Исследование бензинов методом флуоресцентного анализа

* Shekov A.A., Koryakin A.A., Zyryanov V.S. Study benzine by method of the florescent analysis.

ВЕСТНИК ВОСТОЧНО-СИБИРСКОГО ИНСТИТУТА МВД РОССИИ

В России актуальность расследования поджогов становится всё очевиднее. Они направлены на уничтожение или повреждение имущества, психологическое воздействие в целях вымогательства, давление на конкурентов, получение страховых выплат и сокрытие других преступлений. Нередко используются при попытках силовых захватов земель. Примером тому может быть систематическое и целенаправленное выжигание малоэтажной жилой застройки в центральном районе г. Иркутска. Поджог, несомненно, социально опасная причина пожара, и роль специалистов в установлении его факта является ключевой.

Для совершения преступления злоумышленники в качестве инициаторов горения чаще других используют легковоспламеняющиеся и горючие жидкости (ЛВЖ и ГЖ), различные марки бензинов, которые выступают вещественными доказательствами по делам о пожарах и соответственно объектами исследования при проведении пожарнотехнических экспертиз. Нефтепродукты изымаются в небольших количествах и в виде следов, интервал между временем их изъятия и исследованием нередко составляет несколько суток. Эти обстоятельства уменьшают вероятность идентификации и обнаружения нефтепродуктов.

Исследование остатков ЛВЖ и ГЖ проводится с помощью химических, хроматографических или спектральных методов анализа. На сегодняшний день основным методом исследования бензинов является газовая хроматография с использованием капиллярных колонок. Возможность установления количественного содержания около 300 компонентов позволяет решать широкий круг идентификационных и диагностических задач исследования нефтепродуктов [1]. Практика показывает, что выгорание инициаторов горения в процессе пожара приводит к значительному их изменению качественного и количественного состава, и установить вид нефтепродукта методом газовой хроматографии становится практически невозможно. В этом случае для обнаружения и идентификации остатков ЛВЖ и ГЖ предпочтительно использовать флуоресцентную спектроскопию.

Чувствительность данного метода исследования 0,005 мг/дм3 значительно превосходит чувствительность ИК-спектроскопии 0,05 мг/дм3 и газовой хроматографии 0,1 мг/дм3 [2], получение спектра занимает не более 5 минут, а простота в эксплуатации приборов не требует серьёзных навыков оператора.

В методике исследования следов ЛВЖ и ГЖ [3] отмечается, что по месту положения абсолютного максимума люминесценции можно установить тип нефтепродукта (бензин, керосин или дизельное топливо). Их выгорание приводит к выравниванию спектральных характеристик, и отличить бензины от среднедистиллятных топлив становится невозможным. Представленные спектры возбуждения флуоресценции выгоревших бензинов А-72, А-76 и АИ-93, дизельного топлива «летнего» и керосина осветительного имеют один широкий пик в области 400-480 нм, что, вероятно, связано с низкой чувствительностью используемых для анализа флуориметров «Офорт» и «Нева».

В работе бензины ЗАО «Ангарская нефтехимическая компания» исследовали с использованием современного спектрофлуориметра «Флюорат-02-Панорама». При съемке спектров флуоресценции длина волны возбуждения состав- ляла 255 нм, область регистрации – от 270 до 450 нм.

Установлено, что все марки бензинов имеют максимумы люминесценции вблизи 280-290 и 300-330 нм (рис. 1), при этом у высокооктановых топлив максимум 300-330 нм обладает большей интенсивностью и несколько растянут в длинноволновую область. В результате длительного хранения нефтепродуктов возможно снижение содержания низкокипящих компонентов (270290 нм), в связи с чем, флуоресцентная спектроскопия мало информативна при дифференциации нативных бензинов.

Длина волны, нм

Рис. 1. Спектры флуоресценции бензинов А-76 (1), АИ-80 (2), АИ-92 (3), АИ-95 (4)

На рис. 2 видно, что спектры флуоресценции выгоревших бензинов имеют максимумы в областях 300-330, 370-390, 390-420, 420-440 нм. Спектры отличаются только по интенсивности люминесценции, при увеличении октанового числа бензинов уменьшается интенсивность в области 300330 нм, характерной для бициклических ароматических углеводородов, и соответственно увеличивается интенсивность максимумов полициклических ароматических углеводородов в областях 370-390 и 390-410 нм.

Рис. 2. Спектры флуоресценции выгоревших остатков бензинов А-76 (1), АИ-80 (2), АИ-92 (3), АИ-95 (4)

В спектрах флуоресценции бензинов А-76 и АИ-80 остаются пики вблизи 280-290 нм, характерные для моноароматических соединений. Высокая интенсивность в этой области наблюдалась у нативных нефтепродуктов всего ряда.

В спектрах высокооктановых бензинов данный пик отсутствует, что возможно связано с отсутствием в остатках ГЖ моноароматических углеводородов, ввиду полного их выгорания.

Таким образом, методом флуоресцентной спектроскопии возможна дифференциация остатков низко и высокооктановых бензинов по спектрам люминесценции. К сожалению, большинство спектров имеют одинаковые области максимумов и различаются только по интенсивности, что ограничивает идентификацию частично выгоревших бензинов. В связи с этим целесообразно составлять базы спектров флуоресценции нефтепродуктов в зависимости от степени их выгорания и по производителю.

В целом можно констатировать, что низкая интенсивность флуоресценции экстрактивных компонентов основных объектов-носителей [4], простота аппаратурного оформления и экспрессность метода позволяет эффективно его использовать в обнаружении остатков бензинов.