Комплексный подход к определению идентичности загрязнения нефтепродуктами сопряженных территорий

Описана методология организации лабораторных исследований нефтезагрязненных почв, грунтов и донных отложений в целях определения источника и состава углеводородного загрязнения. Предложен комплексный подход к проведению лабораторного анализа проб, позволяющий с высокой достоверностью определять (идентифицировать) потенциальный источник загрязнения и/или делать выводы об идентичности загрязнения сопряженных территорий. Используемый комплекс аналитических методов включает ИК-спектрометрию, газовую хроматографию с масс-селективным детектированием, тонкослойную хроматографию с пламенно-ионизационным детектированием и элементный анализ (C, H, N, S, O). Применение предложенного комплексного подхода позволяет с высокой достоверностью установить характер нефтяного загрязнения почв, оценить общее валовое содержание нефтепродуктов и их углеводородный состав, а также сделать выводы о потенциальном источнике загрязнения. При анализе реальных образцов почв, отобранных с нефтезагрязненных объектов и сопряженных с ними территорий, показаны возможные ошибки в интерпретации результатов определения идентичности загрязнения территорий и важность применения комплексного подхода при формировании выводов об источнике (виновнике) загрязнения. Продемонстрирована необходимость учета потерь летучих нефтепродуктов на стадии пробоподготовки при загрязнении почв легкими нефтяными фракциями. Использование стандартных методов пробоподготовки (высушивание анализируемых проб) влечет за собой ошибки при оценке уровня загрязнения территорий летучими углеводородами и выборе способов восстановления загрязненных территорий. Для минимизации потерь легколетучих углеводородов (бензиновые и лигроиновые фракции) на стадии отбора и транспортировки образцов почв предложено использование сорбента. Добавление сорбента к загрязненной нефтепродуктами почве позволяет минимизировать потери легколетучих углеводородов в анализируемых пробах на 15 – 20 %. Применение разработанного комплексного подхода позволяет определить особенности индивидуального углеводородного состава, группового и элементного состава нефтепродукта и идентифицировать углеводородные индикаторы (маркеры), присущие только определенному виду нефтепродукта.

1. ГОСТ 17.4.3.01–2017. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. — М.: Стандартинформ, 2018. — 12 с.

2. ПНД Ф 16.1.2.2.22-98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органоминеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии, 1998 (издание 2005 г.). — 18 с.

3. IP 469/01–2006. Determination of saturated, aromatic and polar compounds in petroleum products by thin layer chromatography and flame ionization detection. — Energy Institute (formerly — Institute of Petroleum — IP), 2006. — 7 p.

4. Жарикова Е. А. Содержание нефтепродуктов в естественных и антропогенных почвах Приморского края / Вест. Воронежского гос. ун-та. Серия: География. Геоэкология. 2022. № 1. С. 83 – 92. DOI: 10.17308/geo.2022.1/9089

5. Верховец И. А., Тучкова Л. Е., Дедкова А. И. и др. Загрязнение нефтепродуктами и бензапиреном почв несанкционированных свалок / Вест. аграрной науки. 2023. Т. 2. № 101. С. 12 – 17. DOI: 10.17238/issn2587-666X.2023.2.12

6. Опекунова М. Г., Опекунов А. Ю., Кукушкин С. Ю. и др. Загрязнение почв севера Западной Сибири нефтяными и полициклическими ароматическими углеводородами: распределение и оценка экологического риска / Почвоведение. 2022. № 11. С. 1442 – 1460. DOI: 10.31857/S0032180Х22110107

7. Булуктаев А. А., Адьянова А. Б., Джимбеев Н. В. и др. Использование натуральных органических сорбентов для повышения эффективности биоремедиации нефтезагрязненных почв Республики Калмыкия / Вопросы степеведения. 2023. № 4. С. 146 – 161. DOI: 10.24412/2712-8628-2023-4-146-161

8. Василенко П. А., Корниенко С. Г. Определение содержания нефтепродуктов в почве с естественной влажностью ИК-спектрометрическим методом / Журн. аналит. химии. 2022. Т. 77. № 5. С. 433 – 437. DOI: 10.31857/S0044450222030124

9. Околелова А. А. Принципы нормирования нефтепродуктов в почве / Естественно-гуманитарные исследования. 2017. № 17(3). С. 6 – 16.

