Контролируемые компоненты экологической аналитической химии можно разделить на три достаточно неравные группы.

I группа. Компоненты этой группы широко распространены и необходимые пределы обнаружения аналитических методов, используемых для их обнаружения, легко достигаются:

– O₃, O₂, CO, CO₂, N_xO_y, S_xO_y, NH₃, Hal₂ и соответствующие им кислоты (ионы);

– природные фульво- и гуминовые кислоты;

– низкомолекулярные углеводороды (компоненты природных газов и топлив);

– металлы гальванических производств (например, Cr, Ni, Zn, Cu) и их водонерастворимые соединения.

II группа:

– огромное количество органических загрязнителей I и II классов опасности;

– тяжелые металлы и их водорастворимые соединения;

– цианиды, PH₃, AsH₃, SiH₄ и их производные;

Это самая большая группа веществ-загрязнителей, 60-80% всех контролируемых примесей относят к этой группе. Диапазон нормируемых содержаний веществ данной группы составляет 10^–4-10^–7 мг/л. В отличии от I группы к методам экоконтроля веществ этой группы предъявляют два основных требования – селективность (определяемые компоненты необходимо определять в сложных многокомпонентных смесях) и низкие пределы обнаружения.

III группа:

суперэкотоксиканты и ксенобиотики.

Необходимые пределы обнаружения 10^–7-10^–10 мг/л. Как правило, аналитические задачи экоконтроля веществ данной группы решаются только на основе сочетания методов концентрирования с

высокоинформативными аналитическими методами, например хромато-масс- и хромато-ИК-Фурье-спектрометрии. Несмотря на крайне низкие

12

содержания веществ этой группы в окружающей среде, их антропогенные выбросы достигли величин, соизмеримых с природными потоками. Ежегодно в атмосферу выбрасывается 5 тыс. тонн бенз(а)пирена; антропогенный поток свинца в 10 раз превышает его природное поступление; в почве рассеяно от 1 до 3 млн. тонн ДДТ.

МЕТОДОЛОГИЯ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Аналитический контроль объектов окружающей среды базируется на сопоставлении результатов химического анализа с нормируемыми величинами концентраций контролируемых веществ. В нашей стране – это ПДК, устанавливаемые гигиенистами. Если существует ПДК какого-либо вещества, то должна быть разработана методика определения этого вещества с пределом обнаружения в 2-5 раз ниже ПДК. На Украине и в России для вод разного типа нормируется около 1,5 тысяч веществ. Значит, в распоряжении контрольных служб должно быть столько же методик. В реальной жизни, как правило, контролируют не более 10 компонентов, т.к. задача контроля сотен и тысяч компонентов нереальная. Кроме того, вода, например, может содержать ненормируемые компоненты и неизвестные вещества. При установлении ПДК возможны ошибки. Токсичные компоненты в смеси могут оказывать неаддитивное (синергетическое) действие. Все это приводит к тому, что покомпонентный контроль токсикантов в объектах окружающей среды не обеспечивает надежного контроля качества окружающей среды.

Методология аналитического контроля объектов окружающей среды сводится к следующему:

1. Использование на первых этапах обобщенных суммарных показателей, тестов, которые служат для отбора проб, нуждающихся в более детальном (лабораторном) исследовании. Эту процедуру называют скринингом.

К обобщенным показателям относятся: ХПК, БПК, общий углерод, растворенный органический углерод, растворенный кислород. В последнее время предложено также определять общий и органический азот, органический хлор, фосфор и серу. Для этого созданы новые автоматические методы и анализаторы

2. Наиболее общим подходом при скрининге является использование биотестов. Их применяют во многих случаях, некоторые биотесты введены в нормативные документы. Однако биотесты длительны, поэтому одной из главных задач экоаналитики является разработка экспрессных биотестов.

3. Выбор оптимальных методов для массового экоаналитического контроля проб.

Вовсе не обязательно применять дорогостоящую хромато-масс-спектрометрию для контроля компонентов, чья невысокая токсичность требует определения относительно высоких концентраций. Этот метод необходимо использовать лишь для определения самых опасных веществ с очень низкими ПДК.

Современная экологическая химия легко обнаруживает следовые количества элементов и молекул. Некоторые люди склонны рассматривать успехи экоаналитической химии как негативный фактор в изучении окружающей среды, т.к. способность измерять крайне малые количества загрязняющих веществ приводит к новым законодательным ограничениям. С другой стороны необходимость определять следы канцерогенных веществ никем не отрицается, т.к. многие люди боятся заболеть раком. В течение 1980-1990 годов предел обнаружения канцерогенных веществ снизился с концентраций, которые вызывают заметные нарушения в организме человека, до концентраций, которые на 6 или более порядков ниже этих концентраций. При этом выяснились неожиданные факторы. Например, токсичные дозы веществ-канцерогенов устанавливались путем экстраполяции тестов, проведенных на животных. Оказалось, что эти данные для малых доз не верны. Выяснилось, что во фруктах и продуктах присутствуют природные пестициды, причем в концентрациях в 100 раз и более превышающих концентрации любых синтетических веществ.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ И