Введение к работе
Актуальность исследований
Эффективное противодействие возникновению чрезвычайных ситуаций становится невозможным без дальнейшего совершенствования системы наблюдения, оценки и прогноза химических загрязнений техногенного происхождения (системы химического мониторинга), с учетом современных требований по составу исследуемых веществ, диапазонам измерения их концентраций и другим признакам
Одной из причин возникновения проблем при прогнозировании и мониторинге чрезвычайных ситуаций является слабое оснащение аналитическим оборудованием и адаптированными к нему современными методиками контроля химических, биологических и физических факторов воздействия на природные и антропогенные системы
По современным представлениям, под мониторингом в общем случае понимается определенная система наблюдений, оценки и прогноза состояния и развития каких-либо природных, нриродно-антропогенных или иных структур, явлений или процессов Одной из важнейших целей мониторинга является выработка аналитической информации, необходимой для проведения исследований в той предметной области, где организуется мониторинг
Автотранспортная инфраструктура (автомобили, станции технического обслуживания, автозаправочные станции, сети автомобильных дорог) продолжает развиваться и, к сожалению, возрастает число чрезвычайных ситуаций различного масштаба, связанных с автотранспортом Эти проблемы особенно остро стоят в условиях крупных мегаполисов
Для оценки негативного воздействия нефтепродуктов, в том числе автомобильных топлив, масел и технических жидкостей на окружающую среду используются различные аналитические методы, часть из которых узаконена природоохранными органами Экспрессные методы ориентированы только на определение суммарного объема техногенных нефтепродуктов, в число которых неизбежно вовлекается природный фон органических соединений Между тем провести фоновый мониторинг, то есть организовать наблюдения за состоянием почв до начала действия антропогенных нагрузок в системах крупных городов с сильно развитой автотранспортной инфраструктурой невозможно
Другим путем учета фонового состояния экосистем является использование методов детальной диагностики отдельных загрязнителей нефтяного происхождения Однако эти методы относительно дорогостоящи, трудоемки, малоэкс-прессны Имеется необходимость в разработке простой, экспрессной, мобильной и, в то же время, высокоинформативной методики способа изучения нефтепродуктов в объектах автотранспортной инфраструктуры крупных городов
Цель и задачи работы
Целью диссертационной работы являлась разработка скрининговой технологии количественной и качественной групповой диагностики нефтепродуктов при проведении мониторинга объектов автотранспортной инфраструктуры
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи
-
Изучить влияние процедуры жидкостной экстракции, как основного способа пробоподготовки на результаты анализа нефтяного загрязнения в почвенных объектах
-
Разработать дополнительный способ пробоподготовки путем извлечения подвижных компонентов органического вещества из образцов почв способом термической экстракции
-
Изучить люминесценцию индивидуальных полициклических ароматических углеводородов и создать на основе полученных результатов способ качественного группового люминесцентного анализа нефтепродуктов
-
Применить фингерпринтный способ диагностики для качественного анализа товарных нефтепродуктов на основе молекулярной тюминесценции путем двумерного сканирования
-
Разработать способ количественной обработки спектров люминесценции с использованием регрессионного анализа
Объектами исследования являлись индивидуальные полициклические ароматические углеводороды, автомобильные топлива и масла, объекты почвенных отложений
Предмет исследования скрининговая технология изучения люминесцентных свойств полициклических ароматических углеводородов и товарных нефтепродуктов
Методы исследования молекулярный люминесцентный анализ, регрессионный анализ
Научная новизна*
Разработана аналитическая основа методики исследования группового состава техногенных нефтепродуктов в почвенных отложениях на базе изучения спектров молекулярной люминесценции полициклических ароматических углеводородов способом сканирования с переменным шагом
Экспериментально доказана возможность применения фингерпринтного анализа для качественной диагностики товарных нефтепродуктов, путем снятия пространственных спектров люминесценции индивидуальных полициклических углеводородов
Разработан дополнительный способ извлечения органических подвижных компонентов из матрицы объектов носителей, позволяющий снизить мешающее влияние природного фона на результаты анализа
Разработана регрессионная модель количественной оценки содержания нефтепродуктов в почвенных отложениях
Практическая значимость
Внедрение скрининговой технологии обнаружения и диагностики нефтепродуктов в почвенных отложениях способствует повышению массовости, селективности, чувствительности, снижению нижнего предела обнаружения инородных техногенных загрязнений при мониторинге чрезвычайных ситуаций, вызванных выбросами нефтепродуктов различного масштаба Разработанный спо-
соб люминесцентного анализа может быть использован при расследовании ДТП, пожаров, поджогов автомобилей и изучении негативного воздействия автотранспорта на состояние окружающей среды в крупных мегаполисах
Результаты работы используются в практической деятельности экспертных организаций МЧС России и в структурах Министерства природных ресурсов Российской Федерации, что способствует повышению эффективности и достоверности установления причин пожаров и проведения мониторинга чрезвычайных ситуаций
Основные положения работы используются в учебном процессе Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России при проведении занятий по курсу «Расследование пожаров»
Достоверность научных положений и выводов, изложенных в диссертации, основана на использовании современных физико-химических методах анализа и обеспечивается значительным объемом экспериментального материала по изучению товарных нефтепродуктов, почвенных отложений в объектах городской среды Обработка результатов проведена методом регрессионного анализа
Защищаемые положения
-
Способ термической экстракции для извлечения инородных органических компонентов из матрицы объекта носителя, позволяющий снизить мешающее влияние органических компонентов объектов носителей на результаты анализа
-
Способ изучения группового состава нефтепродуктов на основе люминесцентных характеристик индивидуальных полициклических ароматических углеводородов
-
Скрининговая технология изучения нефтепродуктов в образцах почвенных отложений, базирующаяся на экспрессном молекулярном люминесцентном анализе полициклических ароматических углеводородов и различных товарных нефтепродуктов путем получения линейных и пространственных спектров
-
Регрессионная модель количественной оценки содержания нефтепродуктов в почвенных отложениях
Апробация работы.
Научные результаты, полученные в результате исследования, докладывались на заседаниях кафедры исследования и экспертизы пожаров, а также на научно-практических конференциях
9-я Всероссийская научно-практическая конференция, Иркутск 2004г
Ш-я Международная научно-практическая конференция «Чрезвычайные ситуации предупреждение и ликвидация», Минск 2005г
межрегиональная научно-практическая конференция «Здоровье, риск и безопасность сотрудников ГПС МЧС России», СПб 2005г
научно-практическая конференция «Проблемы обеспечения взрывобезопасно-сти и противодействия терроризму», СПб 2006г
конференция «Перспективы развития химической переработки горючих ископаемых» (ХПГИ-2006), СПб 2006г
Основное содержание диссертации изложено в 8 работах, в том числе в 2-х журналах, рекомендованных ВАК (Пожаровзрывобезопасность №4'2004, Вестник СПбИ ГПС МЧС России №4'2005)
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав и выводов Общий объем работы составляет 142 страницы, содержит 82 рисунка и 14 таблиц Список литературы включает 124 наименования
