Приложение 4. Методы определения нефти и нефтепродуктов
4.1. Весовой метод определения содержания нефтепродуктов в почве (16).
Ход определения. Для проведения исследований образцы почвы просушивают, измельчают и протирают через сито с диаметром ячей 1 мм. Из образца отбирают аналитическую пробу почвы массой 30-100 г (3-х кратной повторности), которую высушивают до постоянной массы. Навеску почвы помещают в колбу емкостью 150 мл, смачивают хлороформом до влажного состояния. Затем несколько раз проводят экстракцию путем добавления 10-15 мл хлороформа до получения в последней порции бесцветного экстракта. Полученную хлороформную вытяжку выпаривают в вытяжном шкафу на водяной бане или удаляют хлороформ методом отгонки. С этой целью экстракт помещают в колбу емкостью 250 мл, которая соединяется с холодильником Либиха и ставят её на водяную баню для выпаривания. Когда в колбе останется 20-25 мл жидкости, отгонку прекращают. Содержимое колбы сливают с стаканчик емкостью 50 мл, которую # дважды ополаскивают хлороформом (по 10 мл). Эти две порции хлороформа сливают в тот же стаканчик, который помещают в вытяжной шкаф для испарения.
Для очистки полученного экстракта готовят колонку, представляющую собой стеклянную трубку высотой 12-15 см диаметром 1 см с оттянутым нижним концом до диаметра, равного 1 мм. В нижнюю часть колонки вкладывают слой стеклянной ваты толщиной 1 см, затем колонку заполняют окисью алюминия (для хроматографии) на 2-8 см и покрывают слоем стеклянной ваты. Приготовленную колонку закрепляют в штативе, а её содержимое с помощью пипетки смачивают 3-5 мл гексана.
Под носик колонки ставят взвешенный на аналитических весах пустой стаканчик емкостью 50 мл. В таком виде фильтрационная колонка считается готовой к работе.
Оставшийся в стаканчике после испарения хлороформа осадок растворяют 5-10 мл нормального гексана и переносят в колонку, стаканчик споласкивают 3 раза 2 мл гексана и этот смыв также вносят в колонку. После окончания фильтрации колонку промывают 2-З порциями гексана (по 2-3 мл). При получении гексанового раствора нефтепродуктов освобожденного от полярных соединений, гексан испаряется в потоке воздуха при комнатной температуре. После полного удаления гексана стаканчик взвешивают, выдерживают в течение получаса в лаборатории для полного испарения гексана. Повторно взвешивают на аналитических весах и при совпадении массы анализ заканчивается.
По разности массы с содержимым и без содержимого определяют массу обнаруженных нефтепродуктов.
Содержание нефтепродуктов (X мг/кг почвы) вычисляют по формуле:
н-Гексан (НС6Н14) х.ч.
Хлороформ (СНСl3) х.ч.
Окись алюминия Аl203 безводный, ч, МРТУ 6-09-5296-68, активированный при t = 600+-10°С в течение 4 ч.
Приборы и посуда:
Фильтрационная колонка высотой 12-13 см.
Колбы на 150 мл, 250 мл, 50 мл.
4.2. Определение фракционного состава нефтепродуктов (17).
Метод основан на определении нефтепродуктов в почве с помощью тонкослойной хроматографии в сочетании с гравиметрическим методом.
Подготовка пробы к анализу. Отбирают пробу почвы 0,5-1 кг, из которой предварительно удаляют корешки, измельчают, тщательно перемешивают и отвешивают навеску.
Ход определения. Взвешенную навеску помещают в колбу вместимостью 500 мл и экстрагируют хлороформом несколько раз до получения порции бесцветного экстракта. Хлороформ используемый в дальнейшей работе очищают перегонкой. Экстракты смешивают, отгоняют на роторном испарителе хлороформ или выпаривают его при комнатной температуре в вытяжном шкафу сначала в большей емкости, затем после количественного перенесения в доведенном до постоянной массы в бюксе.
По разности определяют массу веществ, экстрагируемых из почвенной навески хлороформом. Далее навеску веществ, экстрагируемых хлороформом (10-20 мл), растворяют в нескольких каплях хлороформа и наносят капилляром с внутренним диаметром 1 мм на пластинку с силикагелем полосой на расстоянии 2 см от нижнего края.
Для приготовления хроматографической пластинки 3 г силикагеля марки ЛС 5/40 тщательно растирают с 6 мл воды, добавляемой по частям и наносят на обезжиренную стеклянную пластинку размером 6x18 см; сушат на воздухе при комнатной температуре. Для удаления органических примесей силикагель и фильтры предварительно обрабатывают гексаном в аппарате Сокслета в течение суток.
Для уменьшения краевых эффектов боковые края пластинки очищают от сорбента на глубину 4-5 мм. В хроматографическую камеру с хорошо пришлифованной стеклянной крышкой наливают систему растворителей хлороформ-гексан (1:9) высотой 3-5 мм. На внутренние стенки камеры помещают полоски обезжиренной бумаги для насыщения парами растворителя. Примерно через полчаса погружают вертикально пластинку с нанесенной пробой в подвижную фазу, следя за тем, чтобы полоса с нанесенной пробой находилась выше уровня растворителя, иначе будет размываться. Когда фронт растворителя достигнет 2 см от верхнего края пластинки, её вынимают, подсушивают на воздухе и рассматривают под люминоскопом в затемненной комнате. Можно наблюдать светящиеся зоны, которые отмечают острием иглы. В зависимости от состава нефти и степени её окисленности насчитывают от 4-х до 8 слоев. У линии фронта находятся нелюминесцирующие метано-нафтеновые углеводороды, за ними следуют люминесцирующие ярко-голубым и бирюзово-голубым светом ароматические углеводороды. Ближе к стартовой линии располагаются зоны, имеющие под УФ - лучами желтоватое и коричневое свечение. Это зоны смолистых компонентов. На линии старта видна коричневая зона асфальтеновых веществ.
Отмеченные зоны осторожно очищают лезвием бритвы в стаканчики и заливают хлороформом. Для растворения содержимое перемешивают стеклянной палочкой, после чего фильтруют через бумажные фильтры в доведенные до постоянной массы бюксы. После испарения хлороформа бюксы взвешивают на аналитических весах и определяют массу каждой фракции.
Количество нефтепродуктов вычисляют по следующей формуле:
Предложенный метод позволяет получить качественные и количественные характеристики образцов почв, загрязненных нефтепродуктами.