Популярные услуги

Главная » Лекции » Экология » Приборы и оборудование для экологического мониторинга » Организация и проведение наблюдений за источниками загрязнения и состоянием природных сред в зоне влияния промышленных предприятий

Организация и проведение наблюдений за источниками загрязнения и состоянием природных сред в зоне влияния промышленных предприятий

2021-03-09СтудИзба

ТЕМА   2 организация и проведение наблюдений за источниками загрязнения и состоянием природных сред в зоне влияния промышленных предприятий

2.1   Организация и проведение наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы

Загрязнение атмосферы в городах и других населенных пунктах

1. Общие сведения

Степень загрязнения атмосферы зависит от количества выбросов вредных веществ и их химического состава, от высоты, на которой осуществляются выбросы, и от климатических условий, определяющих перенос, рассеивание и превращение выбрасываемых веществ.

Источники загрязнения атмосферы различаются по мощности выброса (мощные, крупные, мелкие), высоте выброса (низкие, средней высоты и высокие), температуре выходящих газов (нагретые и холодные). К мощным источникам загрязнения относятся производства типа металлургических и химических заводов, заводов строительных материалов, тепловые электростанции и др. К мелким источникам загрязнения — небольшие котельные и предприятия местной и пищевой промышленности, трубы печного отопления и т. п. Большое количество мелких источников может значительно загрязнять воздух. Под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими — выброс выше 50 м. Нагретыми условно называют источники, у которых температура выбрасываемой газовоздушной смеси выше 50°С; при более низкой темпе­ратуре выбросы считаются холодными.

В выбросах предприятий различных отраслей промышленности и транспорта содержится большое число различных вредных примесей. Почти из всех источников в атмосферу поступают диоксид серы (8О2), пыль, оксид углерода (СО), оксиды азота (N0, Ж)2). Много вредных веществ образуется при сжигании топлива. Только тепловые электростанции являются источником почти половины (45%) общего количества сернистых соединений, поступающих в воздушный бассейн. При сжигании топлива в атмосферу выбрасываются также в большом количестве оксид углерода, оксиды азота и несгоревшие твердые вещества в виде золы и сажи. В меньших количествах при сжигании как твердого, так и жидкого топлива могут выбрасываться хлористый натрий и магний, оксиды железа, ванадий, оксиды никеля и кальция, ртуть и ряд других веществ. При сжигании газообразного топлива в основном выбрасываются оксиды азота. При нарушении режима горения, т. е. при сжигании газа в условиях недостаточного количества воздуха или при охлаждении пламени горелки, в атмосферу выбрасываются углеводороды. При этом могут выделяться и ароматические углеводороды, часть которых относится к канцерогенным веществам.

Значительное количество топлива сжигается автомобильным, железнодорожным, морским, речным и авиационным транспортом. Основными вредными примесями, содержащимися в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания, являются: оксид углерода, оксиды азота, углеводороды (в том числе канцерогенные), альдегиды и другие вещества. При работе двигателей, использующих бензин, выбрасываются также свинец, хлор, бром, иногда фосфор, при работе дизельных двигателей — значительное количество сажи. Авиационные двигатели выбрасывают в атмосферу оксид углерода, оксиды азота, альдегиды, углеводороды, оксиды серы и сажу.

Большой вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия черной металлургии. Выбросы предприятий этой отрасли составляют 10—15% общих выбросов промышленности в целом по стране. В выбросах предприятий черной металлургий содержатся пыль, диоксид серы, оксид углерода, оксиды, азота, сероводород, фенол, сероуглерод, бенз(а)пирен и др. Наибольшее количество диоксида серы содержится в выбросах агломерационных фабрик, энергетических установок и предприятий по производству чугуна..

Рекомендуемые материалы

При производстве цветных металлов в атмосферу выбрасываются диоксид серы, оксид углерода и пыль, оксиды различных металлов (особенно, свинец, медь, никель). Производство алюминия электролизным методом сопровождается выбросами в атмосферу фтористых соединений и оксида углерода.

От предприятий химической промышленности в атмосферу поступают
разнообразные вредные вещества, главным образом в виде газов. При
производстве серной кислоты с отходящими газами выбрасываются в
атмосферу сернистые соединения, оксиды азота, соединения мышьяка и
токсичная пыль. При производстве азотной кислоты — оксиды азота, аммиак
и оксид углерода, при производстве хлора — хлор и соляная кислота, при
производстве          суперфосфата — фтористоводородная и
кремнийфтористоводородная кислота, при производстве целлюлозы и бумаги
— диоксид серы, дисульфид, сероводород, сероуглерод, хлор, формальдегид
и меркаптаны, при производстве искусственного волокна — сероводород и
сероуглерод.

Большое количество вредных веществ выбрасывается в атмосферу предприятиями нефтяной промышленности, в том числе оксиды серы и азота, оксид углерода, углеводороды, сероводород, меркаптаны и несгоревшие твердые частицы, содержащие бенз(а)пирен. Производство цемента связано с выбросами из печей обжига пыли и диоксида серы. Предприятия по производству белковых концентратов выбрасывают в атмосферу пыль белково-витаминных концентратов, фурфурол. Далеко не полный перечень поступающих в атмосферу вредных веществ, который установлен на основании ежегодной статистической отчетности предприятий, включает свыше 300 различных наименований. Органами Минздрава СССР для воздуха населенных мест разработаны и утверждены

предельно допустимые концентрации (ПДК) 411 веществ, оказывающих отрицательное воздействие на здоровье человека. Концентрация примеси существенно зависит от периода времени, за который она определяется. Поэтому установлены раздельные ПДК для разовых и суточных концентраций примеси. Перечень этих веществ дан в приложении 1.1.

В последние годы в СССР широко развернуты работы по установлению
норм предельно допустимых выбросов (ПДВ) для каждого предприятия и
каждого источника выбросов. Для отдельного источника выбросов ПДВ —
это выброс, при котором в районе расположения данного источника с учетом
влияния соседних источников концентрации примесей в атмосфере не
превысят ПДК. На основе экспериментальных и теоретических исследований
разработаны нормативные документы по расчету рассеивания примесей и
установлению предельно допустимых выбросов вредных веществ, в том
числе Временная методика нормирования                   и Методика расчета
концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в
выбросах предприятий (ОНД-86). Эти документы носят универсальный
характер и применимы для всех видов источников. Нормирование выбросов
загрязняющих веществ осуществляется на основе расчетов полей мак­
симальных концентраций вредных веществ на территории города. Если
согласно расчету максимальная концентрация примеси см в атмосфере
превышает ПДК, то должны применяться технологические и
организационные мероприятия для снижения выбросов до допустимого
уровня.

При постоянных параметрах выбросов уровень загрязнения атмосферы существенно зависит от климатических условий: направления, условий переноса и распространения примесей в атмосфере, интенсивности солнечной радиации, определяющей фотохимические превращения примесей и возникновение вторичных продуктов загрязнения воздуха, количества и продолжительности атмосферных осадков, приводящих к вымыванию примесей из атмосферы. Поэтому снижение загрязнения атмосферы должно осуществляться технологическими средствами с учетом характерных особенностей климатических условий в рассматриваемом районе.

Влияние метеорологических условий проявляется по-разному при холодных и нагретых выбросах из высоких и низких труб. Концентрации примеси в приземном слое атмосферы под факелом дымовых и вентиляционных труб на разных расстояниях от источника выбросов распределяются следующим образом. Вблизи источника при отсутствии низких и особенно неорганизованных выбросов концентрация примеси мала. Она увеличивается и достигает максимума на некотором расстоянии от трубы. Максимум и характер изменения концентрации с расстоянием зависят от мощности выброса, высоты трубы, температуры и скорости выбра­сываемых газов, а также, от метеорологических условий. Чем выше источник выбросов, тем больше рассеивается примесь в атмосфере, прежде чем достигнет подстилающей поверхности. Наибольшего значения концентрация обычно достигает на расстоянии от 10 до 40 высот труб. На промышленной

площадке загрязнение приземного слоя воздуха может быть повышенным за счет неорганизованных выбросов

Рассеивающая способность атмосферы зависит от вертикального распределения температуры и скорости ветра. Если температура с высотой падает, то создаются условия интенсивного турбулентного обмена. Чаще всего неустойчивое состояние атмосферы наблюдается летом в дневное время. При таких условиях у земной поверхности отмечаются большие концентрации и возможны значительные колебания их со временем. Если в приземном слое воздуха температура с высотой растет (инверсия температуры), то рассеивание примесей ослабевает. В случае мощных и длительных приземных инверсий при низких, в частности, неорганизованных выбросах концентрации примесей могут существенно возрастать.

В случае приподнятых инверсий приземные концентрации зависят от высоты расположения источника загрязнения по отношению к их нижней границе. Если источник расположен выше слоя приподнятой инверсии, то примесь к земной поверхности поступает в небольших количествах. Если источник располагается ниже слоя приподнятой инверсии, то основная часть примеси концентрируется вблизи поверхности земли.

Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах. При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси обычно наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной. Опасная скорость ветра зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха, например для тепловых электростанций, она составляет 5-7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов, например, для предприятий химической промышленности, она близка к 1 - 2 м/с [3].

Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали, и концентрации у земли уменьшаются.

Солнечная радиация обусловливает фотохимические реакции в атмосфере и формирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.

При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей.

Подробные сведения о климатических условиях распространения примесей в атмосфере и их влиянии на формирование уровня загрязнения воздушного бассейна можно найти в Справочном пособии [6], а также в других работах [2, 4].

На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а на подветренных — нисходящие движения, над водоемами летом — нисходящие, а в прибрежных районах — восходящие движения. При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих — уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ вблизи подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.

На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.

Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз. Учет этого влияния важен при подготовке документов о качестве атмосферного воздуха, разработке воздухоохранных мероприятий, планировании размещения городов и промышленных объектов, прогнозирования уровня загрязнения [4].

В связи с этим при оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь только сведения о сокращении выбросов. Требуется надежная информация за длительный период о содержании примесей в атмосфере и климатических условиях распространения примесей в атмосфере.

2.1.1 Организация наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы

Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы в городах и населенных пунктах изложены в соответствии с ГОСТ 17.2.3.01— 86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов». Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на постах. Постом наблюдения является выбранное место (точка местности), на котором размещают павильон или автомобиль, оборудованные соответствующими приборами.

Устанавливаются посты наблюдений трех категорий:' стационарные, маршрутные, передвижные (подфакельные). Стационарный пост

предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Из числа стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ.

Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда невозможно (нецелесообразно) установить стационарный пост или необходимо более детально изучить состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например в новых жилых районах.

Передвижной (подфакельный) пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника промышленных выбросов. Стационарные посты оборудованы специальными павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах. Наблюдения на маршрутных постах проводятся с помощью передвижной лаборатории, которая оснащена .необходимым оборудованием и приборами. Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий день объезжает 4——5 точек. Порядок объезда автомашиной выбранных маршрутных постов должен быть одним и тем же, чтобы обеспечить определение концентраций примесей в постоянные сроки. Наблюдения под факелом предприятия проводятся также с помощью оборудованной автомашины. Подфакельные посты представляют собой точки, расположенные на фиксированных расстояниях от источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого источника выбросов.

2.1.2. Определение перечня веществ, подлежащих контролю

В атмосферный воздух города поступает большое количество различных вредных веществ. Повсеместно выбрасываются такие вредные вещества, как пыль (взвешенные вещества), диоксид серы, диоксид и оксид азота *, оксид углерода, которые принято называть основными, а также различные специфические вещества, выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями, цехами.

Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются предприятиями города, и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ, В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую очередь.

* Наблюдения за оксидом азота обязательно проводят только в городах с численностью населения 250 тыс.и

более

На основании установленного перечня веществ, подлежащих контролю, в каждом городе определяются вещества для организации наблюдений на постах. На опорных стационарных постах организуются наблюдения за содержанием основных загрязняющих веществ: пыли, диоксида серы, оксида углерода, оксида и диоксида азота, — и за специфическими веществами, которые характерны для промышленных выбросов многих предприятий данного города (населенного пункта).

На неопорных стационарных и маршрутных постах проводятся наблюдения за содержанием специфических примесей приоритетного списка, характерных для близлежащих источников выбросов. Наблюдения за основными примесями на этих постах проводятся по сокращенной программе или не проводятся, если среднемесячная концентрация этих веществ в течение года не превышала 0,5 среднесуточной ПДК. Одна специфическая примесь контролируется на 2—3 стационарных постах одновременно.

Кроме веществ, приоритет которых уже установлен по изложенной методике, в обязательный перечень контролируемых веществ в городе включаются:

-   растворимые сульфаты — в городах с населением более 100 тыс. жителей;

-    формальдегид и соединения свинца — в городах с населением более 500 тыс. жителей, поскольку эти примеси в большом количестве выбрасываются автомобилями;

-   металлы — в городах с предприятиями черной и цветной металлургии;

-    бенз(а)пирен — в городах с населением более 100 тыс. жителей и в на­селенных пунктах с крупными источниками выбросов;

-    пестициды — в городах, расположенных вблизи крупных сельскохозяйственных территорий, на которых используются пестициды.

Выбросы перечисленных веществ трудно точно установить, и их прио­ритет не может быть определен по изложенной методике.ч

Перечень вредных веществ, подлежащих контролю, пересматривается при изменении данных инвентаризации промышленных выбросов, появлении новых источников выбросов, реконструкции предприятий, но не реже 1 раза в 3 года.

Расширение перечня контролируемых веществ осуществляется после предварительных наблюдений, направленных на ориентировочную оценку состояния загрязнения. Такие наблюдения могут проводиться на стационарных, маршрутных постах или при эпизодических обследованиях.

2.1.3 Контроль промышленных выбросов загрязняющих веществ в

атмосферу

Загрязняющее вещество - вещество, не входящее в постоянный состав атмосферы и неблагоприятно действующее на окружающую среду и здоровье людей.

Источник загрязнения атмосферы - это объект, от которого загрязняющее вещество поступает в атмосферу.

Выброс загрязняющего вещества - поступление в атмосферу загрязняющего вещества от источников загрязнения.

Для каждого источника загрязнения устанавливается предельно-допустимый выброс (ПДВ). ПДВ - это научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое воздуха от источника или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

Предприятия, для которых установлены ПДВ должны организовать систему контроля за соблюдением ПДВ, утвержденную в установленном порядке.

При контроле за соблюдением ПДВ основными должны быть прямые методы, использующие измерения концентрации вредных веществ и объемов газовоздушной смеси после газоочистных установок или в местах непосредственного выделения веществ в атмосферу.

Для повышения достоверности контроля за ПДВ, а также при невозможности применения прямых методов используют балансовые, технологические и др. методы.

При контроле за соблюдением ПДВ выбросы вредных веществ определяют за период 20 мин, к которому относятся максимальные разовые ПДК, а также в среднем за сутки, месяц и год.

Если продолжительность выбрасывания вредных веществ в атмосферу меньше 20 мин, контроль производят по полному выбросу вредного вещества за это время.

При неблагоприятных метеорологических условиях в кратковременные периоды загрязнения атмосферы, опасного для здоровья населения, предприятия должны обеспечить снижение выбросов вредных веществ, вплоть до частичной или полной остановки работы предприятия.

При превышении ПДВ в результате аварии предприятие обязано в установленном порядке сообщить об этом органам, осуществляющим государственный контроль за охраной атмосферы, и принять меры по уменьшению выбросов вредных веществ в атмосферу вплоть до остановки предприятия и ликвидации последствий загрязнения атмосферы, а также передать информацию об аварии и принятых мерах.

2.1.4. Аппаратура для отбора проб воздуха

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха химическими методами осуществляются путем отбора проб и их анализа. При исследовании атмосферного воздуха приходится выполнять анализы проб, в которых содержатся очень малые количества веществ. Это вызвано высокой степенью разбавления выбросов в атмосфере и низким значением ПДК для воздуха населенных мест. Поэтому методология и техника отбора

проб воздуха при определении концентрации вредных примесей в атмосфере являются очень ответственным этапом и тесно связаны с последующим методом определения искомой примеси.

Количественный анализ атмосферных загрязняющих веществ производится после их концентрирования, которое осуществляется протягиванием, анализируемого воздуха через поглотительное устройство или фильтр. На рис. 1.1 показана структурная схема установки для отбора проб воздуха.





Рис. 1.1. Структурная схема установки для отбора проб воздуха В состав установки входят: побудитель расхода ПР, расходомер Р, поглотительный прибор 1111, заполненный поглотительным раствором, или фильтродержатель с фильтром Ф. Под действием разрежения, создаваемого побудителем расхода, атмосферный воздух всасывается и протягивается через поглотительные растворы, вещества или фильтрующие материалы (фильтры), проходит через расходомер, через побудитель расхода и выбрасывается, преодолевая атмосферное давление. С целью предохранения расходомера от попадания в него брызг поглотительного раствора перед расходомером рекомендуется включать защитный патрон ЗП, заполненный промытым и просушенным силикагелем.

Точность измерения концентрации существенно зависит от точности измерения объема воздуха, протянутого через поглотительные приборы.. Этот объем находится как произведение скорости аспирации определяемой при помощи расходомера, на время отбора пробы или измеряется газовым счетчиком. Скорость аспирации в системе устанавливается в соответствии с-методом определения искомой примеси и поддерживается в процессе отбора проб постоянной.




7/


3.1.    Поглотительные устройства

3.1.1. Жидкостные поглотительные прибору

раст:   ,   ется, либо

Вещества в газо- и парообразном состоянии обычно улавливаются жидкими поглотительными средами, в которых определяемое вещество либо   непосредственно

в)

взаи:       ;иствует с поглотительным раствором. К жидким поглотительным   средам

б)

относятся дистиллированная вода, органические растворители, специальные поглотительные растворы. В процессе отбора проб должно быть поглощено не менее 95 % -определяемого вещества. Такая степень поглощения должна обеспечиваться в большом диапазоне температур и концентраций вещества. Эффективность поглощения зависит от конструкции поглотительного прибора.

Для лабораторных исследований атмосферного воздуха используется большое количество поглотительных приборов. Существенное значение имеет материал, из которого изготовлены приборы: он должен быть инертен по отношению к исследуемым веществам. Наиболее широкое применение получили два типа жидкостных поглотительных приборов: 11-образный прибор с пористой стеклянной пластинкой и прибор Рыхтера. Оба типа поглотительных приборов обеспечивают эффективное улавливание исследуемых веществ сравнительно небольшим количеством раствора реактива (6 мл).

У-образный поглотительный прибор (рис. 1.2 а) представляет собой стеклянную 11-образную трубку с впаянным в виде пластинки фильтром. Фильтр сделан из особо приготовленной спекшейся массы стекла с различными по размеру порами. Воздух при помощи пористой пластинки разбивается на множество мелких пузырьков, чем обеспечивается большая поверхность соприкосновения с поглотительной средой. Чем меньше пузырьки, тем больше поглотительная способность прибора. Входом поглотителя является отросток, подводящий воздух снизу к колбе поглотителя, а выходом - верхний отросток. Поглотительный раствор в прибор вносят через выходной отросток. Отбор проб 11-образными поглотителями осуществляется при скорости протягивания воздуха до 3 л/мин.

Поглотительный прибор Рыхтера (рис. 1.2 б) представляет собой стеклянный сосуд, внутри которого проходит цилиндрическая трубка с расширениями. Центральный отросток является входом для исследуемого воздуха, а боковой отросток — выходом. Отбор проб приборами Рихтера осуществляется при скорости протягивания воздуха до 10 л/мин.

Поглотительные приборы перед заполнением раствором тщательно моют, многократно ополаскивают дистиллированной водой и просушивают. На стеклянный корпус прибора наносят метку, соответствующую объему 6 мл. Операция выполняется следующим образом. Поглотительный прибор заполняют 6 мл дистиллированной воды и удаляют воздух, находящийся под пористой пластинкой, используя для этой цели резиновую грушу. Метку наносят в тот момент, когда уровень раствора в обоих коленах станет оди­наковым. В подготовленный таким образом поглотительный прибор заливают из бюретки (пипетки) 6 мл поглотительного раствора. После заполнения поглотительные приборы ставят в штатив, закрывают заглушками и помещают в ящик для транспортировки.

В схему для отбора проб поглотительные приборы устанавливают следующим образом. Входные отростки поглотительного прибора

присоединяют при помощи коротких отрезков резинового шланга встык к распределительной гребенке, а выходные отростки подсоединяют к защитным патронам, устанавливаемым между поглотительным прибором и электроаспиратором. В некоторых случаях для задерживания мешающих анализу аэрозолей или газообразных веществ перед поглотительным прибором устанавливают соответствующие ловушки, например фильтр АФА-ВП-10, укрепленный в пластмассовом фильтродержателе.

Недостатком жидкостных поглотителей является невысокая скорость отбора пробы из-за разбрызгивания и частичного уноса поглотительного раствора, замерзание растворов в северных районах, хрупкость, громоздкость приборов.

3.1.2. Сорбционные трубки

Для поглощения газов и паров при отборе проб воздуха наиболее эффективным поглотительным устройством является сорбционная трубка. Сорбционная трубка (рис. 1.2 в) изготовлена из стекла, имеет длину 170 мм и диаметр 8—10 мм; в один конец трубки впаяны две перфорированные стеклянные пластины-перегородки. Пространство между пластинами заполнено стеклянными гранулами-носителями, покрытыми невысыхающей пленкой специального раствора — сорбентом. Эта пленка образует малолетучее соединение с улавливаемым веществом. Чтобы раствор невысыхал, в него добавляют глицерин или этиленгликоль. Оказалось, что слой сорбента толщиной 1—2 мкм является хорошим улавливателем в широком диапазоне температур и концентраций. Такое поглотительное устройство позволяет использовать высокие скорости прокачивания воздуха (до 20 л/мин), сорбирующий раствор не замерзает при отрицательной температуре, его работоспособность сохраняется длительное время, отсутствует опасность проливания.

Эффективность улавливания различных веществ пленочными сорбентами из потока воздуха определяется рядом факторов: размером гранул и объемом слоя носителя, скоростью реакции поглотительного вещества с используемым реагентом, растворимостью поглощаемого вещества, его коэффициентом диффузии. Кроме того, для измерения концентрации на уровне установленной ПДК для различных веществ требуются разные степени концентрации и, следовательно, разные расходы анализируемого воздуха при отборе пробы. Поэтому имеется необходимость в сорбционных трубках с различным объемом слоя сорбента и разным диаметром гранул носителя. Большинство газов при расходах 3-5 л/мин полностью улавливаются слоем сорбента объемом 1 мл при диаметре гранул 1-2 мм. Однако имеются случаи, когда необходимо использовать слой большего объема или более крупные гранулы носителя. Поэтому предусмотрено изготовление трубок различных диаметров.

Для облегчения применения сорбционных трубок и во избежание ошибок установлена единая система их обозначения. Сорбционная трубка со слоем стеклянных гранул обозначается буквами СТ и тремя цифрами: первая

обозначает объем слоя гранул в миллилитрах, вторая и третья - нижний и верхний пределы диаметра зерен (гранул) в миллиметрах. Например, трубка с надписью СТ-112 обозначает сорбционную трубку со слоем гранул объемом около 1 мл при диаметре гранул 1-2 мм.

Накопленный в настоящее время опыт позволяет считать, что в основном могут быть использованы трубки СТ-112 или СТ-212 и лишь в некоторых случаях СТ-323. Следует отметить, что во всех случаях допускается замена трубки СТ-112 на СТ-212.

Подготовка сорбционных трубок к отбору проб воздуха производится следующим образом. Новые сорбционные трубки кипятят в разбавленном (1 : 1) растворе соляной кислоты в течение 10-15 мин, затем их тщательно промывают горячей и холодной водой до полного удаления хлор-иона. Вымытые трубки высушивают при температуре НО—220°С и хранят в герметично закрытой посуде.

Пропитка трубок осуществляется поглотительными растворами, приготовленными в соответствии с методами химического анализа исследуемых примесей. Раствор для пропитки заливают в чистую сухую пробирку или маленький стаканчик в количестве, которое необходимо для обработки нужной партии СТ. Остатки раствора выливают. Нельзя допускать хранение раствора в открытой посуде более 15 мин и повторное использование посуды без промывки.

Пропитку сорбционных трубок можно производить двумя способами:

1) конец сорбционной трубки опускают в пробирку с раствором для пропитки и засасывают с помощью резиновой груши такое его количество, чтобы весь слой гранул был смочен, затем излишки раствора выдувают;

2) в сорбционную трубку заливают необходимое количество раствора и для обеспечения равномерного смачивания раствор при помощи груши перемешивают по слою гранул.

Наружные поверхности трубок после пропитки их раствором тщательно протирают чистой фильтровальной бумагой, закрывают заглушками и помещают в полиэтиленовые мешки. Необходимо следить за тем, чтобы заглушки были вплотную притерты к трубке.

Сорбционные трубки и заглушки следует использовать для анализа одних и тех же примесей, так как при взаимодействии остатков реактивов могут образовываться неустойчивые соединения, которые загрязняют поверхность стеклянных гранул.

Для определения концентрации загрязняющего вещества сорбционную трубку укрепляют в вертикальном положении слоем сорбента вниз. Нижняя часть трубки является входом поглотительного устройства, а верхняя -выходок. При отборе проб воздух через трубку должен проходить снизу вверх.

Сразу после отбора пробы сорбционную трубку помещают в по­лиэтиленовый мешок. В лаборатории трубку извлекают из упаковки, очень тщательно вытирают фильтровальной бумагой наружную -поверхность и помещают в пробирку. Пробирку заполняют указанным в методике

количеством воды или раствора реактива и с помощью резиновой груши, путем 5 - 6-кратного прокачивания жидкости через слой сорбента переводят пробу в раствор.

После анализа трубки подлежат специальной обработке. Ис­пользованные трубки тщательно промывают дистиллированной водой, пропускают через каждую не менее 10 мл. Затем трубки высушивают при температуре НО — 220 °С. Хранят вымытые и высушенные трубки в герметичной упаковке.

Фильтры и филыпродержатели

Для отбора проб аэрозолей жидкостные поглотители и сорбционные трубки не годятся. Токсичные вещества, содержащиеся в воздухе в виде аэрозоля, концентрируют, как правило, путем аспирации воздуха через фильтр, закрепленный в специальном держателе - патроне. Размер аэрозоля, присутствующего в воздухе, колеблется от 0,01 до 10 мкм, но малые частицы быстро коагулируют, а крупные выпадают на землю. Принято считать, что в воздухе находятся частицы размером от 0,1 до 6 мкм.

Для улавливания высокодисперсных аэрозолей - дымов, туманов, пыли используются различные фильтрующие материалы: плотные бумажные (беззольные) мембранные, стекловолокнистые фильтры и др. Для исследо­вания воздушной среды чаще всего применяются аналитические фильтры

АФА-ВП-40 и АФА-ВП-20, изготовленные из ультратонких волокнистых полимеров - ткани Петрянова. Их преимущества перед другими фильтрами состоят в высокой задерживающей способности, в малом сопротивлении потоку воздуха, что позволяет достигать больших скоростей аспирации (от 100 до 200 л/мин). Фильтры из ткани Петрянова обладают небольшой массой, негигроскопичны, стойки к химическим агрессивным средам, паро- и газообразные примеси не задерживают. Общий вид стандартных фильтров типа АФА показан на рис. 1.3.

Перед отбором проб фильтр необходимо подготовить к работе: довести его до постоянной массы и взвесить. Работа выполняется следующим образом. Чтобы уменьшить погрешность взвешивания, фильтры сначала выдерживают на открытом месте 2 ч, чтобы их влажность уравнялась с влажностью помещения. По истечении 2 ч на аналитических весах осуществляется взвешивание с точностью 0,1 мг. Фильтр с помощью пинцета с пластмассовыми наконечниками извлекают из пакетика, где он хранится, и кладут на весы. После взвешивания каждый фильтр пинцетом укладывают в те же пакетики из кальки. В левом верхнем углу пакетика записывают массу фильтра, в правом верхнем углу — номер фильтра, а в правом нижнем углу — номер поста, для которого предназначен фильтр и дату предстоящего отбора. Эти же данные заносятся в рабочий журнал. Пакеты с фильтрами хранят в сухом помещении при комнатной температуре в условиях, исключающих попадание пыли.

Рис. 1.3. Фильтры (а) и фильтродержатель (б)

При отборе проб на фильтры используются фильтродержатели из фторопласта, нержавеющей стали, дюралюминия или пластмассы.

На рис. 1.3 б показан общий вид фильтродержателя для фильтров типа
АФА. Фильтродержатель состоит из корпуса воронкообразной формы с
закрепленной в нем сеткой 2, прижимного кольца 3 и накидной гайки 4.-
Герметизация                                                                элементов фильтродержателя обеспечивается
уплотнительными резиновыми кольцами.

Установка фильтра в фильтродержатель осуществляется следующим-­образом. На сетку фильтродержателя с помощью пинцета с пластмассовыми наконечниками помещают предварительно взвешенный в лаборатории фильтр и прижимают его кольцом с накидной гайкой. Следует уделять внимание чистоте фильтродержателя и всех деталей, имеющих контакт с фильтром. На фильтродержатель с фильтром надевают разборную конусную насадку 5, состоящую из четырех конусов с диаметрами входных отверстий 55, 45, 35 и 25 мм, вставляемых последовательно один в другой. Выбор диаметра насадки зависит от скорости аспирации и скорости ветра. Чем больше скорость ветра, тем меньше выбирается диаметр конусной насадки. И наоборот, при малых скоростях ветра требуется большой диаметр насадки.

Перед началом отбора проб фильтродержатель и насадку протирают чистой тряпкой, желательно батистовой. После отбора пробы отвинчивают накидную гайку и пинцетом снимают прижимное кольцо. С помощью пинцета осторожно извлекают фильтр из держателя, складывают вчетверо запыленной поверхностью внутрь и помещают в тот же пакет, из которого он был взят. Предварительно на пакете необходимо написать время отбора пробы и скорость фильтрации.

Фильтр не менее часа выдерживают в помещении, где проводилось первое взвешивание, и доводят до постоянной массы. Повторное взвешивание осуществляется тем же способом, что и первое. Если отбор пробы проводился при относительной влажности около 100%, то фильтр помещают в эксикатор с плавленым хлористым кальцием на 2 ч или в сушильный шкаф с температурой 40—50°С на 30 - 50 мин, а затем 40 - 50 мин выдерживают в условиях комнатной температуры и влажности. Количество пыли определяют по разности масс фильтра до и после протягивания анализируемого воздуха. Этот результат не является конечным. Истинная концентрация пыли рассчитывается по формуле, в которой учитывается объем протянутого воздуха, приведенный к нормальным условиям, и постоянный коэффициент.

При необходимости дальнейшего исследования фильтры после гравиметрического анализа аккуратно вкладывают с помощью пинцета в те же пакетики из кальки и передают для спектрального или химического анализа. Пакетики должны быть вложены в полиэтиленовые мешочки, на которые нанесены следующие данные: наименование и номер города, номер фильтра и пункта, дата и время отбора, начальная и конечная масса фильтра, скорость аспирации, температура и атмосферное давление во время отбора пробы.

2.1.5. Комплексные лаборатории для наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы

Для наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха в
городах и зонах размещения промышленных объектов используются
стационарные или передвижные посты, укомплектованные оборудованием
для проведения отбора проб воздуха и автоматическими газоанализаторами
для                                                               непрерывного определения концентраций вредных примесей.
Одновременно с проведением отбора проб непрерывно измеряются скорость
и направление ветра, температура воздуха, атмосферное давление,
фиксируется состояние погоды. Стационарными постами являются
комплектные лаборатории «Пост-1» и «Пост-2», передвижным -
автолаборатория «Атмосфера-П».

Лаборатория                                                             «Пост-1» представляет собой укомплектованный
приборами и оборудованием павильон, выполненный из
термоизолирующего материала. На плоской крыше находится мачта, высотой
4 м с датчиком параметров ветра, датчиками температуры и влажности
воздуха. Система жизнеобеспечения лаборатории - электроснабжение,
отопление и освещение. В состав лаборатории также входит измерительный
комплекс. Он содержит следующие эксплуатационные системы: отбора проб
воздуха на газовые примеси, отбора проб на пыль, сажу, инструментального
анализа, измерение метеорологических параметров. Система
инструментального анализа состоит из газоанализатора диоксида серы ГКП-1
и газоанализатора оксида углерода ГМК-3.

Комплектная лаборатория «Пост-2» предназначена для тех же целей, что и «Пост-1» и отличается наличием дополнительного оборудования:

автоматического воздухозаборника «Компонент» и электроаспиратора мод.ЭА-2С, на «Посту-1» электроаспираторы мод.822.

Лаборатории «Пост-1» и «Пост-2» рассчитаны на работу в интервале температур атмосферного воздуха от - 40 до + 50°С. Температура воздуха в павильоне поддерживается автоматически на уровне 20±5°С.

Передвижная лаборатория «Атмосфера-2» предназначена для определения уровня загрязнения атмосферного воздуха и измерения метеорологических элементов при проведении маршрутных и подфакельных наблюдений. Оборудование лабораторий смонтировано в кузове автофургона типа УАЗ-452. Приборы и оборудование лаборатории позволяют проводить следующие операции: одновременный отбор 4-6 проб воздуха на выбранные

газовые ингредиенты; отбор проб на пыль и сажу; инструментальный анализ 8О2, Н28, Оз, С12, определение метеофакторов. В состав лаборатории входят стенды и средства жизнеобеспечения, позволяющие эксплуатировать ее в различное время года и суток. В комплекте технических средств имеется группа приборов и статических установок для организации двух выносных пунктов контроля загрязнения; атмосферы. Время развертывания лаборатории составляет не более 35 минут.

В настоящее время комплектацией передвижных лабораторий контроля атмосферного воздуха занимаются много фирм как в России, так и за рубежом, есть совместные передвижные лаборатории.

Комплект оборудования может включать в себя: течеискатель газов, переносной хроматограф, всевозможные пробоотборники воздуха, газоанализаторы, средства обработки измерений.

Современные передвижные станции контроля отличаются максимальной функциональной, оснащенностью, высокой мобильностью и автономностью.

2.2. Организация контроля за качеством природных и сточных вод 2.2.1. Общая характеристика загрязнения воды

Во всех развитых странах качество воды является предметом особого внимания государственных органов, общественных движений, средств массовой информации и широких слоев населения. Экологическая ситуация в стране зависит не только от уровня загрязнения окружающей среды внутри национальных границ, но и от отношения к охране природы в соседних государствах. Многие правительства в основу своей политики в области охраны окружающей среды сегодня кладут принцип тесного международного сотрудничества при решении экологических проблем. Общее мнение представителей 138 государств и 30 международных организаций, собравшихся в июне 1992 г. в Рио-де-Жанейро (Бразилия) на Конференцию ООН по окружающей, среде и развития выражено в ее декларации — мировое сообщество должно перейти к новой модели развития, при которой потребности нынешнего и будущего поколений будут удовлетворяться при максимальном сохранении окружающей среды.

Основной ущерб водной среде наносит человек. Многие страны страдают из-за загрязнения воды. На качество воды отрицательно влияют не только отходы промышленности, стоки с полей, разливы нефтепродуктов из-за аварий и катастроф, но также и наследие прошлых лет, когда чистоте окружающей среды уделяли недостаточно внимания. В середине прошлого века река Темза была так загрязнена бытовыми промышленными отходами, что запах от реки заставил английских парламентариев прервать работу на две недели. После этого они выделили средства на создание в Лондоне первой в мире системы канализации.

Многолетняя деятельность промышленности нанесла урон великим национальным рекам, вызвав их деградацию. На рис. 1.1 приведены данные о сбросах загрязнений в бассейн Рейна и Волги. Основной вклад в загрязнение рек и других природных водных объектов вносят предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, мясной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятия сельского и коммунального хозяйства.

Благодаря тому, что вода является универсальном растворителем реки и их притоки способны собирать загрязнения с огромных площадок. Великая река Америки Миссисипи, входящая в число десяти великих рек мира, аккумулирует загрязнения с территории, на которой расположены 3/4 "грязной" промышленности США (нефтехимические заводы, угольные шахты, молибденовые рудники, черная металлургия т.п.). Помимо промышленных загрязнений в ее воды, которые уже теряют способность к самоочищению, попадают удобрения с полей, а также гербициды и пестициды, благодаря которым фермеры зерновых штатов получают стабильные урожаи.

Гербициды и пестициды представляют собой большую опасность и для грунтовых вод. С помощью современных методов анализа их обнаружили во многих пробах грунтовых вод, которые служат источником питьевой воды для ряда стран. Только в Германии 70% питьевой воды готовят из грунтовых вод, а Берлин снабжается питьевой водой из скважин на 100%.


а,

Рис. 1.1. Объемы сброса минеральных и органических веществ в бассейн Рейна (1980 г.) [3] и Волги (1990 г.) [4] со сточными водами (тыс. тонн)

Взаимное доверие при независимом контроле позволяет избежать недоразумений между городскими властями и потребителями. Каждый человек может помочь борьбе с загрязнением воды как принимая меры по сокращению собственного вклада в загрязнение, так и воздействием на своих депутатов, требуя от них активного финансирования охраны природы. Со своей стороны российские специалисты принимают все меры по решению проблем очистки воды.

