Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы инженерно-экологических изысканий. Учебное пособие
.pdf
личины геохимического фона и выделении геохимических аномалий.
В число пар контрольных проб, по которым производится подсчет погрешностей, включают лишь те, где хотя бы по одной пробе из двух обнаружена измеряемая концентрация искомого элемента. Если при этом
в другой (основной или контрольной) пробе элемент не обнаружен, ей
приписывают концентрацию, равную половине порога чувствительности анализа. Работы, признанные браком, подлежат переделке, а результаты повторных наблюдений подвергают контролю на общих основаниях. Оценки погрешностей учитываются при анализе геохимической информации и истинности выводов.
4.3. Аналитические работы
4.3.1. Общие положения
Аналитические работы при эколого-геохимических исследованиях
выполняются в полевых и стационарных лабораторных условиях методами, изложенными в соответствующих нормативных документах. Для
всех геоэкологических объектов (воздух, вода, порода, почва, торф,
донные отложения, растения) алгоритм и требования к получению результатов анализа состава и свойств объекта одинаков. Методы анализа
геоэкологических объектов отличаются специфической подготовкой
пробы объекта: например, водная или иная вытяжка из почв, озоление
растений и т. д. Детально по методам анализа конкретного объекта следует смотреть в специальной литературе [76].
Аналитические работы, как правило, включают: 1) обязательный
(опорный) комплекс химических элементов и их соединений, определяемых во всем массиве проб, отобранных из всех компонентов природной среды (почвы, донные отложения, воды и т. д.); 2) специальные ана-
литические определения, которые проводят либо по пробам определенных компонентов природной среды, либо для решения конкретных задач, обоснованных на подготовительном этапе исследований с учетом
специфики геологических, минерагенических, природных или хозяйственных условий конкретных районов.
Необходимыми этапами обеспечения качества результатов ана-
лиза в лаборатории являются: 1) своевременная поверка (калибровка)
средств измерений (СИ); 2) соблюдение правил хранения и сроков годности экземпляров стандартных образцов (СО); 3) соблюдение условий
и сроков хранения реактивов, материалов, растворов; 4) контроль качества дистиллированной воды; 5) контроль стабильности градуировочной характеристики; 6) соблюдение условий и правил отбора проб, их
доставки и хранения.
61
Внутренний контроль качества результатов анализа проводят для
МВИ с установленными показателями качества, регламентированных
НД и допущенных к применению в установленном порядке. Проведение
внутреннего контроля и расчет его нормативов основаны на использовании показателей качества методик анализа (или показателей качества
результатов анализа, обеспечиваемых в лаборатории при реализации
методик анализа). Элементами системы внутреннего контроля являются: 1) контроль качества холостых проб; 2) оперативный контроль процедуры анализа; 3) контроль стабильности результатов анализа.
Оперативный контроль процедуры анализа проводит исполнитель
анализа с целью проверки готовности лаборатории к проведению анализа рабочих проб или оперативной оценки качества результатов анализа
каждой серии рабочих проб, полученных совместно с результатами контрольных измерений. Оперативный контроль процедуры анализа проводят: 1) при внедрении методики анализа; 2) при появлении факторов,
которые могут повлиять на стабильность процесса анализа (смена партии реактивов, использование средств измерений после ремонта и т. д.);
3) с каждой серией рабочих проб; максимальная серия 15 проб.
Все виды внутреннего контроля проводят на основе информации,
получаемой в процессе контрольных измерений, выполняемых с использованием средств контроля. Выводы о качестве результатов анализа, выполняемых в лаборатории, делают на основе выводов о качестве
результатов контрольных измерений. Достоверность выводов о качестве
результатов анализа зависит от реализуемой формы контроля стабильности результатов анализа, используемого числа контрольных процедур, частоты их проведения. Выбор алгоритма проведения отдельно
взятой контрольной процедуры определяется: 1) контролируемой характеристикой качества результатов анализа (повторяемость, внутри лабораторная прецизионность, погрешность); 2) наличием средств контроля; 3) спецификой метода анализа и определяемого компонента.
В процессе выполнения отдельно взятой контрольной процедуры
предусматривают: 1) при контроле повторяемости – выполнение n параллельных определений одной пробы; 2) при контроле внутри лабораторной прецизионности – выполнение первичного и повторного кон-
трольных измерений одной и той же пробы в условиях внутри лабораторной прецизионности; 3) при контроле погрешности результатов
анализа – выполнение контрольных измерений с использованием тех
или иных средств контроля [79].
