Совершенствование аналитического определения загрязняющих веществ в системе экологического мониторинга нефтезагрязненных почв тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.08, кандидат наук Гурьянова Алёна Олеговна

• Гурьянова Алёна Олеговна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Гурьянова Алёна Олеговна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

1.1. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами. Уровни загрязнения

1.2. Методы определения содержания нефти и нефтепродуктов в почвах

1.3. Спектральные исследования свойств почв и содержания нефти и нефтепродуктов в почвах

1.4. Методы регистрации спектров

1.5. Многомерное моделирование

1.6. Объект исследования

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Моделирование состава образцов почвогрунтов

2.2. Моделирование уровня нефтяного загрязнения почвогрунтов и степени их увлажнения

2.3. Подбор волоконно-оптического зонда: выбор материала волокна, элемента кристалла, метода регистрации спектров

2.4. Выбор аналитических линий

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА АНАЛИЗА

3.1. Формирование массива исходных данных

3.2. Построение зависимости дисперсии от числа главных компонент, анализ матрицсчетов и нагрузок

3.3. Верификация моделей

ГЛАВА 4. АНАЛИЗ МНОГОМЕРНЫХ ДАННЫХ

4.1. Оценка влияния влажности почв

4.2. Анализ структуры данных. Построение градуировочныхмоделей для определения содержания нефтепродуктов в почве

ГЛАВА 5.ВЫРАБОТКА ПОДХОДА К ОРГАНИЗАЦИИ РАБОТ НА ЭТАПЕ ОЦЕНКИ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

98

ПРИЛОЖЕНИЕ А. РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ ФЛУОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. СПЕКТРЫ НПВО

ПРИЛОЖЕНИЕ В. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование аналитического определения загрязняющих веществ в системе экологического мониторинга нефтезагрязненных почв»

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время мониторинг содержания нефтяных загрязнений в почвах является составной частью работы экологических служб нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий [1, 2].

Анализ почв на содержание нефтепродуктов проводят в специализированных лабораториях путем трудоемких и дорогостоящих аналитических работ [3, 4]. Определение по аттестованной методике включает стадию пробоподготовки, экстракцию углеводородов из почвенного образца органическим растворителем, а также стадию выполнения измерений [5, 6, 7]. Время проведения анализа содержания нефтепродуктов в почве установлено методикой и его ускорение невозможно. Существенные временные и материальные затраты связаны также с отбором проб и доставкой образцов в лабораторию. Время транспортировки зависит от расположения объекта мониторинга относительно лаборатории. Время ожидания анализа в лаборатории зависит от количества проб, времени поступления образцов в лабораторию и т.д. Таким образом, выполнение данного этапа работы системы экологического мониторинга занимает от нескольких часов до нескольких суток.Для получения оперативной информации, характеризующей фактическое состояние почв, необходим новый подход к организации работ на этапе оценки состояния почв в системе экологического мониторинга, внедрение современных методов измерения.

В последнее десятилетие инструментальную основу инновационных технологий системного экологического мониторинга территорий во всем мире, как правило, составляют спектроскопические методы. Для исследования свойств почвы все чаще используют ИК-спектроскопию.Прямые измерения методом ИК-спектроскопии являются быстрыми, простыми и неразрушающими, требуют минимальной подготовки образцов и могут быть использованы как для лабораторного анализа, так и для полевых исследований. В работах российских и

зарубежных авторов изучены возможности определения содержания органических веществ, в том числе и углеводородов нефти в почве, прямыми спектральными методами, в основном,с помощью ИК-спектроскопии ближнего и среднего диапазонов [8-14]. Исследования выполнены на реальных и модельных образцах. Полученные результатыподтверждаютвозможность идентификации или определения содержания нефтепродуктов в почвах в лабораторных условиях с различной точностью.В работах отсутствует обоснование выбора метода регистрации спектров. Актуальной остается задача проведения экспресс измерений на месте, в полевых условиях. Отмеченное определило структуру исследования.

Работа выполнена в рамках научно-исследовательской работы по теме «Спектральный световодный анализатор концентрации нефтепродуктов в почве» по соглашению от 14 ноября 2012 г. № 14.B37.21.1976 между Министерством образования и науки Российской Федерации и федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет».

Целью настоящей работы является совершенствование аналитического определения нефтяного загрязнения в системе экологического мониторинга, для получения оперативной оценки уровня загрязнения.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- экспериментально подобрать метод регистрации спектров;

- исследовать возможность применения инновационных средств инструментального контроля для оценки состояния нефтезагрязненных почв;

- изучить влияние влажности и состава почв на результаты проведения аналитического определения нефтяного загрязнения почв;

- провести экспериментальные исследования образцов почв различных видов и уровней загрязнения нефтепродуктами с целью создания базы данных;

- выработать экспресс-способ определения содержания нефтепродуктов в почвах на основе современных достижений спектроскопии в средней инфракрасной (ИК)

области и анализа многомерных данных; - изучить возможность применения нового подхода к оценке уровня загрязнения почв нефтепродуктами в системе экологического мониторинга.

Научная новизна:

1. Впервые для оценки уровня загрязнения почв нефтепродуктами предложено использовать метод ИК-спектроскопии нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО), что позволяет проводить спектральные исследования без предварительной пробоподготовки образцов почв.

2. Подтверждено, что многомерный подход позволяет определять содержание нефтепродуктов в почвах по спектрам НПВО независимо от влажности образца.

3. Путем спектральных исследований модельных почвогрунтов различного состава установлено, что определение нефтяного загрязненияможет быть осуществлено на любых типах почв. Использование рабочего диапазона выше 1600см-1 позволяет определять содержание нефтепродуктов в почвах по спектрам НПВО независимо от типа почвы, поскольку интенсивность поглощения минеральных компонентов почвы в этой области спектра пренебрежимо мала.

Теоретическая и практическая значимость:

1. В работе заложены базы спектральных данных нефтезагрязненных почв для определения загрязняющего вещества на основе хемометрического анализа ИК-спектров НПВО.

2. Определен подход к работе с данными почвогрунтов многомерной модели. Для повышения точности прогноза моделирование проведено в трех концентрационных диапазонах.

3. Предложен новый экспресс-способ определения содержания нефтепродуктов в почвах, который является эффективным инструментом для проведения экологического мониторинга на этапе оценки уровня загрязнения.

4. Экспериментально подтверждено преимущество получения спектров нефтезагрязненных почв зондом НПВО перед отражательным зондом. Обоснована возможность использования для проведения оценки состояния нефтезагрязненных почв волоконно-оптического зонда с кристаллом диоксида циркония.

5. Установлено, что полевое экспресс определение позволяет проводить более детальное обследование, увеличить частоту определений. Оконтуривание нефтяного загрязнения по площади и по вертикали позволит правильно определить объемы загрязненных почв и, соответственно, точно оценить размер экологического ущерба для окружающей среды.

6. Подход, предложенный для оценки уровня загрязнения почв нефтепродуктами, может быть использован для оптимизации контроля процесса биоремедиации загрязненных почв. Полевые испытания проведены на предприятии ООО НПФ «Экотон».

7. Материалы диссертации могут быть использованы в учебном процессе федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Самарский государственный технический университет» в дисциплинах «Экологический мониторинг» и «Применение ЭВМ в профессиональной деятельности» по профилю «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов».

Методы исследования. В работе осуществлено аналитическое обобщение сведений, содержащихся в научно-технической литературе. Лабораторные исследования и испытания проведены методом ИК-спектроскопии диффузного отражения и НПВО на спектрометрах с Фурье преобразованием сигнала «AVATAR 360 FT-IR» и «ReactlR 1000», а также флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02». Обработка полученных экспериментальных данных выполнена с применением методов анализа многомерных данных в пакете математических программ Unscrambler (версия 10.1).

Соответствие диссертации специальности, по которой она представлена к защите. Диссертация соответствует паспорту специальности 03.02.08 - экология (химия): исследования физико-химических аспектов оценки и регулирования антропогенного воздействия на живую природу; разработка методов анализа и технологических решений, обеспечивающих предотвращение загрязнения природной среды и минимизацию воздействия химических производств на окружающие экосистемы.

Положения, выносимые на защиту:

- экспресс-способ определения содержания нефтепродуктов по спектрам НПВО с применением методов анализа многомерных данных;

- многомерные модели для определения массовой доли нефти/нефтепродуктов в почвах, построенные на большом объеме экспериментальных данных;

- усовершенствованный подход к оценке уровня загрязнения почв нефтепродуктами с использованием последних достижений оптоволоконной спектроскопии.

Достоверность результатов.Достоверность научных положений и выводов обеспечена значительным объемом экспериментальных данных почв с различным содержанием нефти и нефтепродуктов. Проведена статистическая оценка полученных результатов. Наблюдается удовлетворительное совпадение результатов, полученных с помощью прямых спектральных измерений методом НПВО и флуориметрическим методом, а также флуориметрических исследований, проведенных в лаборатории Научно-аналитического центра промышленной экологии федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Самарского государственного техническогоуниверситета» (Аттестат аккредитации РОСС RU.0001.512985).

Апробации работы. Основные положения диссертации и отдельные фрагменты проведенных исследований были доложены и обсуждены на 11-ой Международной конференции «Актуальные проблемы современной науки», Самара, 2010; VII - Х Международной научно-практической конференции «Ашировские чтения», Самара, 2010-2013; Международном инновационном форуме молодых ученых «Young ELPIT» в рамках четвёртого международного экологического конгресса, Самара, Тольятти, 2013;8-ом и 10-ом международном симпозиуме «Современные методы анализа многомерных данных», Москва, 2012, Самара, 2016.

Личный вкладдиссертанта заключался в проведении экспериментальных исследований, анализе и интерпретации данных. Работы, в которых опубликованы результаты диссертации, подготовлены в соавторстве.

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 12 публикациях, в том числе, в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, в 1 статье, опубликованной в журнале, индексируемом в международной реферативной базе WoS, в материалах и тезисах 8 докладов международных конференций и форума.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, приложений, библиографического списка, включающего 127 наименований. Основная часть диссертации изложена на 105 с. машинописного текста, содержащего 28 рисунков, 12 таблиц.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

При составлении обзора литературной информации были рассмотрены действующие методики определения содержания нефти и нефтепродуктов в почве, изучены подходы российских и зарубежных авторов к экспресс-анализу нефтезагрязненных почв. В работе необходимо было выполнить обзор существующих способов регистрации спектров и определить требуемую нижнюю границу обнаружения содержания нефти и нефтепродуктов в почве, согласно действующим стандартам.

1.1. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами. Уровни загрязнения

Источниками загрязнения почв углеводородами являются нефтепромыслы, нефтеперерабатывающие предприятия, нефтехранилища, резервуарные парки, базы горюче-смазочных материалов, автозаправочные станции, тепловые электростанции и теплоэлектроцентрали [1, 2,15-17]. Значительная часть таких объектов располагается в селитебных зонах городских агломераций или непосредственной близости от них.

В результате аварийных разливов на всех этапах хозяйственной деятельности от добычи до перераспределения нефти и нефтепродуктов происходит загрязнение почвенного слоя углеводородами нефтяного происхождения. Вследствие испарения, технических или аварийных выбросов происходит загрязнение воздушной среды. В результате осаждения и вымывания углеводородов из воздуха атмосферными осадками происходит их накопления в почве и донных отложениях водных объектов [1, 15, 17]. Технологические выбросы нефтеперерабатывающих заводов и нефтебаз относительно невелики, но их постоянное воздействие создает вокруг предприятий ареал устойчивого загрязнения почв углеводородами [15,16]. Нефтяное загрязнение почв может оставаться незаметным в течение многих лет и проявляться лишь тогда, когда достигает критического уровня, проявляясь в виде загрязнения поверхностных вод, питьевых водозаборов [17]. Соответственно, особого внимания с точки

зрения экологического мониторинга заслуживают загрязненные почвы, содержащие относительно небольшое количество углеводородов нефти.

Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктамиприводит к нарушению в почвенном биоценозе [1,2]. После кратковременного угнетения резко возрастает количество углеводородокисляющих микроорганизмов, другие микроорганизмы находятся при этом в заторможенном состоянии[1]. При концентрации нефти около 300 мг/кг почва является трофическим субстратом только для углеводородокисляющих микроорганизмов [16, 18], а превышение этой дозы практически полностью подавляет биологическую активность почвы [4]. По мере разложения нефти и нефтепродуктов в почве общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но количество углеводородокисляющих долгое время значительно превышает такие же группы в незагрязненных почвах. Загрязнение почв нефтью и нефтепродуктами приводит к активным изменениям в почвенном горизонте: увеличивается общее количество органического углерода, идет изменение окислительно-восстановительных условий, увеличение подвижности гумусовых компонентов и ряда микроэлементов [1, 2,19].

Почвы считаются загрязненными нефтью и нефтепродуктами, если их концентрация достигает уровня, при котором: нарушается природное равновесие в почвенном биоценозе, изменяются водно-физические свойства почв, происходит изменение морфологических, физико-химических и химических характеристик почвенных горизонтов, нарушается соотношение между отдельными фракциями органического вещества почвы, в частности между липидной и гумусовой составляющими, создается опасность вымывания из почвы нефти и нефтепродуктов и вторичного загрязнения грунтовых и поверхностных вод [1, 16]. Уровень допустимой концентрации нефти и нефтепродуктов в почвах, при котором не наблюдается вышеперечисленных явлений, различен и зависит от почвенно-климатической зоны, типа почв, состава нефти и нефтепродуктов [1].

На основе обобщенных данных экспериментальных исследований в разных природных зонах России, а также коэффициентов скорости самоочищения почв в зависимости отпочвенно-климатических условий и коэффициентов,

учитывающих разницу действия легких и тяжелых нефтепродуктов на почву, российскими авторами рекомендованы ориентировочно допустимые уровни воздействия нефти и нефтепродуктов в почвах: от 700 мг/кг для нефти и тяжелых нефтепродуктов в тундровых глеевых и тундровых болотныхпочвах до 8 000 мг/кг для легких нефтепродуктов в полупустынных бурых и пустынно песчаных почвах [1]. Сотрудниками Южного ФедеральногоУниверситета предложены схемы экологического нормирования почв юга России приоритетными химическими загрязнителями по степени нарушения экологических функций почв: допустимое содержание нефти и нефтепродуктов для серых и бурых лесных почв составляет менее 0,10% мас.; для черноземов, дерново-карбонатных и горнолуговых почв - менее 0,15% мас. [20].

Нормативы предельно допустимой концентрации (ПДК) нефти и нефтепродуктов в почвах разных типов в России на федеральном уровне не установлены, что приводит к разночтениям при оценке состояния почв, обуславливает многочисленные проблемы в работе между предприятиями и природоохранными органами [15, 21]. В тоже время потребность в нормативах растет. В некоторых регионах приняты временные региональные нормативы [22, 23, 24]. Утвержден ряд методических рекомендаций [16, 25], разработана отраслевая методика[26].

Нижний предел концентраций нефти и нефтепродуктов в загрязненной почве изменяется от 1000 мг/кг[16]. В зависимости от содержания нефти и нефтепродуктов, установлены следующие уровни загрязнения земель: от 1000 до 2000 мг/кг - низкий уровень загрязнения; от 2000 до 3000 мг/кг - средний уровень загрязнения; от 3000 до 5000 мг/кг - высокий уровень загрязнения;более 5000 мг/кг - очень высокий уровень загрязнения [22, 26, 27]. В почвах Республики Татарстан введен в действие норматив ПДК нефтепродуктов - 1500 мг/кг. В Санкт-Петербурге допустимое содержание нефтепродуктов в почвах составляет 180 мг/кг для селитебной зоны и 2000 мг/кг для почв нефтехранилищ и площадок разгрузки нефтепродуктов [22]. На территории Москвы допустимым

считалосьсодержание нефтепродуктов в почве, не превышающее 300 мг/кг, однако в настоящее время норматив утратил силу [23].

Допустимый уровень содержания нефти и нефтепродуктов в почве в большинстве стран также не установлен. В мире не принято нормировать общий показатель «нефть и нефтепродукты», а, как правило, регламентируют допустимые содержания в разных средах групп нефтяных алифатических, ароматических углеводородов, нафталина, полиаренов, метил-трет-бутилового эфира и др. [4]. Национальным советом по охране окружающей среды Австралии установлен следующий стандарт качества почв: 28 000 мг/кг - для углеводородов нефти от С16 до С35 [14]. В США допустимым считается содержания нефтяных углеводородов в диапазоне от 200 мг/кг для почв сельхозугодий и детских площадок и до 10 000 мг/кг для зеленых зон города и лесопарков [28]. ПДК нефтепродуктов в почве на территории Республики Беларусь также зависит от категории почв и равна от 50 мг/кг для почв лесного фонда, земель сельскохозяйственного, природоохранного, оздоровительного и культурно -бытового назначения до 500 мг/кг для земель промышленности, энергетики и иного значения [29]. Для почв Украины нижняя граница слабого загрязнения почв нефтью начинается от 3000 мг/кг [1]. Нормативные акты Голландии предусматривают проведение мероприятий по очистке почв и грунтов от нефтепродуктов при концентрации от 5000 мг/кг [30]. Норматив, принятый в Бельгии для санации селитебных зон - 1000 мг/кг, а в Финляндии - 2000 мг/кг для тяжелых нефтепродуктов [31].

Города на территории России расположены в различных эколого-географических условиях и, в зависимости от техногенной нагрузки, имеют соответствующие фоновые концентрации нефтепродуктов в почвах: от 10 до 550 мг/кг сухого веса почвы или грунта [22,31, 33]. Фоновый критерий загрязнения почв нефтепродуктами в Самарской области равен 50 мг/кг[33-35],Омской области- 40 мг/кг[35],Оренбургской области - 21 мг/кг [33], Республики Татарстан - 63 мг/кг[33], Республики Марий Эл - 48 мг/кг [33], г. Иркутске -550мг/кг [33], Иркутской области - 90 мг/кг [34].

Сравнительные данные по нормам содержания нефтепродуктов в почвах России и зарубежных стран представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Сравнительные данные по нормам содержания нефтепродуктов в почвах Российской федерации и зарубежных стран

Содержание нефтепродуктов, мг/кг

Информационный источник

№ Страна Фоновый критерий/ ПДК Загрязненные почвы

1 Российская федерация 10-550/— > 1000 [22, 25, 26, 32-35]

2 Российская федерация Республика Татарстан 63/1500 --- [24, 33]

3 Украина —/— > 3000 [1]

4 США ---/200 - 10 000 --- [28]

5 Республика Беларусь ---/50 - 500 --- [29]

6 Нидерланды (Голландия) ---/--- > 5000 [30]

7 Австралия ---/28000 --- [14]

8 Бельгия ---/--- > 1000 [31]

9 Финляндия ---/--- > 2000 [31]

Из-за отсутствия установленных предельно допустимых концентраций критерием загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами, как правило, служит концентрация выше 1000 мг/кг [16, 25-27]. Таким образом, метод определения содержания нефти и нефтепродуктов в почве должен обеспечивать нижний предел обнаружения на уровне ниже 1000 мг/кг (0,10% мас.).

1.2. Методы определения содержания нефти и нефтепродуктов в почвах

Измерение массовой концентрации нефтепродуктов в почвах и грунтах может быть проведено с помощью гравиметрического метода. Методика проведения анализа гравиметрическим методом установлена несколькими природоохранными нормативными документами [5, 36, 37]. Несомненным достоинством гравиметрического метода является отсутствие необходимости использования стандартных образцов такого же качественного и количественного состава, как и исследуемая проба, а так же отсутствие необходимости предварительной градуировки средств измерения [4]. Следует отметить, что вклад

природного органического вещества почвы при определении гравиметрическим методом сводится к минимуму за счет использования наиболее легкого растворителя - гексана и адсорбции тяжелых углеводородов и асфальтово-смолистых компонентов на колонках с двуокисью алюминия. Метод принят в качестве арбитражного [3].Методика внесена в перечень действующих методик количественного химического анализа почв и отходов, утвержденных ФГБУ» Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» [38].

Диапазонизмеряемыхконцентрацийнефтепродуктов гравиметрическим методом составляет от 20,0 до 50 000 мг/кг. Согласно одной из методик определение массовой концентрации нефтепродуктов основано на их экстракции из образца воздушно-сухой пробы почвы хлороформом, отделении от полярных соединений методом колоночной хроматографии, замены растворителя на гексан и количественном определении гравиметрическим методом [5]. К недостаткам данной методики следует отнести возможные потери углеводородов, температуры кипения которых менее 100°С, в процессе пробоподготовки и анализа [4], а также трудоемкость процесса пробоподготовки.

Флуориметрический метод основан на экстракции нефтепродуктов растворителем с последующим измерением интенсивности флуоресценции экстракта, возникающего в результате оптического возбуждения. Согласно методике определения нефтепродуктов флуориметрическим методом измерение массовой доли нефтепродуктов в почве заключается в последовательном проведении следующих операций: экстракции нефтепродуктов из образца хлороформом или хлористым метиленом, концентрировании экстракта и очистке его методом колоночной хроматографии, измерении интенсивности флуоресценции очищенного экстракта на анализаторе жидкости «Флюорат-02» [7]. Проведение анализа возможно также упрощенным способом, путем экстракции гексаном и последующем измерении массовой концентрации нефтепродуктов на анализаторе.

Метод характеризуется высокой чувствительностью: нижний предел диапазона определяемой концентрации нефтепродуктов в пробах почв и грунтов

составляет 5 мг/кг. Недостатком методики можно считать то, что в формировании аналитического сигнала участвуют,в основном, ароматические углеводороды, доля которых в составе нефтяных загрязнений составляет порядка 10-20%, иногда до 35% [15, 39]. Кроме того, используются большие объемы экстрагентов, а высокая стоимость и затраты на переработку отработанных растворителей затрудняют применение метода для рутинных анализов[40].

Хроматографические методы с различным детектированием позволяют идентифицировать и определять количественно индивидуальные углеводороды, входящие в состав нефтепродуктов, а также определять суммарное содержание нефтепродуктов. Разработана отечественная методика измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почвы методом капиллярной газо-жидкостной хроматографии [41]. Диапазон измеряемых концентраций нефтепродуктов от 0,05 до 5% мас. Метод капиллярной газожидкостной хроматография основан на хроматографическом разделении углеводородов экстракта нефтепродуктов на неполярной жидкой неподвижной фазе в режиме программирования температуры. Расчет фракционного состава выполняется на основании линейной зависимости между временем удержания углеводородов и температурой кипения. Основным недостатком метода является относительно высокая стоимость оборудования.В США действует методика определения содержания углеводородов методом газовой хроматографии с пламенно-ионизационным обнаружением [42]. Эта методика является отраслевой, однако трудоемка и не подходит для быстрого анализа [14].

Для мониторинга нефтяных углеводородов наиболее распространен ИК-спектрометрический метод, который основан на измерении связи углерод -водород метиленовых и метильных групп в области 2700-3100 см-1. Метод требует обязательной градуировки средства измерений с использованием стандартных образцов раствора нефтепродуктов. Наиболее распространенным эталоном является трехкомпонентная смесь - 37,5% гексадекана, 37,5% изооктана и 25% бензола, по массе [39].

