72

федеральное государственное образовательное

учреждение Высшего профессионального образования

«Южный федеральный университет»

в.в. ПЕТРОВ, т.н. назарова

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

для студентов, обучающихся по направлению 280200 «Защита окружающей среды»

(учебное пособие)

Таганрог

2007

Рецензенты:

Гарькуша Дмитрий Николаевич,

к. геогр. н., старший  преподаватель кафедры физической географии, экологии и охраны природы ЮФУ

 

Авдеев Сергей Петрович,

к.т.н., доцент кафедры ТМиНА ТТИ ЮФУ

   

	Петров В.В., Назарова Т.Н.
	Экологический мониторинг окружающей среды: Учебное пособие. - Таганрог, 2009. - 75с.

В пособии всесторонне рассмотрены вопросы экологического мониторинга окружающей среды. Изучение материала пособия позволит сформировать у специалистов современное понимание задач экологического мониторинга природных объектов, как неотъемлемой части научных исследований, направленных на улучшение качества жизни населения; обеспечить знание методик мониторинга различных сред, современных методов экологических исследований. Особое внимание уделено вопросам нормирования качества окружающей среды.

Данное учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 280200 «Защита окружающей среды».

Оглавление

предисловие 8

МОДУЛЬ 1 9

1.ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОНИТОРИНГЕ 9

1.1. Мониторинг. Общие понятия. 9

1.2. Классификация системы мониторинга антропогенных изменений 10

1.3. Экологический мониторинг 12

1.3.1. Цели и задачи экологического мониторинга 12

1.3.2. Глобальная система экологического мониторинга ОС 13

1.3.3. Импактный и региональный мониторинг 14

1.3.4. Фоновый мониторинг 15

2. НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ 19

2.1.Основные понятия и определения: экологическое нормирование, допустимая нагрузка, вредные вещества, порог вредного воздействия, ПДК, ВДК, токсическая доза 19

2.2. Научно-технические нормативы на источник воздействия 20

2.3. Нормирование качества воздуха. 21

2.3.1. ПДК_РЗ, ПДК_мр, ПДК_сс 21

2.3.2. Комплексный показатель загрязнения атмосферы 22

2.4. Нормирование качества воды. Показатели качества воды: общесанитарный, токсикологический, органолептический, ПДК_в, ПДК_вр. Интегральная оценка качества воды. 22

2.5. Нормирование качества почвы 25

2.6. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в продуктах питания 26

2.7. Классы опасности химических соединений 27

2.8. Нормирование воздействия 27

2.9. Нормирование в области радиационной безопасности 29

2.9.1. Основные понятия и определения. В природе существует три основных вида радиоактивного излучения — альфа, бета и гамма 29

2.9.2. Система нормирования в области радиационной безопасности 30

30

МОДУЛ Ь 3 34

3. Экологический мониторинг поверхностных водных объектов в Российской Федерации 34

3.1. Структура государственного экологического мониторинга 34

3.2. Государственный водный кадастр (ГВК) 35

3.3. Виды и основные задачи наблюдений за качеством поверхностных вод ОГСНК 36

3.4. Установление местоположения створов в пунктах наблюдений 38

3.5. Программы наблюдений за качеством воды 40

3.6. Предельно-допустимая нагрузка на водные объекты 44

3.6.1. Общие понятия и определения 44

3.6.2. Алгоритм разработки ПДН 45

3.6.3. Критерии оценки состояния водного объекта 45

3.6.4. Определение естественного фонового качества воды водного объекта 46

3.6.5. Диагностика источников загрязнения 46

3.6.6. Определение ассимилирующей способности водного объекта 47

3.6.7. Штрафы 48

3.8. Общие и суммарные показатели качества вод 49

3.8.1. Минерализация 49

Суммарное содержание всех найденных при химическом анализе воды минеральных веществ; обычно выражается в мг/дм³ (до 1000 мг/дм³) и ‰ (промилле). 49

3.8.2. Электропроводность 49

Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных солей и температуры. Природные воды представляют в основном смешанные растворы сильных электролитов. Минеральную часть воды составляют ионы Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Cl^-, SO₄^2-, HCO₃^-. Этими ионами и обуславливается электропроводность природных вод. Присутствие других ионов, например Fe³⁺, Fe²⁺, Mn²⁺, Al³⁺, NO₃^-, HPO₄^2-, H₂PO₄^-, не сильно влияет на электропроводность, если эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах (например, ниже выпусков производственных или хозяйственно-бытовых сточных вод). По значениям электропроводности природной воды можно приближенно судить о минерализации воды с помощью предварительно установленных зависимостей. 49

3.8.3. Температура 50

Температура воды в водоеме является результатом нескольких одновременно протекающих процессов, таких как солнечная радиация, испарение, теплообмен с атмосферой, перенос тепла течениями, турбулентным перемешиванием вод и др. 50

3.8.4. Взвешенные вещества (грубодисперсные примеси) 50

Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и различных микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и режимом стока, зависит от пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п. 50

3.8.5. Органолептические наблюдения 51

Метод определения состояния водного объекта путем непосредственного осмотра его. При органолептических наблюдениях особое внимание обращают на явления, необычные для данного водоема или водотока и часто свидетельствующие о его загрязнении: гибель рыбы и других водных организмов, растений, выделение пузырьков газа из донных отложений, появление повышенной мутности, посторонних окрасок, запаха, цветения воды, нефтяной пленки и пр. 51

3.8.6. Запах 51

3.8.7. Мутность 52

3.8.8. Цветность 52

3.8.9. Прозрачность 53

3.8.10. Водородный показатель (рН) 53

Содержание ионов водорода (гидроксония – H₃O⁺) в природных водах определяется в основном количественным соотношением концентраций угольной кислоты и ее ионов: 53

CO₂ + H₂0 → H⁺ + HCO₃^- → 2 H⁺ + CO₃^2- . 53

3.8.11.Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) 55

Окислительно-восстановительный (редокс) потенциал является мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах. 55

3.8.12. Кислотность 55

55

Кислотность природных и сточных вод определяется их способностью связывать гидроксид-ионы. Расход гидроксида отражает общую кислотность воды. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4,5. 55

3.8.13. Щелочность 55

Под щелочностью природных или очищенных вод понимают способность некоторых их компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Щелочность обусловлена наличием в воде анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов, силикатов, боратов, сульфитов, гидросульфитов, сульфидов, гидросульфидов, анионов гуминовых кислот, фосфатов). Их сумма называется общей щелочностью. Ввиду незначительной концентрации трех последних ионов общая щелочность воды обычно определяется только анионами угольной кислоты (карбонатная щелочность). Анионы, гидролизуясь, образуют гидроксид-ионы: 55

HCO₃^- + H₂O → H₂CO₃ + OH^-. 56

3.8.14. Растворенный кислород 56

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O₂. На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести: 56

3.8.15. Жесткость 57

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью. Общая жесткость подразделяется на карбонатную, обусловленную концентрацией гидрокарбонатов (и карбонатов при рН 8,3) кальция и магния, и некарбонатную – концентрацию в воде кальциевых и магниевых солей сильных кислот. Поскольку при кипячении воды гидрокарбонаты переходят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную жесткость называют временной или устранимой. Остающаяся после кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости обычно выражают в мг-экв/дм³. 58

3.8.16. Окисляемость перманганатная и бихроматная (ХПК) 58

Величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях, называется окисляемостью. Существует несколько видов окисляемости воды: перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая. Наиболее высокая степень окисления достигается методами бихроматной и иодатной окисляемости воды. 58

3.8.17. Биохимическое потребление кислорода (БПК) 60

Степень загрязнения воды органическими соединениями определяют как количество кислорода, необходимое для их окисления микроорганизмами в аэробных условиях. Биохимическое окисление различных веществ происходит с различной скоростью. К легкоокисляющимся ("биологически мягким") веществам относят формальдегид, низшие алифатические спирты, фенол, фурфурол и др. Среднее положение занимают крезолы, нафтолы, ксиленолы, резорцин, пирокатехин, анионоактивные ПАВ и др. Медленно разрушаются "биологически жесткие" вещества, такие как гидрохинон, сульфонол, неионогенные ПАВ и др. 60

3.8.18. БПК₅ 60

3.8.19. БПК_п 61

3.9. Степень трофности как индекс качества окружающей среды 61

3.10. Мониторинг состояния Азовского моря. 62

3.10.1. Районирование Азовского моря на современном этапе 62

3.10.2. Солевой состав и электропроводность вод 63

3.10.3. Современный солевой состав вод Азовского моря 63

3.10.4. Электропроводность вод Азовского моря 65

3.10.5.Современные условия образования заморов 66

3.10.6. Сероводород в Азовском море 66

3.10.7. Оценка загрязнения вод Азовского моря вредными веществами 67

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ 70

ЛИТЕРАТУРА 71