Прогнозирование количества нефти в загрязненных почвах

Ученые сообщают о новой методике картирования и анализа почв, загрязненных нефтепродуктами. Традиционно образцы необходимо отбирать в поле и отправлять в лабораторию для длительного химического анализа, что требует времени и средств, которых часто не хватает во время операций по очистке. Новый метод позволяет проводить измерения непосредственно на месте и точно прогнозировать общее количество нефтяных загрязнителей во влажных, неподготовленных образцах почвы.

Исследование, финансируемое Программой прикладных исследований разливов нефти Луизианы, провела группа почвоведов под руководством Дэвида Вайндорфа из Университета штата Луизиана, Кристин Морган из Texas Agrilife Research и Джона Галбрейта из Технологического института Виргинии. Используемый метод основан на спектроскопии видимого и ближнего инфракрасного диапазона с диффузным отражением: на образец направляется свет, а затем считываются отраженные длины волн. Это позволило исследователям быстро оценивать наличие и степень нефтяного загрязнения почв прямо в поле, без отправки образцов в лабораторию и ожидания результатов. Методику применили для прогнозирования общего содержания нефтепродуктов в различных почвах южной Луизианы.

Результаты исследования, также представленные на конференциях Clean Gulf 2009 и ежегодных международных собраниях Общества почвоведов Америки в 2009 году, опубликованы в июльско-августовском номере Journal of Environmental Quality за 2010 год. Исследование показало, что новый метод обеспечивает приемлемые прогнозы по сравнению с традиционными лабораторными тестами. Наиболее успешным оказалось сканирование без дополнительной сушки и измельчения образцов, так как эти процедуры высвобождают летучие углеводороды и приводят к неточным измерениям. Это указывает на то, что сканирование на месте дает более точные результаты, поскольку исключает потери материала при транспортировке или пробоподготовке.

Сомсубхра Чакраборти, докторант Университета штата Луизиана и ведущий аспирант исследования, заявил: "Поскольку задача идентификации конкретной нефтяной сигнатуры затруднена, когда она смешана с почвой, настоящее исследование возможностей показало, что успешное сочетание хемометрии и спектрометрии... выглядит очень многообещающим для разработки методологии идентификации загрязненных нефтью почв в ближайшем будущем. Тот факт, что эта спектроскопическая технология не требует предварительной подготовки проб, делает ее особенно применимой".

В Исследовательском центре Университета штата Луизиана продолжаются работы по изучению использования этого метода для картирования шлейфов углеводородных загрязнений и оценки уникальных спектральных сигнатур различных соединений (гудрон, сырая нефть, дизельное топливо, моторное масло). Другие исследования оценивают прогностические модели для использования в сочетании с полевым анализом. В конечном итоге это может привести к использованию авиационных или спутниковых платформ для принципиально новой оценки как известных, так и неизвестных зон загрязнения от разливов нефти.