- •Томский политехнический университет
- •Геоэкологический мониторинг
- •Оглавление
- •Глава 1. Основные понятия о мониторинге. Общая структура мониторинга. Классификация видов мониторинга. Системы и службы мониторинга 9
- •1.1. Основные понятия о мониторинге 9
- •Глава 2. Критерии оценки состояния природных сред 54
- •Глава 3. Методы и организация мониторинга 90
- •Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов 124
- •4.1.3. Система мониторинга 129
- •4.1.4. Общегосударственная система наблюдения и контроля атмосферного воздуха (огснКа) 131
- •Глава 5. Аналитическое обеспечение при мониторинге 197
- •Глава 6. Особенности организации мониторинга при
- •Введение
- •Глава 1. Основные понятия о мониторинге. Общая структура. Классификация видов мониторинга.
- •Основные понятия о мониторинге
- •Система наземного мониторинга окружающей среды
- •Общая структура мониторинга.
- •Комплекс технических средств для создания гис
- •1.2.2. Состав программных средств при мониторинге
- •1.3. Классификация видов мониторинга
- •1.4. Службы мониторинга
- •1.5. Системы автоматического мониторинга
- •Глава 2. Критерии оценки состояния природных сред
- •2.1. Санитарно-гигиенические показатели
- •2.1.1. Пдк в воздушной среде
- •Пдк радиоактивных веществ в природных объектах
- •2.1.2. Пдк в водной среде
- •2.1.3. Пдк в почве
- •Пдк пестицидов в почве, мг/кг воздушно-сухой почвы
- •Фоновые содержания элементов в почвах, мг/кг
- •2.1.4. Другие показатели
- •2.2. Экологические критерии
- •2.3. Оценка степени антропогенных изменений природных сред
- •Глава 3. Методы и организация мониторинга
- •3.1. Методы и виды исследований
- •3.1.1. Атмогеохимические исследования
- •Гидрогеологические и гидрогеохимические исследования
- •Гидролитогеохимические исследования
- •Ландшафтные исследования
- •3.1.5. Почвенные исследования
- •3.1.6. Геоботанические исследования
- •Биологические исследования
- •Медико-геохимические исследования
- •3.2. Наблюдательные сети и объём работ
- •3.3. Методы подготовки проб к лабораторным исследованиям
- •3.4. Перечень и содержание материалов
- •Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов
- •4.1. Мониторинг атмосферного воздуха.
- •4.1.2. Метеорологические условия и распространение загрязняющих веществ. Потенциал загрязнения атмосферы
- •4.1.5. Отбор и подготовка проб к анализу
- •Мониторинг загрязнения снегового покрова
- •4.2.1. Общая характеристика
- •4.2.2. Отбор проб и пробоподготовка
- •4.2.3. Методика обработки результатов
- •4.2.4. Результаты исследований
- •Мониторинг состояния почв
- •4.3.1. Общая характеристика
- •4.3.2. Отбор проб почв и пробоподготовка
- •4.3.3. Результаты исследований
- •Мониторинг поверхностных и подземных вод
- •4.4.1. Общая характеристика
- •4.4.2. Мониторинг поверхностных вод
- •4.4.3. Мониторинг подземных вод
- •4.4.4. Отбор проб и пробоподготовка
- •Мониторинг растительности
- •4.5.1. Общая характеристика
- •4.5.2. Отбор проб и пробоподготовка
- •Мониторинг биоты
- •4.7. Мониторинг экзогенных геологических процессов
- •4.7.1. Методологические и организационные основы
- •4.7.2. Наблюдательная сеть в системе мониторинга
- •4.7.3. Сбор, обработка, анализ информации об экзогенных геологических процессах и основных изменяющихся факторах
- •4.7.4. Автоматизированная информационная система для ведения мониторинга экзогенных геологических процессов
- •4.7.5. Основные требования к региональной службе контроля и прогноза опасных геологических процессов
- •Глава 5.
- •Ядерно-физические методы
- •Оптические методы
- •Физико-химические методы
- •Глава 6. Особенности организации мониторинга при различных видах хозяйственного освоения территорий
- •Общая характеристика
- •6.1.2. Виды и источники антропогенного воздействия
- •6.1.3. Функции и территории ведения мониторинга
- •6.1.4. Структура и содержание мониторинга
- •6.1.5. Наблюдательные пункты и сети мониторинга
- •6.1.6. Классы, программы и проекты мониторинга
- •Мониторинг в районах развития нефтегазодобывающей промышленности
- •Общая характеристика
- •6.2.2. Воздействия объектов месторождения на компоненты природной среды
- •6.2.3. Прогноз возможного развития опасных техногенных процессов и аварийных ситуаций
- •6.2.4. Организация мониторинга
- •6.2.5. Отбор проб и пробоподготовка
- •6.2.6. Результаты исследований
- •6.2.7. Лабораторные исследования
- •6.3. Мониторинг на территории деятельности предприятий по добыче урана методом подземного скважинного выщелачивания
- •Оценка воздействия на природную среду
- •Мониторинг выбросов в атмосферный воздух
- •Мониторинг за состоянием подземных вод
- •6.3.4. Мониторинг за загрязнением почв
- •6.3.5. Мониторинг загрязнения оборудования и транспорта
- •Государственные стандарты (госТы)
- •Инструкции нсам (Научного совета по аналитическим методам)
- •Периодически издаваемая литература и основные Интернет-сайты
Глава 5.
Аналитическое обеспечение при мониторинге
Для анализа объектов окружающей среды в настоящее время используются различные методы (Приборы …, 1980; Рекомендации …, 1986; Ядерно-физические …, 1987; Назаренко, Сотсков и др., 1989; Фомин, 1995), которые могут быть разделены на три группы: 1) ядерно-физические, 2) оптические и 3) физико-химические.
Ядерно-физические методы
По физической сущности наиболее часто используемые для элементного анализа ядерно-физические методы можно подразделить на три класса (Назаренко, Сотсков и др., 1989).
1. Методы, основанные на измерении альфа-, бета- или гамма- радиоактивного излучения (альфа-, бета- и гамма-спектрометрия) естественных радиоактивных нуклидов, искусственных радионуклидов, радиоактивных индикаторов, изотопного разбавления и т.д.
2. Методы, основанные на измерении наведенной искусственной радиоактивности определяемых элементов. К ним относят все виды радиоактивационного анализа, а также можно отнести нейтронно-радиационный анализ. Для активации исследуемых проб (получения наведенной активности) используются потоки различных по характеристикам нейтронов, заряженных частиц или гамма-квантов.
3. Методы, основанные на регистрации характеристического рентгеновского излучения, возбужденного различными заряженными частицами при их взаимодействии с внутренними электронными оболочками атомов элементов.
Спектрометрические методы используются для определения урана, тория, радия, калия по их естественной радиоактивности. В настоящее время являются практически единственными методами изучения радиоактивных загрязнений окружающей среды, в том числе искусственными радионуклидами.
Радиоактивационный анализ позволяет определять загрязнение окружающей среды тяжелыми и легкими элементами, в том числе радиоактивными и некоторыми их формами.
Нейтронно-активационный анализ (НАА) на тепловых и резонансных нейтронах применяют в двух вариантах – инструментальном и с радиохимическим выделением. Инструментальный вариант анализа (ИНАА) отличается высокой производительностью, достаточно низкой трудоемкостью, многоэлементностью, возможностью автоматизации процесса анализа. Предел обнаружения элементов в зависимости от их активационных свойств и состава матрицы анализируемой пробы в основном колеблется от 10-3 до 10-6 %. Метод с радиохимическим выделением (РНАА) позволяет снизить предел обнаружения на два и более порядка, но он длителен и трудоемок.
Рентгенофлуоресцентные методы в настоящее время интенсивно развиваются. Отличаются методы высокой производительностью, многоэлементностью, сравнительно малыми трудозатратами, недеструктивностью анализа, что позволяет проводить дальнейший анализ той же самой пробы другими методами. В варианте рентгенофлуоресцентного анализа рассматривается рентгеноспектральный, в основу которого положен анализ с дисперсией по длинам волн.
Оптические методы
Среди оптических методов наибольшее распространение при анализе экологических объектов получил метод атомной абсорбции с пламенной и электротермической атомизацией проб.
Атомно-абсорбционный анализ особенно применим для определения следов или малых количеств элемента в различных объектах окружающей среды – водах, почвах, растениях и т.д. Особая ценность атомно-абсорбционного анализа для контроля окружающей среды состоит в том, что из одного раствора после разложения образца можно определять многие элементы. Метод позволяет определять элементы в зависимости от свойства элемента и используемой методики анализа в широком интервале содержаний – от 10 –6 % до десятков процентов.
Эмиссионный спектральный анализ позволяет определять многие элементы из одной навески. Предел чувствительности эмиссионного спектрографа для большинства элементов равен, как правило, нескольким граммам на тонну.
Атомно-эмиссионная спектрометрия с индивидуально связанной плазмой в последние годы очень быстро развивается. Этому способствуют низкие пределы обнаружения большой группы элементов, высокая точность измерений, возможность одновременного определения макро- и микрокомпонентов пробы, возможность автоматизации процессов анализа.