Фракционный состав дизельного топлива: Что такое дизельное топливо ЕВРО | Wiki

Что такое дизельное топливо ЕВРО | Wiki

07.06.2021

Содержание

Дизельное топливо ЕВРО – это дизельное топливо, соответствующее современному экологическому стандарту EN 590, который принят Европейским комитетом по стандартизации.

Фракционный (химический) состав

Дизельное топливо содержит керосиново-газойлевые фракции, выкипающие при прямой перегонке нефти при температуре 180-360 °C. Фракционный состав в соответствии с ГОСТ:

• 65% перегоняются при температуре 250 °C;
• 85% – при температуре 350 °C;
• 95% – при температуре не выше 360 °C.

Полуфабрикаты дизтоплива обязательно подвергают очистке от серы и прочих примесей. Финальным этапом выступает щелочная очистка с помощью раствора едкого натра, который помогает удалить органические кислоты и сернистые соединения.

По мере увеличения мировых объемов потребления дизельного топлива и бензина все более актуально становилась борьба с вредными загрязнениями воздуха и природы.

В связи с этим в 1993 году была принята система стандартов EN 590. Она устанавливает экологические требования к топливу.

Цель введения стандартов– снизить уровень содержания в выхлопах, выбрасываемых в атмосферу, вредных веществ: бензола, угарного газа, полиароматических углеводородов, а главное, сернистых соединений. Именно количество серы стало основным отличием между нефтепродуктами разных классов. Снижение ее количества дает множество преимуществ:

• снижает риск детонации;
• уменьшает износ и увеличивает мощность двигателя;
• снижает токсичность и объем выхлопных газов;
• упрощает запуск двигателя, особенно в холодный сезон;
• увеличивает срок эксплуатации двигателя;
• снижает расход горючего.

Последняя версия системы стандартов – EN 590:2009. В России по аналогии с ним принят и действует ГОСТ 32511-2013. В соответствии с этим документом существует 3 класса дизельного топлива ЕВРО:

• К3 – массовая доля серы до 350 мг/кг;
• К4 – содержание серы 50 до мг/кг;
• К5 – концентрация серы не более 10 мг/кг.

Основные характеристики дизтоплива ЕВРО в соответствии с ГОСТ:

• Цетановое число – не менее 51.
• Цетановый индекс – не менее 46.
• Плотность при 15 °C – 820-845 кг/м³.
• Массовая доля полициклических ароматических углеводородов – не более 8%.
• Температура вспышки – выше 55 °C.
• Коксуемость – не более 0,3.
• Зольность – не более 0,01%.
• Массовая доля воды – не более 200 мг/кг.
• Кинематическая вязкость при 40°C – 2000-4000 мм²/с.

Класс 3

Несмотря на инновационность разработок, дизельное топливо ЕВРО 3 уже считается устаревшим. Оно оставалось актуальным в странах Евросоюза до 2006 года. С тех пор дизельное топливо ЕВРО класса 3 постепенно вытеснил новый стандарт – ЕВРО 4.

Класс 4

Все автомобили, ввозимые на территорию России, сегодня должны соответствовать стандарту ЕВРО 4, за исключением тех, что выпущены до 2012 года (для них допустим стандарт ЕВРО 3). На международном уровне обсуждается вопрос о скором запрете эксплуатации автомобилей с двигателем стандарта экологичности ниже ЕВРО 4.

Класс 5

Дизельное топливо ЕВРО 5 считается самым прогрессивным в вопросах борьбы за экологическую чистоту окружающей среды и продлению срока службы дизельных моторов. С 2010 года данному стандарту должны соответствовать все автомобили, выпускаемые мировой промышленностью. В России ЕВРО 5 тоже введен в действие как для отечественного автомобилестроения, так и для ввозимых транспортных средств.

Способы получения

Дизельное топливо ЕВРО К5, К4 и К3 производят путем прямой перегонки нефти, которая заключается в нагреве сырья до определенной температуры – 180-360 °C. В ходе изготовления горючее подвергают дополнительной обработке для снижения содержания серы до нормативных значений. Одновременно в состав вводят специальные присадки, необходимые для увеличения смазывающих свойств топлива. Они снижаются из-за недостаточного количества серы.

Способы (область) применения

Дизельное топливо класса ЕВРО используется как горючее для транспортных средств с дизельным двигателем. Если раньше нефтепродукт применялся чаще для тяжелых машин в промышленности, то сегодня он стал распространенным и в легковом транспорте. Приобретение таких автомобилей стало выгодным не только из-за экономичного расхода, но и из-за того, что подобное горючее соответствует современным требованиям экологичности. В соответствии с ГОСТом допускается использовать любые присадки, безопасные для людей и природы, за исключением металлосодержащих.

Особенности транспортировки и хранения

При необходимости вы можете купить дизельное топливо ЕВРО с доставкой ж/д или автомобильным транспортом. При перевозке соблюдаются требования ДОПОГ. Автотранспорт комплектуется средствами пожаротушения, опознавательными и сигнальными знаками. Транспортировка происходит по заранее согласованному маршруту.

Хранение дизтоплива осуществляется в резервуарах, бочках, канистрах. Вид тары не имеет значения. Главное, чтобы она была герметичной, не контактировала с деталями из меди и цинка, имела защиту от влаги, пыли и грязи, высокой температуры (более 30 °C).

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Технические условия для дизельного топлива ЕВРО приведены в ГОСТ 32511-2013.

характеристики Дт, качество, воспламеняемость, фракционный состав, температуры помутнения и застывания, коксуемость топлива

Дизельное топливо предназначено для двигателей внутреннего сгорания с воспламенением рабочей смеси от сжатия (дизелей). Представляет смесь углеводородов керосиновой, газойлевой и соляровой фракций, получаемых в результате перегонки нефти, с температурой кипения 180-360°С и плотностью 0,79-0,86 г/см3.

Качество дизельного топлива

Важнейшими эксплуатационными показателями качества дизельных топлив являются воспламеняемость, фракционный состав, температуры помутнения и застывания, коксуемость и т.п.

Воспламеняемость

Воспламеняемость — важнейшее свойство дизельного топлива. Определяется периодом задержки самовоспламенения (ПЗС), который складывается из времени, затрачиваемого на распад топливной струи на капли, частичное их испарение и смешение паров топлива с воздухом (физическая составляющая), и времени, необходимого для завершения химических реакций и формирования очагов самовоспламенения (химическая составляющая). Температура самовоспламенения — наименьшая температура, при которой топливо самовоспламеняется без открытого источника огня. Чем ниже температура самовоспламенения дизельного топлива, тем меньше период задержки воспламенения (ПЗВ), тем равномернее процесс сгорания и мягче работа двигателя. Процессу самовоспламенения горючей смеси в дизеле предшествует интервал времени — период задержки воспламенения, который продолжается от начала подачи топлива в камеру сгорания (КС) до момента его воспламенения. За время ПЗВ происходит целый ряд физико-химических процессов: распыление топлива, перемешивание его с воздухом, нагревание до температуры сжатого воздуха и испарение.