2.2.2. Национальное и международное законодательство в области охраны водной среды и нормирование качества воды

2.1. Законодательство в области охраны водной среды Законодательство, которое мы сейчас называем экологическим, началось с законов об охране воды. Первые законы, касающиеся использования рек, были приняты в Англии в 1388 г. [1. Комплексный подход к охране окружающей среды в США закрепил в 1969 г. Закон о национальной политике в области охраны окружающей среды, в соответствии с которым было создано в 1970 г. Агентство по охране окружающей среди (ЕРА). Этот закон провозгласил, что целью США является предотвращение и ликвидация ущерба природной среде одновременно с поддержанием равновесия между человеком и окружающей средой, а также создание для американцев безопасной, здоровой, продуктивной, эстетически и культурно удовлетворительной среды обитания.

В России первые законы об охране рек были изданы при Петре I. Все нормы, которые были выработаны в XVIII веке, были обобщены в национальном законодательстве в начале XIX века. Так, например, в Уставе строительном, утвержденном 2 августа 1803 г., статья 408 устанавливала: «Запрещается строить в городах и выше городов по течению рек и протоков мануфактуры, фабрики и заводы, вредные чистоте воздуха и воды».

России одним из первых принятых законов стал закон "Об охране окру­жающей природной среды", впервые ориентированный на рыночные принципы защиты среды обитания человека. В нем заложены принципы обеспечения долгосрочных экологических и экономических интересов населения и народного хозяйства, предусмотрен механизм контроля за соблюдением природоохранного законодательства, административные и экономические меры воздействия на нарушителей. Включение в российскую Конституцию ряда серьезных статей об охране природы придаст действиям всех организаций и частных лиц, направленным на выполнение природоохранных законов, конституционный характер и обеспечивает судебную защиту.

2.2.3. Международная стандартизация методов контроля качества воды

Органы международной стандартизации

В сентябре 1886 г. в Дрездене (Германия) состоялось первое между­народное совещание, посвященное разработке общих стандартов на методы испытаний материалов. Эта дата стала днем рождения международной стандартизации, которая сегодня интенсивно развивается в интересах всего мирового сообщества.

После второй мировой войны в 1946 г. 25 стран основали Международную организацию по стандартизации (ИСО), которая сейчас насчитывает более 100 человек. ИСО является самой представительной среди международных организаций по стандартизации.

Центральный секретариат ИСО, координирующий работы по международной стандартизации, размещается в Женеве (Швейцария). Россия является постоянным членом руководящих органов ИСО, а также активным членом большинства из более чем 200 Технических комитетов по разработке международных стандартов. Сотрудничество с ИСО . по созданию международных стандартов позволяет любой стране использовать в национальной практике научно-технический и производственный опыт экономически развитых стран, специалисты которых, _как правило, являются авторами международных стандартов.

В целях разработки стандартов в области качества воды, включай термины и определения и отбор проб, ИСО в 1971 г. был создан Технический комитет ИСО/ТК 147 Качество воды. Разработка международных стандартов в области охраны окружающей среды относится к приоритетным направлениям деятельности ИСО. При разработке международных стандартов специалисты руководствуются Директивами ИСО, согласно которых содержание этих документов должно быть изложено четко и не должно допускать различного толкования.

В основе ИСО лежат требования и методики контроля качества воды, апробированные в национальных стандартах Дании, Индии, Испании, Колумбии, Нидерландов, Норвегии, Румынии, России, США, Финляндии, Франции, Чехии, Швеции, Югославии и Японии

Кроме ИСО разработку международных стандартов по контролю качества воды ведут региональные организации по стандартизации 16 стран Западной Европы, в том числе страны-члены Европейского союза (ЕС), объединены в региональную организацию по стандартизации — Европейский комитет по стандартизации (СЕН), в задачу которого входит разработка европейских стандартов (ЕМ). Между ИСО и СЕН заключено несколько соглашений о совместных работах и устранении дублирования работ по стандартизации. В России международные стандарты допущены к применению ГОСТ Р 1.0-92 Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения в качестве отраслевых стандартов, технических условий, стандартов предприятий и стандартов научно-технических и инженерных обществ до их принятия в качестве государственных стандартов.

В США разработку стандартов по контролю качества воды проводит крупнейшая неправительственная организация Американское общество по испытаниям и материалам (А8ТМ).

Стандарты А8ТМ также являются международными региональными стандартами и широко применяются в США, Канаде и Мексике, которые в 1993 г. образовали Североамериканскую зону свободной торговли (МАРТА).

Агентство по охране окружающей среды (ЕРА) в начале своей деятельности основное внимание уделяло стандартизации методов анализа промышленной воды, а с начала 1960 -х годов на первое место в деятельности комитета вышла стандартизация методов анализа воды для экологии.

Термины и определения в области контроля качества воды Термины и определения, обычно используемые при оценке качества воды, а также при отборе проб и их анализе, устанавливает стандарт   ИСО 6107.

Указанный стандарт дает термины и их определения на трех официальных языках ИСО — английском, французском и русском, а также на немецком языке по просьбе Германии, Австрии и Швейцарии. Однако только термины и определения на официальных языках ИСО могут рассматриваться как термины и определения ИСО.

Разработке терминологических стандартов в ИСО уделяется особое внимание, так как эквивалентность терминологии способствует тесному сотрудничеству специалистов разных стран.

ИСО 6107 состоит из нескольких частей, в которых регламентированы как термины в области контроля качества воды, так и термины, которые применяют в смежных областях. В результате упорной десятилетней работы специалисты разных стран согласовали около 500 терминов и их определений. Наиболее важные термины, касающиеся типов вод, приведены в табл. 3.3. термины, используемые при отборе проб — в табл. 3.4. Термины, относящиеся к качеству вод и их анализу, представлены в табл. 3.5, в табл. 3.6 приведены термины, используемые при очистке воды.

2.2.4. Общие требования к методам отбора проб

В аналитических лабораториях нашей страны специалисты ежегодно выполняют не менее 100 млн. анализов качества воды, причем 23 % всех определений заключается в оценке их органолептических свойств, 21% — мутности и концентрации взвешенных веществ, 21 % составляет -определение общих показателей — жесткости, солесодержания, ХПК, ВПК, 29% — определение неорганических веществ, 4% — определение отдельных органических веществ.

Значительное количество анализов выполняют санитарно-эпидемиологические службы. Результаты анализов показывают, что в химическом отношении опасной для здоровья является каждая четвертая проба, в бактериальном — каждая пятая. Необходимо отметить, что стоимость комплексного анализа качества питьевой воды за рубежом составляет 1100 долларов.

Для правильной аналитической оценки загрязнения воды решающее значение имеет правильный отбор проб воды.

ИСО 5667—1 устанавливает основные принципы, которые должны соблюдаться при составлении программ отбора проб с целью контроля качества и идентификации источников загрязнения воды, включая донные отложения и ил. Более подробные рекомендации, относящиеся к различным случаям, даны в приложении 4.

ИСО 5667—1 устанавливает следующие виды проб.

Разовые пробы — это одиночные, пробы, отбираемые вручную или автоматически с поверхности воды, на определенных глубинах или со дна. Каждая проба обычно характеризует качество воды лишь в данное время и в данном месте. Автоматический отбор разовых проб эквивалентен группе

проб, взятых в период предварительного отбора или в какой-то промежуток времени. Разовые пробы необходимы для исследования возможного загрязнения и определения степени загрязнения, при автомагическом разовом отборе — для определения момента наличия загрязнителей. Разовые пробы отбирают до внедрения более широкой программы отбора проб. Отбор разовых проб может быть рекомендован для определения некоторых параметров, таких, как концентрация растворенных газов, остаточного хлора, растворимых сульфидов.

Периодические пробы образуют или через определенные промежутки времени или на определенных участках течения.

Регулярные пробы, взятые при определенных скоростях течения, содержат все компоненты, присутствующие в период отбора, но не дают информации о вариации концентраций определенных веществ в период отбора проб.

Регулярные пробы, взятые при изменяющихся скоростях течения характеризуют основную массу показателей качества воды. Если варьируют и течение и состав, то пробы, пропорциональные течению, могут характеризовать изменения, которые нельзя наблюдать, используя разовые пробы. Следовательно, это наиболее точный метод отбора текущей воды в случае значительной вариации скорости течения и концентрации исследуемых загрязнителей.

Используя вышеперечисленные методы, можно получать ручным способом или автоматическим отбором простые или смешанные пробы, когда в зависимости от вида смешивают несколько отдельных проб в целях снижения затрат и продолжительности анализа.

Смешанные пробы дают средние данные о составе вод. Следовательно, до смешения проб необходимо уточнить, есть ли необходимость в такого рода данных и варьируются ли в значительной степени параметры в момент пробоотбора.

ИСО 5667—2 представляет собой руководство по методам отбора проб, используемым для получения аналитических данных, необходимых для контроля качества, характеристик качества и идентификации источников загрязнения воды, включая донные отложения и ил.

Для химического и биологического анализов стандарт рекомендует использование раздельных проб, поскольку методы, устройства для отбора проб, их предварительная обработка различны.

ИСО 5667—2 различает следующие виды и условия отбора проб.

При отборе проб из открытого водотока необходимо соблюдать условия, при которых отобранная проба являлась бы типичной. Для определения наилучшего участка пробоотбора берут одноточечные пробы. Чаще всего хорошими участками для пробоотбора являются участки бурного течения, где потоки хорошо перемешиваются.

При отборе проб из трубопровода могут возникать проблемы, анало­гичные тем, которые возникают при отборе проб из открытого водоема.

Пробоотборники или пробоотборные трубки помещают вниз по течению потока.

Лучшими местами для пробоотбора являются участки с турбулентным потоком, такие как Р-образные клапаны, изгибы и т.д., так как на этих участках происходит более полное смешение воды в трубах.

Для получения характерной картины на открытом водоеме пробы нужно отбирать на многих участках и глубинах. Необходимо учитывать, что термальная стратификация может быть причиной больших различий в качестве воды.

Грунтовые воды отбирают на различных глубинах в разнос время для получения достоверных характеристик водоемов.

Точно отобрать пробы атмосферных осадков чрезвычайно трудно. Метод отбора проб должен исключать посторонние примеси. Для получения точных результатов необходимы закрытые пробоотборники, которые открываются лишь в момент использования.

Подробные руководства имеются по отбору следующих проб воды: ИСО 5667-5         Руководство   по   отбору   проб   питьевой   воды   и   воды

используемой   в   производстве   пищевых   продуктов   и

напитков

ИСО 5667-6         Руководство по отбору проб из рек и водных потоков ИСО 5667-4         Руководство     по     отбору     проб     из     природных     и

искусственных озер

ИСО 5667-8         Руководство по отбору проб влажных осадков ИСО 5667-11       Руководство по отбору проб грунтовых вод ИСО 5667-9         Руководство по отбору проб морской воды ИСО 5667-10       Руководство по отбору проб сточных вод ИСО 5667-7         Руководство  по   отбору  проб  воды   и  пара  котельных

установок ИСО 5667-12      Руководство по отбору проб донных отложений

2.2.5 Приборы и приспособления для отбора проб

В большинстве случаев можно отобрать пробу непосредственно в бутыль. Если доступ к воде затруднен, бутыль прикрепляют к шесту, снабженному держателем, или бутыль с дополнительный грузом опускают в воду на тросе. Вместо бутыли можно использовать для отбора пробы; жестяной или другой не стеклянный сосуд, который также прикрепляют к шесту или к тросу. Такими сосудами пользуются и в тех случаях, когда имеется опасность, что бутыль может разбиться, или если надо взятую пробу разлить в несколько бутылей. Сосуд для отбора пробы должен быть чистый, его предварительно ополаскивают пробой.

Иногда требуется взять пробу с определенной глубины, не смешивая ее с водой других слоев. Для этого были предложены различные приспособления. Наиболее, простым из них является батометр (бутылка Майера). На установленную глубину на подвесном тросике опускают бутыль,

снабженную грузом и закрытую пробкой, к которой прикреплен дополнительный тросик, соединенный с основным. После достижения требуемой глубины резким рывком за тросик подвеса вытягивают пробку из горлышка бутыли, которую после наполнения водой поднимают при помощи основного подвесного тросика.

Вместо отбора пробы непосредственно в бутыль можно использовать специальные пробоотборные устройства различных конструкций (батометры Рутнера и Молчанова). Существенной частью их является цилиндрический сосуд, открытый с обеих сторон и снабженный плотно прилегающими крышками, закрывающимися при помощи пружин, которые- фиксируются спусковыми устройствами. Последние приводятся в действие при помощи вспомогательного тросика или посредством удара груза, опускаемого по подвесному тросику. Сосуд с крышками, зафиксированными в открытое положении, погружают в воду до требуемой глубины.

