logo
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
    • Збори та фінансування
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Контакти
  • uk
    • English

Екологічна безпека та збалансоване ресурсокористування

  • Подати статтю
  • Головна
  • Статті та випуски
    • Поточний випуск
    • Архів
  • Про журнал
    • Цілі та проблематика
    • Редакційна колегія
    • Індексація журналу
    • Джерела фінансування
  • Для авторів
    • Подання статті
    • Умови публікації
    • Загальні вимоги до оформлення рукописів
    • Процес рецензування
    • Редакційні збори
    • Договір про передачу прав від автора до видавця
  • Етика та політики
    • Публікаційна етика
    • Конфлікт інтересів
    • Політика відкритого доступу
    • Політика архівування матеріалів
    • Політика скарг
    • Положення про конфіденційність
    • Положення про відкликання публікацій
    • Політика антиплагіату
    • Політика використання генеративного ШІ
  • Пошук
  • Контакти

Стаття

Нафтові вуглеводні в ґрунтових та водних матрицях: випробування нової процедури експрес-екстракції та FTIR-спектроскопії для інтегрованої оцінки ризиків на мікро- та низькопорядкових водозборах

Михайло Микицей, Ярослав Адаменко, Вікторія Навроцька
Анотація

Метою дослідження було розробити швидкий і ефективний підхід, чим забезпечити можливість подальшої інтегрованої оцінки ризиків у мікро- та низькопорядкових водозборах. Процедура передбачала альтернативний підхід до відбору зразків, швидку одноетапну екстракцію циклогексаном, очищення екстракту через флорисил, концентрування та аналіз на FTIR-спектрометрі Agilent Cary 630 із пробовідбірним модулем TumblIR 100 з можливою адаптацією під 1 000 мкм, або інші комерційно доступні системи, для досягнення нижчих концентрацій. Результати валідаційних випробувань показали, що для ґрунтових матриць (вологий ґрунт, донні осади) метод забезпечує добру внутрішню узгодженість відносний стандартний відхил ≈11 % (n = 10) та систематичне зміщення ≈ −11,5 %, при відновленні 88,5 %. Розширена невизначеність вимірювань становить ±24 % для ґрунту та ±31,9 % для води, що відповідає типовим рівням для цих екологічних матриць. Для водних матриць (поверхневі та дренажні води, ґрунтові змиви, перколяти) відновлення перевищує 94 %, систематичне зміщення є невеликим, а прецизійність знаходиться на прийнятному рівні. При цьому модельні експерименти для оцінки ефектів стратегії відбору зразків показали значні систематичні зсуви: −47 % для ґрунтового перколяту, −43,5 % для ґрунту (w = 45 %) та −40,3 % для перезволоженого ґрунту, що свідчить про неоднорідність розподілу TPH у пробах до етапу екстракції. Оцінка за індексами зеленої аналітичної хімії з використанням інструментів AGREE та AGREEprep показала переваги розробленої методики над класичними нормативними процедурами: інтегральний індекс AGREE для розробленого методу становить 0,61 (у порівнянні з 0,20-0,33 для гравіметричного методу, ІЧ-методики за МВВ та ASTM D7678-17. Було встановлено, що в межах Івано-Франківська концентрації в складі дорожнього пилу та придорожніх ґрунтах становили 1,6-2,8 × 10³ мг/кг, а локально – до 4,7-6,5 × 10⁵ мг/кг, що обумовлює високі ризики, пов’язані з імпульсним навантаженням під час опадів, змивом забруднювачів у дощові колектори з подальшим потраплянням у річку Бистрицю Солотвинську

Завантажити статтю

Отримано 15.10.2025

Доопрацьовано 14.05.2026

Прийнято 12.06.2026

Опубліковано 30.06.2026

https://doi.org/10.63341/esbur/1.2026.09
Взято з Том 17, № 1, 2026
Сторінки 9-29

ЦИТУВАТИ

Mykytsei, M., Adamenko, Ya., & Navrotska, V. (2026). Petroleum hydrocarbons in soil and water matrices: Testing a new rapid extraction procedure and FTIR spectroscopy for integrated risk assessment in micro- and low-order catchments. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 17(1), 9-29. https://doi.org/10.63341/esbur/1.2026.09

Використані джерела

  1. Abdykarimov, B., Alimzhanova, M., López-Serna, R., & Syrgabek, Y. (2025). Green analytical procedure index assessment for total petroleum hydrocarbons determination methods in soil and sediments. A review. Trends in Environmental Analytical Chemistry, 46, article number e00262. doi: 10.1016/j.teac.2025.e00262.
  2. Adeniji, A.O., Okoh, O.O., & Okoh, A.I. (2017). Analytical methods for the determination of total petroleum hydrocarbons distribution in water and sediments of aquatic systems: A review. Journal of Chemistry, 2017(1), article number 5178937. doi: 10.1155/2017/5178937.
  3. Amurri, E., Molnar, I., & Magill, C.R. (2025). Origins and fate of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sustainable drainage systems (SuDS) in a Scottish urban area: Implications for groundwater systems. Journal of Contaminant Hydrology, 276, article number 104767. doi: 10.1016/j.jconhyd.2025.104767.
  4. ANSI/NCSL Z540-2-1997. (1997). U.S. Guide to the expression of uncertainty in measurement. Retrieved from https://ncsli.org/page/z5402.
  5. ASTM D7678-17. (2022). Standard test method for determination of total oil and grease (TOG) and total petroleum hydrocarbons (TPH) in water and wastewater by solvent extraction using mid-infrared laser spectroscopy. Retrieved from https://store.astm.org/d7678-17.html.
  6. Bayramoğlu Karşi, M.B. (2025). Investigation of oil and grease in surface soils of gas station, automobile repair workshop, urban, recreational area, and rural sites using FT-IR. Accreditation and Quality Assurance, 30, 153-165. doi: 10.1007/s00769-024-01624-8.
  7. Campos, I., & Abrantes, N. (2021). Forest fires as drivers of contamination of polycyclic aromatic hydrocarbons to the terrestrial and aquatic ecosystems. Current Opinion in Environmental Science & Health, 24, article number 00293. doi: 10.1016/j.coesh.2021.100293.
  8. DSTU ISO 16703:2007. (2007). Soil quality. Determination of hydrocarbon content in the range C10 to C40 by gas chromatography. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=53560.
  9. DSTU ISO 9377-2:2015. (2015). Water quality. Determination of petroleum hydrocarbons in water. Part 2. Method using solvent extraction and gas chromatography. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=73832.
  10. DSTU ISO/TR 11046:2001. (2001). Soil quality. Determination of mineral oil content. Method by infrared spectrometry and gas chromatography. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=48499.
  11. Frau, D., Gutierrez, M.F., & López, E. (2026). The role of precipitation events in the water quality of a buffer urban ecosystem. Environmental Monitoring and Assessment, 198, article number 54. doi: 10.1007/s10661-025-14911-9.
  12. Fuente-Ballesteros, A., Ares, A.M., & Bernal, J. (2025). Paving the way towards green contaminant analysis: Strategies and considerations for sustainable analytical chemistry. Green Analytical Chemistry, 12, article number 100221. doi: 10.1016/j.greeac.2025.100221.
  13. Gao, Z., Zhang, Q., Li, J., Wang, Y., Dzakpasu, M., & Wang, X.C. (2023). First flush stormwater pollution in urban catchments: A review of its characterization and quantification towards optimization of control measures. Journal of Environmental Management, 340, article number 117976. doi: 10.1016/j.jenvman.2023.117976.
  14. Guo, H., Samadi, N., Firoozbakht, M., Kuznetsova, A., & Siddique, T. (2025). Pre‐treatment with extraction solvent yields higher recovery: Method optimisation for efficient determination of polycyclic aromatic hydrocarbons in organic‐rich fine‐textured wastes. Journal of Environmental Quality, 54(5), 1033-1044. doi: 10.1002/jeq2.70033.
  15. Hammad, S.F., Hamid, M.A.A., Adly, L., & Elagamy, S.H. (2025). Comprehensive review of greenness, whiteness, and blueness assessments of analytical methods. Green Analytical Chemistry, 12, article number 100209. doi: 10.1016/j.greeac.2025.100209.
  16. Havryliuk, R., Shpak, O., Lohvynenko, O., & Zapolskiy, I. (2024). Methodical aspects of the assessment of the state of subsur face contamination with petroleum products caused by the military aggression of the Russian Federation against Ukraine. Bulletin of V.N. Karazin Kharkiv National University, Series “Geology. Geography. Ecology”, 61, 23-38. doi: 10.26565/2410-7360-2024-61-02.
