priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-8-696-703pribor-283Research ArticleПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ МАТЕРИАЛОВ, ИЗДЕЛИЙ, ВЕЩЕСТВ И ПРИРОДНОЙ СРЕДЫMETHODS AND INSTRUMENTS FOR ANALYSIS AND MONITORING OF THE NATURAL ENVIRONMENT, SUBSTANCES, MATERIALS AND PRODUCTSМетод обнаружения малого количества нефтяных загрязнителей в жидкости с использованием лазерно-флуоресцентной технологииMethod for detecting a small amount of oil contaminants in a liquid using laser fluorescence technologyДжавадовН. Г.JavadovN. G.

Натиг Гаджи оглы Джавадов — д-р техн. наук, профессор;  генеральный директор

Баку

Natig Gadji ogly Javadov — Dr. Sci., Professor; Director General

 Baku

javadov.n.g@mail.ruАсадовХ. Г.AsadovH. G.

Хикмет Гамид оглы Асадов — д-р техн. наук, профессор; НИИ Аэрокосмической информатики, отдел разработки ИИС для исследования атмосферы; нач. отдела

Баку

 Hikhmet Gamid ogly Asadov — Dr. Sci., Professor; Research Institute of Aerospace Informatics, Department of Information-Measuring Systems Development for Atmospheric Research; Head of the Department

Baku

asadzade@rambler.ruАзизоваА. Э.AzizovaA. E.

Айшен Эльчин гызы Азизова — канд. техн. наук;  старший научный сотрудник

Баку

Aishen Elchin gyzy Azizova — PhD;  Senior Researcher 

Baku

azizova.a.e@mail.ruНациональное аэрокосмическое агентство Азербайджанской РеспубликиNational Aerospace Agency of the Azerbaijan Republic202302122024668696703Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/283

Разработан метод многокюветного лазерно-флуоресцентного обнаружения малого количества нефтяных загрязнителей в воде, а также измерения в ее пробах концентрации таких загрязнителей. Предлагается метод адаптивной установки длины пути луча лазера через жидкости в пробах, позволяющий определить как среднесуммарную величину загрязнения по пробам, так и загрязнения в каждой пробе. Приведено математическое обоснование, составлен алгоритм реализации метода, показан вариант построения кюветы с адаптивной перестройкой длины пути луча лазера через жидкость в пробах.

A method for multi-cell laser-fluorescence detection of a small amount of oil pollutants in water, as well as for measuring the concentration of such pollutants in water samples is developed. A technique is proposed for adaptively setting the length of the laser beam path through liquids in samples under investigation, which makes it possible to determine both the average total contamination value for the samples and contamination in each sample. A mathematical justification is presented, an algorithm for implementing the method is compiled, and a variant of the cuvette constructing with the implementation of adaptive tuning of the length of the laser beam path through the liquid in the samples is shown. 

