Особенности определения микроколичеств углеводородов в природных водах некоторых районов Западной Сибири

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Стендовые доклады » Стендовая Секция VI. Анализ объектов окружающей среды » ...

Особенности определения микроколичеств углеводородов в природных водах некоторых районов Западной Сибири

Буткова О.Л., Гончаров А.И.

ВНИИ Пивоваренной, Безалкогольной и Винодельческой Промышленности Москва, ул. Россолимо 7 ilmwperikl.br.urbannet.ru

При определении фоновых содержаний нефтепродуктов в районах Западной Сибири, не подверженных техногенному давлению, возникает необходимость измерения концентраций, меньших, чем 0.05мг/л.

Однако погрешность существующего метода определения нефтепродуктов инфракрасной спектрофотометрией в области концентраций менее 0.05 мг/л превышает 100%. Это связано и с необходимостью измерения малого спектрофотометрического сигнала, сравнимого с уровнем шумов.

Обработка малого сигнала по алгоритму Савицкого-Голея безуспешна, так как основана на разбиении спектра на отрезки и представлении на каждом отрезке обрабатываемого спектра полиномом, параметры которого рассчитывают методом наименьших квадратов.

Для решение задачи определения микроколичеств НП нами предложен новый метод математической обработки малого сигнала,. в основу которого положено моделирование всего спектра поглощения в области 3100-2700 см^-1без разбиения его на отрезки, таким образом, чтобы сумма квадратов отклонений рассчитанного спектра от зарегистрированного была минимальной.

Метод основан на следующих принципах:

1. При определении нефтепродуктов методом инфракрасной спектрофотометрии измеряемой величиной является поглощение, вызванное валентными СН колебаниями в углеводородах, причем форма и положение полос поглощения в этой области мало зависят от конкретного вещества;

2. Из-за малых межмолекулярных взаимодействий оптическая плотность инфракрасного спектра смеси углеводородов подчиняется принципу аддитивности.

Это дает возможность аппроксимировать спектр анализируемых нефтепродуктов алгебраической суммой спектров базового набора, формируемого из индивидуальных углеводородов и товарных нефтепродуктов.

Базовый набор должен содержать спектры: 1. углеводородов, наиболее близких к спектрам распространенных нефтепродуктов; 2. углеводородов, позволяющих компенсировать доминирующий вклад какой-либо группы, например, изо-октана —доминирующая СН₃-группа, и циклогексана —доминирующая СН₂-группа,3. непредельных углеводородов, так как положение полос поглощения СН₂и СН₃-группп в спектрах предельных и непредельных углеводородов различны,4 ароматических углеводородов для моделирования поглощения в области 3100-3000см^-1.

Для достижения большей точности моделирования целесообразно представлять каждый базовый спектр идеальной, лишенной шумов математической кривой в виде суммы кривых Лоренца, Гаусса и Коши. Правильность метода исследовали на модельных смесях. Во всех случаях погрешность не превышала 5%.

Предложенный метод был использован при определении нефтепродуктов в Пуртазовском междуречье, в районе Восточно-Таркасалинского месторождения.

Было установлено, что фоновые содержания нефтепродуктов в водах районов Западной Сибири, не подверженных техногенному давлению, менее 0.005мг/л.