Слои воды свободно проходят в открытый сосуд, и после достижения требуемой глубины в цилиндре находится вода только заданного слоя. При помощи спускового устройства крышки закрывают и сосуд поднимают на поверхность. Пробу выливают в бутыль через выпускной кран. Пробоотборный сосуд можно снабдить термометром для одновременного намерения температуры. Технические характеристики конструкций различных приборов для отбора проб с равных глубин приведены в соответствующих инструкциях.

Для определения некоторых веществ необходимо, чтобы проба воды при взятии была защищена от соприкосновения с атмосферным воздухом. При отборе пробы непосредственно в бутыль следует избегать перемешивания воды с воздухом, выходящим из погружаемой бутыли. Для этого применяют специальную насадку. Она представляет собой резиновую пробку, в которую вставлены две стеклянные трубки: одна из них оканчивается у дна бутыли, другая у пробки. Бутыль, снабженная такой насадкой, наполняется водой равномерно без взмучивания.

Если пробу воды нельзя отбирать сосудом (например, слишком мелкий водоем или место отбора 'недоступно), пробу откачивают насосом с ручным приводом или моторов. Можно использовать насос, применяемый для накачивания шин. Одна его трубка выкачивает воздух из бутыли для пробы, через другую трубку всасывается проба. При пользовании насосом следует следить за тем, чтобы проба не загрязнялась от соприкосновения с деталями насоса. Наполнение всасыванием вызывает потерю растворенных газов. По этой причине насосы применяют лишь в случае крайней необходимости.

Если пробы для определения отдельных компонентов нельзя транспортировать кратчайшим путем с соблюдением всех мер предосторожности, применяют консервирование или фиксацию проб на месте.

Следует помнить, что ни консервирование, ни фиксация не обеспечивают постоянный состав пробы на неограниченное -время, а лишь сохраняет соответствующий компонент без изменений на время перевозки. К анализу необходимо приступать в кратчайший срок.

Следует избегать хранения проб воды. Все меры должны быть направлены на то, что сохранить содержание отдельных компонентов в отобранной пробе без изменений за время между отбором и началом анализа, т.е. обычно до следующего утра. Пробы рекомендуется хранить в холодильнике и вынимать только перед началом анализа. К анализу приступают после того, как температура воды сравняется с комнатной температурой. С целью получения точных результатов требуется строго соблюдать сроки хранения, особенно если пробы доставляют не работники лаборатории.

Пробы, взятые не специалистами, не точно маркированные и доставленные в лабораторию через несколько дней после отбора, бесполезны; анализ их делать бессмысленно, так как получаемые результаты ненадежны.

Консервирование проб

Целью консервирования проб воды является сохранение компонентов, определяемых в воде, и ее свойств в том состоянии, в котором они находились в момент взятия пробы. Консервирование необходимо особенно в тех случаях, когда определяемый компонент подвергается изменениям и когда определение нельзя провести сразу же на месте отбора пробы или в тот же день в лаборатории. В зависимости от степени изменяемости воды (если пробы не консервировали) определение проводится:

- сразу, т.е. на месте отбора пробы или в лаборатории, если она находится вблизи места отбора пробы;

- как можно раньше, т.е. не позже чем через 2 ч после взятия пробы;

- в тот же день, приступают к анализу в день отбора пробы не позже чем через 12ч после отбора;

- через белее продолжительное время, чем было указано в пунктах «а» и

«б».

В период времени между отбором пробы и ее анализом, исследуемые вещества могут изменяться в различной степени. Очень быстро изменяется температура и рН воды. Газы, содержащиеся в воде (например, кислород, двуокись углерода, сероводород или хлор), могут улетучиваться из пробы или появиться в ней. Эти и подобные им вещества надо определять на месте отбора проб или их фиксировать. Изменение величины рН, содержания карбонатов, свободной двуокиси углерода и т.п., может вызвать изменение свойств других компонентов, содержащихся в пробе. Некоторые из них могут выделиться в виде осадка или, наоборот, из нерастворимой формы перейти в раствор. Это относится особенно к солям железа, марганца, кальция.

В неконсервированной пробе обычно протекают различные биохимические процессы, вызванные деятельностью микроорганизмов или планктона. Эти процессы протекают в отобранной пробе иначе, чем в первоначальной среде, сохраняет соответствующий компонент без изменений на время перевозки. К анализу необходимо приступать в кратчайший срок.

Следует избегать хранения проб воды. Все меры должны быть направлены на то, что сохранить содержание отдельных компонентов в отобранной пробе без изменений за время между отбором и началом анализа, т.е. обычно до следующего утра. Пробы рекомендуется хранить в холодильнике и вынимать только перед началом анализа. К анализу приступают после того, как температура воды сравняется с комнатной температурой. С целью получения точных результатов требуется строго соблюдать сроки хранения, особенно если пробы доставляют не работники лаборатории.

Пробы, взятые не специалистами, не точно маркированные и доставленные в лабораторию через несколько дней после отбора, бесполезны; анализ их делать бессмысленно, так как получаемые результаты ненадежны.

Консервирование проб

Целью консервирования проб воды является сохранение компонентов, определяемых в воде, и ее свойств в том состоянии, в котором они находились в момент взятия пробы. Консервирование необходимо особенно в тех случаях, когда определяемый компонент подвергается изменениям и когда определение нельзя провести сразу же на месте отбора пробы или в тот же день в лаборатории. В зависимости от степени изменяемости воды (если пробы не консервировали) определение проводится:

- сразу, т.е. на месте отбора пробы или в лаборатории, если она находится вблизи места отбора пробы;

- как можно раньше, т.е. не позже чем через 2 ч после взятия пробы;

- в тот же день, приступают к анализу в день отбора пробы не позже чем через 12ч после отбора;

- через белее продолжительное время, чем было указано в пунктах «а» и

«б».

В период времени между отбором пробы и ее анализом, исследуемые вещества могут изменяться в различной степени. Очень быстро изменяется температура и рН воды. Газы, содержащиеся в воде (например, кислород, двуокись углерода, сероводород или хлор), могут улетучиваться из пробы или появиться в ней. Эти и подобные им вещества надо определять на месте отбора проб или их фиксировать. Изменение величины рН, содержания карбонатов, свободной двуокиси углерода и т.п., может вызвать изменение свойств других компонентов, содержащихся в пробе. Некоторые из них могут выделиться в виде осадка или, наоборот, из нерастворимой формы перейти в раствор. Это относится особенно к солям железа, марганца, кальция.

В неконсервированной пробе обычно протекают различные биохимические процессы, вызванные деятельностью микроорганизмов или планктона. Эти процессы протекают в отобранной пробе иначе, чем в первоначальной среде, и ведут к окислению или восстановлению некоторых компонентов пробы: нитраты восстанавливаются до нитритов или до ионов аммония, сульфаты до сульфидов, расходуется кислород или, наоборот, происходит окисление сульфидов, сульфитов, железа II, цианидов и т.д. влияниЗе различных факторов на изменение компонентов, содержащихся в воде, может быть непосредственным или косвенным. Органолептические свойства воды (например, запах, вкус), а также цвет, мутность и прозрачность воды могут измениться. Некоторые компоненты (железо, медь, кадмий, алюминий, марганец, хром, цинк, фосфаты и т.п.) могут адсорбироваться на стенках бутыли или выщелачиваться из стекла или пластмассы бутыли (бор, кремний, натрий, калий, различные ионы, адсорбированные полиэтиленом при предшествующем использовании бутыли).

Пробы для определения ВПК нельзя консервировать. Определение ВПК следует проводить как можно раньше после отбора пробы вследствие возможности иного протекания начальных стадий биохимических процессов.

В некоторых случаях перед определением консервированную пробу необходимо нейтрализовать. Для отделения растворенных веществ от нерастворенных пробу фильтруют, лучше всего на месте ее отбора.

Нельзя указать общего правила или привести единые нормы, в какой срок должно быть осуществлено определение того или иного компонента или каким способом следует произвести консервирование. Правильность результата химического анализа зависит от опыта аналитика и в значительной мере от оценки полученных им данных. Промежуток времени между взятием пробы и ее анализом зависит от характера пробы, рода производимого анализа и условий хранения пробы. В общем можно сказать, что, чем больше вероятность изменения компонента, подлежащего определению, чем больше вода загрязнена (при отсутствии в ней токсических веществ), тем раньше следует произвести анализ. Применение консервирующих средств не предохраняет полностью определяемое вещество от изменения, поэтому консервированные пробы следует анализировать в соответствующее время, обычно на следующий день, но не позднее, чем на третий день после отбора пробы.

Дата отбора пробы и дата начала анализа должны быть указаны в протоколе анализа, особенно если речь идет об анализе, имеющем важное значение. Равным образом следует указать и способ консервирования. При вычислении концентрации определяемого компонента необходимо учитывать возможные изменения объема пробы, вызванные прибавлением консервирующего вещества.

Универсального консервирующего вещества не существует. Для полного анализа воды отбирают пробу в несколько бутылей и затем консервируют различными консервирующими веществами. Для определения содержания некоторых компонентов (например, сульфидов, сульфитов, агрессивной двуокиси углерода и т.д.) следует брать пробы для каждого из этих определений в отдельные бутыли.

Сложно консервировать сточные воды (в особенности при наличии в пробе нерастворимых веществ), так как консервирующее вещество может оказать мешающее влияние. Консервирование сточных вод химическими препаратами применяется только в том случае, если консервирующий препарат не препятствует определению компонента или если определение нельзя осуществить непосредственно после отбора пробы. Биохимические процессы в пробе можно замедлить ее охлаждением до 3-4°С.

В табл. 1 приведен перечень отдельных компонентов с указанием возможности консервирования, способа отбора пробы и допустимого интервала времени между отбором пробы и началом анализа. Соблюдение этих условий наиболее надежно задержит изменения в содержании определяемого компонента. Данные о консервировании приведены при описании методов определения отдельных компонентов.

Для определения ионов аммония, нитритов, нитратов, органически связанного азота, ортофосфатов и общего фосфора применяется способ замораживания при -20°С для консервирования на срок не менее 3-4 недель. Консервирование растворенных компонентов (таких, как иона аммония, нитриты, нитраты и ортофосфаты) следует проводить только в пробах, профильтрованных через жесткий фильтр, так как вследствие автолиза планктонных организмов во время замораживания и размораживания могут произойти значительные нарушения в содержании компонентов.

Определение общего содержания солей и силикатов не рекомендуется проводить в замороженных пробах. Для этих целей часть проб консервируется при хранении в холодильнике при -3 -4°С. При замораживании проб необходимо следить за тем, чтобы склянки (полиэтиленовые) были заполнены не более чем на 80%. Не слишком полные склянки с пробами во время замораживания вытеснят раствор повышенной концентрации, что значительно изменяет результаты. Размораживание может быть проведено на водяной бане при 35°С. Сбор, фильтрация, замораживание, транспортировка и размораживание проб производятся довольно просто, если указанные компоненты определяются в автоматических анализаторах. При пользовании этими приборами можно определить из 60-70 мл проб четыре-шесть компонентов с двойными или тройными параллельными определениями.

Таблица 1 Свойства воды, содержащиеся в ней компоненты, возможность консервирования и хранения

Компонент или свойство

Указания о консервировании, сроки определения после отбора проб

Сосуд для хранения пробы

Азот общий

см. «Общее содержание азота»

С

Азот органический

см. «Общее содержание азота»

Алюминий

пробы отбирают в бутыли, промытые кислотой; определение            проводят            по возможности не позже чем через 2 ч; прибавляют 5 мл НС1 на 1 л пробы (в случае надобности)

с,п

Аммиак и ионы аммония

определение проводят сразу же;

пробу хранят при температуре 3-4°С;

прибавляют 1 мл Н24 на 1 л пробы;

прибавляют   2-4   мл   СНС1з   на   1   л пробы; прибавляют 20-40 мл Н^СЬ    на 1 л пробы.

С,П

Примечание: С - сосуд для хранения из стекла, П- сосуд для хранения из полиэтилена.

Транспортировка и хранение проб

Характерной чертой большей части проб воды является их непостоянный состав. Подавляющее большинство компонентов и свойств воды следует определять по возможности в только что отобранной пробе, чтобы избежать нарушения равновесия ионов, потери растворенных газов, разложения             органических веществ, вызываемого деятельность микроорганизмов, и т.д. (см. методики отдельных определений). Поэтому следует принимать все меры для того, чтобы сократить время между отбором пробы и ее анализом.

