Венецианов Экологический мониторинг шаг за шагом

2.4.4. Критерии оценки степени загрязнения почв [30]

2.4.4.1. Критерии оценки степени загрязнения почв неорганическими веществами

2.4.4.2. Критерии оценки степени загрязнения почв органическими веществами

2.4.5. Концентрации металлов — фоновые, оказывающие влияние на растения и значение ПДКп [97=98]

2.5. Гигиенические нормативы, установленные для некоторых токсичных хлорорганических соединений

2.5.1. Предельно допустимые концентрации или уровни диоксинов в природных объектах и пищевых продуктах [55]

* МСЗ –мусоросжигательный завод ** в пересчете на жир

2.5.2. Значения гигиенических нормативов для хлорорганических пестицидов [55]

*санитарно бытовая

** присутствие пестицида не допускается

†в пересчете на жир

Приложение 3

Некоторые определения и методы оценки качества окружающей среды,

используемые в экологическом

мониторинге

3.1. Основные определения, используемые при аналитических исследованиях, и их краткие характеристики

Точность измерений — характеристика качества измерений, отражающая уровень отклонений измерений от истинных значений. Высокая точ ность измерений соответствует малым составляющим погрешностей всех видов (как случайных, так и систематических) [99].

Погрешность измерения — характеристика результата измерения, пред ставляющая собой отклонение найденного значения величины от ее истинного значения. Различают абсолютную погрешность измерений, выражаемую в единицах измеряемой величины, и относительную погреш+ ность измерений, представляющую собой отношение абсолютной погреш ности к истинному значению измеряемой величины (в долях единиц, в процентах и т.д.). Погрешность измерения — результат воздействия на средство измерений и измеряемую величину неблагоприятно влияющих факторов (колебаний температуры, электромагнитных помех и т.п.), несовершенства самого метода и средств измерений (неточность началь ной градуировки, нестабильность во времени) [99].

Различают случайные и неучтенные систематические погрешности из мерений. Случайная погрешность измерений определяется разбросом результатов при повторных измерениях и характеризуется средним квад ратичным отклонением (дисперсией) от среднего значения измерений. Источники систематических погрешностей метода можно установить, если проводятся контрольные измерения с использованием других изве стных методик (интеркалибровка).

Важно четко разграничивать значения терминов предел обнаружения и чувствительность. Предел обнаружения — это наименьшее содержание исследуемого компонента, при котором по данной методике можно об наружить его присутствие с заданной погрешностью [71]. Термин чув+ ствительность (который часто, но неправомерно используется для обо

значения нижней границы определяемых содержаний) характеризует из менение аналитического сигнала, соответствующее изменению концен трации определяемого вещества [100]. Несколько упрощая, можно ска зать, что предел обнаружения характеризует минимальное содержание вещества, которое можно определить с помощью данного метода, а чув ствительность — минимальную разницу между содержаниями вещества, которую метод способен «заметить» или «почувствовать».

При измерении концентраций, близких к пределу обнаружения мето да, получают очень большие погрешности определения. Для большин ства методов если измеряемая концентрация примерно на порядок боль ше данного предела, то погрешности мало зависят от концентрации. Следовательно, надо выбирать методы, предел обнаружения которых, по крайней мере, в 10 15 раз превышает измеряемые концентрации.

Особенно важно, чтобы выбранная вами методика анализа имела предел обнаружения примерно на порядок ниже предельно допустимой концентра= ции.

Термин селективность отражает степень мешающего влияния других компонентов в пробе, которые могут иметь значительно большие кон центрации, чем интересующий вас определяемый компонент. При этом специфичным для данного вещества называют селективный метод, ме нее других подверженный мешающим влияниям со стороны других ве ществ [101].

3.2. Методы интегральной оценки качества воды

Для оценки качества воды более совершенным по сравнению с ИЗВ является комбинаторный индекс загрязненности [26а; 26], учитываю щий не только кратность превышения ПДК, но и повторяемость случа ев превышения ПДК как меру устойчивости загрязненности.