62
4.3.2. Методы анализа геохимических проб
Анализ гидрогеохимических проб требует учета специфических
особенностей поведения элементов в водных растворах. Анализ водных
проб включает обнаружение газов, макро- и микрокомпонентов, образующих истинные и коллоидные растворы. В зависимости от поставленной задачи и условий выполнения анализы вод делятся на полевые
(сокращенные) и полные [79].
При полевых анализах необходимо определить химический тип вод.
Для этого достаточно иметь сведения о физических свойствах исследуемой воды, водородном показателе (рН) и содержании основных макрокомпонентов, к которым относятся СО2 (свободный), H2S, О2, НСО
Сl–, SО
2–
4
, NO
–
, NH
3
+
, K+, Na+, Ca2+, Mg2+. Для определения макроком-
4
–
3
понентов изготовляют специальные полевые гидрохимические лаборатории. Общий анализ воды, особенно содержание быстроменяющихся
компонентов (рН, НСО
+
NH
), рекомендуется делать с помощью полевой лаборатории. Это ка-
4
–
, СО
3
2–
3
, СО
, Fe2+, Fe3+, Fe
2 своб.
общ.
, NO
–
, NO
2
–
3
сается также и других экспресс-анализов, если они необходимы и входят в комплект полевой лаборатории – F–, Na, Eh, электропроводность
(χ), температура). Значения рН и Eh устанавливают потенциометрическим методом с помощью переносных приборов рН-метра и Eh-метра.
Для определения рН воды часто в полевых условиях используют индикаторную универсальную бумагу. Погрешность результатов анализа
проб вод в полевых условиях составляет 10 или 30 % в зависимости от
диапазона определяемых содержаний компонентов вод [79].
При эколого-геохимических исследованиях для установления содержаний элементов (их соединений) применяются следующие наиболее распространенные методы анализа: атомно-эмиссионный спектральный; атомно-абсорбционный спектральный анализ; колориметрический, электрохимические и титриметрические методы анализов, весовой, радиометрический; рентгеноспектральный. Кроме того, в отдельных случаях могут оказаться полезными методы определения свойств
различных минералов (декрепитация, ТЭДС сульфидных минералов и др.).
Компоненты природной геологической среды принято анализировать
химическими, физико-химическими, физическими и микробиологическими методами. Известные методы анализа делятся на четыре класса и
ряд подклассов (табл. 4.3.2.1). Более подробно с методами анализа можно ознакомиться в литературе [79].
,
,
63
Классификация методов анализа вод [79]
Классы методов
анализа
Подклассы методов
анализа
Методы анализа
Химический
Объемный (титриметрический)
Физико-химические
Оптические,
спектрометрические
Атомно-эмиссионная спектрометрия
Атомно-абсорбционная спектрометрия
Молекулярный абсорбционный анализ
Нейтронно-активационный
анализ
Масс-спектрометрия
Электрохимические
Потенциометрия
Кондуктометрия
Полярография, инверсионная
вольт-амперометрия
Хроматографические
Газовая хроматография
Ионо-обменная хроматография
Хромато-масс-спектрометрия
Физические
Гравиметрия
Весовой
Радиометрия
Измерение α-, β-, γ-излучения
Микробиологические
Таблица 4.3.2.1
может входить [104]: 1) сбор и систематизация ретроспективных эколого-геохимических данных удовлетворительного качества; 2) системати-
зация и оценка качества вновь полученных аналитических данных, повторные и контрольные анализы; 3) подготовка и ввод аналитических
данных в полистный аналитический блок банка данных и компьютерная
обработка геохимической информации по комплексу прикладных программ; 4) анализ полевой документации; 5) корректировка и создание
цифровых вспомогательных карт с учетом результатов полевых исследований; 6) создание и анализ цифровых многоэлементных и полиэлементных геохимических карт по опробованным компонентам природной среды, увязка результатов компьютерной обработки аналитических
данных с имеющимися картами; 7) составление выборок по фоновым
участкам природной среды, расчет параметров фоновых распределений;
8) составление выборок по ландшафтным таксонам, геологическим
комплексам, предварительная оценка их геохимической специализации,
4.4. Камеральные работы
В зависимости от задач исследований в состав камеральных работ
64
выявление недостаточно геохимически охарактеризованных ландшафтов; 9) выявление моноэлементных и полиэлементных геохимических
аномалий по опробованным компонентам природной среды, составление цифровой карты эколого-геохимических аномалий, расчет характеристик геохимических аномалий; 10) интерпретация генезиса выявленных геохимических аномалий с разделением их на природные, техногенные, смешанного и неопределенного генезиса; 11) выделение участков и выбор проб на повторные (контрольные) и специальные методы
анализов; 12) уточнение характеристик ландшафтов и геохимических
полей, генезиса выявленных геохимических аномалий с учетом данных
контрольных и специальных анализов; 13) составление цифровых предварительных вариантов итоговых карт: ландшафтно-геохимической,
геохимической специализации, эколого-геохимической и агрогеохимической и т. д.; 14) корректировка границ ландшафтно-геохимической
карты; 15) оценка площадей загрязнения территории токсичными химических элементов, обоснование их связи с источниками загрязнения;
16) оценка уровня плодородия и степени загрязнения с/х почв токсичными химическими элементами; 17) составление кадастров данных;
18) уточнение легенд базовых и итоговых геохимических карт; 19) составление окончательного комплекта цифровых итоговых карт; 20) составление объяснительной записки к комплекту карт.
