Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Ekologichesky_monitoring.doc
Скачиваний:
450
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
790.53 Кб
Скачать

кристаллогидраты, а также частично и окклюдирован­ная вода. С другой стороны, при выпаривании и высушивании удаляются все летучие с водяным паром органические вещества, растворенные газы, а также СО2 из гидрокарбонатов, которые при этом превратятся в карбонаты.

Если остаток высушивали при 178-182°С, то окклюдиро­ванная вода будет удалена полностью. Кристаллизационная во­да также удалится, но некоторое количество может остаться,

особенно когда в пробе присутствуют сульфаты. Гидрокарбонаты превратятся в карбонаты, но последние могут частично разложиться с образованием оксидов или оксисолей. Может произойти незначительная потеря нитратов. Органические вещества теряются в большей мере, чем в первом случае.

Высушивание при 178-182°С следует предпочесть при анализе вод, содержащих преимущественно неорганические соли, так как тогда получаемый результат приближается в большей мере к сумме результатов отдельных определений катионов и анионов в пробе.

24. Почва как объект анализа. Источники загрязнения почв. Критерии и показатели качества почв.

Почва и грунты представляют собой среду для производ­ства продовольственных продуктов и предметов одежды, а так­же являются источником питьевой воды. Помимо этого, земля - это та среда, где нам суждено жить. Именно поэтому чистая земля - чистая почва и грунт - так важна для человеческого здоровья.

Почва постоянно находится под воздействием деятельности человека, представленной в форме с/х производства, промышленности, добычи различных минералов, мусорных свалок, накапливания загрязняющих веществ образующихся первично в атмосферных выбросах при производстве тепла и энергии, промышленной деятельности, транспортного движения, сжигания мусора и т.п. Ухудшение качества почвы или загрязнение ее химическими веществами, вредными для человеческого здоровья, может произойти в результате воздействия любого из перечисленных видов человеческой деятельности.

Помимо необдуманного обращения с почвой (использование пестицидов и размещение отходов на свалках) отмечается воздействие, главным образом, как нежелательный результат осуществления широкого диапазона деятельности, включая и выбросы и утечки химических веществ, а также накопление растущего числа загрязнителей, образующихся и распространяющихся в атмосферном воздухе.

Почва – богатейший естественный ресурс любой страны

ммоль-экв/л). Же­сткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным ко­лебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья.

Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая действие на ор­ганы пищеварения. Величина общей жесткости в питьевой воде не должна превышать 10,0 ммоль-экв/л. Жесткость воды выра­жается числом ммоль-экв кальция и магния в 1 л воды.

Общая жесткость определяется методом комплексонометрического титрования. Комплексонометрическое титрование основано на образовании комплексных соединений металлоионов с неорганическими и органическими лигандами. Наиболь­шее распространение получило комплексонометрическое титро­вание, в котором используют специальные реагенты - комплек­сны - производные аминополикарбоновых кислот. Чаще всего в качестве титранта применяют комплексон III - динатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты Na2H2Y - ЭДТА (трилон Б). Схематически образование комплексного соединения можно представить следующим образом Me2+ + H2Y2- = MeY2 + 2H+; Me3+ + H2Y2- = MeY- + 2H+; Me4+ + H2Y2 =MeY + 2H+.

Эти уравнения показывают, что один атом металла, неза­висимо от его валентности, связывает одну молекулу комплек­сна. Титрование комплексоном III должно проводиться при опреде-

Существует несколько методов утилизации обезвоженного осадка:

  1. захоронение в специальных местах, при этом осадок не должен проникать в грунтовые воды;

  2. компостирование вместе с твердыми бытовыми отходами;

  3. сжигание (недостаток этого метода - загрязнение атмосферы);

  4. использование в качестве удобрений (недостаток метода - остается проблема тяжелых металлов).

Таким образом, проблема очистки сточных вод порождает, в свою очередь, новые проблемы, образуя замкнутый круг. Альтернатив этому, к сожалению, не так уж и много. Помимо внедрения новых технологий производства, не загрязняющих воду, необходимо совершенствовать методы, исключающие сброс промышленных стоков в реки и озера; совершенствовать очистку сточных вод, решая проблему утилизации побочных продуктов.

Большую опасность представляют загрязнения вод радиоактивными веществами. Масштабы загрязнения рек, озер принимают такие размеры, что последние теряют способность к самоочищению. Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Объясняется это следующими причинами:

  • процессы регенерации и самоочищения протекают в водной среде медленнее, чем в воздухе;

  • источники загрязнения водоемов более разнообразны;

естественные процессы, осуществляемые в водной среде, подвергающейся загрязнению, более чувствительны

  • образуются тепловые барьеры на путях миграций рыбы;

  • уменьшается видовое разнообразие.

Специалисты установили: чтобы не допускать необратимых нарушений экологического равновесия, температура воды в водоеме летом в результате спуска загрязненных вод не должна повышаться более чем на 3°С по сравнению со среднемесячной температурой самого жаркого года за последние 10 лет.

2. Органолептические показатели. К органолептическим показателям относят цветность, мутность, запах, вкус и привкус, пенистость. Международные стандарты ИСО 6658 и другие устанав­ливают специальные требования к дегустаторам и методам про­ведения дегустации. Например, установлены три квалификаци­онных уровня дегустаторов: консультант, квалификационный консультант и эксперт. Перед исследованием запаха и вкуса проводят предварительные испытания образца, свободного от посторонних запаха или привкуса, и такой образец шифрован­ным образцом включается в серию анализируемых проб.

Цветность - естественное свойство природной воды, обусловленное присутствием гуминовых веществ и комплекс­ных соединений железа. Цветность воды может определяться свойствами и структурой дна водоема, характером водной рас­тительности, прилегающих к водоему почв,

характеру подразделяют на две группы, описывая его субъективно по своим ощущениям :

  • естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности): землистый, гнилостный, плесневый, травянистый и т.д.

  • искусственного происхождения. Такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды: нефтепродуктов, уксусный, фенольный и т.д.

Интенсивность запаха оценивают по 5-балльной шкале (ГОСТ 3351). Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

Интенс-тьЗапаха

Характер проявления

запаха

Оценка

интенс-ти

нет

Запах не ощущается

0

очень

слабая

Запах сразу не ощущается, но обнаруживается при тщательном исследовании

1

слабая

Запах замечается, если обратить на это внимание

2

заметная

Запах легко замечается и вызывает неодобрительные отзывы о воде

3

отчетливая

Запах обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья

4

Очень

сильная

Запах настолько сильный, что делает воду непригодной к употреблению

5

нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения. Мутность воды обусловливает и некоторые другие характеристики воды:

  • Наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим (мм).

  • Взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно мало информативен и имеет значение главным образом для сточных вод.

  • Прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который на белой бумаге можно различать стандартный шрифт.

Мутность определяют фотометрически либо визуально - по степени мутности столба высотой 10-12см. В последнем случае пробу описывают качественно следующим образом: прозрачная, слабо опалесцирующая, опалесцирующая, слабо мутная, мутная, очень мутная (ГОСТ 1030).

Пенистостью считается способность воды сохранять искусственно созданную пену. Данный показатель может быть использован для качественной оценки присутствие таких веществ, как поверхностно-активные вещества природного и искусственного происхождения. Пенистость определяют в основном при анализе сточных и загрязненных природных вод. Проба положительна, если пена сохраняется больше 1 мин (рН 6,5 -8,5).

3. Водородный показатель. Для всего живого в воде минимально возможная величина рН=5, дождь, имеющий рН<5,5, считается кислотным. В питьевой

из приведенных выше опреде­ляются по фенолфталеину, второй - по метилоранжу.

Щелоч­ность природных вод в силу их контакта с атмосферным возду­хом и известняками обусловлена главным образом содержанием в них гидрокарбонатов и карбонатов, которые вносят значи­тельный вклад в минерализацию воды. Соединения первой группы могут содержаться также в сточных и загрязненных поверхностных водах.

Аналогично ще­лочности, иногда, главным образом при анализе сточных и тех­нологических вод, определяют кислотность воды. Кислотность воды обусловлена содержанием в воде ве­ществ, реагирующих с гидроксоанионами. К таким соединениям относятся:

  1. Сильные кислоты: соляная (НСl), азотная (HNO3), серная (H2SO4).

  2. Слабые кислоты: уксусная (СН3СООН), сернистая (H2SO3), угольная (H2CO3), сероводородная (H2S) и др.

  3. Катионы слабых оснований: аммоний (NH4+), катио­ны органических аммонийных соединений.

Кислотность пробы воды измеряется в моль-экв/л или ммоль-экв/л и определяется количеством сильной щелочи (обычно использут растворы КОН или NaOH с концентрацией 0,05 или 0,1 моль-экв/л), израсходованной на нейтрализацию раствора. Аналогично показателю щелочности различают сво­бодную и общую кислотность.

перехо­дят в карбонаты, которые выпадают в осадок, карбонатную же­сткость называют временной или устранимой. Остающаяся по­сле кипячения жесткость называется постоянной. Результаты определения жесткости обычно выражают в ммоль-экв/л.

