
- •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
Порядок выполнения работы и обработка результатов
1. Сразу после поступления проб в лабораторию добавляют 5мл серной кислоты (7,5 моль/ л) на 1 л пробы (если это не сделано при отборе проб). Кислоту добавляют независимо от того, будет ли проба храниться до анализа.
Пробу следует анализировать как можно скорее, но не позже чем через 2 дня после отбора, и хранить в темноте при 0–5°С, если время хранения превышает 6 ч. Перед взятием части пробы на анализ склянки с пробами встряхивают, чтобы содержимое перемешалось.
2. Все колбы и пробирки должны быть тщательно вымыты. Пробы с высоким перманганатным индексом разбавляют так, чтобы перманганатный индекс разбавленных проб был в диапазоне 0,5–10 мг/л. Пипеткой помещают 25,0 ± 0,25 мл исследуемой пробы в пробирку добавляют 5 ± 0,5 мл серной кислоты (2 моль/л) и осторожно перемешивают.
3. Пробирку помещают в кипящую водяную баню на 10±2 мин, добавляют 5 ± 0,05 мл стандартного раствора перманганата калия (2ммоль/л). Через 10 мин ± 15 с добавляют 5 ± 0,05 мл стандартного раствора оксалата натрия и ждут, пока раствор не станет бесцветным.
4. Титруют горячим стандартным раствором перманганата калия бледно-розового оттенка, сохраняющегося около 30 с. Параллельно с основным определением проводят холостое определение по той же методике, заменив анализируемую пробу 25 мл воды. Для титрования используют стандартный раствор перманганата калия.
5. К раствору перманганата, оставшемуся от холостого определения, добавляют 5 ± 0,05 мл стандартного раствора оксалата натрия (5 ммоль/л). Вновь нагревают раствор, если необходимо, до 80°С титруют раствором перманганата калия до появления розовой окраски сохраняющейся в течение 30 с (стандартизация раствора).
Стандартные растворы до их использования в следующем определении перманганатного индекса желательно оставлять в пробирках.
Перманганатный индекс (IMn) в пересчете на кислород, выражен в мг/л, вычисляют по формуле:
,
(7.6)
где Vо – объем раствора перманганата калия, использованный при холостом титровании, мл; V1 – объем раствора перманганата калия, использованный при титровании исследуемой порции, мл; V2 – объем раствора перманганата калия, использованный при титровании для стандартизации, мл; f – фактор пересчета на кислород, учитывающий разбавление пробы, мг/л. Его рассчитывают по уравнению:
,
(7.7)
где V4 – объем стандартного раствора оксалата натрия, используемого при стандартизации, мл; с (Na2C204) – массовая концентрация стандартного раствора оксалата натрия, ммоль/л; 1000 (в числителе) – фактор пересчета с(Nа2С2О4) из ммоль/л в ммоль/мл, мл/л; Мо – молярная масса для пересчета на кислород, мг кислорода/ммоль; V5 – использованный объем образца, мл (в нашем случае 25 мл); 1000 (знаменатель) – фактор пересчета измеренного объема к одному литру объема образца, мл/л,
Метод б (метод Кубеля)
Для определения перманганатной окисляемости приводим метод Кубеля, сущность которого состоит в окислении присутствующих в пробе веществ раствором перманганата калия с концентрацией 0,01 моль/л экв. при кипячении в сернокислой среде в течение 10 мин. Данный метод получил широкое распространение в силу своей относительной простоты, и его процедуры вполне могут быть реализованы в условиях базового лагеря, производственных или мало оснащенных лабораторий. Метод Кубеля регламентирован международным стандартом ИСО 8467, который рекомендован к применению и в России. Метод применим для вод с концентрацией хлорид-аниона не более 300 мг/л.
Диапазон определяемых методом Кубеля значений перманганатной окисляемости – от 0,5 мгО/л до 10 мгО/л. Пробы с величиной окисляемости более 10 мгО/л перед анализом необходимо разбавлять. Максимально допустимая степень разбавления проб – десятикратное, т.е. метод не рекомендуется использовать для анализа вод, окисляемость которых более 100 мгО/л.
Ниже приводится методика, регламентированная указаниями к ГОСТу 2761, в варианте, адаптированном к объему пробы 50 мл.
Оборудование и реактивы: водяная баня (температура 96–98°С) с устройством для крепления колб; колбы плоскодонные для кипячения вместимостью 100–150 мл; стеклянные шарики-кипелки; бюретка или пипетка для титрования, пипетки мерные; защитные очки, перчатки; вода, не содержащая восстановителей; раствор перманганата калия (0,01 моль/л экв., титрованный); раствор серной кислоты (1:3); раствор серной кислоты (1:15); раствор щавелевой кислоты (0,01 моль/л экв.).
Примечание. Колбы плоскодонные для кипячения должны использоваться только для определения перманганатной окисляемости. Новые колбы перед анализом на перманганатную окисляемость необходимо очистить путем кипячения с подкисленным раствором перманганата. Чистота колб проверяется холостыми определениями до тех пор, пока они не будут постоянно низкими (холостое потребление раствора перманганата – не более 0,3 мл).
Подготовка к определению. При необходимости выполняют консервацию пробы. Независимо от того, будет ли проба храниться перед анализом, для закисления пробы и подавления деятельности микроорганизмов (предотвращения биохимического окисления органических соединений) к пробе добавляют 2,5 мл серной кислоты (1:3) на 50 мл пробы. Пробу следует анализировать как можно скорее, но не позже чем через 2 дня после отбора, и хранить в темноте при 0–5°С, если время хранения превышает 6 час.
Перед взятием части пробы на анализ склянки с пробами встряхивают для перемешивания. Все колбы и пробирки должны быть тщательно вымыты. Пробы с высоким значением перманганатной окисляемости разбавляют до значений, находящихся в диапазоне 0,5–10 мгО/л.