The accuracy of IR-spectpometric estimations for total hydrocarbon concentration of model mixtures with different methods to measure the generalized analytical signal

Abstract

Поступила в редакцию 18 декабря 2013 г., после доработки -29 января 2014 г.Проблема. Для оценки суммарного содержания (с Σ ) углеводородов (УВ) в природ-ных и сточных водах их экстрагируют, очищают экстракт от неуглеводородных компонен-тов, измеряют обобщенный сигнал в ИК-области спектра и находят интегральный показа-тель «содержание нефтепродуктов» (с*) в пересчете на стандартное вещество. Погрешность δс = (с* -с Σ ) / с Σ должна зависеть от способа измерения сигнала, но систематически этот во-прос ранее не исследовался.Эксперимент. Готовили модельные смеси алканов, циклоалканов и алкиларенов в CCl 4 . Обобщенные сигналы смесей измеряли методом одноволновой ИК-спектрометрии (Фурье-спектрометр FT-801) и методом ИК-фотометрии (концентратомер ИКН-025 с интерференци-онными светофильтрами). Во всех случаях рассчитывали с* в пересчете на смесь Симарда и сравнивали значения δс, полученные при разных способах измерения сигнала.Результаты. В обоих случаях значения δс статистически значимы и хорошо воспро-изводимы. При прочих равных условиях ИК-фотометрические измерения в области 3.3-3.5 мкм вели к более правильным оценкам суммарного содержания УВ, чем одноволновая ИК-спектрометрия при 3.42 мкм. Преимущество одноволновой ИК-спектрометрии по сравнению с ИК-фотометрией -более низкие пределы обнаружения.Обсуждение результатов. Независимо от способа измерения сигнала, погрешность δс возникает в основном из-за несовпадения состава анализируемой смеси и состава стандарт-ного вещества, а также из-за разной чувствительности определения различных УВ. Это пред-положение подтверждается возможностью прогнозирования δс с учетом состава исследуе-мой смеси и коэффициентов поглощения ее компонентов. Нивелирование чувствительности определения разных УВ при измерении их сигнала с помощью концентратомера приводит к более точным оценкам суммарных содержаний. На основании литературных данных о спек-трах поглощения УВ в ИК-области предложен вероятный механизм нивелирующего эффек-та. В «Заключении» охарактеризованы теоретическая и прикладная значимость проведенно-го исследования.Ключевые слова: гидрохимический анализ, интегральные показатели, нефтепродук-ты, погрешности анализа, ИК-спектрометрия, ИК-фотометрия, концентратомеры, пределы обнаружения.Федорова Марина Анатольевна -аспирант ОмГУ. Области научных интересов -ИК-фотометрия, гидрохимический анализ. Автор 5 опубликованных работ.Усова Светлана Владимировна -доцент кафедры аналитической химии ОмГУ, кан-дидат педагогических наук.Области научных интересов -ИК-спектрометрия, гидрохимический анализ, газо-вая хроматография, методика преподавания аналитической химии.Автор 15 опубликованных работ.Вершинин Вячеслав Исаакович -зав. кафедрой аналитической химии ОмГУ, док-тор химических наук, профессор.

The relevance of environmental analysis of the environment in case of oil and petroleum products pollution

“…При этом установление содержания нефти и ее производных в водной и наземной средах является сложной задачей и по многим направлениям до конца не решено [5][6][7]. Это связано со сложным, разнообразным и многокомпонентным составом сырой нефти и продуктов её переработки [8].…”

Development of a certified reference material intended to control measurement results accuracy of petroleum products in water and its application for proficiency testing of laboratories through interlaboratory comparative tests

“…Проведенный анализ данных Государственного реестра утвержденных типов стандартных образцов, представленных в Федеральном информационном фонде, показал, что в России выпускаются несколько типов стандартных образцов СО такого состава: ГСО 7248-96, ГСО 7424-97, ГСО 7554-99, ГСО 8824-2006, ГСО 8828-2006 и др. Показатель «содержание нефтепродуктов», как правило, входит в область аккредитации лабораторий, выполняющих анализ проб природных, питьевых и сточных вод. При этом большинство аккредитованных лабораторий при измерениях содержания нефтепродуктов используют метод ИК-спектрометрии [6][7][8][9]. Соответствующие методики измерений включают этапы выделения эмульгированных и растворенных нефтяных компонентов из воды экстракцией четыреххлористым углеродом, хроматографического отделения неполярных и малополярных нефтепродуктов от сопутствующих органических соединений других классов на колонке, заполненной оксидом алюминия, измерения интенсивности поглощения C-H связей метильных и метиленовых групп в инфракрасной области спектра и определения содержания нефтепродуктов по градуировочной зависимости на основе растворов тройной смеси гексадекана, изооктана и бензола.…”