В естественных условиях ионы кальция, магния и других щелочноземельных металлов, обусловливающих жесткость, по­ступают в воду в результате взаимодействия растворенного ди­оксида углерода с карбонатными минералами и других процес­сов растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов являются также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в дон­ных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Жесткость воды колеблется в широких пределах. Вода с жесткостью менее 4 ммоль-экв/л считается мягкой, от 4 до 8 ммоль-экв/л - средней жесткости, от 8 до 12 ммоль-экв/л - жест­кой и выше 12 ммоль-экв/л - очень жесткой. Общая жесткость колеблется от единиц до десятков, иногда сотен ммоль-экв/л, причем карбонатная жесткость составляет до 70-80% от общей жесткости. Обычно преобладает жесткость, обусловленная ио­нами кальция (до 70%); однако в отдельных случаях магниевая жесткость может достигать 50-60%. Жесткость морской воды и океанов значительно выше (десятки и сотни

м

ленном рН раствора, т.к. от этого зависит устойчи­вость комплекса, а также изменение окраски индикатора. Необ­ходимое значение рН среды создают прибавлением буферных растворов. Для индикации конечной точки титрования в методе комплексонометрии применяют металлохромные индикаторы (эриохром черный Т, мурексид, ксиленоловый оранжевый и др.). Эти индикаторы образуют с ионами металлов комплексы, менее устойчивые, чем комплекс иона металла с ЭДТА. Поэтому в конце титрования комплексон III вытесняет индикатор из его комплекса с металлом (металл связывается в более устойчивый комплекс с ЭДТА). Окраска при этом изменяется, раствор ок­рашивается в цвет, характерный для индикатора при данном рН раствора.

6. Сухой остаток - это масса остатка, получаемого выпари­ванием профильтрованной пробы воды, и высушенная при 103-105°С или 178-182°С.

Величина эта должна выражать суммарное количество растворенных в пробе веществ, неорганических и органических. Получаемые результаты, однако, удовлетворяют этому требова­нию лишь приближенно, при какой бы из указанных двух тем­ператур ни проводилось высушивание остатка.

Если остаток высушивали при 103-105°С, то в нем сохра­нится вся или почти вся кристаллизационная вода солей, обра­зующих

и в первую очередь это мост между живой и неживой природой. В ее состав входят продукты выветривания и распада коренных пород, вода, органические вещества, различные газы. В ней живут тысячи различных микроорганизмов и насекомых, поддерживающих экологическое равновесие ненарушенных почв. Неправильная эксплуатация почвы вызывает ее безвозвратное уничтожение, обусловленное горно-промышленными разработками, засолением, загрязнением промышленными отходами и, наконец, эрозией. Естественная почвенная эрозия протекает медленно, однако под влиянием хозяйственной деятельности эрозия почвы многократно усиливается. В результате эрозии за 100 лет потеряно 27% земель сельскохозяйственного использования. Разрушению почвы способствует вырубка лесов.

Наиболее распространенной является водная эрозия, которая наносит огромный ущерб экономике. Это форма эрозии типична для тех районов, где практикуются неправильные методы обработки земли. Ежегодный смыв почвы на земном шаре достигает 25 млрд т. Эта почва попадает в реки, а затем в океаны. Снижение продуктивности сельскохозяйственных угодий и накопление осадочного материала в низовьях рек приводит к осложнению судоходства, наводнениям, заливанию водохранилищ. Серьезной причиной эрозии почв могут быть ливневые потоки, сильные ветры, продолжительные засухи, которые, однако, не являются главной опасностью. Эрозия возникает, как правило, вследствие внедрения систем сельскохозяйственного

производства, разработанных без учета подверженности почв смыву или дефляции. Поэтому проблема охраны почв от эрозии тесно связана с задачами преодоления отсталости в земледелии.

Источники загрязнения. Почва в отличие от воздуха и воды, наиболее сильно подвергается загрязнению. В почве протекают различные физические, химические и биологические процессы, которые в результате загрязнений нарушаются. Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и вод. В почву попадают твердые и жидкие промышленные, сельскохозяйственные и бытовые отходы. Основными загрязняющими веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.

Промышленная и коммерческая деятельность в течение длительного времени приводит к образованию большого количества загрязненных территорий. Непродуманное обращение с химическими веществами и нефтепродуктами приводит к сбросу и утечке химикатов, а также нефтепродуктов в окружающую почву и грунты.

Большинство загрязненных участков расположены на городских территориях, что создает потенциальную угрозу для местного населения вследствие загрязнения почв и грунтов. Более того, жилые дома, построены на этих территориях во времена, когда еще не существовало серьезных причин для всеобщей обеспокоенности проблемами загрязнения почв, поэтому строительство осуществлялось без соблюдения каких-либо защитных мер против воздействия вредных веществ.

Можно выделить следующие источники загрязнения почв:

поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также проникают в почву.

  • Распространение загрязнения, образованного в воздушной среде.

На качество почв, особенно в городских зонах, оказывают воздействие выбросы в атмосферный воздух от работы транспортных средств, от сжигания отходов и топлива на тепловых и электростанциях. Воздействие загрязнения на состояние воздушного бассейна обусловливается диффузией загрязнителей на обширных территориях городских территорий. Некоторые из этих загрязнителей представляют риск для человеческого здоровья (в частности, для здоровья детей) из-за наличия в них тяжелых металлов (в основном свинца), а также полициклических ароматических углеводородов в поверхностном слое почв. Предполагается, что территория площадью порядка 200 км2 подвержена воздействию загрязнения, аккумулируемого из воздушной среды. Из этой площади, по оценкам, приблизительно 20 км2 используется на социально значимые нужды - для строительства жилья, детских садов и общественных спортивно-развлекательных площадок.

Самоочищения почв практически не происходит, токсические вещества накапливаются, способствуя изменению химического состава почв. Из почвы токсические вещества через продукты питания попадают в организм человека и вызывают раз-личные заболевания. В почвах накапливаются и тяжелые металлы: ртуть, свинец, медь, железо, хром и др. Большое количество отходов образуется при добыче полезных ископаемых. Большое

употребление загрязненной рыбы; через воду для купания; использование текстиля, производимого из с/х сырья (лен и хлопок).

Наиболее серьезные пути внешнего воздействия: попадание почвы в систему пищеварения (дети); кожные контакты с почвой; вдыхание воздушных испарений (испарение во внутренних помещениях); попадание с питьевой водой; употребление сельскохозяйственной продукции с загрязненных почв.

Рассматриваются в первую очередь перечисленные выше пути внешних воздействий, и критерии качества почвы устанавливаются с учетом прямого воздействия почвы (попадание через систему пищеварения и (или) кожные контакты с почвой).

Критерии качества почвы разработаны с учетом воздействия на особо уязвимые и чувствительные группы пользователей земли, а именно для частного садоводства и огородничества, детских садов или спортивно-оздоровительных и игровых площадок. Направленность на защиту малышей обусловлена тем, что дети считаются наиболее уязвимой группой, которая подвержена воздействию почвы (непосредственное попадание почвы в организм, контакты через руки и рот), а также потому, что воздействие некоторых химических загрязнителей может с биологической стороны оказаться более чувствительным, чем на взрослого человека. Расчет критериев качества почвы базируется на стандартных исходных данных. Другим фактором при установлении критериев качества почвы послужила способность к бионакоплению веществ в почве.

уведомление касается мероприятий в отношении таких участков. Вместе с тем, несмотря на показания о наличии небольшого количества загрязнителей в овощах, выращенных на слабо загрязненной почве, даются уведомления и рекомендации о прекращении выращивания овощей на загрязненных участках, потому что почти невозможно выращивать их без наличия участков открытого грунта, который напрямую воздействует на людей, в особенности на детей.

Предельные пороговые значения могут быть использованы только для неподвижных и достаточно стойких химических веществ и определяются только для группы из 10 металлов и полициклических ароматических углеводородов.

Предельная пороговая величина и критерий качества идентичны в тех случаях, где критерий качества был установлен для того, чтобы предотвратить резкое токсическое воздействие. Предельная пороговая величина может быть в десять раз выше, чем критерий качества для тех случаев, где критерий качества почвы установлен для предотвращения токсического хронического воздействия. Основная идея состоит в том, что в целом оповещение общественности и меры снижения риска должны привести в результате к снижению показателя среднего токсического воздействия на детей. Однако эти меры необязательно позволят обеспечить защиту при разовых случаях сильного воздействия почвы при попадании ее в организм через рот. Это означает, что предельная пороговая величина не может быть увеличена по сравнению со значением критерия качества, если за основу для установления критерия качества

Важную роль при анализе почв играют дистанционные методы, позволяющие получать данные по крупномасштабным изменениям. Это методы с использованием космических средств - спутников «Метеор», «Метеор-природа», в США - «Лэндсат». Уже в 70-е годы прошлого века с советского спутника «Метеор» принимались изображения, позволявшие достаточно точно су­дить об изменении состояния пастбищной растительности в республиках Средней Азии. Обширная информация о различных природных ресурсах, процессах, происходящих на поверхности Земли, поступает и с других космических систем. Значимые результаты по оценке антропогенных воздействий получили на основе комплексного использования информации, предоставляемой космическими, наземными системами, аэросъемкой.

К информации, получаемой со спутников и используемой при организации экологического мониторинга, относятся и данные о состоянии лесов, сельскохозяйственных угодий, растительности на суше, фитопланктона на море, земной поверхности, перераспределении водных ресурсов, загрязнении атмосферы, морей и суши. Для получения такой информации, например, спутники системы «Метеор-природа» оборудованы многоспектральными сканерами, спектрометрами и микроволновыми радиометрами, которые способны выделять шлейфы аэрозолей антропогенного происхождения в районе городов и промышленных центров, места загрязнения поверхн-ых

25. Воздух как объект анализа. Источники загрязнения воздуха. Критерии санитарно – гигиенической оценки состояния воздуха. Методы определения загрязняющих веществ в атмосфере. Определение неорганических и органических соединений.

Атмосфера является соствной частью биосферы и представляет собой газообраз. оболочку Земли, вращающуюся вместе с ней как единое целое. Эта оболочка слоиста. Каждый слой имеет свое название и характерные физико-химические особенности. Условно принято атмосферу делить на две большие составные части: верхнюю и нижнюю. Наибольший интерес представляет для нас нижняя часть атмосферы, главным образом тропосфера, поскольку в ней происходят основные метеорологические явления, влияющие на загрязнение атмосферного воздуха.

В тропосфере находится большая часть космической и антропогенной пыли, водяного пара, азота, кислорода и инертных газов. Она практически прозрачна для проходящей через нее коротковолновой солнечной радиации. Вместе с тем содержащиеся в ней водяной пар, углекислота и озон довольно сильно поглощают тепловое излучение нашей планеты, в результате чего тропосфера нагревается. Это нагревание является причиной вертикального перемещения потоков воздуха, конденсации водяного пара, образования облаков и выпадения осадков. Распределение температур в приземном слое атмосферы является важнейшей причиной формирования климата и его характеристик. Состав газов нижней части атмосферы

допустимые концентрации в атмосферном воздухе более чем 500 веществ.

Гигиенические нормативы должны обеспечивать физиологический оптимум для жизни человека, и в связи с этим к качеству атмосферного воздуха у нас в стране предъявляются высокие требования. Ввиду того, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и в зрительном анализаторе, введены значения максимальных разовых предельно допустимых концентраций (ПДКмр) С учетом вероятности длительного воздействия вредных веществ на организм человека введены значения среднесуточных предельно допустимых концентраций (ПДКсс).

Таким образом, для каждого вещества установлены два норматива: максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДКмр) (осредненная за 20-30 мин) с целью предупреждения рефлекторных реакций у человека и среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКсс) с целью предупреждения общетоксического, мутагенного, канцерогенного и другого действия при неограниченно длительном дыхании.

Значения ПДКмр и ПДКсс для наиболее часто встречающихся в атмосферном воздухе примесей приведены в табл. 7. В правой крайней графе таблицы приведены классы опасности веществ. Эти классы разработаны для условий непрерывного вдыхания веществ без изменения их концентрации во времени. В реальных условиях возможны значительные увеличения концентраций примесей, которые могут привести в

гигиенической опасности вещества можно пользоваться показателем ориентировочно- безопасного максимального разового уровня загрязнения воздуха (ОБУВ).

Методы определения загрязняющих веществ в атмосфере. Для определения твердых макрочастиц в воздухе используют инструментальные методы, основанные на измерении оптических свойств воздуха, которые измеряются в единицах видимости (км) или прозрачности (мкг/м3). Для измерения коэффициента непрозрачности - коэффициента отражения (загрязнения) требуется довольно простое оборудование. Для автоматического анализа смеси газов с высокими коэффициентами отражения и большой чувствительностью применяются газовые анализаторы на основе оптико-акустической спектроскопии. Дискретно перестраиваемый лазер на СО2 дает пучок света, который прерывают и пропускают через кювету, содержащую пробу воздуха. Установка снабжена ИК-детекторами, связанными с электронной системой регистрации сигнала и мини-ЭВМ. Предел обнаружения составляет 10-7 %. Анализ качества воздуха основан на сборе частиц из аэрозолей или воздуха путем фильтрования для определения массовой концентрации и состава. Для этого применяют пробоотборники большого объема с фильтрами из стекловолокна или инертных сложных эфиров целлюлозы с размерами пор от 8 до 0,01 мкм. Непрерывный отбор проб продолжается от 24 ч до 1 мес. Так получают усредненные результаты. Даже в течение 24 ч состав пробы может меняться, поскольку меняются погодные условия. Например, дождь увеличивает влажность,

способных нанести ущерб здоровью человека, животным, растительности или вызвать ухудшение эстетического восприятия окружающей среды (например, при наличии пыли, грязи, неприятных запахов или при недостатке солнечного освещения в результате задымленности воздуха). Так как все живое очень медленно адаптируется к этим новым микрокомпонентам, химические вещества служат объективным фактором неблагоприятных воздействий на природную среду и здоровье человека.

Источники загрязнения атмосферного воздуха. Сброс загрязняющих веществ может осуществляться в различные среды: атмосферу, воду, почву. Выбросы в атмосферу являются основными источниками последующего загрязнения вод и почв в региональном масштабе, а в ряде случаев и в глобальном.

Промышленные источники загрязнения атмосферного воздуха подразделяются на источники выделения и источники выбросов. К первым относятся технологические устройства (аппараты установки и т.п.), в процессе эксплуатации которых выделяются примеси. Ко вторым - трубы, вентиляционные шахты, аэрационные фонари и другие устройства, с помощью которых примесь поступает в атмосферу.

Промышленные выбросы подразделяются на организованные и неорганизованные. Организованный промышленный выброс поступает в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды и трубы, что позволяет применять для очистки от загрязняющих веществ соответствующие установки. Неорганизованный

  • Жилые дома и бытовые предприятия. В основном это бытовой и строительный мусор, пищевые отходы, фекалии, отходы отопительных систем, мусор общественных учреждений (больницы, столовые, магазины и др.).

  • Промышленные предприятия. В твердых и жидких промышленных отходах содержатся те или иные вещества, оказывающие токсическое воздействие. Это соли цветных и тяжелых металлов, цианиды, соединения мышьяка, бериллия, отходы бензола, фенола, метанола и др.

