Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Исследование процессов деградации нефтеуглеводородов в морской воде
Е.Н. Бауло
Дальневосточный государственный технический
рыбохозяйственный университет,
г. Владивосток
В диагностике водных сред все большее внимание уделяют развитию оптических методов, среди которых метод лазерной искровой флуоресценции является одним из наиболее эффективных методов. Наличие флуоресцентных свойств у большинства органических примесей (ОП) природных вод обусловливает чрезвычайно широкий диапазон практических приложений метода [1,2]. Влияние на результат измерения фотохимических процессов возникающих в ОП под воздействием лазерного излучения, сильно зависит от конкретного объекта и условий наблюдения и должно учитываться в процессе измерений [3].
К наиболее распространенным органическим загрязнениям водной среды относятся сырые нефти и продукты их переработки. Нефтепродукты (НП) поступают в моря и океаны в результаты сброса неочищенных промышленных вод, аварий танкеров и других судов, из-за потерь при добычи нефти в шельфовой зоне, а также в результате деятельности морского транспорта.
В настоящей работе описаны лабораторные эксперименты для изучения процессов деградации нефтеуглеводородов, растворённых в морской воде. В экспериментальной установке (рисунок) использовались два канала возбуждения - 2-й и 3-й гармоники излучения Nd: YAG - лазера с длинами волн 532 и 355 нм, длительность лазерного импульса 15 нс, энергии в импульсах до 40 и 180 мДж для 
=355 и 532 нм). Спектры флуоресценции регистрировались с помощью многоканального анализатора Flame Vision Pro System, состоящего из монохроматора SpectraPro 150 и двумерной 12 - разрядной камеры с оптическим усилением яркости Dicam Pro).
Схема экспериментальной установки
Излучения лазера 1, проходя через блок преобразования частоты 2, преобразовывалось во 2-ю (= 532нм) и 3-ю (=355 нм) гармоники. Далее 3-я гармоника через систему фильтров 3, линзу 4 и металлическое поворотное зеркало 5 направлялось в кварцевое окно оптической кюветы 6. Излучение 2-й гармоники направлялось в ту же кювету по световоду 7. Кювета, представляла собой ёмкость из нержавеющей стали объёмом 400 мл с одним стеклянным (для = 532 нм) и двумя кварцевыми окнами (для =355 нм и выхода на регистрацию) размером 15
14 мм.
Спектры ЛИФ проб нефтеуглеводородов, растворённых в морской воде возбуждались поочередно излучением 2–й и 3–й гармоник лазера. Переключение между каналами возбуждения осуществлялось металлической заслонкой.
Проба воды бралась на мысе Эгершельд г. Владивостока, морская вода смешивалась с нефтью, замеры проводились в пропорции 1 к 4: одна часть нефти на 4 части воды. Эксперименты происходили в течение одного месяца с интервалом между первыми тремя измерениями в 1 день, 7 дней между третьим и 4 замером, и 8 дней между 4 и 5 измерениями. Регистрировались спектры флуоресценции морской воды с растворенной в ней нефтью при облучении первой и второй гармониками Nd:Yag-лазера с длинами волн излучения 355 и 532 нм в динамике.
При рассмотрении полученных спектров можно сделать вывод, что для изучения процессов деградации нефти в морской воде предпочтительнее использовать возбуждение лазером с длиной волны 532 нм.
При диагностике реальных морских и речных вод флуоресцентными методами исследования сталкиваются с задачей спектрального разделения сигналов флуоресценции РОВ природного происхождения и НП. Для дистанционного применения методов необходимо использовать спектральный способ разделения РОВ и НП.
Исследования спектров возбуждения флуоресценции показали, что при регистрации вблизи максимума спектра испускания флуоресценции РОВ (400 или 425 нм) для НП в воде наблюдается пик в области длин волн возбуждения 230-260 нм и на фоне широкой бесструктурной полосы. Интенсивность данного пика может служить индикатором наличия нефтяных загрязнений в воде и мерой их количественного содержания. Для РОВ такого пика не наблюдается.
Список литературы
1. Проблемы лазерной флуореметрии органических примесей в природных водах // Оптика атмосферы и океана. 1994. - Т. 7. - С. 433 - 449.
2. Чубаров В.В. // Определение органических примесей в воде методом лазерной флуориметрии с калибровкой по комбинационному рассеянию света. Дис. канд. физ.-мат. наук . 1984. 199 с.
3. Filiippova E.M. et al. // Proc. of XVII Congress ISPRS 92 Washington, USA/ 2 – 14 Aug. 1992. in: IAPRS. XXIX. PartB 7. CommissionVII. P. 631-634.