Массы выделенных фракций углеводородов (УВ)

Эффективность разделения фракций НУВ и ПАУ можно оценить сравнением значений интенсивностей флуоресценции. Значительные различия интенсивности флуоресценции фракций указывают на удовлетворительное их разделение. Необходимо отметить, что для фракций АУВ наблюдается увеличение интенсивности флуоресценции с ростом степени загрязненности (табл. 2). Хроматограмма фракций НУВ типична для смеси алканов и нафтеновых УВ. Над неразделенным "нафтеновым горбом" четко проявляются хроматографические пики н-алканов и их разветвленных гомологов (рис. 1). По данным хромато-масс-спектрометрии во фракции АУВ в основном находится целый спектр моноалкилзамещенных бензола, эфиры фталевой кислоты, а также различные алкилзамещенные антрацена, фенантрена и др. Таким образом, полученные данные флуориметрического, газохроматографического и хромато-масс-спектрометрического анализа убедительно свидетельствуют об удовлетворительном разделении фракций НУВ и АУВ.

Таблица 2

Возможности спектрофотометрии и флуориметрического анализа оказались достаточно ограниченными для сравнительного анализа "чистых" и "грязных" образцов (рис. 2, 3). Так, УФ-спектры фракций ПАУ однотипны, имеют сглаженный характер с плавными перегибами в области длин волн 250-260 и 270-280 нм, которые могут быть отнесены к проявлениям полос поглощения алкилзамещенных бензолов, нафталина, антрацена, фенантрена и др.. Как уже отмечалось выше, эти структуры были идентифицированы хромато-масс-спектрометрически. Наличием данных соединений можно объяснить и характер зависимости Jфл. от длины волны (lвозб.= 265 нм). Наблюдаемый максимум интенсивности флуоресценции при lмах = 360 нм соответствует максимальной флуоресценции многих полиароматических соединений.

Интересный фактор — различие состава н-алканов в чистых и грязных образцах. По данным ГЖХ рассчитаны отношения содержания нечетных н-алканов к четным (нч/ч). Полученные значения нч/ч для "чистых" образцов осоки равны 2.2, для "грязных" — 1.1. Аналогично соотносятся значения нч/ч для чистого образца багульника (1.7) и для грязного образца пушицы (1.3), то есть у чистых образцов это значение в 2 раза больше, чем у грязных. Существует ли корреляция между степенью загрязненности образца и величиной нч/ч может быть установлено только после дополнительных исследований. В нефтехимии же отношение нч/ч используют для оценки степени биодеградации нефтей.

На хроматограммах фракций НУВ, выделенных из образцов чистой и загрязненной осок, нафтеновые УВ фиксируются в виде так называемого "нафтенового горба". Из сравнения хроматограмм видно, что доля нафтеновых УВ значительно выше для "грязного" образца осоки. Вероятно, нафтеновые УВ преобладают в общем количестве извлеченных нефтеуглеводородов, так как они в наименьшей степени подвергаются микробиологической деструкции среди НУВ.

Получены первые масс-фрагментограммы для "чистого" и "грязного" образцов осок, построенные по наиболее характерным гопановым и стерановым ионам. Тритерпаны и стераны являются важнейшими соединениями нефтей, сохранившими структуру, свойственную исходным природным соединениям и имеющими четко выраженные особенности, поэтому, они должны достаточно легко усваиваться и длительное время накапливаться в растениях, не подвергаясь разрушению. Данные масс-фрагментограммы также имеют четко выраженные особенности. Дальнейшие сравнительные хромато-масс-спектрометрические исследования позволят получить новые данные о содержании биологических и нефтяных стеранов и тритерпанов во фракциях НУВ.

Выводы:

1. Предложена схема выделения из растительных образцов фракций НУВ и АУВ, включающая стадии щелочного гидролиза образца, выделения неомыляемых липидов экстракцией и колоночной хроматографией на оксиде алюминия, выделения отдельных фракций углеводородов методом тонкослойной хроматографии.

2. Доказана методами флуориметрии, газовой хроматографии и хромато-масс-спектрометрии эффективность предлагаемой методики для выделения фракций НУВ и АУВ из растительных образцов.

3. Доказан факт усвоения растениями компонентов нефти при сравнении гравиметрических, флуориметрических и хромато-масс-спектрометрических данных, полученных для образцов различной степени загрязненности.

Дальнейшие исследования будут направлены на изучение нафтеновых углеводородов прежде всего гопанового и стеранового ряда.

Выражаем благодарность Д.А. Бушневу, зав. лабораторией органической геохимии Института геологии, за возможность получения хромато-масс-спектров и помощь в интерпретации полученных данных; а также О.В. Лавриненко и Е.Е. Кулюгиной, сотрудникам лаборатории экологии и охраны тундры Института биологии, за предоставленные образцы растений.