
- •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
В колбу для кипячения помещают несколько стеклянных шариков-кипелок и 50 мл анализируемой пробы воды, в которую уже добавлен раствор серной кислоты (1:3) в количестве 2,5 мл. Туда же стеклянной пипеткой добавляют и 10 мл раствора перманганата 0,01 моль/л экв. Содержимое колбы перемешивают покачиваниями руки.
Колбу снабжают обратным холодильником и помещают в кипящую водяную баню на 10 мин.
По истечении 10 мин кипячения в колбу к горячему раствору пипеткой добавляют 10 мл 0,01 моль/л экв. стандартного раствора щавелевой кислоты и ожидают до обесцвечивания раствора.
Обесцвеченный раствор титруют горячим (лучше всего 80–90°С) рабочим раствором перманганата калия (0,01 моль/л экв.) до бледно-розового оттенка, сохраняющегося не менее 30 с. При титровании определяют израсходованное количество раствора перманганата с точностью до 0,05 мл.
V1 = V0 – VK
Примечание. Температура смеси при титровании не должна снижаться менее 80°С. Для этого колбу рекомендуется периодически опускать в горячую водяную баню. Если раствор при кипячении обесцветится или побуреет, определение необходимо повторить с разбавленной пробой. Определение повторяют и в том случае, если раствора перманганата расходуется более 60% от добавленного количества, т.е. более 6 мл на 50 мл пробы. При титровании разбавленных проб должно быть израсходовано не менее 20% от добавленного количества перманганата, т.е. не менее 2 мл.
Холостой опыт. Выполняют холостой опыт, повторяя операции 1–4, используя в качестве пробы 50 мл очищенной воды, не содержащей восстановителей. При титровании в холостом опыте аналогично определяют количество раствора перманганата (VX). Расход раствора перманганата не должен превышать 3 мл.
Значение перманганатной окисляемости по Кубелю (IMn) в мгО/л рассчитывают по формуле:
,
где V1 и VX – количество раствора перманганата с концентрацией 0,01 моль/л экв., израсходованное на титрование пробы и в холостом опыте соответственно, мл; К – поправочный коэффициент на концентрацию раствора перманганата (при 0,995 < К < 1,005 его принимают равным 1,00); V – объем пробы, взятой на анализ (50 мл).
Результат анализа округляют: при значениях перманганатной окисляемости менее 10 мгО/л – до 0,1 мгО/л; от 10 до 100 мгО/л – до 1,0 мгО/л.
Лабораторная работа № 7г. Определение взвешенных веществ
Цель работы: определить содержание взвешенных веществ в анализируемой пробе воды.
Реактивы, приборы и оборудование: бюксы, воронки стеклянные, колбы конические, эксикатор, сушильный шкаф, мерная посуда, весы аналитические.
Теоретическое обоснование
Взвешенные твердые вещества, присутствующие в природных водах, состоят из частиц глины, песка, ила, суспендированных органических и неорганических веществ, планктона и других микроорганизмов. Концентрация взвешенных частиц связана с сезонными факторами и с режимом стока и зависит от таяния снега, пород, слагающих русло, а также от антропогенных факторов, таких как сельское хозяйство, горные разработки и т.п.
Взвешенные частицы влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, растворенные компоненты поверхностных вод, адсорбцию токсичных веществ, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов у пунктов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения содержание взвешенных веществ в результате спуска сточных вод не должно увеличиваться соответственно более чем на 0.25 мг/дм3 и 0.75 мг/дм3. Для водоемов, содержащих в межень более 30 мг/дм3 природных минеральных веществ, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде в пределах 5%.
Определение количества взвешенных частиц важно проводить при контроле процессов биологической и физико-химической обработки cточных вод и при оценке состояния природных водоемов.
Грубодисперсные примеси определяют гравиметрическим методом после их отделения путем фильтрования через фильтр «синяя лента» (преимущественно для проб с прозрачностью менее 10 см). Метод измерения массовой концентрации взвешенных веществ заключается:
фильтрование проб природной или сточной воды через бумажный или мембранный фильтр;
высушивание отфильтрованных частиц в течение 2 часов (для бумажного фильтра) или 1 часа (для мембранного фильтра при температуре 1050С;
взвешивание высушенного осадка.
Объем пробы должен быть не менее 2000 мл; пробу не консервируют. Перед проведением анализа пробу воды энергично взбалтывают, затем быстро сливают в мерные цилиндры по 50–1000 мл пробы в зависимости от предполагаемого содержания взвешенных веществ. Определение взвешенных веществ регламентируется ПНД Ф 14.1:2.110-97.