Одновременно с этими процессами протекают сложные химические реакции многостадийного окисления углеводородов. В горючей смеси образуются неустойчивые кислородосодержащие соединения, альдегиды и т.п., которые затем распадаются. Распад сопровождается выделением части (10-15%) тепла и слабым холодным голубым свечением. В результате предпламенных реакций выделяется теплота, повышается температура горючей смеси, увеличивается скорость химических реакций, холоднопламенный процесс переходит в горючепламенный, происходят самовоспламенение и горение топлива. Дизельное топливо состоит в основном из парафиновых (П), нафтеновых (Н) и ароматических (А) углеводородов. Наиболее склонны к окислению и самовоспламенению парафиновые углеводороды. Наиболее устойчивые к окислению ароматические углеводороды. Если ПЗВ слишком велик, то смесь воспламеняется с опозданием, при этом в цилиндре дизеля накапливается и воспламеняется большая порция топлива. Это вызывает резкое нарастание давления, возникают стуки, т. е. дизель работает «жестко», увеличиваются износ деталей, прорыв газов в картер двигателя, расход топлива и др.

Оценкой самовоспламеняемости топлива в дизеле является цетановое число (ЦЧ), зависящее главным образом от химического состава топлива. Значение ЦЧ дизельного топлива равно содержанию цетана (в процентах от объема) в смеси с альфаметилнафталином, эквивалентной по воспламеняемости испытуемому топливу. Моторный метод определения ЦЧ дизельного топлива по методу совпадения вспышек проводится на специальной дизельной одноцилиндровой установке ИТ9-3 или ИТ9-3М с переменной степенью сжатия при стандартных условиях (ГОСТ 3122-67). Испытание заключается в сравнении самовоспламеняемости испытуемого дизельного топлива и эталонного. Подбирают смесь соответствующего состава до тех пор, пока воспламеняемость испытуемого топлива не совпадет с известной для эталонного.

Фракционный состав

Фракционный состав наряду с цетановым числом является одним из наиболее важных показателей качества дизельного топлива. Он оказывает влияние на расход топлива, дымность выпуска, легкость пуска двигателя, износ трущихся деталей, нагарообразование и закоксовывание форсунок, пригорание поршневых колец. Влияние фракционного состава топлива на рабочий процесс дизеля во многом зависит от типа смесеобразования в двигателе. Чем выше давление, температура и интенсивность вихревого движения заряда в камере сгорания двигателя, тем меньше сказывается влияние фракционного состава топлива на процесс сгорания. Для быстроходных дизелей требуется топливо более легкого фракционного состава, чем для тихоходных.

О фракционном составе дизельного топлива судят по результатам перегонки топлива, осуществляемой в лабораторных условиях на стандартной аппаратуре. Наиболее важными точками фракционного состава являются значения температуры выкипания 10, 50, 90 и 96% топлива. Температура выкипания 10% топлива характеризует наличие легких фракций топлива, которые определяют его пусковые свойства. За температуру начала кипения (tн.

к) принимают температуру пара, при которой в холодильник стандартного прибора падает первая капля конденсата. Для нормального запуска холодного двигателя необходимо, чтобы температура выкипания 10% топлива была не выше 140-160°С. Температура выкипания 50% топлива (средняя испаряемость) характеризует рабочие фракции топлива, которые обеспечивают прогрев, приемистость и устойчивость работы двигателя, а также плавность перехода с одного режима на другой. Для обеспечения нормальной работы двигателя эта точка должна лежать в пределах 250-280°С. Полнота испарения топлива в двигателе характеризуется температурой выкипания 90% и 96% топлива. При слишком высоких значениях этих температур хвостовые фракции не успевают испаряться, они остаются в жидкой фазе в виде капель и пленки, которые, стекая по стенкам цилиндра, приводят к повышенному нагарообразованию, разжижению масла и форсированному износу. Температура выкипания 90% для летних топлив обычно находится в пределах 320-340°С, а 96% — в пределах 340-360°С.

Температуры помутнения и застывания

Важными эксплуатационными характеристиками дизельного топлива также являются его низкотемпературные свойства, характеризующие подвижность топлива при отрицательной температуре. В дизельном топливе содержатся растворенные парафиновые углеводороды, которые при понижении температуры кристаллизуются. Низкотемпературные свойства оцениваются по значениям температуры помутнения и застывания.

Температура помутнения — это температура, при которой меняется фазовый состав топлива, так как наряду с жидкой фазой появляется твердая. При этой температуре топливо в условиях испытания начинает мутнеть. При помутнении дизельное топливо не теряет текучести. Размеры кристаллов таковы, что они проходят через элементы фильтров тонкой очистки, образуя на них тонкую парафинистую пленку. Нарушение подачи топлива из-за его помутнения возможно при пуске и прогреве дизеля. Для обеспечения нормальной эксплуатации двигателя необходимо, чтобы температура помутнения дизельного топлива была ниже температуры окружающего воздуха.

Температура застывания — это температура, при которой топливо полностью теряет подвижность. Температура застывания ниже температуры помутнения на 5-10°С. При понижении температуры растущие кристаллы парафиновых углеводородов образуют пространственную решетку, внутри ячеек которой находятся жидкие углеводороды топлива. При температуре застывания топлива кристаллическая структура настолько упрочняется, что топливо теряет текучесть и приобретает студнеобразный вид. Для обеспечения нормальной работы дизельного двигателя необходимо, чтобы температура застывания топлива была на 8-12°С ниже температуры окружающего воздуха.

Коксуемость топлива

Одно из важных эксплуатационных свойств дизельного топлива характеризуется чистотой двигателя и топливоподающей аппаратуры. При сгорании топлива в двигателе образуются нагар на стенках камеры сгорания и впускных клапанах, а также отложения на распылителях и иглах распылителей форсунок. На стенках камеры сгорания, днищах поршней и выпускных клапанах нагар твердый, темного цвета, а на распылителях и иглах распылителей форсунок он мягкий, смолистый, желтоватого цвета, иногда в виде лаковой светло-коричневой пленки. Отложение нагара на стенках камеры сгорания ухудшает отвод теплоты в систему охлаждения двигателя, а на выпускных клапанах приводит к их закоксовыванию и, следовательно, неправильной посадке тарелки клапана на седло. В результате такой неисправности раскаленные газы утекают, и посадочные поверхности клапана и седла обгорают, в отдельных случаях возможно зависание клапана. Нагарообразование в двигателе зависит от следующих показателей применяемого дизельного топлива: коксуемости, содержания фактических смол и серы, фракционного состава, количества непредельных и ароматических углеводородов и зольности.

Коксуемость — это свойство топлива при нагревании без доступа воздуха образовывать углистый осадок — кокс. Коксуемость определяют для 10%-ного остатка после предварительной перегонки дизельного топлива. Коксуемость 10%-ного остатка топлива зависит от его фракционного состава и содержания смолисто-асфальтовых соединений и для дизельного топлива должна быть не более 0,3%. Повышение значения этого показателя вызывает увеличение нагара в двигателе.