  17. Herasymenko, B. (2024). Contamination of soil cover with hydrocarbons in case of emergency leaks from oil and gas pipelines: Analysis of the problematic state. Modern Engineering and Innovative Technologies, 1(34-01), 181-190. doi: 10.30890/2567-5273.2024-34-00-025.
  18. Hrytsuliak, H., Kotsiubynskyi, A., Zarytskyi, V., Solomchak, D., Lynnyk, D., Kalyn, T., & Bohdan, H. (2025). Restoration of oil-contaminated soils by cultivating plants for phytoremediation. In Systems, decision and control in energy (pp. 617-625). Cham: Springer Nature Switzerland. doi: 10.1007/978-3-031-90466-0_26.
  19. Imam, A., Suman, S.K., Ghosh, D., & Kanaujia, P.K. (2019). Analytical approaches used in monitoring the bioremediation of hydrocarbons in petroleum-contaminated soil and sludge. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 118, 50-64. doi: 10.1016/j.trac.2019.05.023.
  20. Ingersoll, W. (2003). QC-base uncertainty SOP. The USA: US Navy Naval Sea Systems Command Laboratory Quality and Accreditation Office.
  21. ISO/IEC 17025:2017. (2017). General requirements for the competence of testing and calibration laboratories. Retrieved from https://www.iso.org/standard/66912.html.
  22. Knight, A.T., et al. (2019). Improving conservation practice with principles and tools from systems thinking and evaluation. Sustainability Science, 14(6), 1531-1548. doi: 10.1007/s11625-019-00676-x.
  23. Kuzmenko, E., Bahriy, S., Shtohryn, M., & Dzioba, U. (2025). Determination of sources of groundwater pollution by petroleum products (on the example of the Solotvyno area in the Carpathian region). Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 3(86), 40-47. doi: 10.17721/1728-2713.86.06.
  24. Maniquiz-Redillas, M., Robles, M.E., Cruz, G., Reyes, N.J., & Kim, L.H. (2022). First flush stormwater runoff in urban catchments: A bibliometric and comprehensive review. Hydrology, 9(4), article number 63. doi: 10.3390/hydrology9040063.
  25. MVI No 081/12-0645-09. (2010). Wastewater, surface, groundwater. Method for measuring the mass concentration of petroleum products using the gravimetric method. Retrieved from https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/mbb_081_12-0645-09.pdf.
  26. MVI No. 081/12-0116-03. (2004). Soils. Method for measuring the mass fraction of petroleum products by the gravimetric method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76437.
  27. MVI No. 081/12-0725-10. (2011). Soils. Method for measuring the mass fraction of petroleum products (non-polar hydrocarbons) by the gravimetric method. Retrieved from https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=76606.
  28. MVI No. 081/12-0877-13. (2014). Wastewater, surface, groundwater. Method for measuring the mass concentration of petroleum products using infrared spectrophotometry. Retrieved from https://zakon.isu.net.ua/sites/default/files/normdocs/0877-13.pdf.
  29. Mykytsei, M., Kundelska, T., Yatsyshyn, T., & Hrytsuliak, H. (2024). Research on the level of “urban stream syndrome” in small streams of urbanised areas using the example of the Mlynivka River (Ivano-Frankivsk City). In Systems, decision and control in energy (pp. 613-627). Cham: Springer Nature Switzerland. doi: 10.1007/978-3-031-67091-6_29.
  30. Mykytsey, M.T. (2024). Conceptual basis for the search and eco-diagnostics of risk zones in watersheds. Man and Environment. Issues of Neoecology, 42, 51-69. doi: 10.26565/1992-4224-2024-42-04.
  31. Pena-Pereira, F., Wojnowski, W., & Tobiszewski, M. (2020). AGREE-analytical GREEnness metric approach and software. Analytical Chemistry, 92(14), 10076-10082. doi: 10.1021/acs.analchem.0c01887.
  32. Płotka-Wasylka, J., & Wojnowski, W. (2021). Complementary green analytical procedure index (ComplexGAPI) and software. Green Chemistry, 23(21), 8657-8665. doi: 10.1039/d1gc02318g.
  33. Qin, H., & Huang, H. (2021). A method for determining the content of petroleum hydrocarbons in soil. International Journal of Scientific Research and Management, 9(3), 40-55. doi: 10.18535/ijsrm/v9i3.c01.
