
- •Введение
- •Глава 1. Экологический мониторинг в России
- •1.1. Экологическое право России и экологический мониторинг
- •1.2. Организация экологического мониторинга
- •1.3. Классификация экологического мониторинга
- •1.4. Принципы и методы квалиметрии в экологическом мониторинге
- •1.5. Эколого-аналитический контроль в экологическом мониторинге
- •1.6. Автоматизированные системы экологического мониторинга
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 2. Экологический мониторинг атмосферного воздуха
- •2.1. Показатели качества атмосферного воздуха
- •2.2. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха города
- •2.3. Автоматизированные системы «Воздух»
- •2.4. Отбор, пробоподготовка и газоаналитическое оборудование
- •2.4. Изучение загрязнения снежного покрова в экологическом мониторинге атмосферного воздуха
- •2.5. Мониторинг трансграничных загрязнений атмосферного воздуха
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 3. Экологический мониторинг гидросферы
- •3.1. Оценка качества воды по гидрохимическим показателям
- •3.2. Классификации качества воды
- •3.3. Оценка загрязненности природных вод по гидробиологическим показателям
- •3.3.1. Биоиндикация
- •3.3.2. Микробиологические показатели качества воды
- •3.3.3. Биотестирование
- •3.4. Организация мониторинга источников сбросов сточных вод в водные объекты
- •3.5. Особенности изучения загрязнения донных отложений
- •3.6. Мониторинг трансграничных загрязнений водных объектов
- •3.7. Характеристика наблюдательной сети за количественными и качественными показателями водных объектов в Белгородской области
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 4. Экологический мониторинг почв
- •4.1.Техногенное загрязнение почв
- •4.2. Основные требования к экологическому мониторингу почв
- •4.3. Сущность и задачи агроэкологического мониторинга техногенно загрязненных почв
- •4.4. Экологическое нормирование почв
- •4.5. Специфичность отбора проб почвы
- •4.6. Подготовка проб почв к анализу
- •4.7. Аналитическая химия экотоксикантов в почве
- •4.8. Загрязнение почв тяжелыми металлами
- •4.9. Принципы количественной оценки загрязнения почв городов
- •Категории загрязнения почв металлами
- •4.10. Способы и методы определения нефтепродуктов и биотестирование почвы
- •4.11. Организация экологического мониторинга почв
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 5. Информационные технологии и информационные ресурсы космического экологического мониторинга
- •5.1. Спутниковый экологический мониторинг
- •5.2. Наземная инфраструктура мониторинга
- •5.3. Сетевая инфраструктура мониторинга
- •5.4. Компьютерные методы обработки спутниковых данных
- •5.5. Геоинформационные системы (гис), используемые в России
- •Вопросы для самоподготовки
- •6.1.2. Нормирование радиационной безопасности и приборы радиационного контроля
- •6.2. Экологический мониторинг шума и вибрации
- •6.2.1. Параметры звуковой волны. Нормирование шума
- •6.2.2. Приборы для измерения шума и вибрации
- •6.3. Мониторинг электромагнитных полей (эмп)
- •6.3.1. Воздействие эмп на человека. Нормирование эмп
- •Международная классификация электромагнитных волн по частотам
- •6.3.2. Приборы обнаружения и контроля биологически опасных эмп
- •Вопросы для самоподготовки
- •Глава 7. Лабораторный практикум
- •7.1. Экологический мониторинг гидросферы
- •Лабораторная работа № 1г. Определение вкуса, запаха, цветности и мутности
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 2г. Определение рН и удельной электропроводности воды
- •Теоретическое обоснование
- •Лабораторная работа № 3г. Определение кислотности и щелочности
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 4г. Определение сухого и прокаленного остатков и жесткости
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 5г. Определение общего железа
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 6г. Определение перманганатного индекса природных вод
- •Теоретическое обоснование
- •Метод а
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Метод б (метод Кубеля)
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 7г. Определение взвешенных веществ
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 8г. Определение растворенного кислорода методом Винклера (йодометрическим методом) и методом электрохимического датчика
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов Определение растворенного кислорода методом Винклера (йодометрическим методом)
- •Определение растворенного кислорода методом электрохимического датчика
- •Лабораторная работа № 9г. Определение биохимического потребления кислорода (бпк)
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 10г. Определение химического потребления кислорода (хпк)
- •Метод а (бихроматный арбитражный метод)
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Метод б Ускоренный метод определения хпк
- •Лабораторная работа № 11г. Определение концентрации сульфат-ионов в воде
- •Теоретическое обоснование
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •1 Этап. Качественная проба
- •2 Этап. Количественное определение
- •Лабораторная работа № 12г. Определение концентрации хлорид-ионов
- •Теоретические обоснования
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов Метод а (меркуриметрический метод)
- •Метод б (фотометрический метод)
- •Метод в (аргентометрический метод)
- •Лабораторная работа № 13г. Определение концентрации фосфат-ионов
- •Теоретические обоснования
- •Метод а
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Метод б
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 14г. Определение содержания ионов хрома (VI) в воде фотометрическим методом
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •7.1.1. Влияние соединений тяжелых металлов на качество природной воды
- •Лабораторная работа № 15г. Определение концентрации никеля в воде фотометрическим методом
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 16г. Определение нитрат-ионов Цель работы: определить содержание нитрат-ионов в анализируемой воде.