Повторяемость случаев превышения ПДК рассчитывают по формуле:

Hi = NПДК 100% ,

Ni

где

Hi — повторяемость случаев превышения ПДК по i тому ингредиенту; NПДК — число результатов анализа, в которых содержание i того ингре

диента превышает ПДК;

Ni — общее число результатов анализа по i тому ингредиенту.

На основании расчетной величины повторяемости можно охаракте ризовать загрязненность водного объекта (см. табл. 3.2.1).

184 Приложение 3

Таблица 3.2.1. Характеристика загрязненности воды водного объекта по признаку повторяемости

*Круглая скобка означает «диапазон до этой величины, не включая ее». Квадрат ная скобка означает включение величины в указанный диапазон.

Вторая ступень классификации основана на установлении уровня заг рязненности, в качестве меры которой используется показатель кратно сти превышения ПДК.

Ki = Ci ,

ПДКi

где

Кi — показатель кратности превышения ПДК;

Сi — концентрация i того ингредиента в воде водного объекта, мг/л. Кратность превышения ПДК, в свою очередь, также будет характери

зовать уровень загрязненности (см. табл. 3.2.2).

При сочетании первой и второй ступеней классификации воды по каждому из учитываемых ингредиентов получают обобщенные характе ристики загрязненности, условно соответствующие мере их влияния на качество воды за определенный временной промежуток (см. табл. 3.2.3).

Таблица 3.2.2. Характеристика загрязненности воды водного объекта по признаку кратности превышения ПДК

Определение совместного влияния вышеуказанных факторов осуще ствляется в заключительной, третьей ступени классификации. Опреде ляют так называемый комбинаторный индекс загрязненности (КИЗ):

n

КИЗ = ∑Si .

i=1

КИЗ справедлив только при усилении эффекта воздействия при одно временном воздействии нескольких токсичных веществ.

В некоторых комбинациях загрязняющих веществ может сложиться ситуация, когда вода очень сильно загрязнена одним или несколькими веществами, но имеет удовлетворительные характеристики по всем ос тальным показателям. Для устранения сглаживающего влияния низких величин в градации качества вводится коэффициент запаса k. При срав нительном анализе качества поверхностных вод предложено использо вать также удельный показатель — величину удельного комбинаторного индекса загрязненности. УКИЗ представляет собой долю индекса КИЗ, приходящуюся на один учитываемый ингредиент.

n

УКИЗ = ∑Si n .

i=1

3.3. Методы биологической оценки качества воды

Биологический подход к оценке состояния природных объектов осно ван на том, что живые организмы обладают различной чувствительнос тью к качеству среды, поэтому по разнообразию организмов, живущих, например, в водоеме, можно судить о его состоянии, степени загрязнен ности. Этот способ оценки состояния природной среды называется био+ индикацией.

Существует много различных методик, основанных на применении биоиндикации. Некоторые из них дают точные результаты, но работать по этим методикам могут лишь специалисты, хорошо разбирающиеся в водных организмах. Кроме сложных методик, есть совсем простые, од нако результаты работы по ним бывают не всегда надежны. Предлагае мые три метода сочетают в себе простоту в использовании и приемле мую точность оценки. Полученные с их помощью данные следует счи тать результатами предварительной оценки качества воды, которую мож но при желании подтвердить с привлечением специалистов.

Если у вас к моменту начала биологических исследований уже есть свои или собранные из других источников данные о составе воды, мож но попробовать определить ее качество по известным параметрам

[по 102]. Качество воды в водоеме можно оценивать по классам с расче том специального показателя — ККВ (Класс Качества Воды). Существу ют семь классов качества: 1 класс — очень чистая вода, 2 — чистая, 3 — умеренно загрязненная, 4 — загрязненная, 5 — грязная, 6 — очень гряз ная, 7 — чрезвычайно грязная. В таблице 3.3.1 приведены диапазоны некоторых показателей состава воды, характерные для различных клас сов качества.

Приведенные в этой главе методики также позволят определить, к какому классу относится вода исследуемого водоема, но уже при помо щи наблюдений за живыми организмами. Сравните полученные резуль таты. Если есть большое расхождение в оценках по разным методикам, следует еще раз обратить внимание на правильность выполнения мето дик. Если расхождение незначительное, то серия наблюдений позволит в дальнейшем прийти к какому нибудь одному выводу.

Многообразие живых организмов в водоеме зависит от многих усло вий: времени года, месяца, состояния берегов, дна, воды, характера хо зяйственной деятельности в водосборе. Поэтому важно сопровождать биологические исследования наблюдением за остальными характерис тиками водного объекта. После подготовки общего описания водоема можно приступать к отлову водных организмов и растений.

Как отлавливать водные организмы

Чтобы получить достоверные данные для оценки состояния водоема, нужно собрать как можно больше разных организмов. В ней должны

Таблица 3.3.1. Классы качества воды и соответствующие им показате ли состояния водоема

*Coli индекс (коли индекс) — наиболее распространенный показатель бактери ального загрязнения воды, показывает наличие в ней кишечных палочек. В на шем случае измеряется количеством колоний бактерий в 1 мл исследуемой воды. Некоторые виды кишечной палочки вызывают серьезные инфекции, поэтому чем выше коли индекс, тем более загрязненной является вода и менее пригодной для использования человеком.

быть представлены животные, обитающие на дне, в зарослях водной растительности и быстро плавающие в водной толще. Для их отлова понадобятся сачок и специальная банка. Дополнительно нужно осмот реть водные растения, камни и коряги, лежащие в воде.

Донный грунт на небольшой глубине можно отобрать, используя чи= стую большую консервную банку с диаметром дна не менее 10 15 см. С одной ее стороны крышка полностью удаляется, а оставшиеся острые края оббиваются молотком. С противоположной стороны в дне банки делается одно или несколько маленьких отверстий для слива воды. Та кую банку вкручивают днищем вверх в мягкий донный грунт на глубину 10 15 см, после чего аккуратно переворачивают и вытаскивают на берег.

Вынутый грунт необходимо промыть. Для этого можно использовать сито, если его ячейки не крупнее 1 1,5 мм. Также подойдет синтетичес кая сетка, которую используют на окнах для защиты от комаров. Пере вернув банку, грунт переносят в сито или на сетку, затем наполовину погружают в воду и аккуратно встряхивают/промывают до тех пор, пока вода в сите не станет относительно прозрачной. Оставшихся в сите животных вместе с крупными частицами грунта вытряхивают в подходя щую светлую посуду или емкость (таз, миску, фотографическую кювету)

с2 3 сантиметровым слоем воды и приступают к определению. Чтобы получить достоверные данные о живых организмах небольшого

водоема нужно отобрать не менее 5 проб описанным способом.

Для сбора организмов, плавающих в воде, нужно использовать сачок. Ширина (диаметр) входного отверстия сачка должен быть не менее 25 30 см, а длина его — в 2,5 раза больше. Такой сачок можно изготовить самим, и при этом лучше использовать бязь, а не обычную марлю. Марля не подходит для ловли обитателей водоема из за своей невысокой проч ности. Сшейте матерчатый мешочек нужного вам размера, а затем сво бодный его конец прикрепите (пришейте) нитками к проволочному или пластмассовому кольцу или куску старого резинового шланга. Очень удоб но использовать для изготовления сачка проволочные плечики для одеж ды, при этом крючок можно использовать для прикрепления сачка к руч ке — на рис. 3.3.1 показано, как это делается. Если вы исследуете мелкий пруд, то вполне сгодится и обычный аквариумный сачок. Чтобы удлинить сачок, его крепят к ручке длиной 1,5 2 м — это может быть любой шест или палка, например, ручка от швабры. Эту ручку можно разметить, на неся деления через каждые 10 см. Таким образом вы получите удобный инструмент — им можно измерять глубину и отбирать водные организмы.

Погрузив сачок в воду, им описывают плавные восьмерки. При этом сачок всегда должен оставаться расправленным. В реке с сильным тече нием сачок нужно располагать против течения. При отборе образцов в стоячей воде делать это надо тихо и осторожно, чтобы не спугнуть вод ных жителей. По возможности следует проводить сачком ближе ко дну,