 14. P. 1408 – 1411. DOI: 10.1134/S0020168514140106

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