Наиболее благоприятным условием является расположение аналитической лаборатории недалеко от места отбора проб (лаборатории водопроводных станций, заводские лаборатории и т.д.) или передвижные лаборатории (автомобили со специально приспособленным кузовом, закрытые фургоны и т.д.). Оборудование таких передвижных лабораторий обычно неравноценно оборудованию стационарных лабораторий. Здесь применяют самое простое оборудование, пользуются упрощенными методами работы, что снижает точность получаемых результатов. Для проведения более точных анализов непригодны и различные «полевые» методы, так как при использовании легкого переносного оборудования методы работы слишком упрощены.

Если нельзя обеспечить полностью соответствующие условия работы на месте отбора пробы (морозная погода, плохое освещение, недостаток времени, большое расстояние с места отбора и др.), рекомендуется доставлять пробы в стационарные лаборатории. Не рекомендуется организовывать рабочие поездки на несколько дней. Когда пробы отбирают, постепенно накапливают и лишь потом перевозят. Пробы доставляют на автотранспорте лаборатории под надзором ее работников.

Если нельзя обеспечить ежедневную доставку или если пробы необходимо доставлять на расстояние в несколько сот километров, используют железную дорогу или авиапочту. В этом случае следует контролировать своевременную отправку и прием посылок с пробами.

Для пересылки бутыли с пробами укладывают в специальные ящики с перегородками так, чтобы каждая бутыль помещена в изолированное

отделение. Промежутки между бутылями прокладывают эластичным материалом (бумагой, войлоком, резиной и т.п.). Для пересылки по почте используют ящики с запирающимися крышками. Пробки бутылей следует тщательно укрепить. При морозной погоде стеклянные бутыли следует предохранять от замерзания в них пробы или пользоваться полиэтиленовыми бутылями. Условия определения большинства компонентов допускают транспортировку проб в лабораторию. В большинстве случаев достаточно предохранить пробы от соприкосновения с атмосферным воздухом и защитить их от нагревания при перевозке. Поэтому бутыли должны быть наполнены жидкостью доверху, без пузырьков воздуха и уложены в теплоизоляционную тару (ящики с двойными стенками и изоляцией, термосы, применяется охлаждение обыкновенным или сухим льдом и т.д.).

С,П

2.2.6 Подготовка к анализу. Предварительные операции. Концентрирование микропримесей.

Выпаривание

Выпаривание йоды из пробы — самый простой способ кон-центрирования и вполне доступный. Так легко можно увеличить концентрации растворенных веществ в 10 - 1000 раз.

Значительно эффективнее выпаривание после экстракции, т. е. выпаривание экстрагента. Увеличение концентрации определяемого вещества здесь будет равно произведению результатов обоих процессов -экстракции и выпаривания. И конечно, при этом отделяются и все неэкстрагируемые примеси.

Отгонка микрокомпонента

Этим методом (в том числе и отгонкой в вакууме) концентрируют летучие вещества (аммиак, летучие фенолы, летучие кислоты и др.), а также те определяемые компоненты, которые можно превратить в летучие вещества (например, фтор в виде 8ГР/ь цианиды в виде НСН).

Соосаждение

Это один из самых эффективных методов концентрирования при определении неорганических веществ. Так можно выделить очень малые (следовые) количества определяемого металла из большого объема сточной воды. Вводят в достаточном количестве соль другого металла (макрокомпонент, носитель, коллектор) и осаждают последний подходящим реактивом. Образующийся осадок увлекает с собой и микрокомпонент -определяемый металл.

Экстракция

Это один из важнейших способов, применяемый для концентрирования неорганических и органических веществ. При взбалтывании водного раствора определяемого компонента сточной воды (неэлектролита) с подходящим органическим растворителем этот компонент в большей своей части должен перейти в органический растворитель.

Сорбция

Сорбционные методы выделения примесей из вод основаны на распределении их между жидкой и твердой фазами. Для достаточно полного извлечения сорбент (твердая фаза) должен обязательно иметь развитую поверхность и поры определенного размера. В качестве нейтрального сорбента широко используют активный уголь.

Вымораживание воды

Концентрирование примесей вымораживанием основано на том, что при замерзании части водного раствора растворенные компоненты остаются в жидкой фазе. Этот метод пригоден для концентрирования веществ, обладающих достаточной растворимостью в воде при низких температурах, и в особенности гидрофильных веществ, трудно извлекаемых из воды другими методами. К преимуществам этого метода еще относятся незначительные потери летучих соединений, отсутствие загрязнения применяемыми реактивами, значительно меньшая опасность изменения компонентного состава исследуемой смеси вследствие протекания каких-либо превращений.

2.2.7 Биотестирование как интегральный метод оценки качества воды

Значительное время контроль за загрязнением окружающей среды осуществлялся только физико-химическими методами, путем определения концентраций загрязнителей и соблюдением соответствия величин измеренных концентраций нормированных показателей предельно-допустимым концентрациям (ПДК). С развитием химической промышленности, синтезом новых соединений и их использованием в производстве перечень контролируемых загрязнителей в составе сточных вод увеличивается с каждым днем. Сегодня много загрязняющих веществ по разным причинам не контролируется: для одних не разработаны ПДК, для других отсутствуют утвержденные методики определения, а их воздействие испытывает окружающая среда. В результате поучается так, что широкий спектр соединений, токсичных веществ в водной, воздушной и почвенной средах не контролируется. Но и в случае контроля полного спектра соединений в среде на уровне ПДК нельзя утверждать об отсутствии вредного воздействия на окружающую среду. Так как информация физико-химических показателей не позволяет в принципе сделать вывод о совокупном воздействии загрязняющих веществ различной природы на живые организмы и степени их опасности.

Заполнить информационный аналитический вакуум о комбинационном воздействии загрязнителей признаны методы биотестирования. Особенность информации, получаемой с помощью методов биотестирования состоит в интегральном характере отражения всей совокупности свойств испытуемой среды с позиции восприятия ее живых объектом. И в отличии от физико-химических методов, посредством которых определяется валовое содержание того или иного загрязнителя, биотестовые методы анализа качества воды позволяют обнаружить физиологически активные формы соединений, влияющие на организм. Так, например, нет возможности разрабатывать ПДК веществ под различные значения рН среды, а именно изменение рН среды влечет за собой образование иных форм соединений, возможно более токсичных. Или же токсическое действие токсикантов усиливается в мягкой воде нежели чем в жесткой. А комплексное воздействие загрязнителей совсем непредсказуемо.

Изучено и выделены несколько вариантов воздействия токсикантов.

1. Антагонистическое воздействие токсикантов - возможно такое сочетание ионов в комбинации которых эффект токсичности будет меньше.

2. Аддитивный эффект - эффект токсичности суммы токискантов равен сумме эффектов токсичности.

3. Синергический эффект - неполное суммирование эффектов токсичности.

4. Сеисибилизационный эффект - комбинация токсикантов усиливает эффект токсичности.

Сегодня биотестовые методы, как необходимое дополнение к химическому анализу включены в стандарт по контролю качества вод различного назначения.

Принцип биотестирования сводится к регистрации изменения биомассы, выживаемости, плодовитости, а также физиологических или биохимических показателей тест-объекта в испытуемой среде.

В настоящее время в мире используется большое разнообразие тест-объектов: от одноклеточных водорослей, мхов и лишайников, бактерий и простейших микроорганизмов до высших растений, рыб и теплокровных животных.

В России в органах государственного аналитического контроля за качеством воды дафниевый тест рекомендован в качестве основного для контроля токсичности сточных вод и перспективного для оценки уровня токсического загрязнения природных вод. Дафниевый тест обязателен при установлении ПДК отдельных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов.

Выбор тест-объекта определен следующим: 1) этот род ветвистоусых рачков распространен повсеместно в пресных водоемах, является важной составной частью зоопланктона, служит источником пищи молоди рыб; 2) легко культивируется в лабораторных условиях - испытания загрязняющих веществ можно проводить в течении года; 3) определяющая особенность -это то, что по характеру питания они являются фильтраторами и прокачивают большие объемы воды, отфильтровывая в качестве пищи бактерий и микроводоросли, поэтому, если в воде присутствует токсикант даже маленькой концентрации из-за объема отфильтрованной воды чувствительность тест-объекта высокая.

Дафниевый метод биотестирования основан на определении изменений выживаемости и плодовитости дафний при воздействии токсических веществ, содержащихся в тестируемой воде по сравнению с контролем.

Выделяют кратковременное биотестирование - до 96 час. Позволяет определить острое токсическое действие испытуемой воды на дафний по их выживаемости. Показателем выживаемости служит среднее количество особей, выживших в тестируемой воде или в контрольной за определенное время. Критерием токсичности является гибель 50% и более дафний за период времени до 96 час. в тестируемой воде по сравнению с контролем.

Длительное биотестирование - 20 и более суток - позволяет определить хроническое токсическое действие испытуемой воды на дафний по снижению их выживаемости и плодовитости. Показателем выживаемости служит среднее количество исходных самок-дафний, выживших в течение биотестирования, показателем плодовитости - среднее количество молоди, выметанной в течение биотестирования, в пересчете на одну выжившую исходную самку. Критерием токсичности является достоверное отличие от контроля показателя выживаемости или плодовитости дафний.

Выше было упомянуто о большом количестве тест-объектов, использующих в биотестировании и это неслучайно. Дело в том, что различные организмы по разному реагируют на загрязнители. И задача природоохранных органов правильно оценить ситуацию и выбрать более чувствительный тест-объект.

Пример. Результаты биотеетироваиия                 сточных вод завода,
синтезирущего биологические активные соединения гербицидного
направления, могут быть различными в зависимости от выбранного тест-
обьекта. Дафниевый тест может показать отсутствие токсического
воздействия, а культура водорослей может почувствовать токсикант.
Почему? Дело в том, что предполагаемый токсикант, синтезируемые
гербициды являются ингибиторами процессов фотосинтеза у растений и
водорослей. Поэтому дафнии могут в кратковременном опыте зафиксировать
отсутствие острого токсического воздействия, а водоросли в случае
нарушения работы фотосинтетической цепи оперативно отреагируют на
загрязненность.

Поэтому в системе контроля за качеством сточных вод также рекомендованы водоросли: хлорелла и сцепедесмус. Критерием токсичности при биотестирозании с использованием водорослей служит достоверное снижение количества клеток в испытуемой воде по сравнению с контролем.

С целью быстрого получения информации о качестве воды используются экспресс методы биотестирования.

В Москве разработан и выпускается мелкими .партиями прибор "Биотоке". Устройство Биотоке - это портативный биолюминометр,

позволяет с помощью биосенсора "Эколюм", светящиеся бактерии, производить быстрое и объективное определение индекса обшей токсичности водных образцов, включая металлы, препараты бытовой химии и т.д. Результаты токсичности пробы воды получают через 10 мин.

В Санкт-Петербурге выпускается прибор Биотестер. В качестве тест-объекта используют одноклеточные микроорганизмы - инфузории туфелька. Этот метод основан на хемотаксической реакции организмов в ответ на загрязнитель, т.е. движение культуры в благоприятную зону. Данная тест-реакция - хемотаксис, является очень чувствительной к токсикантам определенной группы.

В России биотестирование проводят аналитические лаборатории органов природоохраны для определения токсичности сточной воды (происходят ли патологические изменения или гибель организмов, обусловленные присутствием в ней токсических веществ) на сбросе в водный объект, воды в контрольном и других створах водопользования с целью проверки соответствия качества воды нормативным требованиям:

- сточная вода на сбросе в водный объект не должна оказывать острого токсического действия, а вода в контрольном и других створах водопользования - хронического токсического действия на тест-объекты.

В соответствии с "Методическим руководством по биотестированию воды РД 118-02-90", биотестирование является дополнительным экспериментальным приемом для проверки необходимости корректировки величин ПДС по интегральному показателю "токсичность воды", который позволяет учесть ряд существенных факторов: наличие в сточной воде токсических веществ, неучтенных при установлении ПДС, вновь образованных соединений, метаболитов, различные виды взаимодействия химических веществ. Необходимость корректировки величин ПДС возникает в том случае, если при биотестировании воды из контрольного створа водного объекта установлено несоответствие ее качества требуемому нормативу: вода в контрольном створе водного объекта не должна оказывать хронического токсического действия на тест-объекты (дафний и цероидафний).

Для оценки бактериального загрязнения используются санитарно-бактериологические и гидробиологические показатели.

Микронаселение природных вод чрезвычайно разнообразно. Его качественный и количественный состав определяется в первую очередь составом воды. Для глубоко залегающих, очень чистых артезианских вод характерно почти полное отсутствие бактерий вследствие защищенности водоносного слоя от контакта с лежащими выше горизонтами.

