Введение
Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Причины загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами 5
1.2 Существующие нормативы допустимого остаточного содержания нефти
и продуктов ее трансформации в почвах 7
1.3 Методы оценки степени загрязненности почв нефтепродуктами 9
Глава 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 13
2.1 Метод магнитной резонансной томографии 13
2.2 Основные методы ЯМР-томографии 17
2.3 Методы ядерного магнитного резонанса 20
2.4 Измерение спин-спиновой Т2 и спин-решеточной Т1 времен релаксации 22
2.5 Объект исследования 23
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВ МЕТОДАМИ ЯДЕРНОГО
МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА 25
3.1 Приготовление образцов 25
3.2 Результаты проведения МР исследования 27
3.3 Результаты исследования времен ЯМ релаксации 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41
Список цитируемой литературы 42
За всё время существования нефтяной промышленности технологические процессы нефтедобычи, к сожалению, неразрывно связаны с негативным воздействием на компоненты окружающей экосистемы (атмосфера, гидросфера, растительный и животный мир). Нефтегазодобывающая отрасль отличается высокой загрязняющей способностью почвенного покрова. Множество специальных химических реагентов, которые применяются при бурении скважин, добыче и транспортировке нефти, а также добываемые углеводороды и примеси к ним являются вредными веществами для всего окружающей нас природной среды [1].
В Республике Татарстан основным полезным ископаемым является нефть, на базе разведанных запасов которой созданы и функционируют мощные нефтедобывающий и нефтехимический комплексы [2,3]. По состоянию на 01.01.2016 г. на территории РТ учитывается 206 нефтяных месторождений с извлекаемыми запасами промышленных категорий 922,480 млн. тонн. Обеспеченность нефтяных компаний промышленными запасами нефти при современном уровне добычи составляет в среднем 28 лет. В то же время нельзя оставлять без внимания негативные проблемы объективного ухудшения экологического состояния компонентов окружающей среды [4].
Согласно постановлениям Кабинета Министров Республики Татарстан (РТ) об утверждении целевых программ «Система химической и биологической безопасности Республики Татарстан» на 2012-2014 и 2015¬2020 годы проблема нефтезагрязненных почв по-прежнему остается актуальной. По статистике, в настоящий момент времени нефтехимическими предприятиями республики количество почв, подверженных нефтяному загрязнению насчитывается порядка 1500 га земель [5].
Таким образом, дальнейшее увеличение числа разведочных и эксплуатационных скважин, а также объемов добычи нефти неразрывно связано с нанесением вреда экологической среде. Для снижения отрицательного влияния нефтедобычи и минимального загрязнения окружающей среды нефтешламами и прочими нефтепродуктами необходимо не только развивать технологии рекультивации загрязненных земель, но и уметь эффективно и оперативно определять степень и глубину нефтяных загрязнений.
Для почвоведов и экологов, занимающихся проблемами падения природно-ресурсного потенциала почв, вследствие большого количества нефтяного загрязнения почвенного покрова, первостепенное значение имеет разработка эффективных методов исследования почв без нарушения их естественных условий (уплотненность, влажность, и др.) и оперативное установление пространственной локализации загрязнений.
Целью данной работы стало изучение возможностей метода ядерной магнитно-резонансной томографии при исследовании почв.
Работа выполнена на оборудовании кафедры физики молекулярных систем Института физики КФУ магнитно-резонансном томографе «MR scanex»
С помощью последовательности спиновое эхо, получены томографические изображения распределения двух типов жидкости (нефти и воды) внутри почвы.
Для исследуемых образцов почвы методом ядерной магнитной релаксации установлено наличие нескольких компонент с различными временами Т2, как для нефти, так и для воды после насыщения. Этот результат обусловлен не только сложностью порового пространства, но и естественным содержанием пара- и ферромагнитных примесей в почве.
Установлено, что используя метод МРТ можно оперативно идентифицировать нефтяное в образцах почвы, не разрушая при этом внутреннюю структуру и не изменяя естественную уплотненность исследуемых образцов.