  • Теплоэнергетика. Образование шлаков при сжигании каменного угля, а также выделение в атмосферу сажи, оксидов серы, которые в конечном итоге оказываются в почве.

  • Сельское хозяйство. Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей и болезней.

Интенсивное использование с/х угодий приводит к ухудшению качества почвы. Влияние на состояние сельхозугодий оказывают применяемые пестициды, вносимые иловые осадки и удобрения. Применение пестицидов на сельхозугодиях считается проблемой из-за риска выщелачивания поверхности и проникновения загрязнения в грунтовые воды. Накопление тяжелых металлов в верхнем слое почвы может быть прямым или косвенным источником угрозы для здоровья человека.

  • Транспорт. При работе двигателей внутреннего сгорания выделяются оксиды азота, углерода, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на почву или

количество отходов получается и при обогащении фосфатного сырья. Тепловые электростанции дают 70 млн т золы и шлаков в год. Ежегодные затраты на содержание и эксплуатацию золоотвалов исчисляются десятками миллионов рублей.

Стандарты ПДК по загрязнению почв окончательно еще не установлены. Однако широкий круг загрязняющих веществ уже сейчас можно определить с помощью химических, физических и других методов.

Воздействие на человека. Степень воздействия на человека экологических факторов, присутствующих в почве и грунте (вредные химические веще-ства), зависит от степени использования земли, концентрации загрязнения в почве и грунте и степени риска загрязнения дру-гих компонентов среды (грунтовые воды и воздух).

Пути воздействия экологических факторов почвы могут быть разделены на два вида: воздействие прямое и воздействие опосредованное, или косвенное.

Прямое воздействие загрязняющих веществ почвы и грунтов через: попадание в систему пищеварения частиц почвы (пыли), кожные контакты, попадание в систему дыхания частиц почвы/пыли, вдыхание веществ, испаряющихся из почвы (особенно внутри помещений).

Опосредованное (косвенное) воздействие через: употребление загрязненных зерновых культур, выращиваемых на загрязненных почвах; употребление загрязненных продуктов животноводства (от животных, выводимых на загрязненных почвах); употребление загрязненной питьевой воды (непосредственное питье, кожные контакты, вдыхание аэрозолей);

Для городских территорий критерии качества обычно превышаются по нескольким веществам (в особенности по содержанию свинца и полициклических ароматических углеводородов). Поэтому в нормативные указания по почве был введен новый показатель для случаев использования земель для особо чувствительных нужд и уязвимых групп населения, так называемая «предельное пороговое значение».

Если значение предельной пороговой концентрации превышено на территориях, используемых для жилой застройки, детских учреждений или детских и спортивно-оздоровительных площадок, то должны быть предприняты меры по устранению загрязнения. Если же концентрация загрязнителей находится между предельной пороговой величиной и показателем критерия качества, то местные власти информируют и разъясняют ситуацию общественности, землевладельцам и землепользователям территории.

Цель такого подхода состоит в том, чтобы определить санитарно-эпидемиологические требования и мероприятия по ликвидации воздействия загрязнения через почву и тем самым достичь того же уровня защиты, который обычно обеспечивается при соблюдении критериев качества почвы. Расхождение в предельном пороговом значении концентрации загрязнителя и показателя критерия качества носит название «интервал уведомления проживающего населения».

Основной принцип состоит в том, чтобы избежать открытых, голых участков поверхности грунта, которые в таком случае могут привести к прямому воздействию почвы на детей,

почвы принято рез­кое сильное токсическое воздействие загрязнителя.

Показатели качества почвы. Практически всегда возникает необходимость в определе­нии влажности почвы. Для этого навеску почвы помещают в химический стакан и доводят до постоянной массы. Для глини­стых, высокогумусных почв с высокой влажностью отбирают 15-20г почвы, навеска органических почв - 15-50г. Определе­ние проводят дважды, температура нагрева - 105 ±2°С в течение 8 ч. Песчаные почвы нагревают 3 ч при 105±2°С, загипсованные почвы нагревают 8 ч при 80±2°С. Продолжительность после­дующего высушивания - 1 ч для песчаных почв и 2 ч - для ос­тальных почв.

При концентрировании исследуемых веществ путем экс­тракции их из почвы жидкими растворителями концентрацию вещества в почве вычисляют по формуле С = a·V1/V·в, где а - содержание вещества, найденное в исследуемом объеме раствора, мкг; V1 - общий объем раствора пробы, мл; V - объем раствора пробы, взятый для анализа, мл; в - масса исследуемой почвы, г.

Если анализируемое вещество в растворе пробы опреде­лено в виде концентрации (мкг/мл), то концентрацию вещества в почве (С, мг/кг) вычисляют по формуле С = a·V/в, где а - концентрация анализируемого вещества в растворе про­бы, мкг/мл; V - объем исследуемой пробы, мл; в - масса иссле­дуемой почвы, г.

