Вопрос 3. Методы флуоресцентной спектроскопии в экспертизе пожаров.

Одним из наиболее чувствительных и селективных методов определения малых концентраций веществ можно считать люминесцентный (флуоресцентный) метод анализа. Суть его в простейшем виде заключается в следующем. При поглощении кванта света электрон переходит из основного состояния в возбужденное. Возвращаясь в исходное состояние, он может потерять часть полученной энергии в виде тепловых колебаний и оказаться при этом в промежуточном состоянии. Переход электрона из промежуточного состояния в основное сопровождается выделением кванта света с большей длиной волны. Специальные оптические приборы фиксируют полученный таким образом спектр люминесценции, и эти данные можно использовать для анализа. Способностью к люминесценции обладают далеко не все элементы и соединения, что обусловливает исключительно высокую избирательность люминесцентного метода; его точность и чувствительность тоже достаточно высоки.

Быстрым, простым и, вместе с тем, очень чувствительным методом тестирования экстрактов на наличие ЛВЖ и ГЖ является метод флуоресцентной спектроскопии, который может быть осуществлен на любом лабораторном спектрофлуориметре. Спектрофлуориметры входят в нормы обеспечения техническими средствами судебно-экспертного учреждения федеральной противопожарной службы (Приказ МЧС России № 745 от 14 октября 2005 г.) и во многих ФГБУ СЭУ ИПЛ МЧС России данные прибору уже имеются в наличии (рис. 9).

Флуоресценцией называют разновидность люминесценции, при которой время существования молекул вещества в возбужденном состоянии и испускание ими люминесцентного излучения ограничивается, практически, временем воздействия возбуждающего излучения. Данный метод требует обязательного анализа проб сравнения, представляющих собой чистый объект носитель, отобранный в стороне от подозрительного участка.

Рис. 9. Спектрофлуориметр Флюорат-02 ПАНОРАМА

Во флуоресцентной спектроскопии различают два вида спектров - спектры возбуждения флуоресценции и спектры люминесценции (эмиссионные спектры). Спектры возбуждения формируются при последовательной смене с помощью монохроматора длины волны возбуждающего света и фиксации люминесценции при определенной длине волны, большей, чем диапазон длин волн возбуждения. При съемке эмиссионных спектров люминесценции в канале возбуждения устанавливают определенную длину волны, а спектр формируется путем смены длин волн в канале регистрации. Современные приборы позволяют снимать комбинированные спектры, при этом осуществляется смена длин волн в обоих каналах с одинаковым или переменным шагом. Такой способ съемки спектров значительно расширяет диагностические возможности спектрофлуоресценции. Еще больше увеличивается информативность получаемых результатов при съемке объемных (трехмерных) спектров.

Жидкие нефтепродукты можно рассматривать, как растворы флуоресцирующих компонентов (в наибольшей степени это относится к ПАУ) в нефлуоресцирующем растворителе, каким является смесь насыщенных УВ. Сложность и многообразие состава нефтепродуктов предопределяет сложный вид их электронных спектров и изменение спектральных характеристик при смене рабочих режимов съемки спектров или при изменении товарных показателей нефтепродуктов.

Измерения проводятся непосредственно в растворе без отгонки растворителя. Для качественной диагностики не требуется эталонных веществ. Количественные измерения необходимо проводить по калибровочной смеси или индивидуальным компонентам. При этом следует учитывать, что лишь разбавленные растворы характеризуются линейной зависимостью интенсивности флуоресценции от концентрации.

При изучении спектров флуоресценции основной характеристикой образца является длина волны максимума флуоресценции, и лишь дополнительное значение имеет интенсивность флуоресценции. Это позволяет строго объективизировать получаемую информацию, и проводить исследование без приготовления эталонных коллекций.

Флуоресценция свойственна сравнительно небольшому числу соединений. Из составных компонентов нефтепродуктов способностью флуоресцировать под действием ультрафиолетовых лучей обладает лишь часть углеводородов (ароматические УВ и в первую очередь - ПАУ - полициклические ароматические углеводороды), а также окисленные продукты и асфальтово-смолистые компоненты. Последние могут образовываться, в частности, в результате вторичного преобразования на пожаре исходных нефтепродуктов, иных горючих жидкостей или органического вещества объектов носителей.