Нормативы качества дизельных топлив и тенденции их изменения

Топлива для дизельных двигателей автомобилей вырабатываются в России в основном по ГОСТ 305-82 в виде трех марок: «Л» — летнее, применяемое при температуре воздуха выше 0°С; «3» — зимнее, двух видов: для применения до -20°С и для применения до -30°C; «А» — арктическое, применяемое до -50°С. Топлива характеризуются следующими основными показателями: цетановое число — не менее 45, содержание серы — не менее 0,50 или 0,20% для разных видов, температура застывания от «не менее минус 55» для арктического до «не менее минус 10» для летнего, плотность от «не более 0,830 г/см3» для арктического до «не более 0,860 г/см3» для летнего топлив, содержание полиароматических соединений и смазывающая способность топлив — не нормируются. В значительно меньших количествах выпускаются дизельные топлива по различным ТУ. Зимние дизельные топлива с депрессорными присадками (ДЗП) по ТУ 38.101889 получают на базе летнего топлива добавлением незначительного количества присадок. Данное топливо рекомендуется к применению при температуре воздуха не ниже -15°С. Обладает недостатком: склонно при охлаждении топлива ниже определенной температуры или при длительном его хранении к осаждению парафинов на дно емкости, что затрудняет его дальнейшее использование. По остальным характеристикам подобно летнему топливу по ГОСТ 305-82. Экологически чистое дизельное топливо по ТУ 38.1011348-2003. По данным ТУ выпускают топлива летнее марки ДЛЭЧ, зимнее марки ДЗЭЧ и арктическое марки ДАЭЧ. В сравнении с ГОСТ 305 характеризуются установлением 5 видов с более низким содержанием серы: от «не более 0,10 массовых %» до «не более 0,001 массовых %». По содержанию серы экологически чистые топлива полностью соответствуют требованиям как действующего, так и будущего европейского стандарта по содержанию серы в дизельных топливах. Городское дизельное топливо (ТУ 38.401 58-170-96). Основное отличие от экологически чистого дизтоплива — улучшенное качество благодаря использованию присадок (летом антидымной, зимой — антидымной и депрессорной), которые снижают дымность и токсичность отработавших газов на 30-50%.

Европейские требования к качеству дизельных топлив более жесткие, чем российские. Так требования EN-590 1993 года отличаются от требований ГОСТ 305-82 более высокими требованиями к цетановому числу «не менее 49». Общемировая тенденция изменения требований к качеству дизельных топлив следующая: увеличение цетанового числа, уменьшение плотности и содержания серы, нормирование полиароматических соединений. С 2000 года в Европе действуют нормы Евро-3, устанавливающие требования по цетановому числу «не менее 51», по сере «не более 0,035 массовых %», плотности «не более 0,845 г/см3» при нормировании содержания полиароматических соединений «не более 11% объёма». Эти требования реализованы и в российских ТУ 38.40158296. В 2004-5 гг. в Европе вводятся требования Евро-4, дополнительно снижающие норматив по содержанию серы до «не более 0,005 массового %».

 

Фракционный состав — дизельное топливо

Cтраница 1

Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива.  [1]

Фракционный состав дизельного топлива.  [2]

Фракционный состав дизельного топлива так же, как и бензина, определяют ( ГОСТ 2177 — 82) нагреванием 100 мл топлива в специальном приборе; образующиеся пары охлаждают, конденсат собирают в мерный цилиндр. В процессе разгонки фиксируют температуру выкипания 50 и 96 % топлива.  [3]

Фракционный состав дизельных топлив оценивают так же, как и фракционный состав бензинов: температурами выкипания 10, 50 и 90 % ( об.) топлива. За конец кипения принимают температуру выкипания 96 % ( об.) топлива. Однако значения отдельных температур выкипания для оценки эксплуатационных свойств дизельных топлив и бензинов существенно различны. Пусковые свойства дизельных топлив в какой-то мере характеризует лишь температура выкипания 50 % ( об. ) топлива. Применение очень легких топлив при низких температурах воздуха не облегчает, а наоборот, затрудняет пуск двигателя. Дело в том, что на испарение большого количества легких фракций топлива затрачивается тепло, вследствие чего снижается температура в конце сжатия и скорость протекания предпламен-ных реакций уменьшается.  [4]

Цетановые числа углеводородов.  [5]

Фракционный состав дизельных топлив имеет важное значение для работы дизеля. При увеличении содержания легких фракций в дизельном топливе повышается критическое давление воспламенения рабочей смеси, появляются стуки в цилиндрах и разжижается картерное масло. Слишком тяжелые ф ракции сгорают неполно и увеличивают отложение нагара в камере сгорания. Газойлевые фракции прямой перегонки парафинистых нефтей имеют высокие цетановые числа, сгорают в дизеле плавно, без стуков и являются хорошим топливом для быстроходных дизелей. Фракции же вторичного происхождения, содержащие значительное количество ароматических и олефиновых углеводородов, имеют низкие цетановые числа, сгорают в дизеле со стуком и дают большое отложение нагара на поршнях, клапанах и стенках камеры сгорания двигателя. Поэтому газойли, получаемые при вторичных процессах переработки нефти, в чистом виде в быстроходных дизелях не применяют, их в небольших количествах ( до 20 %) добавляют к дизельным топл ивам прямой перегонки.  [6]

Фракционный состав дизельного топлива косвенно характеризует его испаряемость. Топливо с облегченным фракционным составом легче испаряется. Для автомобильных дизелей наиболее удовлетворительным является топливо, состоящее из фракций, выкипающих при температурах 200 — 360 С. Чем уже интервал температур, в котором выкипает топливо, тем лучше процесс его сгорания в двигателе.  [7]

Фракционный состав дизельного топлива характеризует наличие в нем спектра углеводородов. В стандартную колбу наливают 100 мл топлива и нагревают. Испарившуюся часть топлива конденсируют в специальном приемнике-холодильнике. При этом отмечают, какая часть топлива перегналась из колбы в приемник при заданной температуре.  [8]

Фракционный состав дизельного топлива также оказывает серьезное влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличны от условий перегонки в стандартном аппарате, испытания различных топлив в дорожных и летных условиях дали возможность установить определенную связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе.  [9]

Фракционный состав дизельного топлива, определяемый по ГОСТ 2177 — 59, в значительной мере влияет на важный показатель дизельного топлива — вязкость.  [10]

Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условия распыливания, дым-ность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, двигатель работает более жестко. В то же время утяжеление топлива ухудшает условия распыливания, уменьшает скорость образования рабочей смеси, приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. Оптимальный фракционный состав диктуется конструктивными особенностями дизелей и условиями их эксплуатации. Стандартом на дизельное топливо установлены следующие ограничения по температуре перегонки 50 % и 96 % ( соответственно): для летнего дизтоп-лива — не выше 280 С и 360 С, для зимнего дизтоплива — не выше 280 С и 340 С, для арктического дизтоплива — не выше 255 С и 330 С.  [11]

Фракционный состав дизельных топлив оценивается теми же характерными температурами перегонки фракций, что и у бензинов.  [12]

Фракционный состав дизельных топлив является показателем их испаряемости. В дизельном двигателе испарение топлива происходит в среде очень сильно нагретого воздуха. Поэтому, несмотря на слишком малое время для смесеобразования, большая часть топлива успевает испариться и образовать рабочую смесь. При этом фракции топлива с очень низкими температурами перегонки плохо воспламеняются. Следовательно, дизельное топливо должно иметь оптимальный фракционный состав, чтобы он не затруднял испарения и не ухудшал воспламеняемости.  [13]

Фракционный состав дизельного топлива влияет на полноту сгорания, условия распыливания, дым-ность выхлопа, степень нагарообразования. При высоком содержании легких фракций увеличивается давление сгорания, двигатель работает более жестко. В то же время утяжеление топлива ухудшает условия распыливания, уменьшает скорость образования рабочей смеси, приводит к повышенному дымлению и снижению экономичности двигателя. Оптимальный фракционный состав диктуется конструктивными особенностями дизелей и условиями их эксплуатации. Стандартом на дизельное топливо установлены следующие ограничения по температуре перегонки 50 % и 96 % ( соответственно): для летнего дизтоп-лива — не выше 280 С и 360 С, для зимнего дизтоплива — не выше 280 С и 340 С, для арктического дизтоплива — не выше 255 С и 330 С.  [14]

Фракционный состав дизельного топлива также оказывает большое влияние на скорость его испарения и образования смеси с воздухом после впрыска. Однако облегчение фракционного состава ухудшает воспламенительные свойства дизельного топлива. Хотя условия испарения топлива в двигателях резко отличны от условий перегонки в стандартном аппарате, однако при испытаниях различных топлив в дорожных и летных условиях была найдена определенная связь между нормируемыми температурами при стандартной разгонке и поведением топлива в двигателе. Это и дает возможность устанавливать необходимые требования к фракционному составу топлив, предназначенных для различных двигателей.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Фракционная перегонка — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

Поиск

Рис. 1. Схема колонны фракционной перегонки, показывающая, где будут конденсироваться различные фракции. ^[1] Обратите внимание, что температура внизу выше, поэтому более длинные углеродные цепи будут выпадать на дно, а более короткие углеродные цепи будут подниматься вверх по колонне, пока не достигнут температуры, при которой они станут жидкими.

Фракционная перегонка — это процесс, при котором нефтеперерабатывающие заводы разделяют сырую нефть на различные, более полезные углеводородные продукты на основе их относительной молекулярной массы в дистилляционной колонне. Это первый этап обработки сырой нефти, и он считается основным процессом разделения, поскольку он выполняет начальное грубое разделение различных видов топлива. ^[2] Различные компоненты, выделяемые в ходе этого процесса, называются дроби . Выделенные фракции включают бензин, дизельное топливо, керосин и битум. ^[3] Фракционная перегонка позволяет производить множество полезных продуктов из сырой нефти, что приводит к многочисленным экологическим последствиям использования этих полезных продуктов!

Процесс

Процесс фракционной перегонки довольно прост, но его эффективность заключается в том, что он разделяет все различные сложные компоненты сырой нефти. Сначала сырая нефть нагревается для ее испарения и подается на дно дистилляционной колонны. Образовавшийся пар затем поднимается по вертикальной колонне. По мере того, как газы поднимаются по башне, температура снижается. При понижении температуры некоторые углеводороды начинают конденсироваться и улетучиваться на разных уровнях. Каждая фракция, которая конденсируется на определенном уровне, содержит молекулы углеводородов с одинаковым числом атомов углерода. ^[4] Эти «отсечки» температуры кипения позволяют разделить несколько углеводородов в одном процессе. ^[5] Именно охлаждение с высотой башни позволяет осуществить разделение.

После этой грубой очистки отдельные виды топлива могут подвергаться дополнительной очистке для удаления любых загрязняющих или нежелательных веществ или для улучшения качества топлива путем крекинга.

Фракции

Существует несколько способов классификации полезных фракций, перегоняемых из сырой нефти. Одним из общих способов является разделение на три категории: легкие, средние и тяжелые фракции. Более тяжелые компоненты конденсируются при более высоких температурах и удаляются в нижней части колонны. Более легкие фракции могут подняться выше в колонне, прежде чем они будут охлаждены до температуры конденсации, что позволяет их удалять на несколько более высоких уровнях. ^[3] Кроме того, фракции обладают следующими свойствами: ^[5]

• Легкий дистиллят является одной из наиболее важных фракций, а его продукты имеют температуры кипения около 70-200°С. Полезные углеводороды в этом диапазоне включают бензин, лигроин (химическое сырье), керосин, топливо для реактивных двигателей и парафин. Эти продукты очень летучи, имеют небольшие молекулы, низкую температуру кипения, легко текут и легко воспламеняются. ^[4]
• Средние дистилляты – это продукты с температурой кипения 200-350°С. Продукция этой линейки включает дизельное топливо и газойль, которые используются для производства городского газа и коммерческого отопления.
• Тяжелый дистиллят – продукты с наименьшей летучестью и температурой кипения выше 350°С. Эти фракции могут быть твердыми или полутвердыми, и для их текучести может потребоваться нагрев. В этой фракции производится мазут. Эти продукты имеют большие молекулы, низкую летучесть, плохую текучесть и не легко воспламеняются. ^[4]

Однако есть два основных компонента, которые не учитываются в этих трех категориях. На самом верху башни находятся газы, которые слишком летучи для конденсации, такие как пропан и бутан. На дне находятся «остатки», содержащие тяжелые смолы, слишком плотные, чтобы подняться вверх по башне, включая битум и другие парафины. Для дальнейшей перегонки их подвергают паровой или вакуумной перегонке, поскольку они очень полезны. ^[5]

Для дальнейшего чтения

Для получения дополнительной информации см. соответствующие страницы ниже:

• Масло
• Энергетическая валюта
• Бензин
• Битум
• или исследуйте случайную страницу!

Ссылки

1. ↑ Wikimedia Commons. (25 мая 2015 г.). Башня перегонки сырой нефти [Онлайн]. Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/Crude_Oil_Distillation-en.svg/260px-Crude_Oil_Distillation-en.svg.png
2. ↑ Дж. Краушаар, Р. Ристинен. (26 мая 2015 г.). Энергетика и окружающая среда, 2-е изд. Хобокен, Нью-Джерси, США: John Wiley & Sons, 2006 г.
3. ↑ ^{3.0 3.1} Р. Вольфсон. (25 мая 2015 г.) Энергетика, окружающая среда и климат , 2-е изд. Нью-Йорк, США: Нортон, 2012, стр. 97-98.
4. ↑ ^{4.0 4.1 4.2} GCSE Прикус. (26 мая 2016 г.). Фракционная дистилляция [Онлайн]. Доступно: http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/aqa_pre_2011/rocks/fuelsrev3.shtml
5. ↑ ^{5.0 5.1 5.2} Г. Бойл, Б. Эверетт, С. Пик, Дж. Рэмидж. (26 мая 2015 г.). Энергетические системы и устойчивость: мощность для устойчивого будущего , 2-е изд. Оксфорд, Великобритания: Издательство Оксфордского университета, 2012.

Оценка возможности одновременного изменения фракционного состава и привлечения депрессорных присадок для получения низкозамерзающих дизельных топлив

. 2022 8 февраля; 7 (7): 6086-6092.

doi: 10.1021/acsomega.1c06472. Электронная коллекция 2022 22 февраля.

Илья Богданов ¹ , Мария Киргина ¹ , Яна Морозова ¹ , Андрей Алтынов ¹

принадлежность

• ¹ Школа инженеров и наук о Земле Томского политехнического университета, проспект Ленина, 30, Томск 634050, Россия.

• PMID: 35224370
• PMCID: PMC8867479
• DOI: 10. 1021/acsomega.1c06472

Бесплатная статья ЧВК

Илья Богданов и др. АСУ Омега. 2022 .

Бесплатная статья ЧВК

. 2022 8 февраля; 7 (7): 6086-6092.

doi: 10.1021/acsomega.1c06472. Электронная коллекция 2022 22 февраля.

Авторы

Илья Богданов ¹ , Мария Киргина ¹ , Яна Морозова ¹ , Андрей Алтынов ¹

принадлежность

• ¹ Школа инженеров и наук о Земле Томского политехнического университета, проспект Ленина, 30, Томск 634050, Россия.

• PMID: 35224370
• PMCID: PMC8867479
• DOI: 10.1021/acsomega.1c06472

Абстрактный

В данной работе исследованы и проанализированы характеристики прямогонного образца дизельного топлива, узких дизельных фракций и их смесей с депрессорной присадкой. Оценена эффективность действия депрессорной присадки на низкотемпературные свойства узких дизельных фракций. Показано, что депрессорная присадка наиболее эффективна при температуре застывания тяжелой дизельной фракции (300-360 °С) и температуре забивания холодного фильтра легкой дизельной фракции (180-240 °С). Установлены закономерности влияния узких дизельных фракций на эффективность депрессорной присадки. Показано, что добавка узких дизельных фракций практически не влияет на температуру помутнения смеси прямогонного образца дизельного топлива с депрессорной присадкой. Добавление узких дизельных фракций отрицательно влияет на температуру забивания холодного фильтра смеси прямогонного дизельного топлива с депрессорной присадкой. Добавление легкой дизельной фракции и средней дизельной фракции (240-300 °С) не оказывает существенного влияния на температуру застывания смеси прямогонного дизельного топлива с депрессорной присадкой, но добавление 5 об. % тяжелой дизельной фракции позволяет снижение температуры застывания смеси на 6°С. Установленные закономерности объясняются с точки зрения механизма действия депрессорной присадки. Установлено, что для более эффективного действия депрессорной присадки необходимо учитывать содержание различных узких фракций в составе дизельного топлива. Установлено, что одновременное облегчение фракционного состава дизельного топлива (добавление легких фракций и/или удаление тяжелых фракций) и введение депрессорной присадки для получения низкозамерзающих дизельных топлив нецелесообразно. Однако введение небольших количеств тяжелых дизельных фракций одновременно с депрессорными присадками увеличивает возможности производства низкозамерзающих марок дизельного топлива, а также расширяет сырьевую базу предприятий по производству топлива. Выявленные закономерности влияния узких дизельных фракций в дальнейшем позволят детализировать общий механизм взаимодействия дизельного топлива и депрессорной присадки.

© 2022 Авторы. Опубликовано Американским химическим обществом.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

Цифры

Рисунок 1

Изменение низкотемпературных свойств…

Рисунок 1

Изменение низкотемпературных свойств НДФ при добавлении депрессора…

фигура 1

Изменение в низкотемпературные свойства НДФ при добавлении им депрессант.

Рисунок 2

Изменение низкотемпературных свойств…

Рисунок 2

Изменение низкотемпературных свойств прямогонной смеси ДТ/депрессорной присадки при…

фигура 2

Изменение низкотемпературных свойств прямогонного ДФ/депрессора смесь добавок при добавлении различных концентраций L _DF к этому.

Рисунок 3

Изменение низкотемпературных свойств…

Рисунок 3

Изменение низкотемпературных свойств прямогонной смеси проба ДТ/депрессорная присадка при…

Рисунок 3

Изменение низкотемпературных свойств прямоходного ДФ смеси проба/депрессант при добавлении к ней различных концентраций M _DF .

Рисунок 4

Изменение низкотемпературных свойств…

Рисунок 4

Изменение низкотемпературных свойств прямогонной смеси проба ДТ/депрессорная присадка при…

Рисунок 4

Изменение низкотемпературных свойств прямоходного ДФ смесь пробы/депрессорной присадки при добавлении различных H _DF концентрации к нему.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

Похожие статьи

• Acetone Prospect как добавка, позволяющая использовать касторовое и подсолнечное масла в качестве биотоплива в тройных смесях дизельного топлива/ацетона/растительного масла для применения в дизельных двигателях.

  Агуадо-Деблас Л., Идальго-Каррильо Х., Баутиста Ф.М., Луна Д., Луна С., Калеро Х., Посадильо А., Ромеро А.А., Эстевес Р. Агуадо-Деблас Л. и др. Молекулы. 2020 25 июня;25(12):2935. doi: 10.3390/молекулы25122935. Молекулы. 2020. PMID: 32630602 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние добавки полиметилакрилата на образование твердых частиц и выброс NO _X двигателя, работающего на биодизельном топливе.

  Монирул И.М., Масьюки Х.Х., Калам М.А., Зулкифли Н.В.М., Шанцита И. Монирул И.М. и соавт. Environ Sci Pollut Res Int. 2017 августа; 24 (22): 18479-18493. doi: 10.1007/s11356-017-9333-6. Epub 2017 23 июня. Environ Sci Pollut Res Int. 2017. PMID: 28646309

• Смазывающая способность смесей этанола и дизельного топлива – исследование методом четырехшариковой машины.

  Кушевский Х., Яворский А., Мадзель М. Кушевский Х. и соавт. Материалы (Базель). 2021 12 мая; 14 (10): 2492. дои: 10.3390/ma14102492. Материалы (Базель). 2021. PMID: 34065917 Бесплатная статья ЧВК.

• [Влияние кислородсодержащего топлива на выбросы и углеродный состав мелких частиц дизельного двигателя].

  Ши XY, Хе К.Б., Чжан Дж., Гэ Ю.С., Тан Дж.В. Ши XY и др. Хуан Цзин Кэ Сюэ. 2009 15 июня; 30 (6): 1561-6. Хуан Цзин Кэ Сюэ. 2009. PMID: 19662831 Китайский язык.

• Полимерные присадки для улучшения хладотекучести для биодизеля.

  Нифантьев И, Ивченко П. Нифантьев И. и др. Полимеры (Базель). 2021 14 мая; 13 (10): 1580. doi: 10.3390/polym13101580. Полимеры (Базель). 2021. PMID: 34069065 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

использованная литература

1. 1. Чейту А.; Фори О.; Кариу П.; Хамдан С.; Фаббри Г. Экономические и экологические последствия арктического судоходства: вероятностный подход. трансп. Рез. Часть D: трансп. Окружающая среда. 2020, 89, 10260610.1016/j.trd.2020.102606. — DOI
2. 1. Филимонова И. В.; Никитенко С. М.; Проворная И. В.; Дзюба Ю. Прогноз региональной структуры добычи нефти в России. Евразийский Мин. 2020, 1, 25–30. 10.17580/эм.2020.01.05. — DOI
3. 1. Нонг Д. ; Земляк А. М.; Варзиняк Т. Потенциальное влияние расширения добычи энергоресурсов в Арктике на Аляске на энергетический сектор США. Энергетическая политика 2018 г., 119, 574–584. 10.1016/j.enpol.2018.05.003. — DOI
4. 1. Шаповалова Д.; Галимуллин Э.; Грушевенко Е. Управление морской добычей нефти в Арктике в России: последствия западных санкций и перспективы освоения северных территорий. Энергетическая политика 2020, 146, 11175310.1016/j.enpol.2020.111753. — DOI
5. 1. Трамп Б. Д.; Каденик М.; Линьков И. Устойчивая Арктика: принятие трудных решений. Арк. Антаркт. Альп. Рез. 2018, 50, е143834510.1080/15230430.2018.1438345. — DOI

Распределение и фракционный состав нефтяных углеводородов в придорожных почвах 9

На этой странице

РезюмеВведениеМетодыРезультатыОбсуждениеВыводыПриложениеБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме м от дорог и при глубине грунта от 0,5 до 15 см. Интенсивность движения составляла до 25000 автомобилей в сутки. Концентрации TPH в почве были самыми высокими на расстоянии 15  м (665 и 3198 мг кг ⁻¹ с наветренной и подветренной сторон, соответственно), с последующим быстрым падением до фоновых значений за пределами (196 и 115 мг кг ⁻¹ на расстоянии 60 м с наветренной и подветренной сторон, соответственно. ). Вариабельность данных была наименьшей на расстоянии 1 м и максимальной в пределах древесных насаждений на расстоянии 15 м от дороги. Концентрации ТНУ уменьшались с глубиной, но были значительно выше фона на всех исследованных глубинах. Анализ главных компонентов выявил положительную связь между соотношением средней и тяжелой фракций и глубиной почвы. Фракционной дифференциации углеводородов по мере удаления от дороги не наблюдалось. Сделан вывод о том, что оценка способности углеводородов к транслокации, накоплению и деградации в почве требует их разделения на фракции в зависимости от их физико-химических и метаболических свойств.

1. Введение

Широкое использование углеводородов в топливе обуславливает их преобладание среди органических загрязнителей атмосферы, а нефтепродукты являются основным источником техногенных углеводородных загрязнителей атмосферы [1–3]. Общее количество нефтяных углеводородов (TPH) из ископаемых источников не поддается быстрому биоразложению по сравнению с биомассой или органическим веществом почвы, которые, как было показано, потребляются при разложении углеводородов [4, 5]. После осаждения на поверхность углеводороды могут сохраняться и биоаккумулироваться в окружающей среде [6] и проникать в подземные водоносные горизонты путем выщелачивания или в поверхностные водоносные горизонты со стоком, оказывая серьезное воздействие на растения [7, 8], людей и животных [9]., 10]. Органическим загрязнителям придорожных почв уделяется большое внимание в связи с интенсивностью дорожного движения [1, 2, 11, 12]. Отложение углеводородов в экосистемах носит более сложный характер, поскольку на него влияют метеорологические и другие периферийные условия, такие как ветер, геоморфология, строительство дорог, здания или растительность, что приводит к разбавлению атмосферы, турбулентному обмену, возможному направлению ветра и т. д. 12].

Помимо исследований, посвященных отдельным веществам, TPH до сих пор рассматривались в литературе как один класс веществ. Однако, как разнообразная смесь многочисленных индивидуальных алифатических углеводородов, компоненты нефтепродуктов также индивидуально ведут себя в окружающей среде. Это соображение порождает наше предположение, что исследование транслокации и накопления ТПН в экологических средах должно основываться на их подразделении хотя бы на фракции веществ со сходными физико-химическими и метаболическими свойствами.

Целью данного исследования является доказательство гипотезы о том, что периферийные условия, в частности растительность, влияют (I) на количество и пространственную изменчивость ВНУ в придорожных почвах и что фракционный состав нефтяных углеводородов изменяется с (II) расстоянием от дороги и (III) с глубиной почвы.

2. Материалы и методы

Образцы почвы отобраны на расстоянии 1, 6–8, 15, 40 и 60 м и на глубине от 0,5 до 15 см в октябре 2010 г. на проспекте Тракторостроителей в г. Харькове (50°0 ′41′′ с.ш., 36°21′3′′ в.д.). Были отобраны пять повторностей на участке 100  м с наветренной и подветренной сторон дороги относительно многолетнего основного направления ветра (стороны А и В соответственно). Схематическая карта места отбора проб дана на рис. дороги посажены два ряда кленов (расстояние между деревьями от 4 до 6 м).

Кроме того, для многомерного статистического анализа учитывались улица Пушкинская () и трасса М18 (объединенные выборки, взятые в октябре 2011 г., ). Обзор мест отбора проб приведен в таблице 1. Образцы длиной 60 м служили в качестве контроля фонового уровня. Тип почвы – чернозем, развитый на лёссе во всех точках отбора проб. Среднемноголетнее количество осадков в Харькове составляет 520 мм, а среднегодовая температура составляет 7,5°С. Два раза в год весной и осенью с поверхности убираются растительный опад и биомасса, органогенный горизонт почвы поверх минерального глинистого горизонта не сформировался.

Образцы были высушены на воздухе сразу после отбора проб, чтобы предотвратить микробное разложение углеводородов. Суммарные концентрации элементов определяли с помощью энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектроскопии (анализатор x-supreme EDXRF, Oxford Instruments, Великобритания). Общий углерод почвы определяли методом сухого сжигания О ₂ при 1050°С на анализаторе CNS (Elementar, Германия). Карбонаты определяли объемно как CO ₂ после обработки HCl. Органический углерод почвы определяли путем вычитания карбонатного С из общего С.

Концентрации TPH в почве определяли гравиметрически после трехкратной экстракции 20 г просеянной почвы (<2 мм) 50 мл гексана в год, очистки на короткой колонке с оксидом алюминия и выпаривания растворителя до постоянного веса при 40°C. ТФУ и фракционный состав нефтяных углеводородов отобранных проб далее определяли с помощью ГХ-МС (Carlo Erba, Fisons) после трехкратной экстракции 2 г почвы 5 мл гексана для анализа остатка, очистки на короткой колонке с фторсилом и выпаривания растворителя под углеводородом. -свободный азот при 20°C до объема пробы 10–100  μ л в зависимости от результатов гравиметрического определения углеводородов. Коммерческое дизельное топливо и стандартный алкан Hewlett Packard номер детали 18710-60170 использовали для количественного определения и идентификации общего содержания углеводородов и н-алканов соответственно. Мы использовали колонку SGE HT8 при потоке гелия 2 мл мин ^-1 с раздельным вводом 1  мк л при соотношении разделения 20 : 1. Температура ввода составляла 300°C. Температура колонки во время инжекции составляла 70°С и повышалась через 1 мин со скоростью нагрева 30 К мин ^-1 и удерживалась постоянной в течение 20 мин после достижения 320°С. Для детекции использовали ионизацию положительным электронным ударом (ЭУ+) при 70 эВ и режим полного сканирования МС в диапазоне от 50 до 250. Количественно определяли среднюю (С15-С27) и тяжелую фракцию (>С27) на хроматограммах с использованием суммарной ионной ток (TIC) после устранения силоксановых сигналов, возникающих в результате продувки колонки.

2.1. Статистический анализ

Коробчатая диаграмма «усы» использовалась для отображения медианных значений (жирные линии) и вариации (верхние и нижние квартили в прямоугольниках, диапазоны данных в виде «усов», выбросы в виде кругов) концентраций ТПГ в зависимости от расстояния от дороги. Для извлечения основных компонентов, объясняющих общую изменчивость данных, был выполнен анализ главных компонентов (PCA), где для выявления корреляций между переменными использовались побочные диаграммы PCA. Для PCA мы использовали преобразованные гравиметрические и GC-MS концентрации TPH, органического углерода в почве, концентрации Al, Fe и Si, расстояние от дороги, глубину отбора проб и соотношение средней и тяжелой фракций. Для проверки статистической значимости применялись двумерный регрессионный анализ, корреляция моментов произведений Пирсона и критерий Стьюдента. Мы использовали пакет программного обеспечения R для всех статистических расчетов.

3. Результаты

Наибольшие концентрации ТПГ наблюдались в пределах 15-метровой полосы вдоль дороги, за которой последовало быстрое падение до фоновых значений. С подветренной стороны концентрации ТНУ на расстоянии 1 м от дороги составили медианное значение 3198 мг кг ⁻¹ и значительно (-тест, ) превышали значение 665 мг кг ⁻¹ с наветренной стороны. с коэффициентом 4,8. В 60 м от дороги концентрации ТПГ составили 196 и 115 мг кг 9 .0013 −1 с наветренной и подветренной сторон соответственно, которые достоверно не различались (-тест, ). Изменчивость данных была наименьшей на расстоянии 1 м и максимальной на расстоянии 15 м от дороги, где можно было наблюдать общую тенденцию к снижению за пределами 15 м (рис. 2).

В почвенных профилях загрязненной 15 м полосы концентрации ТПГ уменьшались с глубиной, но были значительно повышены по сравнению с контролем на всех исследованных глубинах (-тест, , рис. 3). Самые высокие концентрации ТНУ наблюдались в пределах верхних 5  см почвенного профиля.

Преобладающим органическим загрязнителем почв были алифатические углеводороды, а сумма ПАУ колебалась от 0,11 до 3,61% от концентрации алифатических соединений. Список определенных индивидуальных соединений и неразрешившейся комплексной смеси (UCM [14]) приведен в приложении. Отношение средней фракции к тяжелой составило 0,950, 0,856, 1,637, 0,972 и 0,759 на расстоянии 1, 6–8, 15, 40 и 60 м от дороги соответственно, а также 0,972, 2,966 и 2,097 для глубины отбора проб 0,5, 10 и 15 см соответственно.

Первый и второй компоненты анализа основных компонентов (АГК) объясняют 47,2% и 22,1% общей дисперсии соответственно. Последующий регрессионный анализ выявил значительную положительную связь между гравиметрическими и ГХ-МС концентрациями TPH (, ), а также значительную положительную связь между соотношением средней и тяжелой фракций и глубиной почвы (, ). Как гравиметрические (рис. 2 и 4), так и ГХ-МС (рис. 4) концентрации TPH уменьшались по мере удаления от дороги. Соотношение средней и тяжелой фракций не коррелировало с расстоянием от дороги (, ). Наблюдалась значительная положительная корреляция между органическим углеродом почвы, Al (, ) и Fe (, ), но значительная отрицательная корреляция между Si, органическим углеродом почвы (, ), Al (, ) и Fe (, ). Органический углерод почвы не коррелировал ни с гравиметрическими (, ), ни с GC-MS концентрациями TPH (, ) (рис. 4).

Множественный регрессионный анализ выявил значительное влияние интенсивности движения (-тест, ), удаленности от дороги (-тест, ), глубины отбора проб (-тест, ) и периода эксплуатации дороги (-тест, ) на общие концентрации ТНУ.

4. Дискуссия

Концентрация TPH в почвах зависит от интенсивности движения [1, 2, 11, 12], а также от метеорологических и других периферийных условий, таких как ветер, геоморфология, строительство дорог и зданий, или от растительность. Таким образом, количества TPH вдоль придорожных почв, о которых сообщается в литературе, сильно различаются, достигая максимальных уровней примерно 1100 мг кг9.0013 -1 почвы на расстоянии 1 м от немецкой автомагистрали (50 000 автомобилей в день, [12]) и примерно до 19 500 мг ^-1 кг почвы в Нигерии [1]. Максимальные уровни, обнаруженные в этом исследовании, составили 3198 мг кг ⁻¹ почвы при интенсивности движения до 25000 автомобилей в сутки. В частности, при перпендикулярном набегании ветра заметно более высокие концентрации загрязняющих веществ в атмосфере с подветренной стороны и несколько более низкие концентрации с наветренной стороны наблюдались Громке и Раком [15], что может объяснить здесь более высокие концентрации TPH в почве с подветренной стороны. Унгер и Принц [12] сообщили, что фоновые уровни достигались на расстоянии 10–25  м от дороги, что может быть подтверждено результатами этого исследования (рис. 2).

В отношении воздействия на окружающую среду дороги представляют собой линейный источник загрязнения [12], и, следовательно, при однородных условиях транслокации ТПН можно ожидать небольшой разброс на заданном расстоянии вдоль дороги, который увеличивается по мере изменения метеорологических и других периферийных условий в пределах что учитывая расстояние от дороги. В настоящем исследовании высокие значения и низкая вариация концентраций ТНУ на расстоянии 1 м от дороги могут быть связаны с влиянием брызг воды, несущих большое количество углеводородов с дорожного покрытия, и с ненарушенным деревьями распределением углеводородов в атмосфере. Поверхностный сток как основной источник поступления углеводородов в почву может быть исключен благодаря наличию бордюра. Ries и Eichhorn [16] сообщили о снижении скорости ветра в уличном каньоне с растительностью при небольшом увеличении концентрации загрязняющих веществ в атмосфере. Посадки деревьев уменьшали воздухообмен между уличными каньонами и окружающей средой, где по сравнению с безлесными уличными каньонами более высокие общие концентрации загрязняющих веществ и более низкие скорости потока были измерены Громке и Раком [15]. Следовательно, направление ветра может способствовать переносу углеводородов на большие расстояния, в то время как скопление воздуха вблизи деревьев может привести к более длительному пребыванию воздуха, содержащего углеводороды, и, таким образом, может кинетически способствовать осаждению твердых частиц или прямой адсорбции углеводородов на поверхности до и уменьшить отложения углеводородов за рядами деревьев. Unger и Prinz [12] сообщили о 35% увеличении концентрации TPH до и 90 % снижение концентрации ВНУ за лесополосой. В то время как медианные концентрации TPH снижались по мере удаления от дороги, присутствие деревьев, следовательно, увеличивало их пространственную изменчивость. Незначительные концентрации ТНУ в 60 м от дороги с наветренной и подветренной сторон указывают на их естественный фон (рис. 2). Здесь следует отметить, что концентрации ТНУ с наветренной стороны превышали таковые с подветренной стороны на расстоянии 60 м, чего нельзя было ожидать при их смещении с господствующими ветрами. Незначительная связь между концентрацией TPH и интенсивностью движения, обнаруженная в этом исследовании, указывает на высокую значимость метеорологических и других периферийных местных условий.

