Спосіб оцінки вмісту – ступеню деструкції нафти в екосистемах

1 Спосіб оцінки вмісту - ступеня деструкції нафти в екосистемах, що передбачає підготовку вихідної проби до аналізу шляхом відділення нафти від води, переведення її в аналізуючий стан, проведення аналізу проби і оцінку вмісту нафти, який відрізняється тим, що відділення нафти від води здійснюють шляхом поглинання нафти сорбентом бюдеструктивного типу, аналіз проби ведуть за рахунок виявлення парамагнітних сигналів сорбентів методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) з наступним визначенням радіоспектроскопічних параметрів характеристик цих сорбентів у зразках сорбенту з різною КІЛЬКІСТЮ адсорбованої нафти і порівнянням характеру оцінки вмісту - ступеня деструкції нафти проводять шляхом аналізу радіоспектроскопічних параметрів парамагнітних сигналів зразків сорбентів з різною КІЛЬКІСТЬ адсорбованої нафти ме тодом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР), порівнюють характеристики вихідних і кінцевих сигналів ЕПР і на основі порівняння цих характеристик (інтенсивності сигналів, їх напівширини, ступеня асиметрії та зміни співвідношення інтенсивностей вихідного та кінцевого сигналів) роблять висновок щодо вмісту нафти в зразку 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що оцінку вмісту нафти - ступеня деструкції здійснюють за зниженням співвідношення кінцевої концентрації парамагнітних центрів до початкової концентрації парамагнітних центрів (І,/Іо) до величини 0,2-0,25 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що оцінку вмісту нафти - ступеня деструкції здійснюють за зменшенням ширини сигналів ЕПР до величини менше 1/2 вихідної ширини сигналів зразків сорбентів 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що оцінку вмісту нафти - ступеня деструкції здійснюють за початковим збільшенням ступеня асиметрії сигналів ЕПР до величини 1,5-1,6 та подальшому його зменшенні до величини 1,0 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що оцінку вмісту нафти - ступеня деструкції здійснюють шляхом порівняльного аналізу вихідних, кінцевих сигналів та калібрувального графіка о> о ю Винахід відноситься до області технічної фізики і може бути використаний для визначення вмісту - ступеню деструкції нафти та нафтопродуктів в екосистемах - воді та ґрунті Відомий спосіб оцінки вмісту - ступеню деструкції нафти та нафтопродуктів в вихідних пробах водних розчинів, що базується на фізико-хімічному аналізі нафти /1/ Недоліком даного способу є його довготривалість та невисока точність аналітичного визначення Відомий спосіб оцінки вмісту нафти в водних системах, в основі якого лежить хроматографічне визначення вуглеводневих продуктів шляхом колонкової та газорідинної хроматографії 121 Недоліком цього способу є також невисока точність, довготривалість та складність технічного процесу оцінки Відомий також спосіб оцінки вмісту нафти та нафтопродуктів в екосистемах, який полягає у визначенні якісних змін УФ - спектрів ароматичних вуглеводнів нафти у воді /3/ Недоліком такого способу є його трудомісткість та довготривалість, а також невисокий ступінь точності оцінки Найбільш близьким до винаходу по технічній суті та досягнутому результату є спосіб оцінки вмісту нафти в водних екосистемах за допомогою рідинної мас - спектрометри, який передбачає підготовку вихідної проби до аналізу шляхом відділення нафти від води, переведення її в аналізуючу пробу, проведення аналізу проби та оцінку вмісту нафти методом мас - спектрометрії /4/ Недоліком даного способу є довготривалість аналізу і низька 50479 ТОЧНІСТЬ Таким чином, ВІДОМІ способи потребують скорочення часу оцінки, підвищення точності та спрощення процедури аналізу Задачею даного винаходу є розробка способу визначення вмісту -ступеню деструкції нафти та нафтопродуктів в екосистемах - воді та ґрунті, з високою точністю аналізу, швидкодією способу та спрощеною процедурою аналізу Розроблений спосіб визначення вмісту - ступеню деструкції нафти та нафтопродуктів в екосистемах на основі аналізу парамагнітних сигналів зразків сорбентів, які містять різну КІЛЬКІСТЬ нафти в адсорбованому стані, передбачає використання методу електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) Він дає можливість одержати технічний результат, що полягає в підвищенні ступеню точності оцінки, скороченні часу аналізу та його спрощенні Для досягнення вказаного технічного результату в способі, що передбачає підготовку вихідної проби до аналізу шляхом відділення нафти від води, переведення її в аналізуючий стан, проведення аналізу проби і оцінку вмісту нафти, ВІДПОВІДНО заявленому винаходу, оцінку вмісту нафти ступеню деструкції здійснюють шляхом попередньої сорбції (поглинання) нафти сорбентом бюдеструктивного типу, підготовку вихідної проби до аналізу, аналіз ведуть за рахунок виявлення парамагнітних сигналів у сорбенті методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) з наступним визначенням радіоспектроскопічних параметрів цих сорбентів у зразках з різною КІЛЬКІСТЮ адсорбованої нафти, порівняння вмісту нафти - ступеню деструкції проводять шляхом аналізу радіоспектроскопічних параметрів парамагнітних сигналів зразків сорбентів з різною КІЛЬКІСТЬ адсорбованої нафти методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР), порівнюють характеристики вихідних і кінцевих сигналів ЕПР і на основі порівняння цих характеристик (інтенсивності сигналів, їх напівширини, ступеню асиметрії та зміни співвідношення інтенсивностей вихідного та кінцевого сигналів) роблять висновок щодо вмісту нафти в зразку, вміст нафти здійснюють по зниженню співвідношення І|/Іо до величини 0,2 - 0,25, по зменшенню ширини сигналів ЕПР до величини менше 1 /2 вихідної ширини сигналів зразків сорбентів, по початковому збільшенні ступеню асиметрії сигналів ЕПР до величини 1,5 - 1,6 та подальшому його зменшенні до величини 1,0, а оцінку ступеню деструкції здійснюють шляхом порівняльного аналізу вихідних, кінцевих сигналів на калібрувальному графіку Використання заявленого способу дозволить суттєво підвищити ступінь точності методу, скоротити час на проведення аналізу та спростити методологію оцінки Це сприяє більш широкому використанню такого простого методу аналізу вмістудеструкцм нафти в лабораторних і, що більш важливо, в польових умовах Рішень, що характеризуються сукупністю ознак заявленого винаходу, в доступних джерелах інформації не знайдено і порівняльний аналіз запропонованого способу з прототипом дозволяє зробити висновок про те, що він відрізняється від відомого способу оцінки вмісту нафти наявністю нових суттєвих ознак Так, відділення нафти від води здійснюють шляхом поглинання нафти сорбентом бюдеструктивного типу, аналіз проби ведуть за рахунок виявлення парамагнітного резонансу з наступним визначенням радіоспектроскопічних параметрів характеристик цих сигналів у зразках сорбенту з різною КІЛЬКІСТЮ адсорбованої нафти і порівнянням характеристик вихідних і кінцевих сигналів ЕПР Оцінюють вмістдеструкцію нафти в екосистемах на основі порівняльного аналізу цих характеристик (інтенсивності сигналів, їх напівширини, ступеню асиметрії та зміни співвідношення інтенсивностей вихідного та кінцевого сигналів) Даний спосіб передбачає оцінку за зміною різних характеристик зниження співвідношення І|/Іо до величини 0,2 - 0,25, зменшення ширини сигналів ЕПР до величини менше 1/г вихідної ширини сигналів зразків сорбентів, збільшення ступеню асиметрії сигналів ЕПР до величини 1,5 -1,6 та подальше зменшення його до величини 1,0, а аналіз вмісту здійснюють порівнянням вихідних, кінцевих сигналів та сигналів по калібрувальному графіку У всіх випадках здійснення способу використані нові ознаки аналізу зразків сорбентів, а саме наявність парамагнітних властивостей нафти, яку переводять в сорбований на вуглецевому матеріалі стан Таким чином, заявлене технічне рішення відповідає критерію винаходу «новизна» Найбільш важливим є те, що розроблений спосіб базується на невідомому раніше ефекті - а саме «парамагнітному затемненні», суть котрого полягає в тому, що сорбована вуглецевим матеріалом нафта очевидно екранує парамагнітні властивості як самих вуглецевих сорбентів, так і безпосередньо нафти, ступінь екранування парамагнітних властивостей знаходиться у прямій залежності від вмісту нафти у сорбенті, що і є основою розробленого способу оцінки вмісту нафти в зразках Аналіз відомих способів оцінки вмісту нафти ступеню бюдеструкцм нафти на поверхні води та ґрунтів показав, що деякі із застосованих в способах операції окремо ВІДОМІ, наприклад, підготовка вихідної проби до аналізу шляхом відділення нафти від води, переведення її в аналізуючу пробу, оцінка вмісту нафти та використання методу ЕПР в технічній фізиці Однак їх використання у відомих способах визначення вмісту - ступеню деструкції нафти та нафтопродуктів в екосистемах не приводить до таких результатів, які досягнуті в заявленому рішенні, а саме - висока ступінь точності визначення вмісту нафти, скорочення часу на проведення аналізу та спрощення методології оцінки Таким чином, розроблений експрес-аналіз вмісту нафти за рахунок парамагнітних властивостей сорбованої нафти Залежність відрізняючих ознак і одержаного результату з літератури невідома Це дає можливість зробити висновок про творчий характер розробки, тобто ВІДПОВІДНІСТЬ заявленого рішення критерію «винахідницький рівень» Поставлена мета досягається тим, що пробу, яка містить невідому КІЛЬКІСТЬ нафти, попередньо сорбують (поглинають) активним вугіллям, потім 50479 відбирають наважку сорбенту з поглинутою нафтою, переводять її в аналізуючий стан і проводять вимірювання парамагнітних характеристик сигналів методом ЕПР Після вимірювання характеристик сигналів за допомогою номограм роблять аналіз отриманих даних і на їх основі судять про КІЛЬКІСТЬ нафти в пробі Вся процедура аналізу займає декілька хвилин Нижче наводяться дані, що підтверджують можливість здійснення винаходу Наважку проби з невідомою КІЛЬКІСТЮ нафти аналізують на наявність парамагнітних властивостей методом ЕПР (радіоспектроскопічні характеристики сигналів ЕПР наведені на фіг 1-3) Оцінку про КІЛЬКІСТЬ нафти в пробі роблять на основі порівняння одержаних даних з існуючими стандартними номограмами (фіг 4) Наведені на фіг 4 та в табл порівняльні дані результатів аналізу ідентичних проб нафти різними методами УФ поглинання, рідинної хроматографії та ЕПР спектроскопи однозначно свідчать про переваги запропонованого способу оцінки КІЛЬКОСТІ нафти в пробі (екосистемі) різного типу (вода або ґрунт) Фіг 1 Зміна ширини сигналів ЕПР в процесі деструкції нафти где 1 -карбонізат 2-карбонізат + мікроорг + нафта 3-карбонізат + нафта 4-карбонізат + мікроорганіз 6 ми 5-карбонізат + мікроорг + нафта 6-нафта після бюдеструкцм Фіг 2 Зміна ширини сигналів ЕПР вуглецевих матеріалів в залежності від температури карбонізації I - температурна зона, в якій проходить виділення води, II - проміжна зона, в якій закінчується виділення води і починається видалення органічних сполук, III - зона, в якій проходить видалення органічних фракцій Фіг 3 Зміна інтенсивності сигналів ЕПР вуглецевих матеріалів в залежності від температури карбонізації где I - температурна зона, в якій проходить виділення води, II - проміжна зона, в якій закінчується виділення води і починається видалення органічних сполук, III - зона, в якій проходить видалення органічних фракцій Фіг 4 Зміна інтенсивності сигналів ЕПР в процесі деструкції нафти, где 1 -карбонізат 2-карбонізат + мікроорг + нафта 3-карбонізат + нафта 5-карбонізат + мікрооргю = нафта після бюдеструкцм Таблиця Порівняльні дані ефективності способу оцінки вмісту - деструкції нафти в екосистемі - воді Етапи аналізу нафтовмістної системи Вихідна проба Проба через 10 діб Проба через 20 діб Кінцева проба (через ЗО діб) Спосіб УФспектроскопм 95-100 80-90 25-35 5-7 Джерела інформації 1 Лурье Ю Ю , Рыбников А И Химический анализ производственных сточных вод - М Химия, 1974 - с 335 2 Георгий Копулас Л А , Тархова Э П , Степанец Л Г Биодеградация нефтяных остатков балластных вод В сб «Коррозия и защита окружающей среды» - М 1985, вып 4,-С 15-17 3 Хохлова Л И , Швец Д И , Наритник И И , Величина вмісту нафти в системі ,% Спосіб рідинної мас - Запропонований спосіб спектроскопії 95-100 100 80-90 75 30-40 20 7-Ю 0,5 Хохлов А В К вопросу ликвидации нефтяного загрязнения применением биоактивного сорбента растительного происхождения Труды научнопрактической конференции Geopetrol 2000 - Zakopane 25-28 09 2000 - р 776 - 780 4 Herneg A W Development alanoil in water content monitor «Oil conf Proc , Prew Behar, Contr Mater, New Orleans, 1977, Washington, 1978, p 147-152 -прототип 50479 І, БІД. ОД. 40 ЇЙ Фіг.1 Ш 300 Фіг.З І, ВІД. ОД. 40-• Ч 100 ZU З» О 400 Фіг.2 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 400