4 Введение причем газовая хроматография позволяет не только определять суммарное содержание НП (как другие методы), но и идентифицировать и опреде лять количественно индивидуальные углеводороды, входящие в состав нефтепродуктов. <...> В монографии приведены наиболее распространенные в настоящее время в России, США и Европе официальные стандартные методики ко личественного определения содержания НП в воде (речные, морские и подземные воды, водопроводная вода и др.), в почве и воздухе (воздухе ра бочей зоны и атмосферном воздухе вблизи нефтеперерабатывающих заво дов и предприятий нефтехимии, на территории бензозаправочных стан ций и в местах аварий, связанных с выбросом в атмосферу больших коли честв летучих углеводородов). <...> В моно графии приведены и некоторые общепринятые методики, основанные на газовой хроматографии и хроматомассспектрометрии, предназначенные для детального исследования состава загрязнений воздуха, воды и почвы углеводородами нефтяного происхождения и используемые в различных странах для обнаружения НП в природных средах и выявления источника загрязнения. <...> * Государственный реестр методик количественного химического анализа и оценки со стояния объектов окружающей среды, допущенных для государственного экологического контроля и мониторинга. <...> Легкие НП (например, бензин) частично растворяются в воде, но в основном образуют с водой эмульсии, тяжелые НП (минеральные масла и смазки) попадают на дно водоемов и накапливаются в донных осадках. <...> Главным источником (помимо аварийных разливов) попадания орга нических соединений нефтяного происхождения в грунтовые воды служат опасные отходы (см. также разд. <...> Органические соединения нефтяного происхождения давно уже стали приоритетными загрязнителями как поверхностных, так и подзем ных вод. <...> Канцерогенные вещества, обнаруженные в питьевой воде (известные или подо зреваемые как канцерогены) [1] Канцерогены <...>
Экологические_анализы_при_разливах_нефти_и_нефтепродуктов.pdf
Ю. С. Другов, А. А. Родин
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АНАЛИЗЫ
ПРИ РАЗЛИВАХ
НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ
Практическое руководство
3е издание, электронное
Москва
Лаборатория знаний
2020
Стр.2
УДК 543.544
ББК 24.4
Д76
С е р и я о с н о в а н а в 2003 г.
Другов Ю. С.
Д76 Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов
: практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. —
3-е изд., электрон. — М. : Лаборатория знаний, 2020. — 273 с. —
(Методы в химии). — Систем. требования: Adobe Reader XI ;
экран 10".— Загл. с титул. экрана. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-00101-837-7
В практическом руководстве обсуждаются современные методы экологического
анализа нефтепродуктов в различных объектах: питьевая
вода, природные и сточные воды, почва и донные отложения. Описаны
новейшие способы пробоподготовки и методы надежной идентификации
приоритетных соединений и интерпретации результатов изменений, а также
метрология. Приведены современные российские и зарубежные методики
(в том числе стандартные) определения нефтепродуктов в воде и почве.
Впервые опубликован перечень ориентировочных допустимых концентраций
(ОДК) опасных соединений в почвах России. Цитирована литература за
1995–2005 гг.
Для химиков-аналитиков (экоаналитиков), экологов, токсикологов, гигиенистов
и сотрудников природоохранных учреждений и лабораторий
экокриминалистики.
УДК 543.544
ББК 24.4
Деривативное издание на основе печатного аналога: Экологические анализы
при разливах нефти и нефтепродуктов : практическое руководство /
Ю. С. Другов, А. А. Родин. — М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. —
270 с. : ил. — (Методы в химии). — ISBN 978-5-94774-503-0.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных
техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать
от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-837-7
○c Лаборатория знаний, 2015
Стр.3
Оглавление
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава I.1 Источники загрязнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Поверхностные воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Грунтовые воды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Питьевая вода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Почва и донные осадки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Понятие «нефть и нефтепродукты» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2. Формы нахождения нефти и нефтепродуктов в почвах . . . . .