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа № 17г. Определение синтетических поверхностно-активных веществ (пав) Анионактивные препараты
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Катионоактивные препараты
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов
- •Лабораторная работа №18г. Биотестирование вод при помощи дафний Процедура биотестирования
- •Обработка и оценка результатов при кратковременном биотестировании
- •Обработка и оценка результатов при длительном биотестировании
- •Вопросы для самоподготовки
- •7.2. Экологический мониторинг атмосферного воздуха Лабораторная работа №1а. Биоиндикация загрязнения атмосферного воздуха с помощью лишайников Теоретическое обоснование
- •Способ определения площади проективного покрытия лишайниками ствола дерева
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •1. Рекомендации по сбору и определению лишайников
- •2. Лишайники – индикаторы загрязнения воздуха диоксидом серы
- •Лабораторная работа № 2а. Определение качества воздуха в городе по снежному покрытию
- •Вопросы для самоподготовки
- •7.3.Экологический мониторинг почв Отбор и подготовка к анализу почвенных проб
- •Лабораторная работа № 1п. Лихеноиндикация рекреационной нагрузки на пригородные биоценозы Теоретическое обоснование
- •Способ определения рекреационной нагрузки на почву с помощью лишайников
- •Пример расчета суммарной антропогенной нагрузки на природные биоценозы
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Лабораторная работа № 2п. Определение гидролитической кислотности почв по методу Каппена
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа
- •Лабораторная работа № 3п. Определение органического вещества в почвах по методу Тюрина
- •Ход анализа
- •Обработка результатов
- •Лабораторная работа № 4п. Определенис суммы поглощенных оснований в почве по методу Каппена
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа
- •Обработка результатов
- •Лабораторная работа № 5п. Определение нитрат-ионов в почве
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа
- •Обработка результатов
- •Лабораторная работа № 6п. Определение сульфат-ионов гравиметрическим и хелатометричеким методами в почве
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа Гравиметрический метод
- •Обработка результатов
- •Хелатометрический способ
- •Обработка результатов
- •Лабораторная работа № 7п. Фотометрический метод определения ионов марганца в почве
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа
- •Обработка результатов
- •Лабораторная работа № 8п. Определение поверхностно-активных веществ ( пав ) в почвах
- •Теоретическое обоснование
- •Ход анализа
- •Обработка результатов
- •В опросы для самоподготовки
- •Вариант 1
- •Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
- •Вариант 2
- •Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
- •Вариант 3
- •Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
- •Вариант 4
- •Содержание металлов в верхнем почвенном горизонте, мг/кг
- •Задание № 2. Оценка загрязнённости почв фтористыми соединениями
- •Задание № 3. Оценка загрязнённости почв пестицидами
- •Задание № 4. Программы импактного экологического мониторинга водного объекта и атмосферного воздуха
- •Перечень предприятий
- •Задания для выполнения контрольной работы
- •Заключение
- •Основные термины и определения
- •Библиографический список
- •Приложение 1 Перечень пдк показателей загрязнения в воде водоемов рыбохозяйственного, хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования
- •Приложение 2 Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах
- •Приложение 3 Предельно допустимые концентрации органических соединений в почвах
- •Приложение 4 Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в рф
- •Приложение 5 Предельно допустимые концентрации основных загрязняющих веществ в рф и критерии качества атмосферного воздуха в ес, сша и воз
- •Приложение 6 Классы качества воды по различным показателям
- •Список принятых сокращений
- •Основные расчетные формулы
- •Оглавление
- •Глава 1. Экологический мониторинг в России 6
- •Глава 2. Экологический мониторинг атмосферного воздуха 24
- •Глава 3. Экологический мониторинг гидросферы 45
- •Глава 4. Экологический мониторинг почв 63
- •Глава 5. Информационные технологии и информационные 89
- •Глава 6. Экологический мониторинг физических 110
- •Глава 7. Лабораторный практикум 130
- •Глава 8. Задания для выполнения контрольной работы 216
Вопросы для самоподготовки
Для чего проводится оценка качества природной воды по гидрохимическим показателям?
Какие показатели являются обобщенными? Дайте обоснование.
Перечислите и дайте определение интегральных показателей, характеризующих свойства воды.
Нормативы качества воды в России.
Нормативы качества воды для каких поверхностных водных объектов более жесткие? Ответ обоснуйте.
ПДК, разработанные для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых вод и рыбохозяйственных вод.
Что такое ПДК?
Комплексная оценка загрязненности поверхностных вод.
Коэффициенты загрязненности воды.
Индексы загрязненности воды: общесанитарный индекс качества воды; комбинаторный индекс загрязненности воды.
Охарактеризуйте различные подходы к классификации загрязненности или качества вод.
Оценка загрязненности природных вод по гидробиологическим показателям.
Оценка степени загрязнения по показательным организмам (сапробиологический анализ).
Теоретическое обоснование оценки по видовому разнообразию качества воды.
Какие методики используются для определения степени токсичности воды?
Глава 4. Экологический мониторинг почв
4.1.Техногенное загрязнение почв
Техногенное загрязнение почв – существенный негативный фактор, влияющий на состояние биосферы. Особого внимания заслуживает локальное комплексное загрязнение пахотных почв, находящихся в индустриально развитых регионах. Почва в сельском хозяйстве является основным средством производства и останется им по крайней мере в этом тысячелетии. Поэтому плодородие почвы определяется ее потребительской стоимостью для растениеводства и производительность сельского хозяйства в целом. С точки зрения охраны окружающей среды и, в частности экологии, почву следует рассматривать как один из наиболее важных природных ресурсов. Она находится в постоянном взаимодействии с другими системами. Действия, направленные на почву, часто отражаются на атмосферном воздухе или водных объектах.
Наиболее важная функция почвы заключается в пригодности к возделыванию сельскохозяйственных культур и лесоразведения. Немаловажная функция почвы состоит в пригодности ее к застройке, что имеет важное значение при урбанизации. И, наконец, почва представляет собой важный накопитель и одновременно фильтр для воды. Следует упомянуть также способность почвы превращать вещества, вмещать и хранить различные основные и отработанные материалы. Однако наряду с преимущественно положительными свойствами почва обладает и отрицательными качествами: она может быть источником инфекций (болезней) и способствовать образованию различных токсических веществ.
Резкое увеличение эколого-геохимической значимости техногенных процессов последних десятилетий позволяет сравнивать деятельность человечества с глобальными геологическими и геохимическими явлениями.
Согласно последним данным основными приоритетными загрязнителями почв являются нефть и нефтепродукты, тяжелые металлы, сельскохозяйственные средства защиты растения (ксенобиотики). Для техногенно загрязненных почв характерны процессы закисления, защелачивания, засоления, уменьшение биоразнообразия почвенной биоты.
Изменений, происходящих в биосфере под воздействием различных антропогенных процессов, в настоящий момент достаточно много. Возможно ли в настоящий момент оценить различные по размерам и последствиям техногенные и природные изменения, происходящие в биосфере? Чтобы ответить на поставленный вопрос, необходимо в первую очередь систематизировать эколого-геохимические изменения, происходящие в биосфере. Предложенная В.А Алексеенко система, объединяющая все важнейшие изменения в четыре основных вида, является в настоящий момент наиболее предпочтительной:
изменения концентраций химических элементов (их соединений) в пределах отдельных частей биосферы;
изменения формы нахождения химических элементов в пределах отдельных частей биосферы;
появление на отдельных участках в больших количествах техногенных соединений, практически не имеющих природных аналогов или не характерных для данных природных условий;
механическое перемещение значительных масс химических элементов без существенного изменения формы нахождения составляющих их химических элементов.
Все перечисленные виды изменений можно оценить не только качественно, но и количественно. Таким образом, появляется возможность проводить оценку состояния окружающей среды и происходящих в ней природных и, что особо важно, антропогенных изменений на количественной основе с позиций перемещения и концентрации химических элементов.
Загрязнение почвенно-водно-растительного покрова после постененного многолетнего антропогенного воздействия и экологических катастроф охватило обширные территории. В настоящее время научно обоснованные методы ликвидации последствий загрязнения отсутствуют. Для максимального уменьшения неблагоприятного воздействия необходимо знание законов трансформации загрязненных экосистем и загрязняющих веществ, прогноз их изменения во времени.
Н. М. Исмаилов, Ю. И. Пиковский (1988) считают, что концепция восстановления загрязненных экосистем должна опираться на следующий принцип: не нанести экосистеме больший вред, чем тот, который уже нанесен при загрязнении. Суть концепции – максимальная мобилизация внутренних ресурсов экосистемы на восстановление своих первоначальных функций. Рекультивация, по определению исследователей, – это продолжение процесса самоочищения, при котором используются природные резервы экосистемы: климатические, микробиологические, ландшафтно-биохимические.
Концепция восстановления загрязненных земель исходит из положения, что в разных почвенно-климатических и ландшафтно-геохимических условиях процессы трансформации загрязнителей аналогичного типа в одних и тех же дозах происходят с разной скоростью и останавливаются на разных стадиях. Различаются и результаты воздействия разных доз загрязнителей на экосистемы. Самоочищение и самовосстановление экосистем – стадийный биохимический процесс трансформации загрязняющих веществ, сопряженный со стадийным восстановлением биоценоза.