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

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].