ИК-спектрометрический метод определения содержания нефти и нефтепродуктов в почве изложен в ряде отечественных нормативных документов на методики выполнения измерений [6, 18, 43], а также представлен в зарубежном стандарте [44]. В соответствии с одной из методик [6] анализ заключается в экстракции нефтепродуктов из почв и донных отложений четыреххлористым углеродом, хроматографическом отделении нефтепродуктов от сопутствующих органических соединений других классов и количественном определении нефтепродуктов по интенсивности поглощения в ИК-области спектра. В американском стандарте 1978 г. [44] в качестве экстрагента определен трифтортрихлорэтан (фреон 113), однако впоследствии предложено заменить его другим веществом, которое не относят к озоноразрушающим, например, использовать гексан [14, 45].Метод предусматривает несколько повторных анализов для точногоопределения состава, требует транспортировки образцов в лабораторию в охлаждаемом контейнере [44].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гурьянова Алёна Олеговна, 2019 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Другов Ю.С. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов/ Ю.С. Другов, А.А.Родин. - С.-Пб.: Анатолия, 2000. - 250с. - С.16-25, 155-181.

2 Подавалов Ю. А. Экология нефтегазового комплекса/ Ю.А. Подавалов. - М.: Инфра-Инженерия, 2010. - 416с. - С. 99-101, 210-211.

3 Котова Д.Л. Методы контроля качества почв : учебно-методическое пособие для вузов/ Д.Л. Котова, Т.А. Девятова, Т.А. Крысанова, Н.К. Бабенко, В.А. Крысанов. - Воронеж, 2007. - 106с. - С.20

4 Леоненко И.И. Методы определения нефтепродуктов в водах и других объектах окружающей среды (обзор)/ И.И. Леоненко, В.П. Антонович, А.М. Андрианов, И.В. Безлуцкая, К.К. Цымбалюк// Методы и объекты химического анализа. - 2010. - Т.5. - №2. - С.58-72

5 ПНД Ф 16.1.41-04 «Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах почв гравиметрическим методом». - М.: ФГУ «ЦЭКА» МПР России, 2004. - 12с.

6 ПНД Ф 16.1:2.2.22-98 «Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органо-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии». - М.: Госкомэкология России, 1998. - 20 с.

7 ПНД Ф 16.1:2.21-98 «Методика выполнения измерения массовой доли нефтепродуктов в пробах почв и грунтов флуориметрическим методом на анализаторе жидкости "Флюорат-02"». - М.: ФГУ «ЦЭКА» МПР России, 2003. - 14с.

8 Панкратова К.Г. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом БИК-спектроскопии. Основные предпосылки использования БИК-спектроскопии для оценки загрязнения почв / К.Г. Панкратова и др.// Плодородие. - 2012. №2 (65) . - С.49-50.

9 Chakraborty S. Spectral reflectance variability from soil physicochemical properties in oil contaminated soils / S. Chakraborty, D.C. Weindorf, B. Li, Y. Zhu, C. Morgan, Y. Ge, J. Galbraith // Geoderma (177-178). - 2012. - P. 80-89.

10 Van der Meijde M. Detection of hydrocarbons in clay soils: A laboratory experiment using spectroscopy in the mid- and thermal infrared International / M. van der Meijde, N.M. Knoxl, S.L. Cundill, M.F. Noomen, H.M.A. van der Werff, C. Hecker // Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation 23. -2013. - P. 384-388.

11 Панкратова К.Г. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом БИК-спектроскопии. 2. Оценка влияния влажности почв/ К.Г. Панкратова и др.// Плодородие. - 2012. №4 (67) . - С.53-54.

12 Панкратова К.Г. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом БИК-спектроскопии. 6. Оценка влияния содержания гумуса в почвах/ К.Г. Панкратова и др.// Плодородие. - 2013. №1 (70) . - С.36-37.

13 Forrester Sean T. An infrared spectroscopic test for total petroleum hydrocarbon (TPH) contamination in soils / Sean T. Forrester, Les J. Janik, Michael J. Mclaughlin // 19th World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World, Brisbane, Australia. - 2010. - P. 13-16

14 Forrester Sean T. Total petroleum hydrocarbon concentration prediction in soils using diffuse reflectance infrared spectroscopy/ Sean T. Forrester, Les J. Janik, Michael J. Mclaughlin, Jose M. Soriano-Disla, Ri. Stewart, B. Dearman // Soil Science Society of America Journal (02). - 2013. - P.450-460

15 Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник/ под ред. д.х.н., проф. М.Ю. Доломатова, д.т.н., проф. Э.Г. Теляшева. М.: Химия, 2002. - 608с. - С.30-32,41,185-188.

16 Временные методические рекомендации по контролю загрязнения почв. / Под ред. С.Г. Малахова, М., 1984, ч.П - 36с.

17 Боревский, Л.В. Методические рекомендации по выявлению, обследованию, паспортизации и оценке экологической опасности очагов загрязнения геологической среды нефтепродуктами/ Л.В Боревский; под ред. Б.В. Боревский, М.В. Кочетков М.: МПР России. - 2002 . - 86 с.

18 МУК 4.1.1956-05 Методические указания «Определение концентрации нефти в почве методом инфракрасной спектрофотометрии»: Роспотребнадзор. - М., 2005. - 14с.

19 Караванова Е.И. Оптические свойства почв и их природа. - М. Изд-во МГУ, 2003. - 153с. - С. 64-69, 80-91.

20 Колесников, С.И Разработка региональных экологических нормативов содержания загрязняющих веществ в почвах юга России/ С.И. Колесников, К.Ш. Казеев, Т.В. Денисова, Е.В. Даденко// Научный журнал КубГАУ. -№82(08). - 2012. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/08/pdf/73.pdf

21 Крятов, И. А Современные проблемы разработки гигиенических нормативов в почве / И. А. Крятов, Н. И. Тонкопий, О. В. Ушакова, М. А. Водянова. // Гигиена и санитария. - № 5. - 2012.- С. 69-72.

22 Методы определения нефтепродуктов в почвах / Временный Региональный норматив по С.-Петербургу. - СПб. - 1993. - 46 с.

23 Методика исчисления размера ущерба, вызываемого захламлением, загрязнением и деградацией земель на территории Москвы (утв. Распоряжением Мэра Москвы N 801-РМ). - М. - 1999.

24 Постановление Главного государственного санитарного врача по Республике Татарстан от 14 июля 1998 г. N 18 "О введении в действие предельно-допустимой концентрации (ПДК) нефтепродуктов в почвах Республики Татарстан".

25 Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель: Роскомзем. - М., 1995. - 38 с.

26 Методика определения ущерба окружающей природной среде при авариях на магистральных нефтепроводах. - М.: Минтопэнерго России. - 1995.

27 Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами. - М.: Роскомзем, Минприроды РФ. - 1993.

28 Особенности нормирования содержания загрязняющих веществ в почвах в России и за рубежом: промежуточный технический отчет. Блок деятельности 10. Нормативы качества окружающей среды 10.4Ь. -Санкт-Петербург, 2008.