лазерно-флуоресцентный методзагрязнениеоптимизацияконцентрация загрязнителянефтепродуктыпробы жидкостиlaser-fluorescent methodpollutionoptimizationpollutant concentrationpetroleum productsliquid samplesReferencesCheng P., Zhu Y., Cui C., Pan J. Determination of oil pollutants by microchannel laser induced fluorescence technology // IEEE Access. January 2022. Vol. 10. P. 103733—103748. https://doi.org/10.1109/access.2022.3209179.Cheng P., Zhu Y., Cui C., Pan J. IEEE Access, January 2022, vol.10, рр. 103733–103748, https://doi.org/10.1109/access.2022.3209179.Idris N., Gondal M. A., Lahna K., Ramli M., Sari A. M., Al Dakheel R. K., Mitaphonna R., Dastageer M. A., Kurihara K., Kurniawan K. H., Almesserie M. A. Geochemistry study of soil affected catastrophically by tsunami disaster triggered by 2004 Indian ocean earthquake using a fourth harmonics (λ=266 nm) nd: YAG laser induced breakdown spectroscopy // Arabian J. Chem. 2022. Vol. 15, N 7. Art. no. 103847. DOI:10.1016/j.arabje.2022.103847.Idris N., Gondal M.A., Lahna K., Ramli M., Sari A.M., AlDakheel R.K., Mitaphonna R., Dastageer M.A., Kurihara K., Kurniawan K.H., Almesserie M.A. Arabian J. Chem., 2022, no. 7(15), art. no. 103847, DOI:10.1016/j.arabje.2022.103847.Saito Y., Ichihara K., Morishita K., Uchiyama K., Kobayashi F., Tomida T. Remote detection of the fluorescence spectrum of natural pollens floating in the atmosphere using a laser-induced-fluorescence intensity of polycyclic aromatic hydrocarbons based on near-infrared diffuse reflection spectroscopy // Environ. Pollut. Jan. 2021. Vol. 269. Art. no. 116150. DOI:10.1016/j.foodcont.2022.109044.Saito Y., Ichihara K., Morishita K., Uchiyama K., Kobayashi F., Tomida T. Environ. Pollut., Jan. 2021, vol. 269, art. no. 116150, DOI:10.1016/j.foodcont.2022.109044.Dong G., Li X., Yang R., Yang Y., Liu H., Wu N. Correction method of effect of soil moisture on the fluorescence intensity o polycyclic aromatic hydrocarbons based on near-infrared diffuse reflection spectroscopy // Environ. Pollut. Jan. 2021. Vol. 269. Art. no. 116150. DOI:10.1016/j.envpol.2020.116150.Dong G., Li X., Yang R., Yang Y., Liu H., Wu N. Environ. Pollut., Jan. 2021, vol. 269, art. no. 116150, DOI:10.1016/j.envpol.2020.116150.Luo S., Yan C., Chen D. Preliminary study on coffee type identification and coffee mixture analysis by light emitting diode induced fluorescence spectroscopy // Food Control. Aug. 2022. Vol. 138. Art. no. 109044. DOI:10.1016/j.foodcont.2022.109044.Luo S., Yan C., Chen D. Food Control, Aug. 2022, vol. 138, art. no. 109044, DOI:10.1016/j.foodcont.2022.109044.Morales T. V., Esponda S. M., Rodriguez J. J. S., Aaron S. E., Aaron J. J. Luminescence methods for study and determination of pollutants in the environment // Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2010. Vol. 29, N 1. P. 1—42.Morales T.V., Esponda S.M., Rodriguez J.J.S., Aaron S.E., Aaron J.J. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 2010, no. 1(29), pp. 1–42.Zacharioudaki D. E., Fitilis I., Kotti M. Review of fluorescence spectroscopy in environmental quality applications // Molecules. 2022. Vol. 27. Р. 4801. https://doi.org/10.3390/molecules27154801.Zacharioudaki D.E., Fitilis I., Kotti M. Molecules, 2022, vol. 27, рр. 4801, https://doi.org/10.3390/molecules27154801.Uebel U., Kubitz J., Anders A. Laser induced fluorescence spectroscopy of phytoplankton and chemicals with regard to an in situ detection in waters // J. Plant. Physiol. 1996. Vol. 148. P. 586—592.Uebel U., Kubitz J., Anders A. J. Plant Physiol., 1996, vol. 148, pp. 586–592.Du R., Yang D., Jiang G., Song Y., Yin X. An Approach for in situ rapid detection of deep-sea aromatic amino acids using laser-induced fluorescence // Sensors. 2020. Vol. 20. Р. 1330.Du R., Yang D., Jiang G., Song Y., Yin X. Sensors, 2020, Vol. 20, рр. 1330.Bukin O., Proschenko D., Chekhlenok A., Korovetskiy D., Bukin I., Yurchik V., Sokolova I., Nadezhkin A. Solutions of laser-induced fluorescence for oil pollution monitoring at sea // Photonics. 2020. Vol. 7, N 2. Р. 36.Bukin O., Proschenko D., Chekhlenok A., Korovetskiy D., Bukin I., Yurchik V., Sokolova I., Nadezhkin A. Photonics, 2020, no. 2(7), pp. 36.Yu J., Zhang X., Hou D., Chen F., Mao T., Huang P., Zhang G. Detection of water contamination events using fluorescence spectroscopy and alternating trilinear decomposition algorithm // Journal of Spectroscopy. 2017. N 1. Р. 1—9. DOI:10.1155/2017/1485048Yu J., Zhang X., Hou D., Chen F., Mao T., Huang P., Zhang G. Journal of Spectroscopy, 2017, no. 1, pp. 1–9. DOI:10.1155/2017/1485048.Yu J., Cao Y., Shi F., Shi J., Hou D., Huang P., Zhang G., Zhang H. Detection and identification of organic pollutants in drinking water from fluorescence spectra based on deep learning using convolutional autoencoder // Water. 2021. Vol. 13. Р. 2633. https://doi.org/10.3390/w13192633.Yu J., Cao Y., Shi F., Shi J., Hou D., Huang P., Zhang G., Zhang H. Water, 2021, vol. 13, рр. 2633, https://doi.org/10.3390/w13192633.Song W. Abnormal concentration detection method of chemical pollutants based on multisensory fusion// Sensors. Vol. 2022. Article ID 2936960. https://doi.org/10.1155/2022/2936960.Song W. Sensors, 2022, vol. 2022, art. ID 2936960, https://doi.org/10.1155/2022/2936960.Gu Y., Zuo Z., Shi C., Hu X. Feasibility study for spatial distribution of diesel oil in contaminated soils by laser induced fluorescence // Appl. Sci. 2020. Vol. 10, N 3. P. 1103. DOI:10.3390/app10031103.Gu Y., Zuo Z., Shi C., Hu X. Appl. Sci., 2020, no. 3(10), pp. 1103, DOI:10.3390/app10031103.Эльгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационные исчисления. М.: Наука, 1974. 432 с.Elgolts L.E. Differentsial'nyye uravneniya i variatsionnye ischisleniya (Differential Equations and Calculus of Variations), Moscow, 1974, 432 р. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.