10. Другов Ю. С., Родин А. А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов: практическое руководство. — М.: Лаборатория знаний, 2020. — 273 с.

11. Губин А. С., Кушнир А. А., Суханов П. Т. Применение метода ГХ-МС в сочетании с предварительным концентрированием на магнитном молекулярно-импринтированном полимере для определения бисфенола А в почвах различных типов / Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2023. Т. 89. № 6. С. 13 – 22. DOI: 10.26896/1028-6861-2023-89-6-13-22

12. Пирманова Ж. М., Омаров Е. А., Нарманова Р. А. и др. Изучение состава нефти в загрязненных образцах почвы Южно-Тургайского прогиба / Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1-1. https://science-education.ru/ru/article/view?id=19500 (дата обращения 7 мая 2024 г.).

13. Жуков Н. С. Анализ применения сорбентов при аварийных разливах нефти (на примере месторождения Х о. Сахалин) / Вест. науки и образования. 2020. № 13(91)/ Ч. 1. С. 69 – 72.

14. Лысак И. А., Лысак Г. В. Гидрофобные сорбенты на основе ультратонких полимерных волокон для улавливания нефтепродуктов / Изв. Томского политехнич. ун-та. Инжиниринг георесурсов. 2023. Т. 334. № 12. С. 143 – 151. DOI: 10.18799/24131830/2023/12/4311

15. Борисова Е. А., Красноперова С. А. Подбор сорбента при аварийных разливах нефтепромысловых жидкостей на территории Камбарского нефтяного месторождения / Вест. РУДН. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности. 2022. Т. 30. № 4. С. 561 – 573. DOI: 10.22363/2313-2310-2022-30-4-561-573

16. Ларичкин В. В., Нарушев А. О., Ларичкина Н. И. Концепт многоразового сорбента для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов на почву / Сб. научных трудов XV Всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука. Технологии. Инновации». Т. 10. — Новосибирск, 2021. С. 241 – 245.

17. Старостина И. В., Порожнюк Л. А., Макридина Ю. Л. и др. Новый магнитоуправляемый углеродсодержащий сорбционный материал для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов с поверхности водных объектов / Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2022. № 1(304). С. 22 – 28. DOI: 10.33285/2411-7013-2022-1(304)-22-28

18. Туров Ю. П., Гузняева М. Ю., Лазарев Д. А. и др. Изучение процессов сорбции и удаления углеводородов нефти из образцов почвы / Почвоведение. 2022. № 6. С. 747 – 758. DOI: 10.31857/S0032180Х22060156

19. Пашкевич М. А., Быкова М. В. Исследование возможности повышения точности измерений при установлении уровня загрязнения почв нефтепродуктами / Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 4. С. 67 – 86. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_4_0_67

20. Быкова М. В., Пашкевич М. А. Оценка нефтезагрязненности почв производственных объектов различных почвенно-климатических зон Российской Федерации / Изв. ТулГУ. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 46 – 59.

21. Sun Y., Ma J., Yue G., et al. Comparisons of four methods for measuring total petroleum hydrocarbons and short-term weathering effect in soils contaminated by crude oil and fuel oils / Water, Air, Soil Pollut. 2021. Vol. 232. 381. DOI: 10.1007/s11270-021-05341-7

22. Kwon D., Ko M. S., Yang J. S., et al. Identification of refined petroleum products in contaminated soils using an identification index for GC chromatograms / Environ. Sci. Pollut. Res. 2015. Vol. 22. P. 12029 – 12034. DOI: 10.1007/s11356-015-4465-z