Нефтепродукты (НП) – одни из самых часто встречающихся загрязнителей окружающей среды из-за их активного использования в хозяйственной и бытовой деятельности человека. Относятся к наиболее токсичным и опасным для экологии и проживающих в загрязненных районах людей. В водоемах могут частично растворяться, находиться в виде эмульсии или цветной пленки. Нефтепродукты имеют вид вязкой маслянистой жидкости с сильным запахом. Способны растекаться на большие расстояния, что приобретает масштабы экологической катастрофы.
Являются не постоянными по агрегатному состоянию и составу смесями углеводородов. Это осложняет контроль предельно допустимой концентрации нефтепродуктов в воде. Но проведение анализов на их содержание и очистительных мероприятий обязательны. Регламентируются природоохранным законодательством и различными нормативными актами. Отсутствие контроля грозит массовой гибелью морских животных и растений. У человека при потреблении загрязненной воды развиваются хронические дерматозы и онкологические заболевания.
Источники попадания нефтепродуктов в воду
Как и при загрязнении водоемов другими химическими веществами и соединениями, причины бывают двух видов – естественными (природными) и антропогенными.
Первые малочисленны и включают в себя выход со дна нефтесодержащих песков, горных пород или смесей. Вторые, связанные с хозяйственной деятельностью человека, являются основными источниками загрязнения воды нефтепродуктами. К ним относятся: 1) аварийные разливы в процессе добычи, хранения и особенно – транспортировки нефти танкерами; 2) неэффективная очистка промышленных и бытовых отходов; 3) нарушение технологии заправки автотранспорта и утилизации двигателей внутреннего сгорания.
Нормативно-правовая база
Контроль содержания нефтепродуктов в воде осуществляются несколькими нормативами. На данный момент ГН 2.1.5.2280-07 о ПДК химических веществ в водных объектах хозяйственно-питьевого и бытового назначения, утратили силу. С 1 марта 2021 г. действует новый СанПиН 1.2.3685-21. Постановлением Правительства РФ N 2366 (30.12.2020) утверждены и новые Правила организации мероприятий по предупреждению и ликвидации разливов нефти.
Общие положения и стандарты определения нефтепродуктов в природных (поверхностных и подземных) и сточных водах приведены в ГОСТ Р 70283-2022. Регламентируют правила забора и хранения проб, применяемые реактивы и лабораторную посуду, требуемый диапазон изменений и степень погрешности. А также сами методы определения не только суммарного содержания, но и количественного и качественного состава компонентов смеси углеводородов.
Определение нефтепродуктов в воде
Для проведения анализа на предельно допустимые концентрации применяют следующие методики.
Флуориметрический метод
Содержание нефтепродуктов в воде определяется по интенсивности их флуоресценции. При воздействии на ароматические углеводороды светом определенного спектра они начинают светиться. Если при фотометрическом методе используют инфракрасное излучение, то здесь – ультрафиолетовое. Преимущество заключаются в большей чувствительности, быстроте проведения анализа и возможности обнаруживать даже малые концентрации НП в воде.
Гравиметрический метод
Используется при высоком содержании НП в стоках и природных водах. Анализ основан на извлечении нефтепродуктов из исследуемой среды органическим растворителем (гексаном). Экстракт пропускают через колонку с сорбентом, выпаривают экстрагент и взвешивают остаток. Чем больше его масса, тем выше содержание НП. Метод простой и недорогой, определяет концентрации от 0,30 до 50,0 мг/дм3. Но погрешность достаточно высокая (25-35%).
Инфракрасная спектрофотометрия
Один из самых распространенных методов анализа на нефтепродукты. Используемое оборудование измеряет поглощение ими света в пробе воды. Сначала нужно очистить выделенные из воды нефтяные компоненты от сопутствующих соединений в колонке, заполненной оксидом алюминия. После этого определить интенсивность поглощения инфракрасной области спектра. Этим способом можно обнаруживать концентрации от 0,02 до 2,00 мг/дм3.
Газовая хроматография
Анализ с использованием этой методики считается нетрудоемким и результативным. Применяется для питьевой, природной и сточной воды с содержанием НП от 0,02 мг/дм3. Они извлекаются из пробы экстрагентом, а экстракт очищается от полярных соединений сорбентом. Затем поток подвижной фазы анализируется на газовом хроматографе. Главная особенность в том, что удается не просто определять содержание НП, но и идентифицировать их.
Бумажная хроматография
Используется для экспресс-анализа воды на нефтепродукты в полевых условиях. Небольшая проба помещается на лист фильтровальной бумаги и высыхает. После этого лист помещается в растворитель, который начинает постепенно подниматься и разделять содержащиеся в пробе компоненты. Бумага извлекается и анализируется ультрафиолетовым излучением или посредством окрашивания. После высыхания пятна сравниваются со стандартами.
Датчики определения нефтепродуктов в воде
Для оперативного обнаружения НП и их аварийных разливов используют различные устройства. Это несколько видов погружных датчиков, анализаторов и детекторов.
– Оптические датчики. Работают по принципу измерения количества отраженного света в воде. При наличии НП часть света поглощается или рассеивается, что и улавливают эти устройства.
– Инфракрасные датчики. В этом случае анализаторы определяют объем поглощения инфракрасного излучения среднего диапазона нефтепродуктами, находящимися в воде.
– УФ-флуоресцентные датчики. Излучают ультрафиолет, который при взаимодействии с углеводородом вызывает флуоресценцию. По ее интенсивности судят о концентрации НП.
Нормы содержания в разных источниках
Результаты анализа сравниваются с установленными предельно допустимыми концентрациями.
• ПДК нефтепродуктов в сточных водах. Регулируются действующими нормативами СанПиН и иными актами с учетом источника сточных вод и др. Установлены в пределах от 0,1 до 5 мг/л.
• ПДК нефтепродуктов в питьевой воде. Строго регламентированные СанПиН 1.2.3685-21 показатели. Концентрация не должна превышать 0,1 мг/дм3 в любой воде, кроме технической.
• ПДК нефтепродуктов в водах рыбохозяйственной акватории. Приказ N552 Министерства сельского хозяйства (13.12.2016 г.) утвердил предельно допустимые концентрации в 0,05 мг/дм3.
Штрафы за превышение нефтепродуктов в стоках
Закон предусматривает ответственность за превышение предельно допустимых концентраций в промышленных и иных видах стоков. Согласно ст. 8.14 КоАП РФ «Нарушение правил водопользования», должностным лицам назначается штраф в 10.000-20.000 рублей, а юридическим – 80.000-100.000 или приостановка деятельности до 90 суток.
При определенных условиях наказание могут ужесточить. Если экологии был нанесен существенный урон, то предприятие должно будет выплатить ущерб. При массовой гибели водных обитателей и других масштабных последствиях из-за сброса стоков в водоемы должностным лицам предприятия может грозить и уголовная ответственность.
Резюме
Проведение количественного анализа НП должно соответствовать природоохранным нормативным документам федеративным (ПНДФ). Допускается использоваться только методы, официально утвержденные для исследования воды на нефтепродукты. Провести анализ можно в нашей лаборатории в Москве с определением ПДК НП в разных источниках. При критическом превышении показателей нужны срочные меры по очистке природных водоемов или стоков.
