Συντάχθηκε 11-02-2025 10:58
Τόπος: Μ3 - Κτίριο ΜΗΧΟΠ, Μ3.108, Αίθουσα Συνεδριάσεων
Έναρξη: 18/02/2025 10:00
Λήξη: 18/02/2025 11:00
Τίτλος εργασίας: (Ελληνικά): «Ανάπτυξη μεθοδολογιών χαρακτηρισμού και ταυτοποίησης πετρελαϊκών ρυπαντών στο περιβάλλον»
(Αγγλικά): «Development of methodologies for the characterization and identification of petroleum contaminants in the environment»
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή
1. Νικόλαος Πασαδάκης, Καθηγητής σχολής ΜΗΧΟΠ (Επιβλέπων)
2. Νικόλαος Καλλίθρακας- Κόντος, Καθηγητής σχολής ΜΗΧΟΠ
3. Δρ. Ελευθερία Αντωνίου, μέλος ΕΔΙΠ σχολής ΜΗΧΟΠ
Περίληψη
Οι διαρροές του πετρελαίου στο περιβάλλον, αποτελούν ένα από τα σημαντικότερα είδη ρύπανσης του οικοσυστήματος, επηρεάζοντας το έδαφος, τους υδάτινους πόρους και την ατμόσφαιρα. Μέσω των πετρελαϊκών ρυπαντών που απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια και ειδικότερα των πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (PAHs) μπορούν επίσης να προκληθούν μεγάλης εμβέλειας προβλήματα στη δημόσια υγεία λόγω της τοξικότητας αυτών. Η ταυτοποίηση και η διευθέτηση του προβλήματος απαιτεί ένα συνδυασμό αναλυτικών φυσικοχημικών μεθόδων, που υπάγονται στην μεθοδολογία του χημικού αποτυπώματος (chemical fingerprinting).
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής ήταν η ανάπτυξη μεθοδολογιών με σκοπό το χαρακτηρισμό και την ταυτοποίηση πετρελαϊκών ρυπαντών, από άγνωστα δείγματα προερχόμενα από γεωτρήσεις παρακολούθησης (monitoring wells) μέσα σε περιβάλλον διυλιστηρίου. Πιο συγκεκριμένα, αναπτύχθηκαν οι αναλυτικές τεχνικές της αέριας χρωματογραφίας-φασματοσκοπίας μάζας GC-MS και η φασματοσκοπία φθορισμού, σε 14 καθαρά δείγματα πετρελαϊκών κλασμάτων και 10 άγνωστα δείγματα από τις γεωτρήσεις. Η ταυτοποίηση αυτή λαμβάνει χώρα αξιοποιώντας τα χαρακτηριστικά της χημικής σύστασης των δειγμάτων, εστιάζοντας κυρίως στον φθορισμό των πολυκυκλικών αρωματικών υδρογονανθράκων (PAHs).
H ελαϊκή φάση κάθε δείγματος υποβλήθηκε πρώτα σε ανάλυση αέριας χρωματογραφίας-φασματοσκοπίας μάζας για την εξαγωγή πληροφοριών σχετικά με την χημική σύσταση και την κατανομή των αρωματικών υδρογονανθράκων και των κανονικών αλκανίων, αλλά και για την ηλικία των διαρροών από όπου προήλθαν τα άγνωστα δείγματα. Έπειτα, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της φασματοσκοπίας φθορισμού, εστιάζοντας στον φθορισμό των αρωματικών συστατικών κάθε δείγματος για διάφορα μήκη κύματος. Τέλος, με χρήση πολυμεταβλητών τεχνικών και συγκεκριμένα της ανάλυσης κύριων συνιστωσών (PCA) πραγματοποιήθηκε ταξινόμηση όλων των δειγμάτων αλλά και συσχέτιση των αγνώστων με τα καθαρά πετρελαϊκά προϊόντα.
Λέξεις Κλειδιά: Χημικό αποτύπωμα πετρελαίου, πετρελαϊκοί ρυπαντές, φασματοσκοπία φθορισμού, αέρια χρωματογραφία – φασματοσκοπία μάζας
Summary
Petroleum spills to the environment are one of the most important types of pollution of the ecosystem, affecting soil, water resources and the atmosphere. Through the oil pollutants released during the spill, and especially polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), they can also cause major public health problems due to their toxicity. Identifying and addressing the problem requires a combination of analytical physicochemical methods, which fall under the chemical fingerprinting methodology.
The aim of this thesis was to develop methodologies for the characterization and identification of petroleum contaminants from unknown samples from monitoring wells in a refinery environment. In particular, the analytical techniques of gas chromatography-mass spectrometry GC-MS and fluorescence spectroscopy were developed on 14 clean samples of oil fractions and 10 unknown samples from the wells. This identification takes place by exploiting the chemical composition characteristics of the samples, focusing mainly on the fluorescence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs).
The oil phase of each sample was first subjected to gas chromatography-mass spectroscopy analysis to extract information on the chemical composition and distribution of aromatic hydrocarbons and normal alkanes, and on the age of the leaks from which the unknown samples originated. Secondly, the method of fluorescence spectroscopy was applied, focusing on the fluorescence of the aromatic components of each sample for different wavelengths. Finally, using multivariate techniques, in particular principal component analysis (PCA), a classification of all samples and a correlation of the unknowns with pure petroleum products was performed.
Keywords: Petroleum Fingerprinting, Petroleum Contaminants, Fluorescence Spectroscopy, Gas Chromatography - Mass Spectrometry