Унгер и Принц [12] сообщили о повышенных концентрациях ТПГ по сравнению с фоновым уровнем на глубине почвы 10 см. В нашем исследовании мы наблюдали значительно повышенные концентрации TPH вплоть до максимальной глубины отбора проб 15 см, что указывает на вертикальное перемещение углеводородов в почвенный профиль (рис. 3). Положительная связь между соотношением средней и тяжелой фракций и мощностью почвы, выявленная по ППШ (рис. 4), указывает на повышенную подвижность средних углеводородов и их ускоренную транслокацию в почвенный профиль по сравнению с тяжелой фракцией. Это явление может быть объяснено уменьшением растворимости углеводородов в воде и биоразлагаемости с увеличением длины цепи, а также увеличением их адсорбции в почвенной матрице, что приводит к усилению удержания более тяжелых углеводородов на пути движения воды и их относительной концентрации. накопление в верхнем слое почвы. Повышенная подвижность средней углеводородной фракции создает дополнительную опасность ее перемещения в глубокие слои почвы, где накоплению могут способствовать неблагоприятные условия биодеградации. Фракционной дифференциации углеводородов на пути их атмосферного распространения в пределах 60-метровой полосы исследований не наблюдалось.

Mikutta et al. сообщают о стабилизации органического вещества почвы минеральными поверхностями, в частности полимерными соединениями Fe и Al. [17]. В нашем исследовании органический углерод почвы был связан с минеральными фазами, богатыми Fe и Al, но отрицательно коррелировал с минеральными фазами, богатыми Si. Однако высокие концентрации органического углерода в почве не были конкретно связаны с высокими концентрациями TPH, что указывает на то, что накопление нефтяных углеводородов в почве, скорее всего, контролировалось историей участка и периферийными условиями.

5. Выводы

Из представленных результатов можно сделать вывод, что нефтяные углеводороды, представляющие собой смесь многочисленных индивидуальных веществ, ведут себя в почве неравномерно. Для оценки их способности перемещаться, накапливаться или разлагаться в почве необходимо не только определять общие концентрации нефтяных углеводородов, но и подразделять их на фракции в зависимости от их физико-химических и метаболических свойств.

Приложение

См. Таблицу 2.

Конфликт интересов

Лариса Михайлова, Томас Фишер и Валентина Юрченко не имеют конфликта интересов.

Благодарности

Авторы выражают благодарность Министерству образования и науки Украины и Немецкой службе академических обменов (DAAD) за финансовую поддержку.

Ссылки

1. A.A. Adeniyi и O.J. Owoade, «Общие нефтяные углеводороды и следы тяжелых металлов в придорожных почвах вдоль скоростной автомагистрали Лагос-Бадагри, Нигерия», Мониторинг и оценка окружающей среды , vol. 167, нет. 1–4, стр. 625–630, 2010.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

2. Дж. О. Оконкво, О. Р. Авофолу, С. Дж. Моджа, П. С. Б. Форбс и З. Н. Сенво, «Общее количество нефтяных углеводородов и микроэлементов в уличной пыли из столичного района Тшване, Южная Африка», Journal of Environmental Science and Health A , том. 41, нет. 12, стр. 2789–2798, 2006.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Академия Google

3. E. S. Manahan, Fundamentals of Environmental Chemistry , Lewis, Chelsea, Mich, USA, 4th edition, 1993.

4. A. Zyakun, S. Nii-Annang, G. Franke, T. Fischer, Buegger и O. Dilly, «Микробная активность и соотношение 13C/12C как свидетельство биодеградации N-гексадекана и N-гексадекановой кислоты в сельскохозяйственных и лесных почвах», Geomicrobiology Journal , vol. 28, нет. 7, стр. 632–647, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Академия Google

5. О. Дилли, С. Нии-Аннанг, Г. Франке, Т. Фишер, Ф. Бюггер и А. Зякун, «Устойчивость микробного дыхания, дыхательный коэффициент и характеристики стабильных изотопов к добавлению углеводородов в почву», Биология и биохимия почв , том. 43, нет. 9, стр. 1808–1811, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

6. Б. Дж. Аллоуэй, «Загрязнение земель и мелиорация», в Understanding Our Environment. Введение в химию окружающей среды и загрязнение окружающей среды , R.M. Harrison, Ed., стр. 144–163, Королевское химическое общество, Кембридж, Великобритания, 1992.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar топлива на прорастание семян», Загрязнение окружающей среды , том. 120, нет. 2, стр. 363–370, 2002.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

7. К. Масакорала, Дж. Яо, Х. Го и др., «Фитотоксичность почвы, загрязненной нефтяными углеводородами в течение длительного времени — сравнительный и комбинированный подход», Загрязнение воды, воздуха и почвы , vol. 224, статья 1553, 2013.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

8. Амади А., Эбби С. Д. и Нма А. Хронические эффекты разливов нефти на свойства почвы и микрофлору экосистемы тропических лесов в Нигерии, Water, Air, and Soil Pollution , vol. 86, нет. 1–4, стр. 1–11, 1996 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. П. Х. Альберс, «Нефть и индивидуальные полициклические ароматические углеводороды», в Handbook of Ecotoxicology , D.T. Haffman, B.A. Rattner, G.A. Burton, and J. Cairns, Eds., стр. 330–335, Lewis, Лондон, Великобритания, 1995. М. Биасиоли ​​и Ф. Аймоне-Марсан, «Органическое и неорганическое диффузное загрязнение городских почв: случай Турина (Италия)», Journal of Environmental Monitoring , vol. 9, нет. 8, стр. 862–868, 2007.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Академия Google

10. Х.-Дж. Unger and D. Prinz, Verkehrsbedingte Immissionen in Baden-Württemberg—Schwermetalle und organische Fremdstoffe in straßennahen Böden und Aufwuchs , Ministryium für Umwelt Baden-Württenberg, Luft, Boden, Abfall, Heft, 1992.

Boden Bodenkundliche Kartieranleitung, 5. Verbesserte und Erweiterte Auflage , Schweizerbarthsche, Stuttgart, Germany, 2005.

11. М. А. Гоф и С. Дж. Роуленд, «Характеристика нерастворенных сложных смесей углеводородов в нефти», Природа , том. 344, нет. 6267, стр. 648–650, 1990.

    Просмотр по адресу:

    Google Scholar

12. C. Громке и Б. Рак, «О влиянии деревьев на процессы рассеивания транспортных выбросов в уличных каньонах», Граница -Слойная метеорология , том. 131, нет. 1, стр. 19–34, 2009 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

13. К. Райс и Дж. Эйххорн, «Моделирование влияния растительности на рассеивание загрязняющих веществ в уличных каньонах», Meteorologische Zeitschrift , vol. 10, нет. 4, стр. 229–233, 2001.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

14. Р. Микутта, М. Клебер, М. С. Торн и Р. Ян, «Стабилизация органического вещества почвы: связь с минералами или химическая сопротивляемость?» Биогеохимия , вып. 77, нет. 1, стр. 25–56, 2006 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

Copyright

Copyright © 2013 Лариса Михайлова и др.