29 Постановления Министерства Здравоохранения Республики Беларусь №17/1 от 12.03.2012г. «Об утверждении предельно допустимых концентраций нефтепродуктов в землях (включая почвы) для различных категорий земель»

30 Рогозина, Е.А. Актуальные проблемы очистки нефтезагрязненных почв/ Е.А. Рогозина// Нефтегазовая геология. Теория и практика. - СПб.: АО"ВНИГРИ". - №1. - 2006. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.ngtp.rU/rub/7/02.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

31 Горький, А.В. Загрязнение Санкт-Петербурга органическимитоксикантами / А.В. Горький, Е.А. Петрова. - Российский геоэкологический центр - филиал ФГУГП «Урангео» МПР РФ. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://docplayer.ru/45612579-Gorkiy-a-v-k-g-m-n-petrova-e-a-rossiyskiy-geoekologicheskiy-centr-filial-fgugp-urangeo-mpr-rf.html (дата обращения: 01.12.2018)

32 Исследование почв города Тюмени на загрязнение нефтепродуктами и 3,4-бензпиреном: отчет / Московченко Д.В. - Тюмень: Институт проблем освоения Север Сибирское отделение РАН, 1999. [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://www.ipdn.ru/rics/doc2/YD/ (дата обращения: 01.12.2018)

33 Ежегодник. Загрязнение почв Российской Федерации токсикантами промышленного происхождения в 2016 году. - Обнинск: ФГБУ «НПО «Тайфун». - 2017. - 100с.

34 ДокладобэкологическойситуациивСамарской области за 2017 год.Выпуск 28. - Самара, 2018. - 226 с.

35 Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году». - М.: Минприроды России; НИА-Природа. - 2016. - 639 с.

36 РД 52.18.647-2003 «Определение массовой доли нефтепродуктов в почвах. Методика выполнения измерений гравиметрическим методом». - М. - 9с.

37 ПНД Ф 16.1:2:2.2:2.3:3.64-10 «Методика измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв, грунтов, донных отложений, илов, осадков сточных вод, отходов производства и потребления гравиметрическим методом». - М.: ФГУ «ФЦАО», 2010. - 18с.

38 ФГБУ «Федеральный центр анализа и оценки техногенного воздействия» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.fcao.ru/metodiki-

kkha.html (дата обращения: 01.12.2018)

39 Кудрявцев, А.А. Модельная смесь углеводородов для ИК-спектрофотометрии и флуориметрии нефтепродуктов/ А.А. Кудрявцев, А.Н. Знамещиков, С.С. Волкова, Л.П. Паничева//Вестник Тюменского государственного университета. - №5. - 201. - С. 63-70.

40 Гурьянова, А.О. Определение содержания нефтепродуктов в почве методом ИК-спектроскопии / А.О. Гурьянова, В.В. Ермаков, Д.Е. Быков // Труды X Международной научно-практической конференции Ашировские чтения. -Самара: РИО СамГТУ. - 2013. - С.390-391.

41 ПНД Ф 16.1.38-02 «Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почвы методом капиллярной газо-жидкостной хроматографии»/ Экспертно-аналитический Центр «Экотерра». - М., 2002. -87с.

42 U.S. Environmental Protection Agency. 2003. Method 8015: Nonhalogenated organics using GC/FID. USEPA, Washington. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.epa.gov/osw/hazard/testmethods/pdfs/8015d_r4.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

43 РД 52.18.575-9 Методические указания. Определение валового содержания нефтепродуктов в пробах почвы методом инфракрасной спектрометрии. Методика выполнения измерений. - М.,1999. - 11с.

44 U.S. Environmental Protection Agency. 1978. Method 418.1: Test method for evaluating total recoverable petroleum hydrocarbon (spectrophotometry, infrared). USEPA, Washington. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.oilbarriers.co.nz/tech/totalhydrocarbontestmethods418_1.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

45 U.S. Environmental Protection Agency, 1998, Method 9071B-n-Hexane extractable material (HEM) for sludge, sediment, and solid samples: Method 9071В.[Электронный ресурс] - Режим доступа:http://www.epa.gov/epawaste/ hazard/testmethods/sw846/pdfs/9071b.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

46 Официальный сайт компании «Техноком» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.tehno.com/group.phtml?gid=B00120031609 (дата

обращения: 01.12.2018)

47 Официальный сайт Производственно-коммерческой группы «Гранат» [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://granat-e.ru/catalog_anw.html (дата обращения: 01.12.2018)

48 ГОСТ Р 54039-2010 Экспресс-метод спектроскопии в ближней инфракрасной области для определения содержания нефтепродуктов. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2012 - 6с.

49 Guryanova, A. Quantitative analysis of total hydrocarbons and water in oil-contaminated soils with attenuated total reflection infrared spectroscopy/A.Guryanova, V.Ermakov, V.Galyanin, V.Artyushenko, T.Sakharova, Is.Usenov, D.BykovA.Bogomolov// J. Chemometrics. . - Vol. 31. -2017. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https: //onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/cem.2826

50 Латышев, А.А. Определение содержания углеводородных соединений в CC14 по их интегральному поглощению в области 2700-3200 cм-1/ А.А. Латышев, В.А. Латышева, В.О. Некучаев//Сборник научных трудов: Материалы научно-технической конференции. - Ухта: УГТУ. - 2002. -С.223-228.

51 Bellon-Maurel, V. Critical review of chemometric indicators commonly used for assessing the quality of the prediction of soil attributes by NIR spectroscopy / V. Bellon-Maurel, E. Fernandez-Ahumada, B. Palagos, J.-M. Roger, A. McBratney // Trends in Analytical Chemistry. - Vol. 29, No. 9. - 2010. - P. 1073-1081.

52 ГОСТ 27593-88 Почвы. Термины и определения. - М.:Стандартинформ, 2006 - 11с.

53 Александрова, Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации/ Л.Н. Александрова - Л.: Наука, 1980. - 288с. - С. 52-59.

54 Орлов, Д.С. Цвет и диагностика почв /Д.С. Орлов // Соросовский образовательный журнал. - М. - 1997. - №4. - С. 45-51.

55 Розанов Б.Г. Морфология почв/ Б.Г. Розанов. - М.: Изд-во МГУ. - 1983. - С. 202-212. - 320 с.

56 Виноградов, Б.В. Дистанционная индикация содержания гумуса в почвах /

Б.В. Виноградов // Почвоведение. - № II. - 1981.- С. 114-123.

57 Михайлова,Н.А. Взаимосвязь между содержанием гумуса в почве и ее спектральной отражающей способностью /Н.А. Михайлова // Почвенные и агрохимические исследования на Дальнем Востоке/ Михайлова Н.А. - Изд-во СО АН СССР. - 1970 . - С. 53-59.

58 Лабутина, И.А. Использование данных дистанционного зондирования для мониторинга экосистем ООПТ: методическое пособие / И.А. Лабутина, Е.А. Балдина // Всемирный фонд дикой природы (WWF России). Проект ПРООН/ГЭФ/МКИ «Сохранение биоразнообразия в российской части Алтае-Саянскогоэкорегиона»/ Лабутина И.А., Балдина Е.А. - М., 2011. -88с.

- С.9-10.

59 Орлов, Д. С. Химия почв: Учебник. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. - 376с. С.157-160, 220-223.

60 Chakraborty, S. Rapid assessment of regional soil arsenic pollution risk via diffuse reflectance spectroscopy / S. Chakraborty, D.C. Weindorf, S.Deb, B. Li, S. Paul, A. Choudhury, D.P. Ray // Geoderma (289). - 2017. - P. 72-81. doi.org/ 10.1016/j.geoderma.2016.11.024

61 Chen, T. Rapid identification of soil cadmium pollution risk at regional scale based on visible and near-infrared spectroscopy/ T. Chen, Q. Chang, J.G.P.W. Clevers , L. Kooistra// Environmental Pollution (206). - 2015. - P.217-226

62 Marm-Gonzalez,O. On-line measurement of soil properties without direct spectral response in near infrared spectral range /O. Marin-Gonzalez, B. Kuang, M. Z. Quraishi, M. A. Muno z-Garcia, A. M. Mouazen// Soil & Tillage Research (132) .

- 2013. - P. 21-29

63 Wang, C. Ecological risk assessment on heavy metals in soils: Use of soil diffuse reflectance mid-infrared Fourier-transform spectroscopy./C.Wang, W.Li, M. Guo, J. Ji // Scientific Reports. - 7: 40709. - 2017. doi: 10.1038/srep40709

64 Li, D. Prediction of soil organic matter content in a litchi orchard of South China using spectral indices/ D. Li, X. Chen, Z. Peng, S. Chen, W. Chen, L. Han, Y.Li// Soil & Tillage Research (123). - 2012. - P. 78-86

65 Cardelli, V. Non-saturated soil organic horizon characterization via advanced

proximal sensors / V.Cardelli, D.C. Weindorf, S. Chakraborty, B. Li, M. DeFeudis, S. Cocco, A. Agnelli, A. Choudhury, D. Ray, G. Corti. // Geoderma (288). - 2017. - P. 130-142. doi.org/10.1016/j.geoderma.2016.10.036

66 Григорьева, О.В. Методика идентификации нефтезагрязнений почвогрунтов по данным много- и гиперспектральнойоптико-электронной аэросъемки: дис. канд. техн. наук: 25.00.36. - Санкт-Петербург, 2009.- 192 с.

67 Гурьянова, А.О. Оценка использования гиперспектральных изображений для идентификации содержания углеводородов нефти / А.О. Гурьянова, В.В. Ермаков, Д.Е. Быков // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. - 2012. - №12. - C.29-33.

68 Okparanma, R.N. Visible and near-infrared spectroscopy analysis of a polycyclic aromatic hydrocarbon in soils/ R.N. Okparanma, A.M. Mouazen // The Scientific World Journal. - 2013. doi.org/10.1155/2013/160360

69 Chakraborty, S. Rapid identification of oil contaminated soils using visible near infrared diffuse reflectance spectroscopy: dissertation of D.Phil. - Louisiana State University, 2011. - 110p.

70 Okparanma, R.N. Analysis of petroleum-contaminated soils by diffuse reflectance spectroscopy and sequential ultrasonic solvent extraction-gas chromatography / R.N. Okparanma, F. Coulon, A.M. Mouazen // Environmental pollution, Volume, 184, January. - 2014. - P.298-305

71 Webster, G.T. Rapidpredictionoftotalpetroleumhydrocarbonsinsoilusingahand-heldmid-infraredfieldinstrument/ JG.T.Webster, J.M.Soriano-Disla, J.Kirk, L.J.Janik, S.T.Forrester, M. J.McLaughlin, R. J.Stewart // Talanta (160). - 2016. -P.410-416. - Режим доступа: https://doi.org/10.1016Zj.talanta.2016.07.044 (дата обращения: 01.12.2018)

72 Guryanova, A. Applicationofscanningprobespectroscopyinmonitoringofoilpollution / А. Guryanova, V. Ermakov, A. Bogomolov, D. Bykov // Inbk.: AbstractsoftheEighthWinterSymposiumonChemometrics. - Moscow. - 2012. -87p.

73 Гурьянова, А.О. Применение зондовой спектроскопии в задачах

мониторинга нефтяных загрязнений / А.О. Гурьянова, В.В. Ермаков, А.Ю. Богомолов, Д.Е. Быков // Труды VIII Международной научно-практической конференции Ашировские чтения. - Самара: РИО СамГТУ. - 2011. - С.193-195.

74 Русьянова, Н. Д. Углехимия / Н. Д.Русьянова. - М.: Наука, 2000. - 317c.

75 Кимстач Т.Б., Понкратов К.В. Способы подготовки проб для исследования методом ИК-Фурье спектроскопии. Методические рекомендации - М.: ЭКЦ МВД России, 1997. - 8 с.

76 Khoshhesab, Z.M. Infrared Spectroscopy: materials Science, engineering and technology. - 2012. - 510p. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.intechopen.com/books/infrared-spectroscopy-materials-science-engineering-and-technology (дата обращения: 01.12.2018)

77 Rodrigues, R.R.T. Evaluation of calibration transfer methods using the ATR-FTIR technique to predict density of crude oil / R.R.T. Rodrigues, J.T.C.Rocha, L.M.S.L.Oliveira, J.C.M. Dias, E.I.Muller, E.V.R.Castro, P.R.Filgueiras //Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, (166). - 2017. - P. 7-13.doi.org/10.1016/j.chemolab.2017.04.007

78 Parisotto, G. Total acid number determination in residues of crude oil distillation using ATR-FTIR and variable selection by chemometric methods/ G. Parisotto, M. F. Ferrao, A. L. H. Muller, E. I. Muller, M. F. P. Santos, R. C. L. Guimaraes, J. C. M. Dias, E. M. M. Flores // Energy Fuels (24). - 2010. - P.5474-5478. doi.org/10.1021/ef1002974.

79 Kiefer, J. Attenuated total reflection infrared (ATR-IR) spectroscopy of awater-in-oil emulsion/ J. Kiefer, K. Frank, H.P. Schuchmann // Applied spectroscopy (65). - 2011. - P.1024-1028. doi: 10.1366/11-06323

80 Левшин, Л.В. Оптические методы исследования молекулярных систем. Ч.1 Молекулярная спектроскопия/ Л.В. Левшин, А.М. Салецкий. - М.: Изд-во МГУ, 1994. - 319c. - С. 105-112.

81 Бахшиев, Н.Г. Введение в молекулярную спектроскопию: учеб. пособие для хим. фак. ун-тов, хим.-технол. и пед. ин-тов / Н.Г. Бахшиев ; ЛГУ им. А.А. Жданова. - 2-е изд., испр., доп. - Л. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1987. - 216

с. - С.190-192

82 Сайт компании «artphotonics GmbH» [Электронный ресурс] - Режим доступа:Шр:/А№№^а11рЬо1:отс8.сот/ BroadSpectraOpticalFiberSolutions (дата обращения: 01.12.2018)

83 Кендалл, Д. Прикладная инфракрасная спектроскопия / Под ред. Д. Кендалл.-М.: Мир, 1970.- 376с. - С. 301-304.

84 Mark, J. Prospects for multivariate classification of a pharmaceutical intermediate with near-infrared spectroscopy as a process analytical technology production control supplement/J. Mark , M. Andre , M. Karner , C. W. Huck // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. - № 76 (2). - 2010. - Р. 320-327.

85 Wu, H. Quality-by-Design: An integrated process analytical technology approach for a dynamic pharmaceutical co-precipitation process characterization and process design space development/ H.Wu , M. White , M. A. Khan // International Journal of Pharmaceutics. - № 405. - 2011. - P. 63-78.

86 Cozzolino, D. Mid infrared spectroscopy and multivariate analysis: A tool to discriminate between organic and non-organic wines grown in Australia/Cozzolino D., Holdstock M., Dambergs R. G., Cynkar W. U., Smith P. A. // Food Chemistry. - № 116. - 2009. - P. 761-765.

87 Bogomolov, A. Quantitative determination of fat and total protein in milk based on visible light scatter /A. Bogomolov St. Dietrich, B. Boldrini, R. W. Kessler// Food Chemistry (134). - 2012. - P.412-418.

88 Bundy, J. G. Combined microbial community level and single species biosensor responses to monitor recovery of oil polluted soil/ J. G. Bundy , G. I. Paton, C. D. Campbell // Soil Biology & Biochemistry.- № 36. - 2004.- P. 1149-1159.

89 Schenk, J. Simplified Fourier-transform mid-infrared spectroscopy calibration based on a spectra library for the on-line monitoring of bioprocesses / J. Schenk, I. W. Marison, U. Von Stockar // AnalyticaChimicaActa. -№591. - 2007. - P. 132-140.

90 Сафиева, Р.З. Экспресс-анализ состава и физико-химических свойств нефтяных системметодом БИК-спектроскопии/ Р.З. Сафиева, Р.З. Сюняев, Е.Н. Абанина, В.М. Филатов, Р.М. Балабин// Наука и технологии в промышленности. - №3. - 2011. - С. 101-104 .