Заключительным этапом эколого-геохимических исследований является разработка отчета или раздела, который, как правило, должен
удовлетворять требованиям [104, 93] и содержать следующие разделы и
сведения: 1) введение; 2) изученность; 3) методы и методика исследований (полевых, лабораторных, камеральных); 4) характеристика природных и техногенных условий; 5) результаты исследований; 6) основные
выводы (заключение).
Задания для самоконтроля к разделу 4
1. Назовите цель и основные задачи эколого-геохимических исследований.
2. Назовите основные этапы эколого-геохимических исследований.
3. Охарактеризуйте примерный состав камеральных работ при проведении
эколого-геохимических исследований.
4. Перечислите документы, обычно подготавливаемые по результатам эко-
лого-геохимических исследований.
5. Опишите состав и содержание отчета о выполненных эколого-
геохимических исследованиях.
6. Состав подготовительных работ в эколого-геохимических исследованиях.
7. Состав материалов, подлежащих сбору и анализу на подготовительном
этапе исследований.
65
8. Содержание анализа эколого-геохимической изученности и условия, при
которых эта изученность может быть признана удовлетворительной.
9. Укажите цель и примерный состав полевых работ при проведении эко-
лого-геохимических исследований.
10. Охарактеризуйте основные этапы отбора и подготовки проб минераль-
ных почв.
11. Охарактеризуйте основные этапы отбора и подготовки проб торфов.
12. Охарактеризуйте основные этапы отбора и подготовки проб донных от-
ложений.
13. Охарактеризуйте основные этапы отбора и подготовки проб вод.
14. Охарактеризуйте основные этапы отбора и подготовки проб раститель-
ности.
15. Укажите рекомендуемый объем контрольных проб. Напишите и объяс-
ните формулу для определения систематической погрешности определе-
ния содержания химических элементов в литохимических пробах.
16. Охарактеризуйте состав полевых камеральных работ при проведении
эколого-геохимических исследований.
17. Укажите факторы, определяющие качество геохимических данных на
этапе пробоотбора.
Вопросы для самостоятельного изучения к разделу 4
1. Назовите условия получения качественных результатов.
2. Перечислите условия обеспечения качества геохимической информации.
3. Дайте определение понятий «средство измерений», «чувствительность
средства измерений», «разрешение средства измерений», «стандартный
образец».
4. Дайте определение понятий «результат измерений», «сходимость ре-
зультатов измерений», «воспроизводство результатов измерений», «точ-
ность результатов измерений», «правильность результатов измерений»,
«прецизионность результатов измерений».
5. Дайте определение понятий «погрешность результата измерений» и «до-
верительные границы погрешностей», перечислите виды погрешностей
результатов измерений.
66
Заключение
В настоящее время повсеместно ведется строительство новых, реконструкция существующих объектов различного назначения. Человечеством осваиваются все новые территории, в том числе те, на которых
раньше строительство было невозможно, в основном из-за уровня развития науки и техники, существующих методов и подходов в строительстве.
Любое строительство неизбежно влечет за собой вмешательство в
окружающую природную среду. Этому вопросу стали уделять большое
внимание. Инженерно-экологические изыскания стали обязательными
при любом виде строительства на различных его стадиях, что обеспечи-
вает изучение природных условий и факторов техногенного воздействия в целях рационального и безопасного использования территорий и
земельных участков в их пределах.
В рамках данного учебного пособия рассматриваются основы инженерно-экологических изысканий. Пособие содержит анализ места
инженерно-экологических изысканий в общей структуре инвестиционного цикла, теоретические основы инженерно-экологических изысканий, их цель, задачи, методы и состав.
Учебное пособие «Основы инженерно-экологических изысканий»
разработано на основе базовых нормативных документов [101, 93, 36,
111], подготовленных авторами ранее учебных пособий [78, 79, 82].
67
Список литературы
1. Алекин О.А. Основы гидрохимии / О.А. Алекин. – Ленинград :
Гидрометеоиздат, 1970. – 444 с.
2. Бабиков Б.В. Гидротехнические мелиорации : учебник / Б.В. Баби-
ков. – Санкт-Петербург : Лань, 2005. – 304 с.
3. Экологическая гидрогеология : учебник / А.П. Белоусова, И.К. Га-
вич, А.Б. Лисенков и др. – Москва : Академкнига, 2006. – 397 с.
4. Беручашвили Н.Л. Геофизика ландшафта : учебное пособие /
Н.Л. Беручашвили. – Москва : Высшая школа, 1990. – 287 с.
5. Близняк Е.В. Гидротехниченские изыскания : учебник / Е.В. Близ-
няк. – Москва : Госиздат лит. по строит. и архитект., 1956. – 268 с.
6. Васильев А.В. Водно-технические изыскания : учебник / А.В. Ва-
сильев, С.В. Шмидт. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1987. – 358 с.
7. Вернадский В.И. Проблемы биогеохимии. II. О коренном матери-
ально-энергетическом отличии живых и косных естественных тел
биосферы / В.И. Вернадский. – Ленинград : АН СССР, 1939. – 34 с.
8. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окру-
жения / В.И. Вернадский. – Москва : АН СССР, 1965. – 328 с.
9. Российская Федерация. Законы. Водный кодекс Российской Феде-
рации : федер. закон от 03.06.2006 № 74-ФЗ. – Москва : М-во юс-
тиции Рос. Федерации. – 54 с.
10. Справочник по охране геологической среды. Том 1 /
Г.В. Войткевич, И.В. Голиков-Заволженский, В.И. Коробкин и др. –
Ростов-на-Дону : Феникс, 1996. – 448 с.
11. Водоотведение / Ю.В. Воронов, Е.В. Алексеев, В.П. Саломеев
и др. – Москва : Инфра-М, 2007. – 415 с.
12. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды / под
ред. Т.В. Гусевой. – Москва : ФОРУМ: Инфра-М, 2007. – 192 с.
13. Гирусов Э.В. Экология и экономика природопользования / Э.В. Ги-
русов, С.Н. Бобылев, А.Л. Новоселов, Н.В. Чепурных. – Москва :
Закон и право, 1998. – 455 с.
14. Голованов А.И. Введение в природообустройство : учебное посо-
бие / А.И. Голованов. – Москва : МГУП, 1998. – 22 с.
15. Природообустройство : учебник / А.И. Голованов, Ф.М. Зимин,
Д.В. Козлов и др. – Москва : Колосс, 2008. – 552 с.
16. Ландшафтоведение / А.И. Голованов, Е.С. Кожанов, Ю.И. Суха-
рев. – Москва : КолосС, 2007. – 216 с.
17. ГОСТ 17.1.1.02–77. Охрана природы. Гидросфера. Классификация
водных объектов. – Москва : Издательство стандартов, 1992. – 20 с.
68
18. ГОСТ 17.1.2.04–77. Показатели состояния и правила таксации ры-
бохозяйственных водных объектов. – Москва : Издательство стан-
дартов, 1977. – 17 с.
19. ГОСТ 17.1.3.07–82. Охрана природы. Гидросфера. Правила кон-
троля качества воды водоемов и водотоков. – Москва : Издатель-
ство стандартов, 1982. – 10 с.
20. ГОСТ 17.1.3.08–82. Охрана природы. Гидросфера. Правила кон-
троля качества морских вод. – Москва : Издательство стандартов,
1982. – 6 с.
21. ГОСТ 17.1.5.01–80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требова-
ния к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа
на загрязнение. – Москва : Издательство стандартов, 2002. – 7 с.
22. ГОСТ 17.1.5.02–80. Охрана природы. Гидросфера. Гигиенические
требования к зонам рекреации водных объектов. – Москва : Изда-
тельство стандартов, 2000. – 6 с.
23. ГОСТ 17.1.5.05–85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требова-
ния к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосфер-
ных осадков. – Москва : Госстандарт СССР, 1986. – 12 с.
24. ГОСТ 17.2.4.05–83. Охрана природы. Атмосфера. Гравиметриче-
ский метод определения взвешенных частиц пыли. – Москва : Из-
дательство стандартов, 1984. – 4 с.
25. ГОСТ 17.4.3.01–83. Почвы. Основные требования к отбору проб. –
Москва : Издательство стандартов, 2004. – 4 с.
26. ГОСТ 17.4.4.02–84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и
подготовки проб для химического, бактериологического и гель-
минтологического определения. – Москва : Стандартинформ,
2008. – 8 с.
27. ГОСТ 17.5.1.01–83. Охрана природы. Рекультивация земель. Тер-
мины и определения. – Москва : Издательство стандартов, 2002. –
8 с.
28. ГОСТ 17.8.1.01–86. Охрана природы. Ландшафты. Термины и
определения. – Москва : Издательство стандартов, 1986. – 6 с.
29. ГОСТ 17.8.1.02–88. Охрана природы. Ландшафты. Классификаци. –
Москва : Издательство стандартов, 1988. – 5 с.
30. ГОСТ 17644–83. Торф. Методы отбора проб из залежи и обработки
их для лабораторных испытаний. – Москва : Издательство стандар-
тов, 1983. – 5 с.
31. ГОСТ 19179–73. Гидрология суши. Термины и определения. –
Москва : Издательство стандартов, 1988. – 47 с.
69
32. ГОСТ 21.001–2013. Межгосударственный стандарт. Система про-
ектной документации для строительства. – Москва : Стандартин-
форм, 2014. – 7 с.
33. ГОСТ 2761–84. Источники централизованного хозяйственно-
питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования
и правила выбора. – Москва : Стандартинформ, 2010. – 12 с.
34. ГОСТ 27065–86. Качество вод. Термины и определения. – Москва :
Издательство стандартов, 2001. – 18 с.
35. ГОСТ Р 51592–2000. Вода. Общие требования к отбору проб. –
Москва : Госстандарт РФ. – 31 с.
36. Российская Федерация. Законы. Градостроительный кодекс Рос-
сийской Федерации : федер. закон от 29.12.2004 № 190-ФЗ. –
Москва : М-во юстиции Рос. Федерации, 2012. – 189 с.
37. Российская Федерация. Законы. Гражданский кодекс Российской
Федерации : федер. закон от 30.11.2004 № 51-ФЗ // Официальный
интернет-портал правовой информации. – Режим доступа:
http://pravo.gov.ru/proxy/ips/?docbody=&nd=102033239&intelsearch=
51-%D4%C7 (дата обращения: 19.01.2018).
38. Дьяконов К.Н. Мелиоративная география / К.Н. Дьяконов,
В.С. Аношко. – Москва : МГУ, 1995. – 254 с.
39. Дьяконов К.Н. Экологическое проектирование и экспертиза : учеб-
ник / К.Н. Дьяконов, А.В. Дончева. – Москва : Аспект Пресс,
2002. – 384 с.
40. Российская Федерация. Законы. Земельный кодекс Российской :
федер. закон от 25.10.2001 № 136-ФЗ. – Москва : М-во юстиции
Рос. Федерации, 2012. – 113 с.
41. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных место-
рождений. – Москва : Недра, 1983. – 191 с.
42. Конституция Российской Федерации // Российская газета. – 2008. –
№ 267. – 48 с.
43. Кривошеин Д.А. Инженерная защита поверхностных вод от про-
мышленных стоков / Д.А. Кривошеин, П.П. Кукин, В.Л. Лапин и
др. – Москва : Высшая школа, 2003. – 344 с.
44. Лаптев И.П. Теоретические основы охраны природы / И.П. Лаптев. –
Томск : Изд-во ТГУ, 1975. – 277 с.
45. Лебедева А.Н. Природоохранное законодательство развитых стран.
Аналитический обзор. В 3-х частях. Часть 1. Право и система
управления / А.Н. Лебедева, О.Л. Лаврик. – Новосибирск: СО РАН.
ГПНТБ, 1994. – 144 с.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]