2.3. Влияние нефти и нефтепродуктов на почвенные
экосистемы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.4. Допустимый уровень загрязнения почв . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.5. Особенности поведения нефтепродуктов различного
состава . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.6. Уровни ОДК нефти и нефтепродуктов в почвах территорий
России . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Воздух . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1. Автомобильный транспорт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2. Промышленные предприятия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3. Летучие углеводороды в воздухе городов . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
6
6
8
9
11
13
15
15
16
16
18
20
4. Стандартные хроматографическте методы в анализе нефтей и
нефтепродуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.1. Нефть . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Бензины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Реактивные топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Дизельные топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава II. Определение нефтепродуктов в воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1. Определение нефтепродуктов в поверхностных водах и питьевой
воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Гравиметрическое определение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Люминесцентнохроматографическое определение . . . . . . . .
1.3. Спектрофотометрическое определение в инфракрасной
области спектра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5. Газохроматографическая методика определения нефтепро
дуктов в природных и сточных водах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2. Определение нефтепродуктов в морских водах . . . . . . . . . . . . . . . .
3. Система идентификации нефтяных разливов в море . . . . . . . . . . .
1.4. Унифицированная методика определения нефтепродуктов
в питьевой воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
23
24
25
28
33
33
33
34
35
35
35
37
38
38
42
44
47
50
4. Методики количественного химического анализа вод, вклю
ченные в перечень методик, внесенных в Государственный
реестр методик химического анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
66
76
Стр.268
268 Оглавление
4.1. Методика выполнения измерений массовой концентрации
нефтепродуктов в пробах природных и очищенных сточных
вод методом колоночной хроматографии с гравиметрическим
окончанием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Методика выполнения измерений массовой концентрации
нефтепродуктов в природных и очищенных сточных водах ме
тодом колоночной хроматографии со спектрофотометричес
ким окончанием . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Методические указания по измерению массовой концен
трации нефтепродуктов флуориметрическим методом в пробах
питьевой воды и воды поверхностных и подземных источников
водопользования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
81
4.4. Методика выполнения измерений массовой концентрации
нефтепродуктов в природных и очищенных сточных водах ме
тодом ИКспектрометрии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
86
91
4.5. Современные методики определения нефтепродуктов в воде
на основе инфракрасной фурьеспектрометрии . . . . . . . . . . . . . 106
5. Хроматографические методики для детального исследования
состава нефтепродуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
5.1. Методики на основе тонкослойной хроматографии . . . . . . . . 112
5.2. Методики на основе ВЭЖХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.3. Методики на основе газовой хроматографии . . . . . . . . . . . . . . 119
120
5.3.1. Изопропилбензол, стирол, αметилстирол . . . . . . . . . . .
5.3.2. Методические указания МУК 4.1.650–96 по газохрома
тографическому определению ацетона, метанола, бензола,
толуола, этилбензола, пентана, о, м, пксилолов,
гексана, октана и декана в воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
5.3.3. Методические указания (МУК 4.1.649–96) по хромато
массспектрометрическому определению летучих
органических веществ в воде . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
6. Зарубежные методики исследования состава сложных смесей
компонентов нефтяного происхождения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
6.1. Методика 1. Стриппинг с концентрированием в ловушке и
анализ по схеме ГХ/ФИД/ЭПД (метод EPA 502.2) . . . . . . . . . . . 136
6.2. Методика 2. Стриппинг с концентрированием в ловушке и
ГХ/МСопределением компонентов (метод EPA 524.2) . . . . . . 138
6.3. Методика 3. Статический парофазный анализ в сочетании с
капиллярной хроматографией и массспектрометрией . . . . . . . 145
6.4. Методика 4. Прямой ввод пробы в капиллярный газовый хро
матограф . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
6.5. Современные технологии анализа загрязненных вод . . . . . . . 149
6.5.1. Хроматомембранное концентрирование микроприме
сей нефтепродуктов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
6.5.2. Твердофазная микроэкстракция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
6.5.3. Проточная твердофазная микроэкстракция . . . . . . . . . . 155
6.5.4. Экстракция палочкой магнитной мешалки . . . . . . . . . . . 159
7. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
Глава III. Определение нефтепродуктов в почве и донных отложениях . . . . . . . 167
1. Официальные методики определения нефтепродуктов (аромати
ческих углеводородов) в почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
1.1. Бензин (топливный) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
1.2. Бензол . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
171
1.3. Изопропилбензол (кумол) и αметилстирол . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Стирол и о, м, пксилолы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
1.5. Толуол (метилбензол) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
Стр.269
Оглавление 269
2. Методика определения суммарного содержания нефтепродуктов
в почве, внесенная в Государственный реестр. Флуориметричес
кое определение суммарного содержания нефтепродуктов в
почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3. Хроматографические методики определения нефтепродуктов в
почве . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.1. Газовая хроматография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.2. Жидкостная хроматография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4. Идентификация и количественное определение индивидуальных
нефтяных углеводородов в пробах почвы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
4.1. Определение летучих органических соединений в загрязнен
ной почве методом хроматомассспектрометрии . . . . . . . . . . . 192
4.2. Определение состава нефтепродуктов по аналитическим при
знакам . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198
5. Определение нефтепродуктов в донных отложениях . . . . . . . . . . . 203
5.1. Методические указания. Определение загрязняющих ве
ществ в пробах морских донных отложений и взвеси.
Определение нефтяных углеводородов (РД 52.10.55695) . . . . . 203
Приложение А . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
Приложение Б . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
6. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
Глава IV. Определение нефтепродуктов в воздухе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
1. Определение суммарного содержания нефтяных углеводородов с
помощью автоматических газоанализаторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
2. Стандартные газохроматографические методики определения
суммарного содержания углеводородов в валовых выбросах
промышленных предприятий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
2.1. Хроматографическое определение суммарной концентрации
углеводородов в промышленных газовых выбросах . . . . . . . . . . 218
3. Методики суммарного определения содержания нефтяных
углеводородов в промышленных выбросах, внесенные в Госу
дарственный реестр методик количественного химического
анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
3.1. Методика хроматографического измерения массовой кон
центрации керосина в промышленных выбросах с исполь
зованием универсального одноразового пробоотборника
(ПНД Ф 13.1.697) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
3.2. Методика хроматографического измерения массовой кон
центрации бензина, уайтспирита и сольвента в промыш
ленных выбросах с использованием одноразового пробоот
борника (ПНД Ф 13.1.897) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
4. Официальные методики определения нефтяных углеводородов в
атмосферном воздухе населенных мест . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
4.1. Методика газохроматографического определения суммарно
го содержания органических веществ нефтяного происхож
дения в атмосферном воздухе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
4.2. Методики газохроматографического определения индиви
дуальных нефтяных углеводородов в атмосферном воздухе . . . 231
4.2.1. Гексен1, гептен1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
4.2.2. Метан, этан, пропан, этилен, пропилен, нбутан, изо
бутан . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
4.2.3. Пропилен . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
4.2.4. Ароматические углеводороды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
5. Детальное исследование состава смесей нефтяных углеводородов
методом газовой хроматографии и хроматомассспектрометрии 242
5.1. Газохроматографические методики определения индивиду
альных углеводородов бензина и уайтспирита в воздухе
рабочей зоны . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
Стр.270
270 Оглавление
5.1.1. Условия анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
5.1.2. Идентификация компонентов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
5.1.3. Количественное определение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
5.2. Реакционносорбционное концентрирование, идентифика
ция и определение нефтяных углеводородов в сложных смесях
загрязнений воздуха, содержащих органические соединения
различных классов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
5.3. Определение нефтяных углеводородов в воздухе и выхлоп
ных газах автомобилей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
5.4. Методические указания по хроматомассспектрометричес
кому определению летучих органических веществ в
атмосферном воздухе (МУК 4.1.61896) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
5.5. Современные технологии анализа нефтепродуктов . . . . . . . . . 262
6. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Стр.271