Токсическое действие нефтепродуктов
Токсичность нефтепродуктов определяется их углеводородным составом. Как правило, более тяжелые компоненты являются более токсичными, чем легкие, а токсичность смеси углеводородов выше токсичности ее отдельных компонентов. Большинство канцерогенных углеводородов способно к бионакоплению. Попадая в почву, токсичные компоненты нефти могут превращаться в более токсичные соединения, адсорбироваться, концентрироваться и попадать в трофические цепи, по которым возможно поступление токсикантов в организм человека [22].
Вредное экологическое влияние смолисто-асфальтеновых соединений на почву заключается не только в химической токсичности, но и в изменении водно-физических свойств почв. Легкие углеводороды высокотоксичны, трудно усваиваются микроорганизмами, поэтому долго сохраняются в нижних частях почвенного профиля в анаэробной обстановке [21].
В результате техногенного воздействия нефтеотходов происходит существенное изменение природного состояния геоэкологической среды, снижение ее естественной защищенности подземных вод, активизация геохимических и геомеханических процессов, смена естественного микробиоценоза [21].
Таблица 6 – Предельно допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов в воде
| Показатель, мг/дм3 | Норматив | |
| ПДК к-б. | ПДК р.х. | |
| нефтепродукты | 0,3 | 0,05 |
Предельно-допустимые концентрации (ПДК) нефтепродуктов составляют: для водоемов общесанитарного пользования – 0,3 мг/дм3, для водоемов рыбохозяйственного назначения – 0,05 мг/дм3. В почве и атмосферном воздухе населенных мест содержания НП не нормированы [23].[ВН1]
Загрязнение водной среды нефтью и нефтепродуктами снижает активность, рост и жизнедеятельность водных организмов [4, 10, 24].
В образовании аэрозолей, туманов, смога в атмосфере участвуют нефтепродукты с высокой летучестью. Концентрация углеводородов в воздухе, в среднем составляет несколько частей на миллион. Попадая в атмосферу, активизируют фотохимический смог в городах. Среди возможных механизмов окисления углеводородов в атмосфере наиболее вероятным является фотолиз, реакции с атмосферным кислородом и азотом. В результате реакции образуются вредные вещества, такие как формальдегид, акролеин и другие [21].
Легкие углеводороды обладают местным раздражающим действием, имеют выраженный нейротропный характер. Жидкие углеводороды с числом углеродных атомов от 5 до 16 обладают наркотическим и раздражающим действием, могут вызывать длительное возбуждение центральной нервной системы. При попадании на кожу, нефть вызывает дерматиты и экземы. Все углеводороды оказывают влияние на сердечно-сосудистую систему и на показатели крови (снижение содержания гемоглобина и эритроцитов), также возможно поражение печени, нарушение деятельности эндокринных желез [22].
5 Методы определения нефтепродуктов
5.1 Гравиметрический метод определения
Метод основан на экстракции нефтепродуктов из пробы, очистке экстракта от полярных веществ, удалении экстрагента путем выпаривания и взвешивании остатка. Он используется, как правило, при анализе сильно загрязненных проб и не может использоваться при анализе проб, содержащих нефтепродукты на уровне ПДК, поскольку нижняя граница диапазона измерений составляет 0,3 мг/дм3 при объеме анализируемой пробы 3 - 5 дм3. Несомненным достоинством метода является то, что не требуется предварительная градуировка средства измерения. В силу этого метод принят в качестве арбитражного [25].
Преимущественно этот метод применяется при анализе почв [26].
Спектральные методы анализа
Метод ИК-спектроскопии
Метод основан на хроматографическом отделении нефтепродуктов от полярных углеводородов и примесей воды не нефтяного происхождения в колонке с активным оксидом алюминия при использовании в качестве экстрагента четыреххлористого углерода и дальнейшем спектрометрировании в инфракрасной области [27].
Метод может быть реализован как в варианте регистрации спектра поглощения в указанной области с помощью традиционного или Фурье-спектрометра, так и более простом варианте, при котором используется анализатор, измеряющий интегральное поглощение излучения в области 2900 - 3000 см-1, в которой наблюдаются наиболее интенсивные полосы поглощения, соответствующие асимметричным валентным колебаниям групп СН3 и СН2 [25].
Метод требует обязательной градуировки средства измерений с использованием стандартных образцов состава раствора нефтепродуктов в четыреххлористом углероде. В России используются стандартные образцы, приготовленные на основе, так называемой трехкомпонентной смеси (37,5 % гексадекана, 37,5 % 2,2,4-триметилпентана и 25 % бензола по массе). Нижняя граница диапазона измерения - 0,05 мг/дм3. Основное достоинство метода — слабая зависимость аналитического сигнала от типа нефтепродукта, составляющего основу загрязнения пробы [25].
Трудности, возникающие при использовании метода, связаны с мешающими влияниями липидов и других полярных соединений при их высоком содержании, при котором оказывается исчерпанной емкость хроматографической колонки, используемой для очистки экстракта. Основной недостаток метода - его неэкологичность, обусловленная применяемыми высокотоксичными растворителями [25].
Флуориметрический метод
Флуориметрический метод основан на экстракции нефтепродуктов гексаном, очистке при необходимости экстракта с последующим измерением интенсивности флуоресценции экстракта, возникающей в результате оптического возбуждения. Этот метод отличается высокой чувствительностью (нижняя граница диапазона измерений 0,005 мг/дм3), экспрессностью, малыми объемами анализируемой пробы и отсутствием значимых мешающих влияний липидов [25]. Методика определения нефтепродуктов флуориметрическим методом изложена в нормативных документах [28].
В формировании аналитического сигнала участвуют только ароматические углеводороды. Поскольку они обладают различными условиями возбуждения и регистрации флуоресценции, наблюдается изменение спектра флуоресценции экстракта в зависимости от длины волны возбуждающего света [25].