- •Федеральное агентство по образованию Тверской государственный технический университет
- •Химический анализ объектов окружающей среды
- •Введение
- •Нормирование антропогенных воздействий
- •1.1. Принципы нормирования химических веществ
- •Санитарно-гигиеническое нормирование
- •1.3. Нормирование качества воды водных объектов
- •1.4. Нормирование в оценке безопасности и безвредности питьевой воды
- •1.5. Источники питьевой воды и ее подготовка
- •1.6. Рыбохозяйственное нормирование
- •1.7. Нормирование сбросов сточных вод
- •1.8. Нормирование качества атмосферного воздуха
- •1.9. Нормирование загрязнения почв
- •1.10. Радиоэкологическое нормирование
- •2. Общие вопросы аналитической химии экологических систем
- •2.1. Особенности анализа следовых количеств загрязняющих веществ
- •2.2. Методы скрининга в анализе высокотоксичных соединений
- •2.3. Оценка качества результатов анализа объектов окружающей среды
- •Объект анализа
- •3. Показатели качества воды и методы их определения
- •3.1. Стандартизация методов гидроэкологических исследований
- •3.2. Отбор проб воды и их консервация
- •3.3. Определение температуры воды
- •3.4. Определение органолептических показателей воды
- •3.5. Определение водородного показателя
- •3.6. Определение щелочности и кислотности
- •3.7. Определение минерального состава вод
- •3.8. Определение растворенного кислорода
- •3.9. Определение биохимического потребления кислорода
- •3.10. Определение биогенных элементов в воде
- •3.11. Определение фтора
- •3.12. Определение металлов на примере железа
- •3.13. Определение активного хлора
- •3.14. Определение окисляемости или химического потребления кислорода
- •3.15. Интегральная и комплексная оценка качества воды
- •3.16. Экологические исследования донных отложений водных объектов
- •3.17. Изучение загрязнений подземных вод
- •4. Оценка экологического состояния почвы
- •4.1. Почва как объект химического анализа
- •4.2. Представительность проб почв
- •4.3. Методы валового анализа органической части почв
- •4.4. Методы валового анализа минеральной части почв
- •4.5. Водорастворимые соединения почв и методы анализа водных вытяжек
- •4.6. Определение ионов натрия и калия
- •4.7. Проверка точности результатов анализов водных вытяжек
- •4.8. Методы определения обменных катионов в почвах
- •5. Оценка экологического состояния атмосферного воздуха
- •5.1. Источники и состав загрязнения атмосферного воздуха
- •5.2. Методы контроля атмосферного воздуха
- •5.3. Отбор проб воздуха
- •5.4. Методики исследования качества воздуха населенных пунктов
- •5.5. Методики измерений содержания со и углеводородов в отработанных газах автомобилей с бензиновыми двигателями
- •Библиографический список
- •Оглавление
1.5. Источники питьевой воды и ее подготовка
Большая часть пресной воды, используемой для хозяйственно-пищевых нужд, берется из поверхностных водоемов и перед распределением потребителям подается в очистные сооружения, где ее качество повышается, если это необходимо, а также проводится ее хлорирование или другая дезинфекция (озонирование, обработка УФ-лучами).
Муниципальная очистка воды включает следующие этапы:
хлорирование (озонирование) для удаления микроорганизмов;
обработка алюминиевыми квасцами, при коагуляции которых захватываются внешние частицы;
отстаивание воды после коагуляции в течение нескольких часов для осаждения взвесей в отстойнике;
отфильровывание взвесей через песчаный фильтр;
стабилизация воды известью, достижение рН = 6-9;
перекачивание в накопитель, поступление к потребителю.
1.6. Рыбохозяйственное нормирование
ПДК химических веществ для рыбохозяйственных водоемов, в отличие от гигиенического нормирования, устанавливают в ходе экспериментов на водных организмах с помощью приемов и методов водной токсикологии. Одним из главных является метод биотестирования токсичности.
Ключевым моментом рыбохозяйственного нормирования является нахождение порогов вредного и безвредного действия токсических веществ по лимитирующему признаку вредности.
ЛПВ характеризуется наименьшей пороговой и подпороговой концентрациями по влиянию на общесанитарное состояние водного объекта, на водные организмы, а также на человека. Именно ЛПв определяет мишень наиболее вероятного негативного влияния химического вещества на водоем или водоток.
При рыбохозяйственном нормировании анализируются показатели (признаки) вредности:
- общесанитарный;
- токсикологический;
- рыбохозяйственный.
Общесанитарный показатель вредности включает изменения трофии1 водоема, снижение концентрации растворенного кислорода, изменение солености, температуры воды, механическое загрязнение твердыми и жидкими веществами.
Токсикологический показатель вредности включает проявления прямого токсического действия на водные организмы: нарушение функций дыхания, питания, размножения, функций нервной системы, фотосинтеза водных растений и водорослей, обжигающее действие (нарушение покровов тела, целостности мембран и т.д.).
Рыбохозяйственный показатель вредности – это порча вкусовых качеств рыбы и других промысловых видов, накопление в них токсичных веществ, опасных для человека и домашних животных, накопление возбудителей заболеваний.
Минимальная концентрация, которая вызывает незначительные, но достоверные изменения в организме или в водной среде (по любому показателю вредности), считается пороговой, то есть минимально действующей концентрацией).
Наибольшая концентрация, которая еще не вызывает изменений, считается максимально недействующей концентрацией.
Опыты по установлению ПДК рыбохозяйственных водоемов проводят с водными организмами, представляющими основные трофические звенья водной экосистемы: рыбами, кормовыми беспозвоночными, водорослями, донными организмами.
Основными методами оценки токсичности химических веществ для рыбохозяйственных водоемов долгое время были только биотесты на выживаемость водных организмов. В настоящее время перечень методик биотестирования существенно расширился.
Как и в гигиеническом нормировании (токсикометрии), у разных видов тест-организмов наблюдаются большие различия в чувствительности, поэтому выявляют самое слабое звено среди всех использованных организмов и устанавливают МНК по тому или иному ЛПВ. Если вещество не обладает кумулятивным эффектом, эту концентрацию принимают за основу в расчетах ПДК. При наличии кумулятивных свойств вносят поправку на кумуляцию.
ПДК принимают с определенным запасом прочности, для чего вводят коэффициент безопасности, так как вещества в водном объекте претерпевают различные превращения, включаясь в круговороты.
Нормативы ПДК лежат в основе регулирования сбросов в водные объекты промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод.
Один их наиболее информативных показателей, определяющих возможность существования гидробионтов в водоеме, - это концентрация растворенного кислорода. Необходимо, чтобы вода была насыщена кислородом не менее, чем на 75%.
Разность между величиной полного насыщения и действительным содержанием кислорода называется дефицитом кислорода. Норматив для рыбохозяйственных водоемов составляет 6 мг/л.
Сравнительно недавно в практику контроля рыбохозяйственных водоемов введены нормативные требования по биотестированным показателям, закрепленные в «Правилах охраны поверхностных вод» (21.02.1991 г.). Согласно этим требованиям вода контрольного створа (природная вода) не должна оказывать на тест-объекты (дафнии) хронического токсического действия, а сами сбросные воды не должны быть остротоксичными.