вод и др. Данные с космических станций «Салют», «Мир» позволяют квалифицированно интерпретировать получаемую информацию и фотографировать поля антропогенных воздействий, включая загрязнения. Показано, что при некоторых метеорологических условиях территория Европы покрывается дымкой антропогенного нахождения. Антропогенные изменения на суше обусловлены не только воздействием загрязнений, но и тотальной урбанизацией, расширением площади сельскохозяйственных угодий, вырубкой лесов, открытой разработкой полезных ископаемых. С помощью космической съемки определяется суммарный эффект антропогенности, на фоне которого можно выделить и его отдельные компоненты (например, шлейфы загрязнений).

В настоящее время уже имеется обширный опыт использования спутниковой информации для изучения экологических антропогенных изменений, выявления причин этих изменений.

неизменный: смесь, образуемая газами, называется воздухом (Азот - 78,09%, Кислород - 20,95, Аргон - 0,93, Углекислый газ - 0,03 и др.) Средняя относительная молекулярная масса сухого воздуха составляет 28,966 кг/моль.

Выделение некоторых газообразных веществ (106 т/сут)

Вещество

Источник

природный

антропо-

генный

Диоксид серы

-

0,40

Сероводород

0,30

0,01

Оксиды азота

2,00

0,20

Аммиак

3,00

0,01

Углеводороды

2,00

0,20

Оксид углерода

10,00

1,00

Диоксид углерода

3000,00

50,00

Согласно приведенной табл. природные источники выделяют больше вредных веществ, тем не менее, самым опасным является антропогенное поступление. Это связано с тем, что вредные вещества антропогенного происхождения накапливаются в зоне обитания человека. Кроме того, специфические вредные вещества, не существовавшие ранее в природных условиях, в настоящее время становятся составной частью атмосферного воздуха, его микроэлементами.

Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не присутствует в концентрациях,

м

промышленный выброс поступает в атмосферу в виде ненаправленных потоков газа в результате нарушений герметичности оборудования, отсутствия или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу газа в местах загрузки, выгрузки или хранения продукта. Неорганизованные выбросы характерны для очистных сооружений, хвостохранилищ, золоотвалов, участков погрузочно-разгрузочных работ, сливно-наливных эстакад, резервуаров и других объектов.

К основным источникам промышленного загрязнения атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики, металлургии, стройматериалов, химической и нефтеперерабатывающей промышленности, производства удобрений.

Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Вещества, находящиеся в атмосферном воздухе, попадают в организм человека главным образом через органы дыхания. Вдыхаемый загрязненный воздух через трахею и бронхи попадает в альвеолы легких, откуда примеси поступают в кровь и лимфу.

В нашей стране проводятся работы по гигиенической регламентации (нормированию) допустимого уровня содержания примесей в атмосферном воздухе. Обоснованию гигиенических нормативов предшествуют многоплановые комплексные исследования на лабораторных животных, а в случае оценки ольфакторных реакций организма на действия загрязняющих веществ и на добровольцах. При таких исследованиях используются самые современные методы, разработанные в биологии и медицине. В настоящее время определены предельно

короткий интервал времени к резкому ухудшению состояния человека.

В местах, где расположены курорты, на территориях санаториев, домов отдыха и в зонах отдыха городов с населением более 200 тыс. человек концентрации примесей, загрязняющих атмосферный воздух, не должны превышать 0,8 ПДК.

Может создаться ситуация, когда в воздухе одновременно находятся вещества, обладающие суммированным (аддитивным) действием. В таком случае сумма их концентраций (С), нормированная на ПДК, не должна превышать единицы согласно следующему выражению: С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + С3/ПДК3 < = 1

К вредным веществам, обладающим суммацией действия, относятся, как правило, близкие по химическому строению и характеру влияния на организм человека, например: диоксид серы и аэрозоль серной кислоты; диоксид серы и сероводород; диоксид серы и диоксид азота; диоксид серы и фенол; диоксид серы и фтористый водород; диоксид и триоксид серы, аммиак, оксиды азота; диоксид серы, оксид углерода, фенол и пыль конверторного производства.

Вместе с тем многие вещества при одновременном присутствии в атмосферном воздухе не обладают суммацией действия, т.е. предельно допустимые значения концентраций сохраняются для каждого вещества в отдельности, например: оксид углерода и диоксид серы; оксид углерода, диоксид азота и диоксид серы; сероводород и сероуглерод.

