Введение к работе
Актуальность реферируемой работы заключается в том, что в настоящее время в связи с возрастающим объемом грузоперевозок через акваторию Восточной части Финского залива и в связи со строительством новых и реконструкцией старых портов существует необходимость выбора оптимальных методов исследования, позволяющих получать оперативную и достоверную информацию о динамике трансформации и распространении нефтяного загрязнения в водной среде.
Целью исследования является выработка принципов комплексной процедуры изучения нефтяного загрязнения на основе комбинирования методов дистанционного зондирования и физико-химического анализа отдельных компонент нефти. Для достижения поставленной цели в данной работе решаются следующие основные задачи:
-
Анализ современного состояния проблемы контроля нефтяных загрязнений в водной среде.
-
Разработка и апробирование макета малогабаритного лазерно-флу-оресцентного Зонда для работы на борту малого природоохранного судна.
-
Использование физико-химических методов анализа для определения компонентного состава нефтяного загрязнения.
-
Теоретическое и практическое обоснование комплексного метода исследования нефтяного загрязнения в водной среде.
Материал исследования представлен различными образцами дизельного топлива, полученными с Киришской нефтебазы. Этот выбор был продиктован тем, что дизельное топливо, используемое для работы морского транспорта, является одним из основных антропогенных загрязнителей акватории Восточной части Финского зшшва. При этом, учитывая достаточно высокую степень очистки, дизельное топливо может быть плохо различимо в естественных условиях на фоне биогенной субстанции по сравнению с тяжелыми нефтепродуктами (трансформаторное масло, флотский мазут, сырая нефть и т.п.). .
Методы исследования. Наиболее распространенным методом, позволяющим дистанционно проводить обнаружение и идентификацию пленок нефтяного загрязнения, является метод лазерной флуоримет-рии, основанный на изучении совокупности спектров флуоресценции, которые являются характерными для различных типов товарных нефтепродуктов. Эффективность этого метода определяется его высокой чувствительностью и оперативностью получения результатов. Вместе с тем сильным .ограничением применения флуоресцентного анализа является зависимость результатов от условий проведения эксперимента. Это приводит к известным трудностям при сопоставлении и интеркалибровке полученных данных. В связи с этим для идентификации отдельных компонент нефтяного загрязнения с их последующей количественной оценкой в диссертации исследуются возможности дополнительного применения физико-химических методов анализа, таких, как флуоресцентная спектроскопия, ИК-спектроскопия и хроматография.
з Научная новизна диссертации заключается в следующем:
-
Разработан и апробирован макет малогабаритного лазерно-флуоресцентного зонда, предназначенного для работы на борту природоохранных катеров, отличительной особенностью которого является способность регистрировать флуоресценцию в диапазоне длин волн от 180 до 730 нм.
-
Впервые установлены спектральные характеристики образцов дизельного топлива, которые могут быть выбраны в качестве критериев идентификации данного типа нефтяных загрязнений в водной среде.
-
Предложена оригинальная методика зкепресс-пробоотбора нефтепродуктов при работе в полевых условиях.
-
Обоснован комплексный метод исследования нефтяных загрязнений в водной среде, включающий дистанционное зондирование и физико-химические методы качественного и количественного анализа компонентного состава нефти.
Теоретическая значимость работы заключается в том, что предложенный в диссертации комплексный метод исследования легких очищенных нефтепродуктов может служить основой разработки идентификационных методов для нефтепродуктов всех классов. Кроме того, основные выводы проведенного исследования могут быть использованы при картировании акваторий и разработке математических моделей динамики трансформации и распространения нефтяного загрязнения в окружающей среде.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что внедрение в практику природоохранных служб метода и методик анализа, разработанных в диссертации, позволит получать оперативные и достоверные результаты, способствующие принятию'адекватных решений по устранению нефтяного загрязнения прибрежных акваторий и территорий портов.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Дистанционное зондирование нефтяного загрязнения позволяет получать оперативную информацию о факте аварийного или нелегального выброса нефти, при этом малогабаритный лазерно-флуорес-центный зонд может быть использован на борту малого природоохранного судна, инспектирующего прибрежные территории и акватории портов.
-
При отборе проб для проведения исследования физико-химическими методами оптимальным является использование метода пористых гидрофобных пластин.
-
С целью установления компонентного состава и количественного определения полициклических ароматических углеводородов при оценке антропогенной нагрузки целесообразно проводить исследование растворенной формы нефтяного загрязнения методами флуоресцентной спектроскопии и хроматографии.
-
Для определения критериев идентификации нефтяного загрязнения на фоне биогенной субстанции при дистанционном зондировании рекомендуется одновременное использование спектральных и хро-матографических методов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (январь 1996 г.), на II Международном симпозиуме «Хроматографические и спектроскопические методы анализа в охране окружающей среды (1SCSE'96)» (Санкт-Петербург, июнь 1996 г.) и на семинаре «Экологические проблемы урбанизированных территорий» в рамках выставки «Городское хозяйство» (Санкт-Петербург, октябрь 1996 г.)
Структура диссертации.