Ионометрическое определение хлора и фтора в нефтегазоносных сточных водах

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.

1. СТО Газпром 6–2005. Методическое руководство по определению компонентного состава природных и сточных вод на объектах газовой промышленности. — М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2005. — 36 с.

2. 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: 10.24412/9215-0365-2021-80-3-20-23

3. Гамм 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.

4. 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/S2500-2627-2020-2-44-47

5. 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/202019404046

6. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. Т. 2 / Пер. с англ. — М.: Лаборатория знаний, 2021. — 670 с.

7. Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов. Кн. 2. — М.: Недра, 1994. — 302 с.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. 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.

12. Морф В. Принципы работы ионоселективных электродов и мембранный транспорт. — М.: Мир, 1985. — 290 с.

13. Ксензенко В. И., Стасиевич Д. С. Химия и технология брома, йода и их соединений. — М.: Химия, 1995. С. 39 – 115.

14. 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.

15. Бебешко 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.

16. 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.

17. 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.

18. Муравьева И. В., Бебешко Г. И. Контроль фтора в металлургическом топливе / Изв. вузов. Черная металлургия. 2019. Т. 62. № 5. С. 381 – 386. DOI: 10.17073/0368-0797-2019-5-381-386

19. Муравьева И. В., Бебешко Г. И. Определение содержания фтора в отходах производства алюминия / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 7. С. 13 – 16.