Gázolajminták környezeti degradációs folyamatainak vizsgálata gázkromatográfiával | EKOL

Gázolajminták környezeti degradációs folyamatainak vizsgálata gázkromatográfiával

Gázolajminták környezeti degradációs folyamatainak vizsgálata gázkromatográfiás módszerrel

Napjainkban fosszilis tüzelőanyagok, ezeken belül is a kőolaj és származékai biztosítják az energiaellátás nagy részét világszerte. Ebből adódóan nagy eséllyel jelenhetnek meg a környezetben is, mint szennyezők. Ahhoz, hogy meg lehessen állapítani, kit terhel a felelősség egy szénhidrogén-szennyezés kibocsájtásakor, illetve, hogy milyen mértékű kárelhárítás szükséges, többek közt kémiai ujjlenyomat-vizsgálatokat hívhatunk segítségül... Az ujjlenyomat vizsgálatok alkalmazásának kritikus pontja a környezeti degradációs folyamatok szennyezésekre gyakorolt hatásának lehető legpontosabb feltérképezése. Munkám során a környezeti degradációs folyamatok közül a rövidtávon jelentős hatással bíró fizikai folyamatok, mégpedig a párolgás és az oldódás vizsgálatát kezdtem meg. Modellkísérletek kivitelezésével kapcsolatos lehetőségeket vizsgáltam desztillált vízre rétegzett gázolaj mintákkal. E munka jelentőségét növeli, hogy a szakirodalomban nincs egységes módszer ezen folyamatok vizsgálatára.

Ahhoz, hogy mind a párolgás, mind pedig az oldódás folyamatát nyomon tudjam követni fontos, hogy a párolgás vizsgálatánál csak a gázolaj párologjon, a desztillált víz ne. Az oldódás vizsgálatánál pedig az, hogy gáztömör rendszerben dolgozzak. Kutatómunkám kezdetén olyan paramétereket kerestem, melyekkel a modellkísérlet az általam használt kivitelezésekkel (mágneses keverőgéppel való kevertetés, rázógéppel történő rázatás) eleget tesz az előbbi kritériumoknak. Mivel az oldódás vizsgálatával kapcsolatban támasztott kritérium könnyen kialakítható, így ennek vizsgálatára nem volt szükség. Az előzetes vizsgálatok során ezért a hőmérséklet, illetve a rázatás és a kevertetés sebességének hatását vizsgáltam. Hamar igazolódott, hogy ezek a körülmények igen jelentős hatással vannak a párolgás kritériumának teljesíthetőségére. A továbbiakban az alkalmasnak talált körülményekkel elvégzett kísérletekben összehasonlítottam a két kivitelezési módot, az alapján, hogy milyen hatással vannak a tömegveszteségre és hogyan hatnak a folyamatok a kémiai ujjlenyomat-vizsgálatok szempontjából releváns komponenscsaládokra.

Ez utóbbi megállapításához az optimált paraméterekkel elvégzett modellkísérletekből kapott "degradálódott" gázolaj mintákat GC-MS vizsgálatnak vetettem alá. Vizsgáltam, hogy a komponenscsaládokon belüli egyes komponensek egymáshoz viszonyított mennyisége hogyan változik a degradációs folyamatok előrehaladásával. Ezt a komponensek százalékos eloszlás változásának nyomon követésével tettem meg.

A GC-MS vizsgálatok eredményéből, és a párolgás során bekövetkező tömegcsökkenés adatokból egyértelműen megállapítható, hogy nem mindegy melyik kivitelezési módszert alkalmazom. Az oldódás folyamatának vizsgálatánál csak a kevertetéses megvalósítás esetében tapasztaltam differenciált oldódást az egyes komponenscsaládok esetén. Másfelől a desztillált vízre rétegzett gázolaj párolgásának vizsgálatáról elmondható, hogy arra a rázógépes kivitelezés az alkalmas, mivel ebben az esetben a visszamaradó gázolaj frakció összetételét nem befolyásolja az oldódás.

Szerző: Szilágyi Kristóf, Vegyész MSc. hallgató