91 Marengo, E. Monitoring of paintings under exposure to UV light by ATR-FT-IR spectroscopy and multivariate control charts / E. Marengo, M.Cr. Liparota, E. Robotti, M. Bobba// Vibrational Spectroscopy (40). - 2006. - P. 225-234. doi.org/10.1016/j.vibspec.2005.09.005

92 Гурьянова, А.О. Комплексный мониторинг биодеструкциинефтешламов /

A.О. Гурьянова, В.В. Ермаков, Д.Е. Быков // Труды 11-й Международной конференции Актуальные проблемы современной науки. - Самара: СГОА (Н). - 2010. - С.23-27.

93 Гурьянова, А.О. Определение массовой доли нефтепродуктов в почве по спектрам нарушенного полного внутреннего отражения/А.О. Гурьянова,

B.В. Ермаков, Е.В. Максина, Е.В. Раменская, Т.В. Сахарова, Д.Е. Быков,

B.Г. Артюшенко, А.Ю. Богомолов // Экология и промышленность России. -2013. - №12. - C.24-28.

94 К. Эсбенсен. Анализ многомерных данных. Избранные главы/ Пер. с англ.

C.В. Кучерявского; Под.ред. О.Е. Родионовой. - Самара: Изд-во СамГТУ. -2006. -160с.

95 Родионова О.Е. Хемометрика в аналитической химии/ О.Е. Родионова, А.Л. Померанцев [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.chemometrics.ru/materials/articles/chemometrics_review.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

96 Померанцев, А.Л.. Калибровка (Градуировка)/ А.Л. Померанцев [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://www.chemometrics.ru/materials/textbooks/calibration.htm#Ch0 (дата обращения: 01.12.2018)

97 Шараф, М.А.Хемометрика/ М.А. Шараф, Д.Л. Иллмэн, Б.Р. Ковальски; пер. с англ. - Л.: Химия, 1989. - 272 с.

98 Дребущак, Т. Н. Введение в хемометрику: учебное пособие / Т. Н.Дребущак. - Новосибирск: Новосиб. гос. ун-т, 2013. - 88с.

99 Родионова, О.Е.Хемометрика: достижения и перспективы/ О.Е. Родионова, А.Л. Померанцев // Успехи химии. - Т. 75, № 4. - 2006. - С. 302-317.

100 Сайт CAMO [Электронный ресурс] - Режим доступа:

https: //www. camo. com/TheUnscrambler/Appendices/The%20Unscrambler%20M ethod%20References.pdf (дата обращения: 01.12.2018)

101 МУ 2.1.7.730-99 Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. -М.: Департамент санэпиднадзора Министерства здравоохранения РФ, 1999 -20с.

102 ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору почв. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2004 - 4с.

103 Ягодин, Б.А. Агрохимия: учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Ягодин Б.А., Жуков Ю.П., Кобзаренко В.И. Под редакцией Б.А. Ягодина.- М.: Колос, 2002.- 584 с .

104 Горнаяэнциклопедия / Под ред. Е. А. Козловского. - М.: Советская энциклопедия. - Т. 5: СССР - Яшма. -1991. - 451 с.

105 Обзорный атлас окружающей среды Самарской области / Правительство Самарской обл., М-во природ.ресурсов и охраны окруж. среды Самарской обл. - Самара : [б. и.], 2007 - 88 с.

106 Гурьянова, А.О. Спектральный анализ содержания нефтепродуктов в почве / А.О. Гурьянова, В.В. Ермаков, А.Ю. Богомолов, Д.Е. Быков // Сборник докладов международного инновационного форума молодых ученых "Young ELPIT", Самара, Тольятти. - 2013. - С.72-76.

107 ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2016 - 20с.

108 ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2008 - 8 с.

109 Bogomolov,A. Designing a multi-component calibration experiment/ A. Bogomolov// In bk.: Abstracts of the Ninth Winter Symposium on Chemometrics. - Tomsk. - 2014.

110 Загвоздкин, В.К. Методика оценки эколого-экономических последствий загрязнения нефтью и нефтепродуктами/ В.К. Загвоздкин, И.А. Заикин, А.А. Быков, Ю.Д. Макиев, Д.В. Малышев, В.Б. Назаров // Проблемы анализа риска. - т. 2, №1. - 2005. - C. 6-28.

111 Махутов, Н.А. Особенности возникновения чрезвычайных ситуаций в Арктической зоне России и пути их парирования на основе концепции риска/ Н.А. Махутов, М.М., Гаденин, М.П. Лебедев [идр.], Ю.С. Глязнецова[идр.]// Арктика: экология и экономика. - № 1 (13). - 2014. -С.10-29

112 Ermakov, V. V. Fiber optical ATR-IR spectroscopic analyzer of oil-contaminated soil / V. V. Ermakov, A.O. Guryanova, A.Yu. Bogomolov, D.E. Bykov, T.V. Sakhorova, V.G. Artyushenko// Inbk.: Abstracts of the Ninth Winter Symposium on Chemometrics. - Tomsk. - 2014.

113 Сайт Thermo Scientific [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.thermofisher.com/ru/ru/home.html (дата обращения: 01.12.2018)

114 Тарасевич, Б.Н. Основы ИК спектроскопии с преобразованием Фурье : пособие к спецпрактикуму по физико-химическим методам для студентов-дипломников кафедры органической химии / Б.Н. Тарасевич. М.: Изд-во МГУ, 2012. - 22с.

115 Artyushenko, V. Mid-IR fibre optics spectroscopy in the 3300-600 cm-1 range / V. Artyushenko, A. Bocharnikov, G. Colquhoun, C. Leach, V. Lobachev, T. Sakharova, D. Savitsky// Vibrational Spectroscopy. - 2008. - № 48. - P.168-171

116 Окатов, М.А. Справочник технолога-оптика/М.А. Окатов, М.А.Антонов М.А., А. Байгожин Под ред. М. А. Окатова. - 2-е изд., перераб. и доп. -СПб.: Политехника, 2004. - 679 с.

117 Богомолов, А.И. Химия нефти и газа: учебное пособие для вузов/ А.И. Богомолов, А.А. Гайле, В.В. Громова и др.: Под ред. В.А. Проскурякова, А.Е. Драбкина. - 3-е изд., доп. и испр. - СПб: Химия, 1995. - 448с. - С.111-144.

118 Ларин,Ю.Т. Стекла для изготовления оптических волокон/ Ю.Т. Ларин // Информост. Радиоэлектроника и телекоммуникации. 2002. - № 1(19). -С. 35-38.

119 Лисицкий И.С. Разработка технологий глубокой очистки галогенидов серебра и выращивания кристаллов для волоконной оптики/ И.С. Лисицкий, В.Ф. Голованов, Г.В. Полякова, М.С. Кузнецов, К.С. Зараменских // Отраслевые аспекты технических наук - 2012. - №2 (14). - С. 6-8.

120 ТравеньВ. Ф.Органическая химия: Учебник для вузов: в 2 т. / В. Ф. Травень. - М.: ИКЦ "Академкнига", 2004. Т.1 - 2004. - 727с.

121 Инструкция по идентификации источника загрязнения водного объекта нефтью. - Минприроды РФ. - 1994. 58с.

122 Бабушкин, А.А. Методы спектрального анализа/ А.А. Бабушкин, П.А. Бажулин, Ф.А. Королев, Л.В. Левшин, В.К. Прокофьев, А.Р. Стриганов М.: Изд-во МГУ, 1962. - 508с. - С.246-250.

123 Guryanova, A. Attenuated total reflection infrared spectroscopy and multivariate analysis: a tool for determination of oil contamination in soils/A.Guryanova, V.Ermakov, D.Bykov, V.Artyushenko, A.Bogomolov// Inbk.: Abstracts of the Tenth Winter Symposium on Chemometrics. - Samara. - 2016. - 71p.