Особенностью состава воды открытых водоемов является изменение его по сезонам года: сопровождающееся изменениями в количестве и видовом разнообразии микронаселения. Бактериальная загрязненность поверхностных источников обусловлена, главным образом, поступлением в водоемы поверхностного стока, содержащего органические, минеральные вещества и микроорганизмы, смываемые с площади водосбора, и сточных вод.

С позиций санитарной микробиологии оценка качества воды проводится
с целью определения ее санитарно-эпидемиологической опасности или
безопасности для здоровья-человека. Вода играет важную роль в передаче
возбудителей многих инфекций; главным образом кишечных. Т.к. через воду
получают            распространение брюшной тиф, дизентерия, холера,
инфекционный гепатит и т.д.

Прямое количественное определение возбудителей всех инфекций для контроля за качеством воды неосуществимо в связи с многообразием их видов и трудоемкостью анализа. В практической санитарной микробиологии поэтому прибегают к косвенным методам, позволяющим определить потенциальную возможность заражения воды патогенными микроорганизмами.

Санитарно-бактериологическая оценка качества воды основана на определении двух основных показателей; микробного числа и числа бактерий группы СоН.

Первый показатель даст представление об общей обсемененности воды аэробными сапрофитами, поэтому часто называется общим счетом аэробных сапрофитов или (кратко) общим счетом. Микробное число определяют методом посева на стандартную среду - мясопептонный агар (МПЛ).

Аэробные сапрофиты составляют только часть общего числа микробов в воде, но являются важным санитарным показателем качества воды, так как между степенью загрязнения ее органическими веществами и микробным числом существует прямая зависимость. Кроме того, полагают, что чем выше микробное число, тем больше вероятность присутствия в воде патогенных микроорганизмов. Микробное число водопроводной воды не должно превышать 100. В природных водах этот показатель изменяется в очень широких пределах для разных водоемов и по сезонам года для одного и того же водоема. В чистых водоемах число аэробных сапрофитов может исчисляться десятками или сотнями, а в загрязненных и грязных водоемах составлять десятки тысяч и миллионы.

По второму показателю - числу бактерий группы СоН (кишечная палочка) оценивают возможное присутствие в воде патогенных микроорганизмов.

Бактерии группы СоН относятся к семейству энтеробактерий. Это неспороносные палочки, факультативные анаэробы, сбраживающие лактозу и глюкозу при температуре 37°С с образованием кислоты и газа и не обладающие оксидазной активностью. Они являются постоянными сожителями кишечника человека и животных: постоянно и в большом числе выделяются во внешнюю среду; дольше, чем патогенные микроорганизмы, сохраняют жизнеспособность в этой среде; более устойчивы к хлору, чем возбудители большинства инфекций. Именно эти свойства бактерий группы СоИ обусловили возможность их использования в качестве санитарно-показательных микроорганизмов. Наличие коли-форм в воде говорит о ее фекальном загрязнении, а их число позволяет судить о степени этого загрязнения.   Для   количественного   определения   коли-форм   применяют фуксин-сульфитный агар (среда Эндо).

Анализ водопроводной и чистой природной воды проводят после предварительного концентрирования воды на мембранных фильтрах.

Результаты выражают в виде коли-индекса - числа бактерий в 1 л воды.

Иногда делают пересчет, определяя коли-титр - наименьший объем воды (в мл), содержащий одну кишечную палочку. Коли-титр = 1000/коли-индекс.

Коли-индекс водопроводной воды должен быть не более 3. Допустимый коли-индекс воды источников водоснабжения зависит от предполагаемого способа очистки. Если намечается только хлорирование воды, то коли-индекс воды в источнике не должен превышать 1000 при полной очистке воды - 10000.

В особых условиях по санитарно-эпидемиологическим показателям прибегают к определению в воде - энтерококков, энтеровирусов сальмонелл и проводят исследования воды на патогенную микрофлору.

Поверхностные источники водоснабжения помимо санитарно-бактериологических тестов характеризуются также данными гидробиологических наблюдений. Микроскопированием пробы воды определяется число клеток фито- и зоопланктона. Эти показатели существенно изменяются по сезонам - как по количеству организмов, так и по их видовому разнообразию.

В весенне-летний период интенсивного развития водорослей (цветения водоема) содержание фитопланктона в поверхностных водах может достичь 50 тыс. клеток в 1 мл. Летом зоопланктон отличается большим разнообразием и представлен низшими ракообразными, коловратками, личинками моллюсков. В воде могут оказаться и бентосные организмы: черви, личинки насекомых. В зимний период в воде встречаются, в основном, низшие ракообразные. Число организмов зоопланктона обычно выражают числом экземпляров в 1 м3 воды. В воде источников встречаются также организмы, видимые невооруженным глазом. Их число оценивают числом экземпляров в 1 м3. Для рек средней полосы европейской части нашей страны концентрация зоопланктона составляет 100- 10000 экз. в 1 м воды. Обычно их в несколько раз меньше, чем организмов зоопланктона.

В питьевой воде планктонные организмы, так же как организмы видимые невооруженным глазом, должны отсутствовать.

2.3 Организация контроля загрязнения почв 2.3.1Основные тенденции изменения почвенного покрова земли

под воздействием человека

Почва в системе земных сфер играет роль одной из оболочек— педосферы, выполняя в этой системе ряд важнейших глобальных функции,

имеющих непосредственное экологическое значение, т. е. важных с точки зрения среды обитания организмов, включая человека.

Глобальные функции почвы

1. Обеспечение жизни на Земле. Эта функция определяется тем, что именно в почве концентрируются на земной поверхности необходимые организмам биофильные элементы в доступных им формах химических соединений. Кроме того, почвы обладает способностью аккумулировать необходимый для жизнедеятельности первичных продуцентов наземных экосистем запас воды, обеспечивая их водой весь период вегетации. И наконец, почва служит оптимальной средой для укоренения наземных растений, обитания многочисленных позвоночных и беспозвоночных животных, многообразных микроорганизмов. Эта глобальная функция почвы характеризуется понятием плодородие

2. Обеспечение постоянного взаимодействия большого геологического и малого биологического круговоротов веществ на земной поверхности. Все биогеохимические циклы элементов, включая циклы таких важнейших биофилов, как углерод, азот, кислород, а также потокообразующие циклы воды, осуществляются именно через почву, при ее регулирующем участии в качестве геомембраны, с одной стороны, и в качестве аккумулятора биофилов — с другой. Почва — это связующее звено, регулирующий механизм в системах геологической и биологи­ческой циркуляции элементов в биосфере на поверхности Земли.

3. Регулирование состава атмосферы и гидросферы. Газовая, или атмосферная, функция почвы осуществляется благодаря ее высокой пористости (40—60% объема) и плотной Заселенности организмами (корни растений, животные, микроорганизмы), что способствует постоянному газообмену между почвой и приземной атмосферой. Из почвы в атмосферу идет поток различных газов, включая и «парниковые газы» — СС>2, СН4, Н2О4 выделяется и

много микрогазов. Одновременно идет поглощение почвой кислорода из атмосферы, в том числе для поддержания интенсивных окислительных процессов. «Дыхание почвы» вместе с фотосинтезом и дыханием живых организмов поддерживает постоянство состава атмосферного воздуха. В системе почва — атмосфера почва является генератором одних газов и стоком для других.

В результате круговорота воды почва избирательно отдает в поверхностный и подземный сток растворимые в воде химические соединения, определяя в значительной степени гидрохимическую ситуацию суши и прибрежной акватории океана, что связано с гидрофизическими свойствами почвы и ее обменной физико-химической поглотительной способностью.

4. Регулирование интенсивности биосферных процессов (плотности и продуктивности организмов на поверхности суши и в мелководьях).

5. Накопление на земной поверхности специфического активного органического вещества — гумуса и связанной с ним химической энергии, В постоянно идущих на земной поверхности биологических циклах синтеза и разложения органического вещества почва играет заметную роль, являясь аккумулятором остаточных продуктов этих циклов, обеспечивающих в значительной степени их устойчивость через функцию почвенного пло­дородия.

6. Защитная роль почвы по отношению к лнтосфере (земной коре). Почва планеты — это не только геомембрана, но одновременно и геодерма, «кожа» планеты, защищающая литосферу от слишком интенсивного воздействия экзогенных факторов и соответственно от разрушения. Благодаря почве обеспечивается нормальное протекание геологической денудации суши, препятствующее слишком быстрому уходу продуктов выветривания горных пород с суши в океан.

7. По отношению к человеку почва имеет еще одну функцию, являясь важнейшим незаменимым природным ресурсом. Это

главное средство сельскохозяйственного производства и место поселения людей.

Указанные функции почвы весьма динамичны и подвержены сильному изменению под воздействием хозяйственной деятельности человека, причем их изменения могут быть как позитивными, так и негативными, вплоть до полной утраты тех или иных функций при разрушении почвы или ее деградации. Имея в виду все расширяющиеся масштабы воздействия человека на природные экосистемы, приходится весьма внимательно анали­зировать экологические последствия этих воздействий, в том числе и на почву.

2.3.2 Химическое загрязнение почв

Главными источниками химического загрязнения почв служат: отходы
сельскохозяйственного                  производства, отходы переработки
сельскохозяйственной продукции, животноводства, особенно стойлового
содержания животных, минеральные удобрения, нефтедобывающие и
нефтеперерабатывающие предприятия, «кислотные дожди», атмосферные
выпадения в радиусе действия промышленных предприятий (особенно
химических и металлургических) и добычи полезных ископаемых, автотран­
спорт, химические вещества, используемые в сельском хозяйстве
(пестициды,, ядохимикаты, стимуляторы роста, ретарданты и др.), тепловые
и атомные электростанции.

Значительная часть источников загрязнения почв имеет локальное действие, но ряд действует в региональном или даже глобальном масштабе, особенно при загрязнении через атмосферные выпадения или при использовании источников загрязнения, например минеральных удобрений; на больших площадях.

Практически все виды человеческой деятельности сопровождаются загрязнением окружающей среды, в том числе почвы. Источниками загрязнения почвы тяжелыми металлами могут быть добыча твердых полезных ископаемых, добыча горючих ископаемых, производство энергии, промышленное производство.

Таблица 1

Основные источники загрязнения почвы

Промышленность и энергетика

Твердые промышленные отходы. Сточные воды. Выбросы в атмосферу. Радиоактивные отходы

Добыча полезных ископаемых

«Пустая»    порода   в    отвалах    и    хвостохранилищах. Запыление атмосферы. Сточные воды, включая шахтные. Запыление окружающих территорий

Транспорт

Выхлопные   газы   в   атмосфере.   Потери   при   транс­портировке     руд,     горючего,     химикатов.     Остатки смазочных масел и других нефтепродуктов.

Сельское хозяйство

Минеральные   удобрения.   Мелиоранты.   Оросительные воды.   Стоки   и   твердые   отходы   животноводческих комплексов.             Биоциды            разных            видов. Структурообразователи. Соленые грунтовые воды

Коммунальное хозяйство

Дымовые   газы.   Бытовые   твердые   отходы.   Бытовые химикаты

Классификация химических веществ для контроля загрязнения почвы

Гост 17.4.1.02—83

Охрана природы почвы

Классификация химических веществ для контроля загрязнения

По степени опасности химические вещества подразделяют на три класса:

1 — вещества высоко опасные;

2— вещества умеренно опасные;

3 — вещества мало опасные.

Класс опасности химических веществ устанавливают не менее чем по трем показателям в соответствии с таблицей.

Показатель

Нормы для классов опасности

1-го

2-го

3-го

Токсичность, ЛД5о

До 200

От 200 до 1000

Свыше 1000

Персистентность в почве, мес

Св. 12

От 6 до 12.

Менее 6

ПДК в почве, мг/кг

Менее 0,2

От 0,2 до 0,5

Св. 0,5

Миграция

Мигрирует

Слабо

мигрирует

Не мигрирует

Персистентность в растениях,

мес

3 и более

От 1 до 3

Менее 1

Влияние на пищевую ценность сельскохозяйственной продукции

Сильное

Умеренное

Нет

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и пояснения к ним

Термин

Пояснение

Класс опасности

Градация химических веществ по степени возможного отрицательного воздействия на почву, растения, животных и человека

Токсичность ЛД5о

По ГОСТ 27593—88 Средняя смертельная доза препарата в миллиграммах действующего вещества на кг живого веса, вызывающая гибель 50% подопытных животных

1

Персистентность

По ГОСТ 27593-38

Предельно допустимое количество вещества (ПДК)

По ГОСТ 27593-38


Kc =C/Сф

Оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводили по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов. Такими показателями являются: коэффициент концентрации химического вещества (Кс), который определяется отношением его реального содержания в почве (С) к фоновому (Сф):

суммарный показатель загрязнения (ZС).

Суммарный    показатель   загрязнения   равен    сумме    коэффициентов концентраций химических элементов и выражен следующей формулой

Zc = сумма от 1 до n ( i*Кс-(т-1))

где п — число суммируемых элементов.

Анализ распределения геохимических показателей, получаемые в результате апробирования почв по регулярной сети, дает пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и воздушного бассейна с

наибольшим риском для здоровья населения (Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами, 1982).

Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю 2С, отражающему дифференциацию загрязнения воздушного бассейна городов как металлами, так и другими, наиболее распространенными ингредиентами (пыль, окись углерода, окислы азота, сернистый ангидрид), проводится по оценочной шкале приведенной в табл. 3. Градации оценочной шкалы разработай на основе изучения показателей состояния здоровья населения проживающего на территориях с различным уровнем загрязнения почв.

Определение химических веществ при оценке уровня загрязнения почв рекомендуется проводить методом эмиссионного анализа

Таблица 3

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения по суммарному показателю загрязнения  " ч

Категория загрязнения почв

Величина

(2с)

Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения

Допустимая

менее 16

Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений

Умеренно опасная

16-32

Увеличение общей заболеваемости

Опасная

32-128

Увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы

Чрезвычайно опасная

более 128

Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикоза беременности, числа преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных)

Таблица 4

Накопление химических элементов в почвах в зоне влияния промышленных предприятий и других источников загрязнения

Источники загрязнения

Тип производства

Коэффициент концентрации (Кс)

более 10

от 2 до 10

Цветная металлургия

Производство цветных металлов непосредственно из руд и концентратов

свинец, цинк, медь, серебро

олово, висмут, мышьяк, кадмий, сурьма, ртуть, селен

Вторичная переработка цветных металлов

свинец, цинк, олово, медь

ртуть

Производство твердых и тугоплавких цветных металлов

вольфрам

молибден

Производство титана

серебро, цинк, свинец, бор, медь

титан, марганец, молибден, олово, ванадий

Черная металлургия

Производство легированных сталей

кобальт, молибден, висмут, вольфрам, цинк

свинец, кадмий, хром, ванадий

Железорудное производство

свинец, серебро, мышьяк

цинк, вольфрам, кобальт, ванадий

Машиностроительная и металлообрабатывающая промышленность

Предприятия с термической обработкой металлов (без литейных цехов)

Производство свинцовых аккумуляторов. Производство приборов для электротехнической и электронной промышленности

свинец, никель, кадмий

сурьма, свинец, сурьма, цинк, висмут

Химическая промышленность

Производство суперфосфатных удобрений. Производство пластмасс

стронций, цинк, фтор

редкие зем. медь, хром, мышьяк, медь, цинк, серебро

Промышленность строительных материалов

Производство цемента. Производство бетонных изделий

ртуть, стронций, цинк

Полиграфическая промышленность

Шрифтолитейные заводы, типография

свинец, цинк, олово

Твердые бытовые отходы крупных городов, используемые в качестве удобрений

свинец, кадмий, олово, медь, серебро, сурьма, цинк

ртуть

Осадки канализационных сточных вод

свинец, кадмий, ванадий, никель, олово, хром, медь, цинк

ртуть, серебро

Загрязненные поливочные воды

свинец, цинк

медь

2.3.3 Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими

веществами*

Основным критерием гигиенической оценки опасности загрязнения почвы вредными веществами является предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в почве. ПДК представляет собой комплексный показатель безвредного для человека содержания химических веществ в почве, так как используемые при их научном обосновании критерии отражают все возможные пути опосредованного воздействия загрязнителя на контактирующие среды, биологическую активность почвы и процессы ее самоочищения. При этом каждый из путей воздействия оценивается коли­чественно с обоснованием допустимого уровня содержания веществ по каждому показателю вредности. Наименьшее из обоснованных уровней содержание является лимитирующим и принимается за ПДК вещества, так как отражает наиболее уязвимый путь воздействия данного токсиканта.

Для оценки опасности загрязнения почв выбор химических веществ —

показателей загрязнения — проводится с учетом:

- специфики источников загрязнения, определяющих комплекс химических элементов, участвующих в загрязнении почв изучаемого региона;

- приоритетности загрязнителей в соответствии со списком ПДК химических веществ в почве и их классом опасности;

- характером землепользования.

При отсутствии возможности учета всего комплекса химических веществ, загрязняющих почву, оценку осуществляют по наиболее токсичным веществам, т.е. относящимся к более высокому классу опасности.

В случае отсутствия в приведенных документах класса опасности химических веществ, приоритетных для почв обследуемого района, их класс опасности может быть определен по индексу опасности.

В общем плане при оценке опасности загрязнения почв химическими веществами следует учитывать:

* Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами, 1987 г., МЗ СССР

а) опасность загрязнения тем больше, чем больше фактические уровни
содержания контролируемых веществ в почве (С) превышают ПДК. То есть,
опасность загрязнения почвы тем выше, чем                   больше значение
коэффициента опасности (К0) превышает 1, т.е.

Ко =   С

   пдк

б) опасность загрязнения тем выше, чем выше класс опасности контролируемых веществ;

в) оценка загрязнения любым токсикантом должна проводиться с учетом буферности почвы1, влияющей на подвижность химических элементов, что определяет их воздействие на контактирующие среды и доступность растений. Чем меньшими буферными свойствами обладает почва, тем большую опасность представляет ее загрязнение химическими веществами. Следовательно, при одной и той же величине К0 опасность загрязнения будет больше для почв с кислым значением рН, меньшим содержанием гумуса и более легким механическим составом. Например, если К0 вещества оказались равными в дерново-подзолистой супесчаной почве, в дерново-подзолистой суглинистой почве и черноземе, то в порядке возрастания опасности загрязнения почвы могут быть расположены в следующий ряд: чернозем<суглинистая дерново-подзолистая почва<супссчаная дерново-подзолистая почва.

2.3.4 Гигиеническая оценка почв населенных пунктов

Оценка опасности загрязнения почвы населенных пунктов определяется: 1)    эпидемиологической    значимостью    загрязненной    химическими веществами почвы;

' Под «буферностью почвы» понимается совокупность свойств почвы, определяющих ее барьерную функцию, обуславливающую уровни вторичного загрязнения химическими веществами контактирующих с почвой сред: растительности, поверхностных и подземных вод. Атмосферного воздуха. Основными компонентами почвы, создающими буферность, являются тонкодисперсные минеральные частицы, определяющие ее механических состав, органическое вещество (гумус), а также реакция среды - рН.

2) ролью загрязненной почвы как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и при ее непосредственном контакте с человеком;

3) значимостью степени загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения, атмосферного воздуха.

Оценка неблагоприятных последствий загрязнения почв при их непосредственном воздействии на организм человека важна для случаев геофагии у детей при их играх на загрязненных почвах. Такая оценка разработана по наиболее распространенному в населенных пунктах загрязняющему веществу — свинцу, содержание которого в почве, как правило, сопровождается увеличением содержания других элементов. При содержании свинца в почве игровых площадок на уровне 500 мг/кг и систематического нахождения его в почве можно ожидать изменений психоневрологического статуса у детей (ЛУаггеп Н.У., 1979; В觧ап М.1., АЛШ-Иаптз 3., 1977; Мигет, 1983).

По данным изучения распределения в почве некоторых металлов, наиболее распространенных индикаторов загрязнения городов, может быть дана ориентировочная оценка опасности загрязнения атмосферного воздуха. Так, при содержании свинца в почве, начиная с 250 мг/кг, в районе действующих источников загрязнения наблюдается превышение его ПДК в атмосферном воздухе (0,3 мкг/м3), при содержании меди в почве, начиная с 1500 мг/кг, наблюдается превышение ПДК меди в атмосферном воздухе (2,0

о

мкг/м ).

2.3.5 Правила отбора проб почвы

Отбор проб почвы производится в соответствии с ГОСТ 174.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб и ГОСТ Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

Подготовка к отбору проб почвы

1. Отбор проб проводят для контроля загрязнения почв и оценки качественного состояния почв, естественного и нарушенного сложения. Показатели, подлежащие контролю, выбирают из указанных в ГОСТ 17.4:2.01-81 и ГОСТ 17.4.2.02-83.

Отбор проб для химического, бактериологического и гельмин­тологического анализов проводят не менее 1 раза в год. Для контроля загрязнения тяжелыми металлами отбор проб проводят не менее 1 раза в 3 года.

Для контроля загрязнения почв детских садов, лечебно-профи­лактических учреждений и зон отдыха отбор проб проводят не менее 2 раз в год - весной и осенью.

При изучении динамики самоочищения отбор проб проводят в течение первого месяца еженедельно, а затем ежемесячно в течение вегетационного периода до завершения активной фазы самоочищения.

2. На территории, подлежащей контролю, проводят рекогносцировочные выезды. По данным рекогносцировочного выезда и на основании имеющейся документации заполняют паспорт обследуемого участка в соответствии с обязательным приложением и делают описание почв в соответствии с рекомендуемым приложением 4.

При контроле загрязнения почв предприятиями промышленности пробные площадки намечают вдоль векторов «розы ветров».

При неоднородном рельефе местности пробные площадки располагают по элементам рельефа.

На карты или планы наносят расположение, источника загрязнения; пробных площадок и мест отбора точечных проб. Пробные площадки располагают в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83.

3. Пробные площадки закладывают на участках с однородным почвенным и растительным покровом, а также с учетом хозяйственного

использования основных почвенных разностей. Описание пробной площадки делают в соответствие с обязательным приложением 2.

3.1. Для контроля загрязнения почв сельскохозяйственных угодий в зависимости от характера источника загрязнения, возделываемой культуры и рельефа местности на каждые 0,5-20,0 га территории закладывают не менее 1 пробной площадки размером не менее 10x10 м.

3.2. Для контроля санитарного состояния почвы в зоне, влияния промышленного источника загрязнения пробные площадки закладывают на площади, равной 3-кратнрй величине санитарно-защитной зоны.

3.3. Для контроля санитарного состояния почв на территории расположения детских садов, игровых площадок, выгребов, мусорных ящиков и других объектов, занимающих небольшие площади, размер пробной площадки должен быть не более 5x5 м.

Отбор проб почвы

1. Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоев или горизонтов методом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчетам, чтобы каждая проба представляла собой' часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоев данного типа почвы. Количество точечных проб должно соответствовать ГОСТ 17.4.3.01-83.

Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром.

2. Объединенную пробу составляют путем смешивания точечных проб, отобранных на одной пробной площадке.

3. Для химического анализа объединенную пробу составляют не менее, чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса объединенной пробы должна быть не менее 1 кг.

Для контроля загрязнения поверхностно распределяющимися веществами - нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы и" др. - точечные

пробы отбирают послойно с глубины 0 - 5 и 5 - 20 см массой не более 200 г каждая.

Для контроля загрязнения легко мигрирующими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля.

3.1. При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения тяжелых металлов, отбирают инструментом, не содержащим металлов. Перед отбором точечных проб стенку прикопки или поверхность крена следует зачистить ножом из полиэтилена или полистирола или пластмассовым шпателем.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения летучих химических веществ, следует сразу поместить во флаконы или стеклянные банки с притертыми пробками, заполнив их полностью до пробки.

Точечные пробы почвы, предназначенные для определения пестицидов, не следует отбирать в полиэтиленовую или пластмассовую тару.

3.2. Все объединенные пробы должны быть зарегистрированы в журнале и пронумерованы. На каждую пробу должен быть заполнен сопроводительный талон в соответствии с обязательным приложением 3.

3.3. В процессе транспортировки и хранения почвенных проб должны быть приняты меры по предупреждению возможности их вторичного загрязнения.

"8. Потенциал человека в организации" - тут тоже много полезного для Вас.

3.8. Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния по ГОСТ 5180-84. Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или стеклянной таре.

Пробы почвы, предназначенные для определения летучих и химически нестойких веществ, доставляют в лабораторию и сразу анализируют.

2.3.5 Подготовка к анализу проб почвы

Для определения химических веществ пробу почвы в лаборатории рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестиком крупные комки. Затем выбирают включения - корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости животных, а также новообразования - друзы гипса, известковые журавчики и др. Почву растирают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Отобранные новообразования анализируют отдельно, подготавливая их к анализу также, как пробу почвы.

Для определения валового содержания минеральных компонентов из просеянной пробы отбирают представительную пробу массой не более 20 г и растирают ее в ступке из агата, яшмы или плавленого корунда до пудрообразного состояния.

Для анализа на содержание летучих веществ навески почвы берут без предварительных операций.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее