-6 C
Нур-Султан
Вторник, 4 октября, 2022
spot_img

Топырақ құрамындағы мұнай көмірсутектерін анықтау әдістемесін даярлау

Қазіргі таңда топырақтың мұнай көмірсутектерімен ластануы глобалды проблемалардың бірі болып табылады, сол себепті оларды анықтау және де ластанудың алдын алу дүниежүзілік экологтардың негізгі мақсаттардың бірі болып табылады. Айта кетерлік қазіргі уақытқа дейін бұл жайында ғалымдардың зерттеулері аз емес, дегенмен хромотографиялық әдіс топырақтың құрамындағы барлық компоненттерді анықтайтын ең нақты әдістердің бірі, ал бұл әдіс жаңа әдістердің бірі болып табылады.

Топырақ құрылысының бүлінуі және де құрамының бүліну себептері мұнай көмірсутектерінің топыраққа көп мөлшерде түсуімен тікелей байланысты. Ал мұнай көмірсутектерінің топыраққа түсу себептерінің маңыздыларын қарастыра кетсек:

1) Мұнайдың шығарылуы және оның тасымалдануының өсуі;

2) Мұнай өнімдерінің апаттық және жасырын төгілуі;

3) Бұрғылау арқылы мұнайды алған кезде топырақ құрылысының бүлінуі т. б.;

Мұнай көмірсутектерін топырақтың құрамынан анықтау қазіргі таңда алға қойылып отырған маңызды міндеттердің бірі. Мұнай көмірсутектерін топырақтан анықтау қиын процесс, яғни топырақтың құрамын зерттеу өте қиын процесс екендігін ескермегенде оның құрамына түсетін мұнай көмірсутектері әр түрлі қосылыстан құралған күрделі құрамды әрі күрделі құрылысты болып келетіндігі зерттеу процессін айтарлықтай қиындатады. Сол қиындықтарға қарамастан күрделі кешенді анализдер және қазіргі заманғы жетістіктер топырақтың құрылысын, құрамын тегістей дерлік зерттеуге мүмкіндік береді.

Топырақ құрамындағы мұнай көмірсутектерін дифференциалды (газды, газ — сұйықты және жоғары эффективті сұйық хроматография, хромато — масс — спектрометрия) және интегралды (гравиметрия, УК — және ИҚ — спектрофотометрия, люминесценция) әдістермен анықтауға болады.

Интегралды және дифференциалды анықтау әдістерінің өзгешеліктерін ескере кетсек: екі әдіс те елімізде кең қолданылатын әдістер. Интегралды әдістер, яғни гравиметрия, УК — және ИҚ — спектрофотометрия әдстері мұнаймен ластануды бақылайтын қарапайым және қолайлы болып келеді, әсіресе көп сынамалы талдауларда, бірақ та топырақтың құрамындағы мұнай көмірсутектерін анықтау барысында мұнайдың тек полярсыз және аз полярлы көмірсутектерінің жалпы мөлшері туралы мәлімет алуға мүмкіндік береді. Алайда осы әдістер көмегімен мұнай көмірсутектердің жеке қосылыстарын анықтауға болмайды. Ал дифференциалды анықтау әдісі осындай мәселені газ хроматографиясы көмегімен шешеді. Масс — спектрометрмен жабдықталған газ хроматографиясы мұнай көмірсутектерінің жалпы мөлшерін анықтап қана қоймай, мұнай көмірсутектер қатарына кіретін жеке көмірсутектерді анықтауға және сандық талдауға мүмкіндік береді.

Қазіргі таңда топырақ құрамындағы уытты заттарды ГХ — МС әдісі арқылы бөлу кең етек алуда. Бұл әдіс қоспа құрамындағы компоненттердің суммарлық сонымен қатар сандық көрсеткіштерін анықтауда ең тиімді әдіс болып табылады.

Жоғарыда қарастырылған әдістерді зерттей отырып, топырақ құрамындағы мұнай көмірсутектерін анықтаудың тиімді әдістемесін ұсыну еліміздің экологиясына септігін тигізетін маңызды факторлардың бірі болып табылатындығын ескере кеткен жөн.

Қазіргі таңда барлық әлемдегі ғалымдарды ойландырып отырған экология мәселесі болып табылады. Соның ішінде еліміздің де экологиясын өте жақсы деп айту оңай емес. Себебі елімізде соңғы бес жылда өндіруші және өңдеуші өнеркәсіптердің өсу қарқыны белең алуда. Үлкен өндіріс объектілері тұрғызылып және енгізуге пайдаланылуда, соның салдарынан ауаның ластануына және де Қазақстан экологиясының толықтай ластануына алып келеді. Бірнеше жылдың ішінде елімізде жиырма миллиард тоннадай қалдық жиналып қалды, ал оның 1/3 бөлігі улы. Бұл қалдықтардың негізгі бөлгі тау — кен өндіруші және өңдеуші өндірістеріне және қара металлургия, мұнай химиясы өндірістеріне тиесілі болып келеді.

Қазақстан әлемдегі ең ежелгі және ең маңызды мұнай және газ өндіруші елдердің бірі. Елімізде мұнайды сонау ХІХ ғасырдың соңында, яғни 1899 жылы Қарашұңғыл кен орынында Иран, Кувейт, Мексика, Норвегия, Сауд Арбиясы елдерінен бұрынырақта өндіре бастаған болатын. Әлемдік көрсеткіш бойынша еліміз мұнай қоры жағынан 9 орынды алады. Еліміздің территориясында 202 мұнай және газ кен орындары орналасқан. Болжаулар бойынша елімізде 7, 8 млрд тонна мұнайдың және 7, 1 трлн. м3 газ қоры бар. Бұл ресурстардың 70%- ға жуығы еліміздің батыс бөлігінде орналасқан. Еліміздің тәуелсіздік алғаннан бергі өндіріс қарқыны таң қалдырарлықтай. 2011 жылғы қорытынды бойынша еліміз мұнай өндірісі бойынша 16 — шы орында болды.

Еліміздің бұндай артықшылықтарын айта отырып, соның салдарынан әкеліп отырған кемшіліктерін де ескере кеткен жөн. Жоғарыда айтылып кеткендей бұл өндірістер еліміздің экологиясына көп зиянын тигізуде. Экологиясы нашар аймақтардың ішіне Батыс Қазақстан облысы соның ішінде Атырау облысының әкімшілік шекарасына кіретін Каспий маңы ерекше ластануда. Қазіргі таңда экологтардың қайт — қайта Каспий теңізінің – мұнаймен және мұнай өнімдерімен ластануын, соның салдарынан теңіздің флорасы мен фаунасының құрытылуға жақындағанын ескермегенде, кен орындары орналасқан жердегі атмосфера мен топырақтың ластануы «қара алтынның» қаншалықты табыстар әкелгенімен айтарлықтай зардабын шектіріп жатырғанын ұмытпаған жөн.

Мұнай өнімдерінің тек қана кен орындары орналасқан жерде ғана емес сонымен қатар табиғатқа зиян тигізуі барлық әлемде деп айтуға болды. Мысалға мұнайдың және мұнай өнімдерінің қоршаған ортаға тікелей түсуі шартын қарастырсақ: құбырлардың жарылуы, мұнай өнімдерінің апаттық төгілуі кезінде МК топырақ бетіне жиналып, содан соң топырақтың терең қабаттарына сіңіп топырақ құрамы мен құрылысын бұзады. Ал топырақтың терең қабаттарына сіңген мұнай көмірсутектері жер асты суларына дейін жетіп барлық атмосфера бүлінеді. Атырау облысының топырағын зерттей отырып құрамы мен құрылысының айтарлықтай өзгергенін анықтадық.

Мұнай және мұнай өнімдерімен ластанған топырақты зерттей келе топырақтың құрамында 1, 5 — 2 есе аз азот нитраты және де рН — ы мен топырақтың белсенділік ферменттерінің аз болатыны анықталған болатын. Зерттеулер бойынша өндірілетін мұнайдың 3, 5%- ы жоғалады, яғни 75% атмосфераға, 20% гидросфераға, ал 5% топыраққа таралады екен. Суда ерімейтін және аз ұшатын мұнай көмірсутектерінен экологияны тазарту әлемдік экологтардың алдына қойған мақсаттарының бірі.

Көмірсутекті шикізатты өндіру барысында жоғарыдағы мәселелермен қатар жоғарыда айтылып отырған атмосфераға кететін зиянды ескере отырып жердегі отынды жағу әсерінен жылына 143•105 кДж жылу бөлінетіндігі анықталды.

Мұнай және мұнай өнімдері ағынды сулардың негізгі ластаушысы болып табылады. Теңізге жылына 4 млн. т.- дан артық мұнай және де 9 млн. т. атмосфера арқылы көмірсутектер тасталынады.

Батыс Қазақстан облысы кешенді жағымсыз экологиялық, әлеуметтік, медициналық мәселелерімен сипатталады. Бұл жерлерде ауаның шаңдануы ШШК 6 есе жоғары көрсеткішке ие, күкірт ангидриді 3 есе, азоттың және көміртек тотықтары 2, 5 есе жоғары, сонымен қатар Қарашығанақта да улы заттардың тастандылары жылдан жылға ұлғаюда.

ҚР баспаларында бірнеше рет мұнай кәсіпорындарының қоршаған ортаға тастандыларының шектен тыс шығарылып жатырғандығы айтылған болатын. Шеврон Теңізде 1997 жылы ауаға 18000 тонна улы химиялық заттарды (АҚШ — та осыған сәйкес әрбір ластағыштың нормасы жылына 10 тонна). Ал 1998 жылы Шеврон Қазақстан басқармасын 80000 тонна тастанды шығаратын ескерткен болатын, тіптен соған орай адамдар денсаулығына және қоршаған ортаға ешқандай өтемақы төленбеді.

Ең алғашқы экология бағытында ұсынылған ұлттық талаптар британдық стандарт болып табылады, яғни «Система экологического управления (BS7750: 1992)». Бұл стандарт өндірісті барлық жағын қарастырып атмосфераға тастандыларды тіркеу және де ағынды суларды ағызу жағынан жете экологиялық зерттеулер жүргізеді. Өндіріске зиянда заттардың мөлшерін азайту мақсатында мақсатты негізделген жұмыстар жүргізіледі.

Соңғы он жылда хромато — масс — спектрометрия (ХМС) әдісі қоспаларды бөлуге арналған бірден бір органикалық қосылыстардың құрамын анықтайтын масс — спетрометрия мен хроматография әдісімен бірлесіп кең қолданыс тапты. Газды хроматографияны масс — спектрометриямен (ГХ — МС) сәйкестендіру жоғары селективтілігі мен сезімталдығының арқасында төменгі шекті табуымен мұнай компоненттерін оңай детектiрлейді: қаныққан көмірсутектерді, полициклді ароматты көмірсутектерді, биомаркерлердің бар екендігін (изопрендер, стерандар, и тритерпандар және т. б.). Сәйкес құрылғылардағы қиындықты, жоғары бағаны және де құрылғы жайында ақпараттың аздығын ескере келе ГХ — МС — ты рутинді анализдерде жақын арада ауқымды қолданыс тауып кетуі қиынырақ.

Газды хромато масс — спектрометриялы әдісті пайдалану арқылы әр типті топырақ түрлерін, сонымен қатар әр түрлі кен орындарынан әкелінген мұнай түрлерінің құрамын және де қасиеттерін салыстыра келе таңдалынған топырақ түрлерін сол мұнай түрлерімен ластап анализ жүргізілді. Тәжірибе әр түрлі экстракия және де органикалық еріткіштер жағдайында жүргізілді.

Нәтижесінде төмендегідей нәтижелерге қол жеткіздік:

1. Мұнай көмірсутектерін газды хроматография әдісімен сандық анықтау үшін 1000 — 50000 мг/кг аралығында сызықты градуирлеу қисығы алынды;

2. Мұнаймен ластанған топырақтағы мұнай көмірсутектерін Газды хромато — масс — спектрометриялы әдіспен зерттеу барысында жай экстракция қолданылған экстракциялардың ішінде шамалы нәтиже көрсететінін, ал ыстық экстракция түрі ең жоғарғы нәтиже көрсететінін анықтадық;

3. Мұнаймен ластанған мұнай көмірсутектерін анықтау барысында хлороформ органикалық еріткіші гексан экстрагентіне қарағанда жақсы нәтиже көрсетті;

4. Мұнаймен ластанған құрғақ топырақтағы мұнай көмірсутектерін ГХ — МС әдісімен анықтау кезінде топырақ мұнай көмірсутектерін жібермей, ұстап тұратыны анықталды, соған орай жеңіл саз топырақ пен құмайт топырақты салыстырып нәтижесінде құмайт топырақтың абсорбциялық қасиеті жоғары екендігін анықтадық;

5. Мұнаймен ластанған құрғақ топырақтағы мұнай көмірсутектерін анықтау барысында мұнайдың мұнай түрлерінің де үлкен рөл атқаратынын анықтадық;

6. Экстракциядан кейінгі экстракттарды Al2O3 — мен толтырылған шыны колонкадан өткізу барысында полярсыз қосылыстарды ұстап жақсы нәтиже көрсететіні анықталды;

7. Барлық жұмыс нәтижелерін қорытындылай келе ГХ — МС әдісі ең тиімді әдіс ретінде және де органикалық еріткіш ретінде хлороформ және де экстракция түрінен ыстық экстракция ең тиімді екендігі анықталып ұсынылады. Сонымен қатар Al2O3 — мен толтырылған шыны колонкадан өткізу барысында көрсеткіш нәтижесі анығырақ болатынын көрсетті. Себебі бұл ұсынылған шарттар ең анық көрсететіні екендігін көрсетті.

Related Articles

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь

Stay Connected

3,510ЧитателиЧитать
0ПодписчикиПодписаться
- Advertisement -spot_img

Latest Articles