124 Гурьянова, А.О. Получение опорных спектральных сигнатур при гиперспектральной съемке/ Е.В. Раменская, А.О. Гурьянова, А.Г. Мандра, В.В. Ермаков // Экология и промышленность России. - 2014. - №10. - С.44-47.

125 Гурьянова, А.О. Многоуровневая система мониторинга почв / А.О. Гурьянова, В.В. Ермаков // Труды IX Международной научно-практической конференции Ашировские чтения. - Самара: РИО СамГТУ. - 2012. - С.280-281.

126 Письмо Минстроя России от 04.04.2018 № 13606-ХМ/09 «Об индексах изменения сметной стоимости строительства в I квартале 2018 года» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_295166/c9862bff7d2100c7b fd7382af9195b3b4356955b/ (дата обращения: 01.12.2018)

127 Справочник базовых цен на инженерно-геологические и инженерно -экологические изыскания для строительства/ Госстрой России. - М. ПНИИИС Госстроя России, 1999г. 144с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Результаты определения содержания нефтепродуктов флуориметрическим

методом

Таблица А.1 -Результаты определения содержания нефтепродуктов в навесках почвенных образцов флуориметрическим методом

№ п/п Содержание нефтепродуктов в навеске, мг/кг № п/п Содержание нефтепродуктов в навеске, мг/кг

Образец № 1 Образец № 3

1 392 ± 98 1 745 ± 186

2 358 ± 89 2 823 ± 206

3 393 ± 98 3 890 ± 223

4 325 ± 81 4 845 ± 211

5 362 ± 90 5 699 ± 175

6 430 ± 107 6 719 ± 180

7 391 ± 97 7 780 ± 195

8 390 ± 97 8 848 ± 212

9 379 ± 95 9 861 ± 215

10 380 ± 95 10 785 ± 196

Среднее значение 392 ± 98 Среднее значение 800 ± 200

Образец № 2 Образец № 4

1 201 ± 72 1 1327 ± 332

2 245 ± 88 2 1341 ± 335

3 212 ± 76 3 1380 ± 345

4 256 ± 92 4 1386 ± 347

5 219 ± 79 5 1368 ± 342

6 187 ± 67 6 1342 ± 336

7 217 ± 78 7 1371 ± 343

8 224 ± 80 8 1352 ± 338

9 238 ± 85 9 1409 ± 352

10 209 ± 75 10 1371 ± 343

Среднее значение 220 ± 72 Среднее значение 1365 ± 341

Образец № 5

1 1626 ± 407

2 1598 ± 400

3 1617 ± 404

4 1674 ± 419

5 1640 ± 410

6 1623 ± 406

7 1650 ± 413

8 1694 ± 424

9 1689 ± 422

10 1740 ± 435

Среднее значение 1655 ± 414

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Спектры НПВО

0

1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000

Волновое число, см-1 Рисунок Б.1- Спектры НПВО образцов почвогрунтов с содержанием нефтепродуктов от 0,022 до 0,165% мас.

1600 2000 2400 2800 3200 3600 4000

Волновое число, см-1 Рисунок Б.2 - Спектры НПВО образцов почвогрунтов с содержанием

нефтепродуктов от 0,16 до 1,37% мас.

0

1,2

1,0

л н о о

н

н о ч

с §

и о

е ч и

н с

о

0,6

0,4

0,2

0

1600

2000

3600

2400 2800 3200

Волновое число, см-1 Рисунок Б.3 - Спектры НПВО образцов почвогрунтов с содержанием нефтепродуктов от 1,37 до 19,8 % мас.

4000

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Результаты проверки работоспособности моделей для определения содержания

нефтепродуктов

Таблица В.1- Расхождение результатов анализа

№ Результат анализа пробы флуориметрическим методом или Результат, полученный с Расхождение, %

п/п результатмоделирования применением

содержания нефти и нефтепродукта, % мас. многомерной модели, % мас.

1 0,0221 0,0375 51,55

2 0,0338 0,0484 35,60

3 0,0800 0,0916 13,51

4 0,1370 0,1140 18,33

5 0,1660 0,1630 1,82

6 0,72 0,87 19,32

7 0,72 0,48 39,6

8 1,04 1,01 3,13

9 1,37 1,24 9,8

10 1,43 1,44 0,35

11 1,43 0,85 50,44

12 2,04 2,74 29,43

13 2,13 2,63 21,16

14 2,30 4,31 60,88

15 2,82 3,26 14,47

16 2,82 2,43 14,98

17 3,03 6,75 76,05

18 3,12 4,82 42,78

19 3,27 4,38 28,91

20 3,49 3,32 4,99

21 3,49 5,11 37,71

22 4,00 3,31 18,76

23 4,16 3,17 26,89

24 4,16 2,66 44,13

25 4,24 4,77 11,68

26 4,82 2,32 70,14

27 4,82 6,20 25,00

28 4,94 4,20 16,10

29 5,24 5,39 2,75

30 5,46 4,15 27,19

31 5,46 4,25 24,83

32 5,68 7,63 29,35

33 5,82 6,06 4,11

Продолжение таблицыВ.1

Результат анализа пробы флуориметрическим методом Результат, полученный с

№ или результат моделирования применением Расхождение, %

п/п содержания нефти и нефтепродуктов, % мас. многомерной модели, % мас.

34 5,87 6,90 16,17

35 6,09 5,37 12,66

36 6,09 6,67 9,60

37 6,26 7,34 15,86

38 6,72 7,99 17,25

39 6,72 7,45 10,33

40 6,78 6,71 1,07

41 7,30 4,81 41,08

42 7,34 8,99 20,19

43 7,34 10,90 39,04

44 7,66 7,76 1,28

45 7,95 9,61 18,95

46 7,95 9,13 13,76

47 8,10 10,82 28,72

48 8,36 10,97 27,00

49 8,52 5,94 35,64

50 8,54 9,51 10,78

51 8,54 10,56 21,11

52 9,14 10,26 11,55

53 9,14 9,91 8,06

54 9,38 7,11 27,59

55 9,45 13,66 36,45

56 9,72 11,13 13,49

57 9,72 11,57 17,35

58 9,92 9,84 0,81

59 9,98 9,55 4,42

60 10,21 7,25 33,93

61 10,29 12,47 19,12

62 10,56 11,34 7,11

63 10,85 9,50 13,29

64 10,85 9,06 18,02

65 11,02 11,02 0,02

66 11,41 11,25 1,40

67 11,41 13,29 15,24

68 11,69 7,33 45,79

Результат анализа пробы флуориметрическим методом Результат, полученный с

№ или результат моделирования применением Расхождение, %

п/п содержания нефти и нефтепродуктов, % мас. многомерной модели, % мас.

69 11,82 12,67 6,97

70 11,96 13,82 14,40

71 11,96 12,65 5,64

72 12,51 13,94 10,83

73 12,51 13,81 9,89

74 12,86 10,84 17,07

75 13,04 11,55 12,12

76 13,04 11,57 11,93

77 13,57 9,07 39,75

78 13,57 16,56 19,87

79 14,09 14,20 0,78

80 14,09 12,51 11,87

81 14,60 14,90 2,04

82 14,60 16,31 11,08

83 15,11 16,43 8,36

84 15,11 15,49 2,49

85 15,61 15,93 2,02

86 15,61 16,04 2,70

87 16,10 15,99 0,67

88 16,10 15,27 5,31

89 16,59 16,33 1,59

90 16,59 13,53 20,36

91 17,06 16,81 1,49

92 17,06 14,73 14,65

93 17,54 15,20 14,31

94 17,54 15,83 10,26

95 18,01 16,24 10,36

96 18,01 17,81 1,10

97 18,47 17,86 3,34

98 18,47 18,13 1,84

99 18,93 16,91 11,30

100 18,93 17,19 9,63

101 19,38 17,42 10,65

102 19,38 17,48 10,33

103 19,82 20,41 2,93

104 19,82 19,82 0,02