  34. Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine No. 610-r “On Approval of the Concept of the State Target Environmental Monitoring Program”. (2023, July). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/610-2023-%D1%80#Text.
  35. Richardson, J.S. (2019). Biological diversity in headwater streams. Water, 11(2), article number 366. doi: 10.3390/w11020366.
  36. Rostron, P.D., Heathcote, J.A., & Ramsey, M.H. (2014). Comparison between in situ and ex situ gamma measurements on land areas within a decommissioning nuclear site: A case study at Dounreay. Journal of Radiological Protection, 34, 495-508. doi: 10.1088/0952-4746/34/3/495.
  37. Scardina, P., Copeta, G., & Teragni, P. (2014). Analysis of oil in water using the Agilent Cary 630 FTIR: Solutions for your analytical business. Italy: Agilent Technologies.
  38. Şenilă, M., Levei, E., Şenilă, L.R., Cadar, O., Roman, M., & Miclean, M. (2015). Analytical capability and validation of a method for total petroleum hydrocarbon determination in soil using GC-FID. Studia Universitatis Babes-Bolyai. Chemia, 60(2), 137-146.
  39. Sim, W., Ekpe, O.D., Lee, E.H., Arafath, S.Y., Lee, M., Kim, K.H., & Oh, J.E. (2024). Distribution and ecological risk assessment of priority water pollutants in surface river sediments with emphasis on industrially affected areas. Chemosphere, 352, article number 141275. doi: 10.1016/j.chemosphere.2024.141275.
  40. Simion, A.F., Găman, A.N., & Lăutaru, V.A. (2022). Analysis of total content of petroleum products in water by using FTIR spectroscopy. MATEC Web of Conferences, 373, article number 00063. doi: 10.1051/matecconf/202237300063.
  41. Troshyn, M., Kyslytsia, L., & Pushkash, O. (2025). The impact of gas stations (GS) on the environment. In VIII international scientific and practical conference “Education and science of today: Intersectoral issues and development of sciences” (pp. 343-348). Cambridge: ΛΌГOΣ. doi: 10.36074/logos-09.05.2025.072.
  42. Trysniuk, V.M., Okharyev, V.O., Trysniuk, T.V., & Holovan, Yu.M. (2020). Environmental monitoring system for soil contamination by petroleum products. Environmental Safety and Natural Resources, 34(2), 22-29. doi: 10.32347/2411-4049.2020.2.22-29.
  43. Umueni, U.E., Etukudo, N.J., Okoye, P.I., Okpoji, A.U., Eze, V.C., Aningo, G.N., Ekwere, I.O., & Garuba, M.H. (2025). Geochemical and ecological risk assessment of petroleum hydrocarbons in sediments of the Forcados River, Delta State. Asian Journal of Geographical Research, 8(4), 287-298. doi: 10.9734/ajgr/2025/v8i4337.
  44. Wang, H., Rajesh, L., Ganesh, K., Lopes, A.R., Hoelen, T.P., & Lowry, G.V. (2026). Comparison of robot-deployable sensing methods for autonomous in-field screening of total petroleum hydrocarbons. Journal of Hazardous Materials, 503, article number 141208. doi: 10.1016/j.jhazmat.2026.141208.
  45. Wang, L., Cheng, Y., Lamb, D., & Naidu, R. (2020). The application of rapid handheld FTIR petroleum hydrocarbon-contaminant measurement with transport models for site assessment: A case study. Geoderma, 361, article number 114017. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.114017.
  46. Wang, L., Cheng, Y., Naidu, R., & Bowman, M. (2021). The key factors for the fate and transport of petroleum hydrocarbons in soil with related in/ex situ measurement methods: An overview. Frontiers in Environmental Science, 9, article number 756404. doi: 10.3389/fenvs.2021.756404.
  47. Wu, Y., Yu, J., Huang, Z., Jiang, Y., Zeng, Z., Han, L., Deng, S., & Yu, J. (2024). Migration of total petroleum hydrocarbon and heavy metal contaminants in the soil-groundwater interface of a petrochemical site using machine learning: Impacts of convection and diffusion. RSC Advances, 14(44), 32304-32313. doi: 10.1039/d4ra06060a.
  48. Yue, Z., Shi, Q., Ai, J., Peng, S., Miao, X., & Wang, Z. (2021). Review of analytical methods for petroleum hydrocarbons in water and sediments of aquatic systems. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 621, article number 012011. doi: 10.1088/1755-1315/621/1/012011.

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу 76019, вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, Україна

  • mail@esbur.com.ua publisher@nung.edu.ua