Билет №19.

1 Вопрос. Методы и способы контроля среды обитания

Основными показателями при почвенном мониторинге являются кислотность, потеря гумуса, засоление, загрязнение нефтепродуктами.

Кислотность почв оценивается по значению водородного показателя (рН) в водных вытяжках почвы. Оптимальные диапазоны рН для растений от 5,0 до 7,5. Если кислотность меньше 5, то прибегают к известкованию почв, при рН более 7,5-8 используют химические средства для снижения рН.

Содержание гумуса определяют по окисляемости органического вещества. К навеске почвы добавляют окислитель (чаще всего хромлик) и кипятят. При этом органическое вещество, входящее в состав гумуса, окисляется до CО2 и H2O. Зная количество окислителя, определяют количество органического вещества. В последнее время применяют анализаторы углерода, в которых происходит сухое сжигание органического вещества в токе кислорода с последующим определением выделившегося СО2.

Антропогенное засоление почв проявляется при недостаточно научно обоснованном орошении, строительстве каналов и водохранилищ. Самый простой метод обнаружения засоления основан на измерении электрической проводимости. При контроле за загрязнением почв нефтепродуктами определяют масштабы загрязнения, оценивают степень загрязнения, выявляют токсичные и канцерогенные загрязнения.

Основными стандартными методами контроля за состоянием загрязнения вод являются определение химического потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК). ХПК - это величина, характеризующая общее содержание в загрязненной воде органических и неорганических восстановителей, реагирующих с сильными окислителями. БПК - это количество кислорода, требуемое для окисления находящихся в воде органических веществ в аэробных условиях, в результате происходящих в загрязненной воде биологических процессах.

Методы контроля за состоянием загрязнения атмосферы. Для анализа примесей, содержащихся в атмосфере, применяют газоанализаторы. Газоанализаторы позволяют получить непрерывные по времени характеристики загрязнения воздуха и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по нескольку раз в сутки.

В настоящее время во всем мире повышенное внимание уделяется использованию и разработке лазеров для дистанционного анализа загрязнений атмосферы. Приборы, представляющие собой сочетание лазера и локатора, называются лидарами. С их помощью изучают пространственное распределение примесей в воздухе.

Методы химического и физико-химического анализа позволяют определить качественный и количественный состав загрязняющих веществ в окружающей среде (в воздухе, почве, воде). Оценка устойчивости природных экосистем к различным видам загрязнений проводится методом биоиндикации. Биоиндикация - это обнаружение и определение антропогенных нагрузок по реакциям на них живых организмов и их сообществ. Позволяет выявить экологические нарушения еще при таких уровнях загрязнения, которые не представляют опасности для населения, проживающего на окружающей территории.

Данные, полученные всеми перечисленными системами и методами мониторинга, используются для моделирования процессов в окружающей среде, составления научных прогнозов. На основе прогнозов вырабатываются практические рекомендации по совершенствованию охраны природы.

Вопрос2. Экологический мониторинг атмосферного воздуха. Категория постов наблюдения. Программы наблюдения. Одним из важнейших объектов мониторинга окружающей среды является атмосферный воздух [3, 14]. Устойчивость биосферы зависит от его чистоты, потому как трансграничные переносы газообразных веществ касаются жителей всей планеты. Загрязнение воздуха отрицательно влияет на растения, животных, людей, строения, различные материалы.

Под качеством атмосферного воздуха понимают совокупность свойств атмосферы, определяющую степень воздействия физических, химических и биологических факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы, конструкции и окружающую среду в целом.

Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на специальных постах. Постом наблюдения называется место, на котором размещают специально оборудованный павильон или автомобиль. Существуют посты наблюдений трех видов: стационарные, маршрутные и передвижные. Стационарный пост используется для постоянного наблюдения за концентрацией загрязняющих веществ (ЗВ) или для постоянного отбора проб воздуха с их последующим анализом в специальной лаборатории. Стационарные посты оборудованы павильонами, которые устанавливают в заранее выбранных местах. Они используются для долговременного наблюдения за содержание основных ЗВ в атмосфере. Число стационарных постов определяется численностью населения города, его площадью, рельефом местности, развитостью промышленности и расположением мест отдыха. В зависимости от численности населения, устанавливается: 1 пост – до 50 тыс. жителей; 2 поста – 50–100 тыс.; 2–3 поста – 100–200 тыс.; 3–5 постов – 200–500 тыс.; 5–10 постов – более 500 тыс.; 10–20 постов – более 1 млн. жителей. Маршрутный пост организуется для регулярного сбора проб, когда нецелесообразно устанавливать стационарный пост. Он устанавливается, когда нужно детально исследовать состояние воздуха в отдельных районах, например в новостройках. Наблюдения на маршрутных постах осуществляются с помощью передвижной лаборатории, которая имеет все необходимое оборудование и приборы. Маршрутные посты также устанавливают в заранее выбранных местах. Одна машина за рабочий день может произвести замеры в 4-5 точках. Порядок объезда передвижной лаборатории маршрутных постов должен быть всегда одним и тем же, чтобы получать достоверную информацию о концентрации ЗВ с одних и тех же постов в одно и то же время. Передвижной (подфакельный) пост располагается под дымовым или газовым факелом предприятия, чтобы контролировать зону его воздействия как источника промышленных выбросов. Работа на подфакельных постах также выполняется с помощью специально оборудованных передвижных лабораторий. Передвижные посты – это точки, расположенные на определенных расстояниях от источника загрязнения в направлении факела выбросов. При подфакельных наблюдениях места сбора проб определяется таким образом, чтобы учесть наибольшее загрязнение на расстояниях 0,5; 1; 2; 3,..., 10 км от источника загрязнения и границы санитарно-защитной зоны.

Какие существуют программы наблюдений? На всех постах постоянное слежение за качеством воздуха осуществляется по одной из четырех программ: полной, неполной, сокращенной и суточной. Полная программа наблюдений служит для того, чтобы иметь информацию о разовых и среднесуточных концентрациях ЗВ. Наблюдения ведутся ежедневно с применением автоматических устройств регистрации или 4 раза в сутки через равные промежутки времени, в этом случае пробы отбираются в 1, 7, 13 и 19 часов по местному времени. При выполнении неполной программы отбор проб проводится в 7, 13 и 19 часов местного времени для того, чтобы получить информацию о разовом содержании ЗВ в воздухе. По сокращенной программе с той же целью пробы собираются дважды в день в 7 и 13 часов. Программа суточного отбора проб предназначена для того, чтобы получить данные о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе выполняются круглосуточно. Это не дает возможности получить разовые значения концентрации ЗВ. Однако все четыре типа программ позволяют получить среднемесячные и среднегодовые значения. В нашей стране работает автоматизированная система наблюдений и контроля окружающей среды (АНКОС-АГ). Она была разработана для автоматизированного сбора, обработки и передачи полученной информации о степени загрязнения воздуха. АНКОС-АГ поставляет непрерывную информацию о ЗВ и метеорологической обстановке в больших городах и промышленных зонах. На основе этой системы осуществлены технические возможности определения, передачи и хранения информации о загрязнении атмосферного воздуха. Кроме вспомогательного оборудования, АНКОС-АГ включает газоанализаторы оксида углерода, оксида, диоксида и суммы оксидов азота, диоксида серы, озона, суммы углеводородов без метана. Всю полученную информацию обрабатывает компьютер. Существует постоянная связь между автоматизированной системой наблюдения и контроля и Центром обработки информации.