Когда отсутствуют значения ПДК, для оценки

вызывая изменение дисперсности частиц. Большое внимание уделяется отбору проб за 1 ч и более короткое время, что позволяет быстро получить информацию об источнике загрязнения воздуха и выявить пиковые содержания частиц. Имеется несколько экспрессных микрометодов для взятия малых образцов воздуха (200 мл) и сбора 1-2 мкг пробы. В качестве примера можно привести прямое определение макро­частиц свинца в воздухе методом беспламенной атомно-абсорбционной спектроскопии. Диаметр дисковых фильтров был менее 3мм, а время на отбор проб и химический анализ бы­ло затрачено менее 5 мин на одно определение. Для исследова­ния осадка на фильтре, быстрого сбора проб промышленность выпускает разнообразную аппаратуру и фильтры. Для любого случая можно подобрать фильтр с точно определенной структу­рой пор. Для изучения собранного материала применяются сле­дующие методы: микроскопическая идентификация (использо­вание видимого света); микроскопия в падающем под углом свете, в проходящем свете; электронная микроскопия и элек­тронная микрозондовая спектроскопия; химический капельный анализ; инфракрасная спектроскопия; УФ-видимая спектрофо­тометрия; пламенная и эмиссионная спектроскопия; рентгенофлуоресцентная спектроскопия; рентгеноструктурный анализ и радиохимия.

Большинство методов анализа атмосф-ых

загрязнений основано на использовании газовой хроматографии, атомной абсорбции, полярографии. Концентрацию исследуемых веществ в воздухе (в мкг/л или мг/л) вычисляют по формуле С = a/V, где а - масса вещества, найденная в пробе, мкг; V - объем ис­следуемой пробы воздуха, приведенный к нормальным услови­ям, л (0°С, 101080 Па) и равный V = 273· P·Vt /(273 + t)·101080, где Р - атмосферное давление при отборе пробы, Па; t - темпера­тура воздуха в месте отбора пробы, °С; Vt , -объем воздуха, ото­бранного на анализ при температуре t, л.

При концентрировании анализируемых веществ из возду­ха в жидкие поглотительные среды или на твердые сорбенты в анализе могут использоваться части объема растворов проб. В этом случае концентрации веществ в воздухе вычисляют по формуле С = а*V1/V2*V,где V1 - общий объем раствора пробы, мл; V2 - объем раствора пробы, используемый для анализа, мл, или по формуле С = в V1/V, где в - концентрация анализируемого вещества в растворе про­бы, мкг/мл.

1. Определение неорганических соединений. Неорганическая часть воздуха включает газы, металлы и их соединения. Многие стандарты ограничиваются общим со­держанием металла, и только в последние годы стало уделяться внимание химической природе соединений. Это обусловлено тем, что химическая природа вещества важна при анализе ком­понента и определений предельной

с порами определенного размера. Полученный на фильтре осадок растворяют и анализируют любым подходящим методом. Методы просты, не требуют дорогостоящего оборудования, вместе с тем продолжительны во времени и не дают достаточно точных и воспроизводимых результатов.

2. Определение органических веществ. При сжигании топлива (автомобили, самолеты, технологические процессы) образуется органический по составу дым, содержащий метан, гексан, гептан, пентан, октан и ацетилен. При этом наряду с алифатическими соединениями образуются и ароматические: бензол, ксилол, хлорбензол и циклогексан. В результате человеческой деятельности в воздухе появляется значительное количество органических веществ: стимуляторы аэрозольные, пестициды, гербициды, фунгициды и консервирующие средства. Химические методы анализа органических веществ зависят от типа органического соединения, его концентрации, основы.

Общая процедура сбора летучего органического соединения в воздухе включает применение специальных поглощающих растворов, которые могут быть кислыми, щелочными или нейтральными в зависимости от химических свойств анализируемого продукта. В качестве поглотителей часто используют воду, спирт или раствор с реагентом, дающий с определяемым веществом характерный продукт. Растворы могут находиться в двух или нескольких последовательно соединенных барботерах.

Для определения органических соединений наиболее час-то применяют инструментальные методы. К ним относят,

получают сигнал о пожаре.

Жидкостная хроматография при атмосферном и повышенном давлении (ЖХВД) быстро развивается для определения различных загрязняющих органических веществ. Жидкостной хроматограф состоит из хроматографической колонки, насоса и соответствующего детектора. Подходящий растворитель подают в колонку, и образец разделяется в ней на компоненты. Для уменьшения времени разделения (несколько минут) используют насосы высокого давления. Развитие метода сопровождается совершенствованием колонок, насосов и детекторов. В последнее время успешно применяется метод высокоэффективной жидкостной хроматографии. Например, с помощью этого метода возможно определение в биологических жидкостях формальдегида, ацетальдегида, пропионового и масляного альдегидов при их совместном присутствии.

Тонкослойная хроматография (ТСХ). Метод для полуколичественного анализа нелетучих органических и неорганических соединений. Применяется для определения компонентов твердых макрочастиц, загрязняющих воздух. В ТСХ стеклянная пластинка поддерживает слой адсорбента и пятно анализируе­мой смеси наносится вблизи одного края пластинки. Край, рас­положенный ниже пятна, погружают в выбранный раствори­тель, который движется за счет капиллярных сил в слое адсор­бента. При хорошем подборе системы смесь - растворитель -адсорбент загрязняющие вещества движутся по слою и разде­ляются. После того как

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]