Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Элементный состав некоторых марок моторных

и трансмиссионных масел (по данным [81, 82])

Масла	Основные элементы (кроме С, Н, N)
	Ca	Ba	Zn	Cl	S	P
	Моторные
М₈А	+	++	+
М₈Б₁	+	++	++
М₈В₁	++	+	++
М₈Г₁	++	-	++
М₁₂Г₁	++	-	++
М₁₀Г₂	++	+++	+
	Трансмиссионные
АК-15					++
ТСЗп-8			++		+++	++
ТСЗ-9гип		++		+++	+++	+++
ТАП-15В		+		+	+++
ТСП-15К			++	+	+++	++
ТСП-14гип				+++	++	++
ТАД-17И					+++	++
А	++		++		++	++
Р	++		++		++	++

Примечание: содержание элементов: + – < 0,05 %; ++ – 0,05- 0,5 %; +++ – > 0,5 %.

Таблица 2.22

Элементный состав некоторых смазок [83]

Название	Элементы, предусмотренные рецептурой	Элементы, не предусмотренные рецептурой (в порядке убывания количественного содержания)
Литол - 24	Li	Si, B, Al
Солидол С	Ca	Si, B, Al, Mg, Fe, Sn
Солидол Ж	Ca	Si, Mg, Fe, B, Al, Mn

Как видно из приведенных в таблицах данных, у моторных масел в составе минеральных компонентов преобладают кальций, барий, цинк; у трансмиссионных, кроме того, наблюдается повышенное содержание хлора, серы, фосфора.

Есть основания полагать, что при горении ГСМ указанные металлы, а также хлор, сера, фосфор, входящие в состав минеральных солей, будут накапливаться в остатке от сгорания и могут быть легко обнаружены после пожара методами элементного анализа.

Таким образом, элементный анализ должен позволить отличить обгоревшие остатки масел от других товарных нефтепродуктов, а также устанавливать, по крайней мере, тип масла (смазки).

Экстрактивные вещества объектов-носителей,

Мешающие определению

Объекты-носители (грунт, ткани, древесина и т.п.) способны оказывать определенное негативное влияние на ход и результаты обнаружения и исследования остатков горючих жидкостей. Влияние это проявляется, во-первых, в способности (в определенных обстоятельствах) необратимо сорбировать некоторые компоненты жидкости и менять таким образом ее состав. Так, например, в работе [113] авторы отмечают потерю маслами высокомолекулярных фракций и отдельных присадок при извлечении масел из почвы.

Во-вторых, и это более существенно, объекты-носители могут содержать как собственные экстрактивные вещества, так и всевозможные загрязнения и примеси, которые либо мешают определению искомых веществ, либо идентичны некоторым компонентам горючей жидкости. А.А.Салимов в работе [114] утверждает, что экстрактивные вещества некоторых предметов-носителей (ношеной одежды, древесины) могут содержать так называемые "фракции естественных углеводородов", сходные по составу с нефтепродуктами. Данные эти пока не нашли подтверждения в работах других авторов, но тем не менее указывают на необходимость серьезного отношения к данной проблеме.

Наиболее "благополучным" (по сравнению с другими) объектом-носителем, не вносящим, как правило, дополнительных сложностей в экспертное исследование, следует признать древесину. Особенно, если для экстракции из древесины остатков ЛВЖ (ГЖ) использовать, как рекомендовалось выше, неполярный растворитель и проводить экстракцию при комнатной температуре. Пентановый или гексановый экстракт хвойной (ель, сосна) и лиственной (береза) древесины, полученный методом фронтального элюирования, практически не содержит, кроме растворителя, других веществ, хроматографируемых (ГЖХ) при обычно используемых (см. выше) условиях анализа.

В УФ-спектрах экстрактов древесины полоса "бензольного поглощения", характерная для нефтепродуктов или растворителей, содержащих ароматические углеводороды, также отсутствует.

Спектры возбуждения люминесценции экстрактов древесины, а также отдельных продуктов ее переработки и древесного угля, как правило, имеют максимум поглощения в длинноволновой области – около 500 нм, хотя в отдельных случаях, видимо за счет смолистых компонентов древесины, появляется максимум 400-410 нм (рис. 2.42). Однако в любом случае он не совпадает с максимумом, характерным для светлых НП (380, 430 нм).

Кроме того, сама интенсивность люминесценции углеводородных (пентановых, гексановых) экстрактов чистой древесины, как правило, довольно низка. Практический опыт работы по экстракции чистых образцов древесины позволяет эксперту довольно быстро оценить их средний уровень люминесценции в конкретных условиях анализа и в дальнейшем рассматривать его как фоновый. При выгорании же древесины интенсивность ее фоновой люминесценции снижается еще больше.

Рис. 2.42. Спектры возбуждения люминесценции гексановых экстрактов: 1 – хвойная древесина (сосна); 2 – древесный уголь (сосна); 3 – целлюлоза (хлопковая вата); 4 – канифоль; 5 – скипидар

Отбирая на месте пожара и исследуя пробы древесины, нужно, однако, не забывать, что поверхность деревянных конструкций и предметов часто покрыта краской, лаком; деревянные и паркетные полы, кроме того, могут быть покрыты мастикой. Специальных исследований влияния такого рода составов на результаты обнаружения остатков ЛВЖ (ГЖ) не проводилось, поэтому исключать его не следует. Особенно опасны в этом плане мастики; они часто содержат парафины – тяжелые алканы нефтяного происхождения. Поэтому, на всякий случай, даже с деревянных конструкций и предметов на пожаре необходимо отбирать холостые (нулевые) пробы.

Более сложным, нежели древесина, объектом-носителем являются почвы.

Исследования экстрактов различных почв методом ИК-спектроскопии, проведенные авторами работы [113], показали, что спектр поглощения экстракта (экстрагент – петролейный эфир) сильно зависит от содержания в почве гумуса. Экстракты из слабо- и среднегумусированных почв имеют довольно слабый спектр поглощения; в то же время сильногумусированные почвы дают интенсивный спектр с полосами поглощения при 730, 1380, 1460, 1610, 1730, 2800-3000 см^-1. Ясно, что способность гумусовой почвы выделять такого рода экстрактивные вещества существенно затрудняет обнаружение и исследование остатков НП, кислородных соединений с карбонильными группами и др.

Вещества, извлекаемые в данном случае из гумусовых почв экстракцией петролейным эфиром или другими углеводородами, представляют собой, по всей вероятности, часть так называемых "гумусовых" (гуминовых) кислот – экстрактивных веществ, содержащихся также в торфе, бурых углях, сапропеле [115]. Гуминовые кислоты, по Ф. Фишеру и Г. Шрадеру, являются продуктами окисления лигнина. Это комплекс химических соединений, в основе которых – бензолкарбоновые структуры, преимущественно, судя по продуктам окисления, бензолтетракарбоновые. Благодаря наличию ароматических структур, в ИК-спектрах гуминовых кислот присутствует интенсивная полоса около 1610 см^-1. Из-за многозамещенности ароматических колец, полоса метильных групп около 3030 см^-1 практически отсутствует, однако имеются широкие, плохо разрешенные, но достаточно интенсивные полосы поглощения 3400, 2900, 1720, 1385, 1230, 1050 см^-1 [113, 116].

Исходя из указанных выше особенностей гумусовых кислот, есть основания полагать, что экстрактивные вещества почв могут мешать обнаружению ароматических компонентов НП и растворителей по полосе "бензольного поглощения" в УФ-спектрах. Кроме того, среди экстрагируемых органических компонентов практически любых почв присутствуют в больших или меньших количествах углеводороды, в том числе и нормальные алканы, несколько сходные по составу с алканами нефтяных фракций. К счастью, установлены достаточно четкие критерии, позволяющие по составу алканов различать органическое вещество "современного" (в геологическом смысле этого слова) происхождения и органические компоненты нефтяной природы. Одним из таких критериев является так называемый уровень нечетности нормальных алканов, рассчитываемый как отношение суммы всех нормальных алканов с нечетным числом атомов углерода в молекуле к сумме нормальных алканов с четным числом углеродных атомов. Не вдаваясь в причины данного явления, укажем только, что данный параметр составляет величины порядка 2-3, а иногда и значительно больше у "современного" органического вещества почв, и близок к 1 в органических смесях нефтяного происхождения [47]. Эти различия могут быть установлены только по результатам газохроматографического исследования. Их можно, при необходимости, использовать для дифференцизации остатков нефтепродукта и углерводородсодержащих загрязнений почвы.

Еще сложнее, чем с почвами обстоит дело с другой группой объектов-носителей - тканями.

Чистые, стираные ткани из натуральных волокон и синтетические (нативные и обгоревшие), судя по имеющимся в настоящее время данным, не дают (по крайней мере, при "холодной" экстракции углеводородами) экстрактивных веществ, которые можно было бы принять за остатки инициатора горения. В подтверждение этого приведем данные работы [67], в которой мы в качестве потенциальных объектов-носителей исследовали гобелен пестротканый мебельный ДЦМ (арт. 4907), тик матрацный (хлопок – 100 %, арт. 3956), ватин (хлопок – 100 %, арт. 917619), ткань костюмную "Ударник" (шерсть - 100 %, арт. 1338), ткань костюмную "Соколос" (шерсть - 55 %, лавсан - 45 %, арт.Н-2308). Образцы тканей (нативных и обгоревших) экстрагировали гексаном методом фронтального элюирования, концентрировали и исследовали методом ГЖХ. Было установлено, что экстракты практически не имеют в своем составе компонентов, хроматографируемых при температуре колонок до 275 ⁰С.

Рис. 2.43. Спектры возбуждения люминесценции экстрактов обгоревших тканей (флуориметр "Офорт"): 1 – шерстяная "Ударник"; 2 – полушерстяная с лавсаном; 3 – ватин х/б; 4 – гобелен ДЦМ

Интенсивность люминесценции экстрактов тканей, как правило, (об исключениях - см. ниже) очень мала и находится на уровне фоновой. У обгоревших тканей общая интенсивность люминесценции, в отличие от древесины, выше, чем у негоревших. Однако и в этом случае максимум возбуждения люминесценции соответствует 390-400 нм, т.е. не совпадает с максимумом выгоревших НП (рис. 2.43).

Хроматографирование экстрактов нативных и обгоревших тканей на силуфоле с проявлением пятихлористой сурьмой показало (рис. 2.44), что основные экстрактивные вещества при разделении концентрируются в зоне Rf=0-0,2. В экстрактах из отдельных тканей имеются пятна в интервале Rf от 0,4 до 0,5 (серое в экстракте из ткани "Ударник", розовое – у бязи, коричневое – у матрацного тика), но они исчезают при обгорании тканей.

Рис. 2.44. ТС-хроматограммы экстрактов: 1-6 - нативных тканей; 3^*, 4^*, 5^* - обгоревших тканей

Таким образом, можно констатировать, что исследованные типы тканей и остатки их сгорания обычно не содержат веществ, мешающих определению остатков светлых НП методами ГЖХ, ТСХ, флуоресцентной спектроскопии.

Этот вывод без дополнительной проверки нельзя применять расширительно (к другим условиям экстракции, другим (полярным) экстрагентам, тканям из других полимерных волокон, другим методам анализа). Так, например, исследование указанных выше экстрактов методом УФ-спектроскопии выявило присутствие в них экстрактивных веществ, поглощающих в той же области спектра, что и НП. Исключением является лишь чисто шерстяная ткань "Ударник". В экстрактах из обгоревших тканей полоса "бензольного поглощения" не только не исчезает, но и становится более четко выраженной. Данное обстоятельство - еще одно свидетельство не в пользу использования УФ-спектроскопии в числе основных методов исследования при поисках остатков инициаторов горения.

Проблемы, однако, могут возникать и при исследовании тканей рекомендованными выше методами ТСХ и флуоресцентной спектроскопии. Речь идет об исследовании новых тканей и изделий из них, не побывавших в стирке. В работе [67] мы отмечали, что на отдельных образцах новых тканей методом флуоресцентной спектроскопии почему-то обнаруживаются следовые количества НП, и предположили попадание последних на ткани в процессе их производства. Детально эта проблема исследовалась Т.Х.Исламовым, И.А.Золотаревской и Н.В.Федяниной в работе [117]. Анализ, проведенный этими специалистами, показал, в частности, что нефтяные масла широко используются в качестве компонентов так называемых "авиважных" и "замасливающих" препаратов, применяемых в производстве химических волокон и нитей, при прядении шерсти, а также в препаратах для аппретирования и специальной обработки тканей. Возможны и случайные загрязнения тканей при нарушении технологического процесса производства нефтепродуктами, используемыми в данных производствах. Подробные сведения об этих НП и составах даны в указанной выше работе [117]. При экспертном исследовании новой ткани все эти замасливатели, аппреты, поверхностно-активные вещества, масла извлекаются экстрагентом и концентрируются в экстракте. При исследовании таких экстрактов методом ТСХ на хроматограммах присутствуют стартовые пятна (Rf=0), интенсивно люминесцирующие различными цветами и окрашивающиеся в парах йода, а также формолитовой жидкостью. Пятна эти принадлежат полярным соединениям, входящим в состав различных технологических препаратов (соли металлов, карбамол, метазин и др.) В экстрактах ацетатного и натурального шелка, ацетатного волокна, шерсти, смеси капрона с хлопчатобумажной тканью обнаруживаются, проявляемые формолитовой смесью, пятна зеленого цвета с Rf=0,26 (конденсированные ароматические углеводороды), а в отдельных случаях – красно-бурое пятно с Rf=0,5-0,7, принадлежащее моноциклическим ароматическим углеводородам [117]. Конечно, у нативных НП хроматографическая картина не ограничена последними двумя пятнами; но следовым количествам НП, сильно испаренным и выгоревшим, присуще, как отмечалось выше, похожее сочетание пятен.

Компоненты, относящиеся к технологическим добавкам, обнаруживаются в экстрактах новых тканей и методом газожидкостной хроматографии. Так, например, в экстрактах тканей из шерсти, ацетатного и натурального шелка, хлопчатобумажной ткани обнаруживались компоненты, регистрируемые при 127-150 и 226-320 ⁰С одновременно с ароматическими углеводородами [117].

Определенные трудности могут возникнуть и при попытках обнаружения и исследования остатков ЛВЖ (ГЖ) на полимерных строительных материалах, в частности, на линолеуме или плитках пола. Нам неизвестны публикации об экстрактивных веществах такого рода материалов и продуктов их термоокислительной деструкции. Однако из опыта экспертиз по пожарам следует, что линолеумы, в частности, могут давать экстрактивные вещества, закрывающие при хроматографировании в тонком слое зону Rf 0,4-0,5 и мешающие, таким образом, визуальной фиксации цветных пятен ПАУ при проявлении пятихлористой сурьмой или формолитовой смесью. Конечно, по данному вопросу требуются специальные исследования, причем достаточно большие по объему, учитывая широкую гамму полимеров и рецептур материалов, используемых в строительстве и быту.

Приведенные выше сведения могут вызвать у экспертов определенные сомнения в принципиальной возможности установления факта присутствия инициатора горения. Тем не менее решать эту экспертную задачу надо, а более совершенных методов дифференциации искомых веществ и сопутствующих объекту-носителю примесей пока не придумано. Вероятно, все, что можно сделать в данной ситуации, так это рекомендовать экспертам и специалистам пожарной охраны:

во-первых, соблюдать определенную осторожность в выводах, особенно, когда речь идет о следовых количествах обнаруженного вещества;

во-вторых, строжайше придерживаться правила отбирать и исследовать холостую (нулевую) пробу объекта - носителя, на котором предполагается наличие остатков инициаторов горения. Отбирать эту пробу нужно в зонах, где имеется идентичный объект-носитель (из того же материала и с тем же покрытием, что основной), но куда наверняка не могла попасть разлитая злоумышленником жидкость. Сориентировавшись на месте пожара, место для отбора такой пробы обычно можно найти.

2.12. "Нетрадиционные" инициаторы горения

(специальные средства)

В данном подразделе будут расмотрены возможности обнаружения и исследования более экзотических, нежели ЛВЖ (ГЖ) инициаторов горения (средств поджога). Проблема их обнаружения, по мере роста числа и изощренности поджогов, становится все актуальнее. К сожалению, четкой и последовательной схемы экспертного исследования объектов-носителей, позволяющей либо обнаружить остатки такого рода веществ, либо уверенно исключить их присутствие, в настоящее время не существует. Конечно, имеются достаточно серьезные разработки в близкой области - взрывотехнической экспертизе, посвященные обнаружению и идентификации некоторых компонентов взрывчатых веществ и пиротехнических составов. Последние, однако, лишь частично охватывают круг веществ, которые могут использоваться для поджога. Кроме того, публикации по данной тематике практически все закрыты и нам придется обходиться без них, используя лишь немногие доступные, такие, как [118-120].

Разработка методики экспертного исследования "нетрадиционных" инициаторов горения требует солидных экспериментальных исследований, которые находятся пока на начальной стадии. Поэтому в данном разделе нам остается лишь порассуждать о предположительной последовательности действий эксперта и наиболее рациональных схемах анализа.

Прежде, чем решать, как искать, т.е. выбирать схему и методы анализа, непременно нужно определиться, что искать.

Для возникновения горения и устойчивого его развития на первой стадии нужен, как правило, сильный окислитель в паре с легко окисляемым органическим веществом. Классическим примером такой пары является перманганат калия в сочетании с глицерином. Кроме KMnO₄, сильными окислителями, которыми может воспользоваться поджигатель, являются хроматы, хлораты, перхлораты, нитраты, а также концентрированные перекиси. В случае, если на месте поджога имеются легкоокисляемые органические вещества, указанные сильные окислители могут использоваться и без "пары". Поджигателями могут использоваться и вещества, самовоспламеняющиеся в тех или иных условиях, например, при контакте с воздухом.

Пиротехнические зажигательные составы также состоят из носителей кислорода (хлоратов, перманганатов, нитросоединений и т.п.; частично применяется окись железа) и горючего (сахар, порошки алюминия или магния, реже натрий, калий, а также уголь, минеральные масла, другие нефтепродукты). Составы, если их используют в виде зарядов, помещают в легкоразрушаемые емкости. Воспламенителем могут служить зажигательные шнуры, электровзрыватели, а также химические составы, например, концентрированная серная кислота, хлораты, белый фосфор [119, 120].

Для инициирования начала горения органических веществ могут быть использованы и различные катализаторы. К.Д. Поль, например, упоминает в этой связи никель Ренея и платиновые губчатые катализаторы. Он же, цитируя Р. Ленца, описывает возможность воспламенения остатков бензина в бензобаке автомашины от закрепленного металлического катализатора, если его больше не покрывает горючее [118]. Последние случаи, однако, редки и поиски остатков инициатора горения должны быть в первую очередь направлены, видимо, на обнаружение остатков окислителя. Такое обнаружение целесообразно вести по основному элементу.

Из приведенных сведений об используемых в пиротехнике и при поджогах окислителях следует, что для них характерно наличие следующих элементов: калия, натрия, марганца, хрома, алюминия, азота, серы, фосфора, галогенов (в первую очередь, хлора). Первые шесть элементов почти полностью, а остальные частично (не считая уноса с сажевыми частицами и потерь за счет вымывания водой при тушении) должны сохраняться после пожара в очаговой зоне. Таким образом, обнаружение повышенного (по сравнению с нулевой пробой) содержания этих элементов на объекте-носителе в очаге пожара может рассматриваться как признак возможного присутствия остатков искомых веществ. При благоприятном стечении обстоятельств и достаточном количестве сохранившегося вещества дальнейшее исследование может позволить определить химическое вещество, в состав которого входит данный элемент, а также степень окисления последнего.

Таким образом, основным методом анализа при поисках остатков спецсоставов (инициаторов горения) должен быть элементный анализ в любой доступной эксперту форме: рентгенофлуоресцентный, эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный или, наконец, просто химический (качественный или количественный) на отдельные элементы. При этом более предпочтительна следующая схема анализа:

Проба

Элементный анализ (K, Na, Mg, Mu, Cr, S, P, Nal и др.)

Объект- носитель

Рентгено-структурный анализ

Объект сравнения

Экстракция

Проба сравнения

В зависимости от конкретной ситуации экстракция объекта-носителя может проводиться, а может и нет. В последнем случае на элементный анализ поступает отдельная проба, отобранная от представленного на исследование объекта. В обоих случаях в обязательном порядке параллельно исследуется нулевая проба (проба сравнения). В противном случае (см. ч.IV, пример пожара в БАН СССР) трудно оценить, какая концентрация элемента в пробе нормальна, а какая завышена.

Существенную трудность, когда неизвестна природа искомого вещества, представляет выбор экстрагента и способа экстракции. Экстрагент должен обеспечивать растворение остатка искомого инициатора горения и извлечение его таким образом с объекта-носителя. Учитывая же, что искомое вещество может быть неорганическим (окиси металлов и др.), применение в качестве экстрагентов неполярных органических растворителей, как в случае с ЛВЖ, вряд ли окажется эффективным. Скорее, более удачным будет использование подкисленных или подщелоченных водных растворов или реагентов, с которыми искомые компоненты образуют комплексные соединения.

Операцию жидкостной экстракции можно, по всей вероятности, проводить теми же способами, что и при извлечении остатков ЛВЖ и ГЖ. Если объект слишком велик и разрушение его нецелесообразно, применяются некоторые промежуточные операции. Например, для экстракции остатков неизвестного вещества с какого-либо швейного изделия, под отдельные участки ткани подкладывают фильтровальную бумагу и медленно капают на ткань растворитель. Растворитель смачивает ткань, а затем впитывается в бумагу, перенося на нее содержащиеся в ткани экстрактивные вещества. Бумагу после этой операции измельчают, загружают в колонку и еще раз экстрагируют чистым растворителем, описанным выше методом фронтального элюирования. Такой прием позволяет обработать большое количество объектов или отдельных участков на этих объектах, получив, в конечном счете, относительно малое количество экстракта.

⇐ Предыдущая 47 48 49 50 515253 54 55 56 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: