Контроль состояния окружающей среды

Вторая группа. К этой группе относят только одно вещество - оксид углерода, или угарный газ (СО). Продукт неполного сгорания нефтяных видов топлива, он не имеет цвета и запаха, легче воздуха. В кислороде и на воздухе оксид углерода горит голубоватым пламенем, выделяя много теплоты и превращаясь в углекислый газ. Оксид углерода обладает выраженным отравляющим действием. Оно обусловлено его способностью вступать в реак­цию с гемоглобином крови, приводя к образованию карбоксигемоглобина, который не связывает кислород. Вследствие этого нарушается газообмен в организме, появляется кислородное голодание и нарушается функционирование всех систем организма. Отравлению угарным газом часто подвержены водители автотранспортных средств при ночевках в кабине с работающим двигателем или при прогреве двигателя в закрытом гараже.

Третья группа. В ее составе оксиды азота, главным образом, NO - оксид азота и NO2 - диоксид азота. Это газы, образующиеся в камере сгорания двигателя при температуре 2800°С и давлении около 1 МПа. Оксид азота - бесцветный газ, не взаимодействует с водой и мало растворим в ней, не вступает в реакции с растворами кислот и щелочей. Легко окисляется кислородом воздуха и образует диоксид азота. При обычных атмосферных условиях NO полностью превращается в NO2 - газ бурого цвета с характерным запахом. Он тяжелее воздуха, поэтому собирается в углублениях, канавах и представляет большую опасность при техническом обслуживании транспортных средств.

Четвертая группа. В эту наиболее многочисленную по составу группу входят различные углеводороды, то есть соединения типа СХНУ - этан, метан, бензол, ацетилен и др. токсичные вещества. В отработавших газах содержатся углеводороды различных гомологических рядов: парафиновые (алканы), нафтеновые (цикланы) и ароматические (бензольные), всего около 160 компонентов. Они образуются в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Несгоревшие углеводороды являются одной из причин появления белого или голубого дыма. Это происходит при запаздывании воспламенения рабочей смеси в двигателе или при пониженных температурах в камере сгорания.

Углеводороды под действием ультрафиолетового излучения Солнца вступают в реакцию с оксидами азота, в результате образуются новые токсичные продукты - фотооксиданты, являющиеся основой «смога» (от англ, smoke - дым и fog - туман).

Главным токсичным компонентом смога является озон. К фотооксидантам также относятся угарный газ, соединения азота, перекиси и др. Фотооксиданты биологически активны, оказывают вредное воздействие на живые организмы, ведут к росту легочных и бронхиальных заболеваний людей, разрушают резиновые изделия, ускоряют коррозию металлов, ухудшают условия видимости.

2. Специфика загрязнения атмосферы выбросами автотранспортных средств (АТС) проявляется, прежде всего, в сложной пространственной структуре городских магистралей, низком расположении источников выбросов над поверхностью земли, погруженности их в городскую застройку, а также непосредственной близостью к реципиентам. В результате, при общей доле транспорта в массовом выбросе загрязняющих веществ в атмосферу, равной 35-60%, соответствующая доля в загрязнении приземного слоя воздуха в городах достигает 70-90%. Все это приводит к тому, что автотранспорт создает в городах обширные и устойчивые зоны, в пределах которых в несколько раз превышаются санитарно-гигиенические нормативы загрязнения воздуха.

Несмотря на достигнутые в последние годы успехи в области разработки современных методов моделирования городской атмосферы, существует целый ряд проблем, связанных с заданием исходных данных для расчета. Возникающие при этом неопределенности можно условно разделить на несколько групп:

? неоднозначная связь суммарной интенсивности выброса загрязняющих веществ с интенсивностью движения в транспортном потоке по каждой магистрали (различные двигательные установки... В ходе данного исследования:

? проведен анализ современных методических подходов к определению массы выброса загрязняющих веществ от автотранспортных источников;

? проведен анализ полноты и достоверности исходных данных, используемых математическими моделями;

? получена оценка суммарной погрешности расчета текущих полей загрязнения за счет выбросов автотранспорта по результатам специальных наблюдений;

? исследована существующая в г. Москве территориальная сеть автоматизированных постов измерений загрязнения атмосферы и выделена реперная сеть, вклад автотранспорта для которой носит определяющий характер;

? сформирован комплекс баз исходных данных для интенсивностей движения автотранспорта, городской застройки, наблюдений и метеорологических параметров атмосферы.

Перспективным направлением исследований в данной области является более глубокий анализ факторов влияющих на суточный ход концентраций на постах АСКЗА и учет этих факторов в процессе моделирования загрязнения атмосферы от выбросов автотранспорта. Что позволит повысить точность расчетов и позволит перейти с климатического масштаба на масштаб среднемесячных и среднесуточных показателей.

Включение в расчетную модель базы данных промышленных источников выбросов также могло бы привести к расширению сети реперных станций и повышению точности моделирования, что в конечном итоге позволило бы выполнение сводных расчетов загрязнения атмосферы. Однако в настоящий момент времени отсутствует техническая возможность сформировать достаточную базу данных промышленных предприятий, с их территориальной привязкой, так как этого не позволяют существующие подходы к учету экологической отчетности предприятий.

Информационной основой для решения проблем картирования загрязнения атмосферы могут являться данные мониторинга атмосферы. Территориальные сети автоматизированных постов измерения характеристик загрязнения атмосферы существуют во многих промышленно-развитых странах мира, а в последние годы начали активно создаваться в крупных городах России.

Между тем, при интерпретации такого рода данных следует учитывать чрезвычайно высокую пространственно-временную изменчивость полей загрязнения атмосферы, создаваемых автотранспортом. В каждый момент времени при этом формируется весьма пестрая картина, с характерными масштабами пятен загрязнения в десятки и сотни метров. В этих условиях, ни при каком экономически обоснованном количестве подобных постов (вплоть до 1 поста на 1 га, т.е. несколько тысяч для всей территории города) решить проблему восстановления в процессе мониторинга текущих полей концентрации с необходимой для принятия решений детализацией не удастся.

Помимо измерительного мониторинга, искомые поля загрязнения в принципе могут быть получены и расчетным путем, с использованием физически содержательных трехмерных гидротермодинамических моделей атмосферы, пригодных для расчета распространения загрязняющих примесей от автотранспорта с учетом городской застройки.

Выход из положения может быть найден только в совмещении двух альтернативных методов, причем модель в этой ситуации должна играть роль так называемого «пространственно-временного интерполянта» и увязывать в одно целое такие разнородные информационные ресурсы, как данные мониторинга (точные данные, но в редкой сети точек), сведения об интенсивности движения транспорта (крайне приблизительные данные, но по обширной территории), так и вполне достоверную информацию о геометрии транспортных потоков и городской застройке, доступную из современных электронных карт города.

Такой подход может быть реализован с целью получения полей загрязнения с различным периодом осреднения, однако для повышения достоверности имеет смысл в первую очередь рассматривать среднеклиматические характеристики загрязнения. Дело в том, что имеющиеся неопределенности вносят некоррелированные (случайные) ошибки в расчетные поля концентрации, которые при осреднении будут минимизированы, а для устранения систематических погрешностей в такого рода расчетах как раз и требуются данные мониторинга.

3. определение вертикального или горизонтального распределения температуры влажности, давления, ветра и других физических параметров атмосферы. Наибольшее значение имеет вертикальное распределение температуры. Методов вертикального распределения температуры существует много: зондирование с помощью радиозондов, оптическое - лучом лазера, акустическое (звуком), радиолокационное, ракетное и др. При акустическом определяется распределение температуры и ветра по измерениям времени и направления прихода звуковых волн от взрывов небольших гранат, сбрасываемых с ракеты. Наиболее распространён метод вертикального распределения температуры с помощью радиозондов - миниатюрных метеостанций, поднимаемых до высоты 30-40 км резиновыми или полиэтиленовыми шарами, наполненными водородом или гелием. Температура измеряется термисторами (реже биметаллическими деформационными термометрами), давление - мембранными манометрами, влажность - плёночными или электро-химическими гигрометрами. Радиозонд непрерывно передаёт по радио результаты измерений, регистрируемые в пункте выпуска. Скорость и направление ветра в слое, через который поднимается радиозонд, определяются с помощью радиолокаторов, ведущих непрерывное определение пространств. координат прибора. Выпуски радиозондов производятся ежедневно несколько раз в сутки в строго определяет время. Результаты распределения температуры, проводимого более чем в 800 пунктах радиозондирования в разных географических районах, являются основными исходными материалами для составления прогноза погоды. Для научно-исследовательских целей наряду с массовыми радиозондами периодически поднимаются спец. радиозонды, измеряющие состав атмосферы, радиационные потоки и т. д. На больших высотах (до 100 км и выше) распределение температуры проводится метеорологическими ракетами, в головной части которых помещаются приборы, опускающиеся на парашюте после достижения максимальной высоты. Измеряются плотность, температура, ветер, а при научно-исследовательских пусках -- также и состав воздуха, интенсивность и спектр солнечной радиации и т.д. Часть измерений производится при подъёме ракеты, а часть -- при спуске приборов на парашюте. Результаты измерений передаются по радио и обрабатываются на электронных вычислительных машинах. температура определяется электротермометрами или по данным о плотности воздуха; на высотах, больших 80-- 90 км, она может вычисляться по скорости диффузии искусственных облаков, выпускаемых с ракеты. Для измерения ветра пользуются радиолокационным прослеживанием либо дрейфа головной части ракеты при её опускании на парашюте, либо облаков из искусственных отражателей. Поскольку станции радиозондового и ракетного распределения температуры дают лишь 20% метеорологической информации, необходимой для прогноза погоды, оставляя почти неосвещенными обширные океанические, приполярные и горные районы, важнейшую роль играет распределение температуры с помощью искусственных метеорологических спутников Земли, дающих возможность сбора метеорологической информации над всеми районами земного шара. Ветер в свободной атмосфере определяют, анализируя данные о виде облаков и их дрейфе, получаемые с помощью фотографий, сделанных со спутников в дневном или инфракрасном свете. Вертикальный профиль температуры можно рассчитать по результатам измерений спектрального распределения уходящего теплового излучения системы Земля -- атмосфера, поскольку его интенсивность зависит от температуры вполне определенным образом. Измерения ведутся на узких участках спектра, соответствующих полосам поглощения газов, чьи вертикальные распределения в атмосфере стабильны и хорошо изучены. Для этого пользуются полосами поглощения 002 (4,3 и 15 мкм) и 02(5 мм). Вертикальные профили водяного пара, озона и др. переменных частей газового состава атмосферы при известном распределении температуры могут: быть рассчитаны по данным измерений уходящего излучения в полосах поглощения этих газов.

Билет №7

1. Рост выбросов вредных веществ в атмосферу в результате индустриализации и урбанизации вызывает увеличение содержания примесей на значительном расстоянии от источников загрязнения, а также глобальные изменения в составе атмосферы, что в свою очередь может привести ко многим нежелательным последствиям, в том числе и к изменению климата. В связи с этим необходимо определять и постоянно контролировать уровень загрязнения атмосферы вне зоны непосредственного действия промышленных источников и тенденцию его дальнейших изменений. В шестидесятые годы XX в. Всемирной метеорологической организацией (ВМО) была создана мировая сеть станций мониторинга фонового загрязнения атмосферы (БАПМоН). Цель ее состоит в получении информации о фоновых уровнях концентрации атмосферных составляющих, их вариациях и временных изменениях, по которым можно судить о влиянии человеческой деятельности на состояние атмосферы. Такая система позволяет накопить материал для оценки возможных изменений климата, перемещения и выпадения вредных веществ, оценить атмосферную часть биологических циклов.

В связи с ростом загрязнения окружающей природной среды в глобальном масштабе в 70 годы XX в. при ООН был создан комитет по окружающей среде (ЮНЕП). Комитет принял решение об образовании глобальной системы мониторинга окружающей среды (ГСМОС), предназначенной, главным образом для наблюдения за фоновым состоянием биосферы в целом и в первую очередь за процессами ее загрязнения.

Для выполнения единой программы наблюдений специалистами ряда стран были совместно разработаны методы определения концентраций загрязняющих веществ в объектах природной среды, в том числе в атмосферном воздухе и осадках; а также приняты для практического использования методики, позволяющие получить сопоставимые результаты.

Национальная сеть станций комплексного фонового мониторинга входит в международную сеть и осуществляет наблюдение за состоянием загрязнения природных сред фоновых районов. Эта сеть является фундаментом для создания национальной службы экологического мониторинга, которая впоследствии объединит станции, работающие по международным программам.

Базовые станции следует располагать в наиболее чистых местах, в горах, на изолированных островах, где на расстоянии 100 км от станции по всем направлениям в ближайшие 50 лет не предвидится значительных изменений в практике землепользования. Основной задачей базовых станций является контроль за глобальным фоновым уровнем загрязнения атмосферы, не испытывающим влияния никаких локальных источников.

Региональные станции, главная цель которых заключается в обнаружении в районе станции долгопериодных колебаний атмосферных составляющих, обусловленных изменениями в использовании земли и другими антропогенными воздействиями, должны находиться в сельской местности, на расстоянии не менее 40 км от крупных источников загрязнения.

Континентальные станции (или региональные станции с расширенной программой) охватывают более широкий спектр исследований по сравнению с региональными станциями. Они должны размещаться в отдаленных районах, чтобы в радиусе 100 км не было источников, которые (за исключением коротких периодов времени) могли бы повлиять на локальные уровни загрязнения.

В связи с тем, что континентальные фоновые станции призваны характеризовать особенности загрязнения континентов в целом, их целесообразно устанавливать выше слоя перемешивания, т.е. выше 1000 м над уровнем моря.

2. Данные о результатах наблюдений загрязнения атмосферного воздуха и метеорологических параметров, о результатах подфакельных и других наблюдений поступают со стационарных и маршрутных постов в одно из подразделений местных органов Росгидромета, чаще всего в отделы обеспечения информацией хозяйственных организаций, управлений по гидрометеорологии, где они проходят контроль и сводятся в специальные таблицы, называемые таблицами наблюдений за загрязнением атмосфер (ТЗА). Эти таблицы подразделяются на четыре вида:

ТЗА-1 -- результаты разовых наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха на сети постоянно девствующих стационарных и маршрутных постов в одном городе или промышленном центре, а также данные метеорологических и аэрологических наблюдений;

ТЗА-2 -- результаты подфакельных наблюдений;

ТЗА-3 -- данные средних суточных наблюдений за выпадением и концентрацией пыли и газообразных примесей;

ТЗА-4 -- данные суточных наблюдений с помощью газоанализаторов или других приборов и устройств непрерывного действия.

ТЗА-1 состоит из основной таблицы и дополнительной, которая называется ТЗА-1д. Таблица ТЗА-1 состоит из 8 страниц (100... 120 наблюдений за месяц). В нее записываются данные наблюдений за концентрацией примесей и метеопараметры, соответствующие срокам отбора проб воздуха на метеостанциях. Таблица ТЗА- 1д предназначена для записи концентрации примесей и метеорологических данных наблюдений на постах Санэпиднадзора (СЭН) и других ведомств того же города, а также результатов спектрального определения в пробах содержания металлов.

После заполнения таблиц и переноса данных на машинный носитель (перфоленту, перфокарты и т.д.) они сшиваются вместе таким образом, чтобы данные наблюдений за все сроки следовали в порядке возрастания номеров постов.

Графы (результаты аэрологических наблюдений) заполняются по данным, полученным в городе или на расстоянии 50... 60 км от него. Разница в сроках аэрологических наблюдений и наблюдений за загрязнением атмосферы не должна превышать 3 ч. Если наблюдение за загрязнением воздуха приходится на середину интервала аэрологических наблюдений, то записываются данные предыдущего срока.

ТЗА-2 составляется в соответствии с методиками Росгидромета.

В титульный лист таблицы ТЗА-3 записывается дата окончания суток, а при наблюдениях за концентрацией пыли -- дата снятия фильтра или марли с планшета.

После заполнения таблицы ТЗА-3 производятся расчеты и выборки:

-средних концентраций (или выпадений осадков) за все дни месяца;

-максимальных концентраций (или выпадений осадков) за все дни месяца;

-то же за дни с осадками, в том числе с осадками до 5 мм и более;

-то же за дни без осадков;

-для всех вышеуказанных расчетов выбираются данные о скоростях ветра менее 2,2 и более 5 м/с;

-числа случаев выше ПДК.

ТЗА-4 содержит результаты непрерывных наблюдений (газоанализаторов и других приборов) за месяц.

Титульный лист таблицы наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха (газоанализаторы) ТЗА-4 оформляется так же, как титульный лист ТЗА- 1 .

Вслед за титульным листом идут развернутые листы для записи фактических данных непрерывных наблюдений за концентрациями одной примеси по одному прибору. Количество листов в ТЗА-4 должно соответствовать числу приборов в городе. Данные располагаются в порядке роста номеров постов.

3. В настоящее время атмосферная пыль становится одним из приоритетных загрязнителей при организации мониторинга окружающего воздуха. Определение концентрации пыли различных фракций (общей, РМ10, РМ2.5, РМ1) необходимо для получения фактических данных о качестве воздуха, выявления основных тенденций её изменения, оценки вреда, наносимого здоровью в результате экспозиции к пыли. Атмосферный мониторинг пыли - это сложная современная задача, требующая определенных знаний и надежных приборов. Как правило, методы определения массовой концентрации, положенные в основу измерителей пыли, делят на гравиметрические (взвешивание массы собранных на фильтре частиц) и непрерывные (непосредственное измерение в процессе мониторинга). При этом во всех приборах атмосферный воздух забирается через входное (воздухозаборное) устройство специальной конструкции, которое в зависимости от параметров пропускает частицы только определенной фракции.

Отбор проб на гравиметрию обычно осуществляется с помощью аспираторов или иных пробоотбирающих устройств, для которых требуется ручная замена фильтров. Однако в последнее время на рынке появились приборы с автоматической сменой фильтров в ходе мониторинга.

Для непрерывных измерений используются автоматические анализаторы, принцип действия которых основан на методах нефелометрии, бета-затухания, колеблющегося микробаланса конического элемента, а также пьезоэлектрических методах. Атмосферный мониторинг позволяет получить информацию о:

-концентрации пыли в определенных точках;

-пространственном и временном распределении пыли на местности;

-химическом составе пыли;

-связи концентрации пыли с источниками выбросов.

Пыль воздуха рабочей зоны - это совокупность находящихся во взвешенном состоянии мельчайших твердых частиц, которые образуются в процессе производства и оказывают неблагоприятное воздействие на организм работающих.

Контроль запыленности воздуха является обязательным в литейных цехах, сварочных мастерских, в строительстве, на цементных и кирпичных заводах, шахтах, в деревообрабатывающей, фармацевтической и иных отраслях промышленности.

Массовые концентрации взвешенных частиц в воздухе рабочей зоны обычно выше, чем измеряемые при атмосферном мониторинге, что позволяет несколько снизить требования по чувствительности к используемым для этих целей приборам и методам.

Основным методом определения массовой концентрации пыли в воздухе рабочей зоны до сих пор остается гравиметрия (взвешивание массы собранных на фильтре частиц). Отбор проб при этом осуществляется с помощью аспираторов или иных пробоотбирающих устройств, в которых предусмотрена ручная замена фильтров. Однако в настоящее время появилась возможность использовать в ходе контрольных замеров приборы с автоматической сменой фильтров.

Для непрерывных измерений запыленности воздуха рабочей зоны применяются автоматические анализаторы, принцип действия которых основан на методах нефелометрии, бета-затухания, пьезобаланса и электроиндукции.

Для оценки экспозиции работников к пыли в течение смены используют индивидуальные пробоотборники. Возможность установления критериев вредности по пылевой нагрузке позволяет данным приборам занять свое место в системе контроля пыли наряду с автоматическими пылемерами.

В целом запыленность воздуха рабочей зоны на промышленных предприятиях исследуют с целью определения вещественного состава пыли, концентрации ее в воздухе и дисперсности. При этом решают различные задачи: определение средней запыленности в зоне дыхания рабочих, оценка интенсивности пылеобразования, изучение эффективности противопыльных мероприятий и т.п.

Билет №8

1. Определение массовой концентрации диоксида серы в отходящих газах выбросов стационарных источников проводят, используя ряд хорошо отработанных методов интегрированного отбора проб с последующим определением массовой концентрации диоксида серы путем проведения химического анализа с помощью автоматических измерительных систем. Накоплен большой опыт по применению этих методов в условиях производства, один из которых установлен в ИСО 7934:1989.

ИСО 7934 применяют, например, при проведении сравнительных измерений с использованием автоматических измерительных систем, которые обеспечивают непрерывное измерение массовой концентрации диоксида серы.

Для определения соответствия метода измерений заданной цели используют значения основных характеристик данного метода (см. ИСО 6879:1995, раздел 1). Значения основных характеристик автоматических измерительных систем, позволяющих измерять массовую концентрацию диоксида серы, присутствующего в отходящих газах выбросов стационарных источников, приведены в разделе 5.

Качественный метод определения диоксида серы ГОСТ 25555.5-91

Сущность метода

Метод основан на обесцвечивании йодкрахмальной бумаги диоксидом серы, вытесненным из продукта его подкисления. При определении связанного диоксида серы навеску продукта предварительно обрабатывают щелочью.

Метод применим для продуктов с массовой долей диоксида серы не менее 0,0002%.

Аппаратура, материалы, реактивы

Шкаф сушильный лабораторный с автоматическим регулированием температуры

Пипетки по НТД вместимостью 2 и 10 мл

Колба коническая по ГОСТ 25336 вместимостью 100 или 250 мл

Стаканчик для взвешивания по ГОСТ 25336

Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026

Бумага индикаторная универсальная для определения рН = 7-14

Крахмал растворимый по ГОСТ 10163, раствор массовой концентрации 5 г/л: при приготовлении раствора крахмал, разведенный водой, добавляют в кипящую воду и кипятят около 10 мин. Раствор пригоден в течение нескольких дней

Иодид калия по ГОСТ 4232, х.ч., раствор массовой концентрации 1 г/л

Йод по ГОСТ 4159, ч.д.а., раствор массовой концентрации 12 г/л; готовят, используя раствор иодида калия

Кислота ортофосфорная по ГОСТ 6552, ч.д.а., раствор с массовой долей 50%

Натрия гидроокись по ГОСТ 4328, ч.д.а., раствор массовой концентрации 40г/л

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709

Подготовка к испытанию

Фильтровальную бумагу помещают в раствор крахмала и после пропитывания им высушивают в шкафу при температуре 30⁰С, операции повторяют трижды. Подготовленную крахмальную бумагу режут на полоски размером 2Ч5 см.

Проведение испытания

На полоску крахмальной бумаги наносят 2-3 капли раствора иодида калия и сразу же помещают на 5-10с в стаканчик для взвешивания с раствором йода, укрепляя полоску с помощью крышке в воздушном пространстве над раствором йода. На полоске должно появиться светло-синее окрашивание. Приготовленную таким способом полоску йодкрахмального индикатора следует использовать немедленно.

В коническую колбу помещают навеску подготовленной пробы продукта массой около 20г. В случае густых консервированных продуктов к пробе добавляют около 20 мл, а в случае сушеных фруктов и овощей - около 50мл горячей воды и содержимое колбы перемешивают. Затем вносят 2 мл раствора ортофосфорной кислоты и сразу же закрывают колбу пробкой, с помощью которой в воздушном пространстве над продуктом закрепляют полоску йодкрахмальной индикаторной бумаги. Колбу помещают на кипящую водяную баню.

При содержании в продукте свободного диоксида серы не менее чем 0,0002 % индикаторная бумага должна обесцветиться не более чем через 5 мин.

Если бумага не обесцветилась, то определяют наличие связанного диоксида серы. Для этого снова берут навеску продукта, как описано выше, и подщелачивают ее, добавляя раствор гидроокиси натрия в небольшом избытке (по индикаторной универсальной бумаге). Через 5 мин смесь подкисляют раствором ортофосфорной кислоты; объем раствора кислоты должен составлять не менее 10% объема раствора гидроокиси натрия, взятого для подщелачивания. Сразу же колбу закрывают пробкой, удерживающей полоску йодкрахмальной индикаторной бумаги, помещают колбу на кипящую водяную баню и через 5 мин оценивают обесцвечивание индикаторной бумаги.

Примечание. Метод не применим для продуктов, содержащих лук и чеснок (они выделяют вещества, обесцвечивающие йодкрахмальную бумагу при обработке гидроокисью натрия).

Билет №10

1. Общегосударственная служба наблюдений и контроля за загрязнением объектов природной среды является информационной, поэтому основными задачами контроля качества поверхностных вод, выполняемого в её рамках, являются:

Систематическое получение как отдельных, так и обобщённых во времени и пространстве данных о качестве воды;

обеспечение центральных и местных административных органов, а также заинтересованных организаций систематической информацией и прогнозами о качестве воды

Контроль качества поверхностных вод проводится в соответствии с ГОСТ 17.1.3.07 - 82, устанавливающим единые требования к построению сети контроля, проведению наблюдений и обработке получаемых данных.

В основе организации и проведения контроля лежат следующие принципы: комплексность и систематичность наблюдений, согласованность сроков их проведения с характерными гидрологическими ситуациями, определение показателей качества воды едиными методами. Соблюдение этих принципов достигается установлением программ контроля (по физическим, химическим, гидробиологическим и гидрологическим показателям) и периодичности проведения контроля, выполнением анализа проб воды по единым, обеспечивающим требуемую точность методикам, проведением гидрометрических работ.

2. Сегодня во всем мире наибольшую опасность водам суши несет загрязнение. Под загрязнением подразумеваются всевозможные физические и химические отклонения от природного состава воды: частое и длительное ее помутнение, повышение температуры, гниющие органические вещества, нередко, присутствие в воде сероводорода и других ядовитых веществ. Ко всему этому прибавляются еще и сточные воды: хозяйственно-бытовые, пищевой промышленности, сельского хозяйства. Нередко сточные воды содержат нефтепродукты, цианиды, соли тяжелых металлов, хлор, щелочи, кислоты. Не следует забывать и о заражении вод гербицидами и радиоактивными веществами. Так же сегодня повсеместно воды загрязнены сбрасываемым отовсюду мусором. Кроме того сбросовые воды с полей попадают в водоемы неочищенными. В результате роста промышленности сильно загрязняются водоемы и реки. Можно установить различные категории загрязнений, в зависимости от химической природы, вызывающей их. На предприятиях нефтехимической и химической промышленности вода используется как растворитель, при этом образуются, как правило, специфические сточные воды. На целлюлозно-бумажных и гидролизных заводах вода нужна в качестве рабочей среды. В этом же качестве она используется на предприятиях легкой и пищевой промышленности. Среди загрязняющих веществ от промышленных предприятий наиболее заметно загрязнение углеводородами. Производство и широкое применение синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), особенно в составе моющих средств, обуславливает их поступление, вместе со сточными водами во многие водоемы. В том числе источники хозяйственно-питьевого водоснабжения. Неэффективность очистки воды от ПАВ является причиной их появления в питьевой воде водопроводов. Поверхностно-активные вещества могут оказывать отрицательное влияние на качество воды, самоочищающую способность водоемов, организм человека. Интенсивное использование земель в сельском хозяйстве усилило загрязнение водоемов смывами с полей вод, содержащих химические вещества, пестициды. Многие загрязняющие вещества могут попадать в водную среду из атмосферы вместе с осадками. Например такой элемент как свинец. Разница между средними концентрациями свинца безвредными для людей и теми, что вызывают симптомы отравления самая маленькая. Первым под удар попадают нервная и кровеносная системы, особенно к свинцовым отравлениям чувствительны дети. В среднем в организме человека содержится 120 мг свинца. Внутри тела этот элемент распределяется по всем органам и тканям. Большую роль в аккумулировании свинца играет скелет. Для того, чтобы накопленный металл уменьшился в организме лишь на половину требуется 10 лет. Химические вещества, сбрасываемые вместе со сточными водами, попадая в реки и озера, часто изменяют водную среду. Некоторые из загрязняющих веществ могут изменить окраску воды, ее прозрачность, температуру. Под действием таких веществ вода может приобрести гнилостный запах и вкус. Стать непригодной для деятельности человека и поддержания жизнедеятельности флоры и фауны. В конечном счете от загрязнения природных вод страдает сам человек и его деятельность. Водоснабжение населенных пунктов целиком зависит от рек, а обработка вод с высоким содержанием органических и минеральных примесей становится все труднее и дороже. В силу этих обстоятельств, здоровье населения подвергается серьезному риску. Последствия нахождения в воде некоторых веществ, полное удаление которых не может обеспечить ни одна система очистки сточных вод, могут с течением времени сказаться на человеке. Загрязнение пресных вод является серьезно проблемой человечества. Например, озеро Байкал, является самым крупным пресноводным озером мира, в нем воды в 93 раза больше, чем в Азовском море. Байкал - уникальное явление на планете. В нем обитает 50 видов рыб, многие из которых имеют большое промысловое значение. А взять лесной фонд бассейна - около 20 млн. га ценнейшего растительного сообщества.

Билет №11

1. В течение последних нескольких десятков лет происходит загрязнение океанов и морей такими вредными для их жизнедеятельности веществами, как нефть, тяжелые металлы, пестициды, радиоизотопы и другие вредные вещества. Загрязнение происходит в результате сброса в реки, а затем и в океан сточных вод различных промышленных предприятий, стока с полей и лесов, обработанных пестицидами, и потерь нефти при ее перевозках танкерами. Газообразные токсические вещества, такие, как оксид углерода (II), оксид серы (IV), попадают в морскую воду через атмосферу. По подсчетам Калифорнийского технологического института в Мировой океан вместе с дождем ежегодно поступает 50 тыс. т свинца, попадающего в воздух вместе с выхлопными газами автомобилей. Вблизи береговой линии в районах больших городов в морской воде нередко обнаруживается патогенная микрофлора. Степень загрязнения вод в океане все возрастает. Нередко способность воды к самоочищению оказывается уже недостаточной, чтобы справиться с постоянно увеличивающимся количеством сбрасываемых отходов. Поля загрязнения формируются в основном в прибрежных водах крупных промышленных центров и устьев рек, а также в районах интенсивного судоходства и нефтедобычи. Течениями загрязнения распространяются очень быстро и оказывают вредные воздействия на зоны океанов, наиболее богатые животными и растительностью, наносят серьезный ущерб экономике и состоянию морских экосистем. К числу наиболее вредных химических загрязнений, как указано в принятой в конце 1972 г. Международной конвенции по предотвращению загрязнений морей сбросами отходов, относятся нефть и нефтепродукты. В современном капиталистическом мире потребление нефти во всех ее видах ежегодно обходится в астрономическую сумму - 740 млрд. Дол. А стоимость добычи нефти равна всего 80 млрд. дол. Отсюда стремление нефтяных монополий заполучить в свое распоряжение новые и Новые месторождения черного золота. В связи с ростом добычи, транспортировки, переработки и потребления нефти и нефтепродуктов расширяются масштабы загрязнения природы. Растет загрязнение нефтяными продуктами и водной среды. "Океан умирает, он болен по вине человека",- эти слова Тура Хейердала хорошо известны. Еще в 1969 г. вовремя плавания через Атлантический океан на папирусном судне "Ра" он отмечал, что поверхность моря была свободна от глобул нефти и дегтя только в течение нескольких дней за весь двухмесячный период путешествия. В настоящее время положение не улучшилось. В моря и океаны через реки непосредственно с суши, с судов и барж сбрасываются жидкие и твердые бытовые отходы (фекалии, отстойный шлам, отбросы). Часть этих загрязнений оседает в прибрежной зоне, а часть под влиянием морских течений и ветра рассеивается в разных направлениях. В поверхностном слое моря в огромных количествах развиваются бактерии. И не только полезные, играющие важную роль в жизни нейстона и всего моря. В последнее время вблизи крупных городов все чаще появляются патогенные виды бактерий, возбудители желудочно-кишечных и других заболеваний. Это следствие выпуска в море бытовых сточных вод без предварительной биологической очистки. Бытовые отбросы опасны не только тем, что они являются фактором передачи некоторых болезней человека, главным образом кишечной группы (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что содержат значительное количество кислород поглощающих веществ. Кислород поддерживает жизнь в море, он - необходимый элемент для процесса разложения органических веществ, поступающих в водную среду. Если коммунальные отбросы поступают в воду в очень больших количествах, может наступить значительное снижение растворимого кислорода, необходимого для жизни морских организмов. В последние десятилетия особым видом твердых отбросов, загрязняющих океаны, стали пластмассовые изделия (синтетические пленки и емкости, пластмассовые сети и др.). Эти материалы, будучи более легкими, чем вода, длительное время плавают на поверхности, загрязняют морские побережья. Пластмассовые отходы - серьезная опасность для судоходства. Они опутывают гребные винты судов, засоряют трубопроводы системы охлаждения морских двигателей и нередко являются причиной кораблекрушений. Известны случаи гибели крупных морских млекопитающих, вызванные механической закупоркой легких мелкими обрезками синтетической упаковки. Загрязняют моря и особенно их прибрежные части фановые и хозяйственно-бытовые сточные воды судов, количество которых постоянно увеличивается как вследствие возрастания интенсивности судоходства, так и с ростом благоустройства судов. Величина водопотребления на пассажирских судах приближается к показателям крупных городов, т. е. 300-400 л/сут и более на одного человека.

Билет №12

1. Показатели качества воды подразделяются на:

физические (температура, содержание взвешенных веществ, цветность, запах, вкус и др.);

химические (жесткость, щелочность, активная реакция, окисляемость, сухой остаток и др.);

биологические и бактериологические (общее количество бактерий, коли-индекс и др.).

Для определения качества природных вод производят соответствующие анализы в наиболее характерные для данного водоисточника периоды года.

Требования к качеству воды для хозяйственно-питьевых нужд определяются ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», в соответствии с ПДК (предельно допустимые концентрации) согласно нормативам физиологической полноценности питьевой воды и гигиеническим нормам СанПиН (Санитарные Правила и Нормы) - СанПиН 2.1.4.559-96, СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения и СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества», СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».

При этом, хорошо изучено вредное влияние ПДК примесей химических элементов в воде, но недостаточно (или вообще не изучено) недостаточная концентрация таких примесей для нормальной жизнедеятельности живого организма.

2. Органолептические методы оценки качества основаны на анализе восприятий органов чувств. Для них характерны сложные физиолого-психологические основы, что предопределяет субъективизм этих методов.

К органолептическим показателям, общим для характеристики почти всех пищевых продуктов, относят внешний вид, вкус, запах, консистенцию. Они имеют решающее значение для оценки качества пищевых продуктов.

Определение запаха

При оценке запаха определяют типичный аромат, гармонию запахов, так называемый "букет", устанавливают наличие посторонних запахов.

Метод, с помощью которого оценивается запах, называется обонятельный и основан на восприятии запаха с помощью рецепторов обоняния.

Применяется при оценке запаха или аромата большинства продовольственных товаров и ряда непродовольственных (парфюмерно-косметических изделий, моющих средств, других товаров бытовой химии и др.) Для характеристики запаха некоторых пищевых продуктов применяют термины "аромат" и "букет". Аромат обусловлен естественными ароматическими веществами исходного сырья, а букет - комплексом ароматических соединений, образующихся при технологических процессах формирования продуктов. Умение различать оттенки запаха, характерные для исходного сырья, а также обусловленные вновь образованными веществами при производстве и особенно при хранении, является важным условием органолептической оценки качества.

Предложено несколько классификаций запахов. Одной из наиболее разработанных и распространенных классификаций является система Х. Цваадеримакера, опубликованная в 1914 г. Согласно этой системе все пахучие вещества делятся на девять классов. Для потребительских товаров наибольшее значение имеют два класса: ароматических и бальзамических запахов, которые подразделяются на подклассы (рис. 1). Сложность проблемы обусловливается отсутствием объективных критериев запаха. Этим объясняется, что при органолептической оценке пользуются психолого-физиологическими понятиями типа "приятный", или "неприятный", "сильный" или "слабый".

Комплекс пахучих веществ запаха пищевых продуктов состоит из большого числа компонентов, принадлежащих различным классам веществ. Всего в пищевых продуктах идентифицировано свыше 2000 компонентов.

Наиболее богаты ароматическими веществами пряности, кофе, чай, шоколад, свежие плоды и овощи. Так, в кофе обнаружено 370 компонентов, в шоколаде - 201, в землянике - 251. Учитывая сложность комплекса ароматобразующих веществ и зачастую невозможность дать определенную характеристику запаха пищевых продуктов, при органолептической оценке прибегают к примерному определению - "запах, соответствующий продукту".

Кроме приятных запахов пищевые продукты могут иметь нежелательные запахи, чаще всего затхлые, гнилостные, которые ухудшают качество. Причинами их возникновения являются микробиологические и биохимические процессы. Так, гнилостный запах появляется при поражении продуктов гнилостными бактериями или при автолитическом распаде белков.

Восприятие запаха зависит также от некоторых физических свойств ароматических веществ: упругости паров, растворимости, концентрации паров и адсорбции. Вещества с более высокой упругостью паров выделяют больше молекул, чем вещества с низкой упругостью паров, поэтому запах первых воспринимается как более интенсивный. Упругость пара возрастает с увеличением температуры. Этим свойством пользуются для обнаружения слабых запахов, не воспринимаемых при комнатной температуре. Консистенция пахучих веществ в воздухе влияет на интенсивность восприятия запаха.

Пробы для определения запахов

Различают семь основных групп запахов, сочетание которых порождает все существующие оттенки: камфорный (гексахролэтан), мускусный (мускус), цветочный (альфаамилпиридин), мятный (ментол), эфирный (диэтиловый эфир), острый (муравьиная кислота) и гнилостный (сероводород).

Обычный человек без труда различает до 1000 запахов, а опытный специалист - до 10 000.

Запах продукта образуется в результате сложного сочетания разнообразных химических соединений (ароматических, углеводородов, сложных эфиров, альдегидов, кетонов и др.).

В практике при определении чувствительности обоняния применяют запахи эссенции, концентратов ароматических веществ, экстрактов и приправ для продуктов.

Образцы ароматических веществ приготовляют в чистых и сухих колбах с притертыми пробками вместимостью 100 мл. В колбах помещают чистую вату без запаха, на которую затем наносят ароматические вещества. Каждую колбу обозначают цифрой или буквой и записывают обозначение и вид запаха данного образца.

При проведении пробы все образцы выставляют на стол и, поочередно открывая крышки колб, обонянием определяют запах от наименьшей концентрации к наибольшей.

Испытуемый считается выдержавшим проверку, если из десяти образцов правильно определит запахи не менее чем восьми образцов. Результаты испытаний записывают в анкету (приложение 4).

Билет №13

1. Фотометрический метод определения мутности (ГОСТ 3351). Определение мутности мы производили сразу после отбора пробы.

Мутность воды определяют фотометрическим путём сравнения проб исследуемой воды с дистиллированной водой.

Для проведения исследования мы применяли фотоэлектрокалориметр (ФЭК) с зелёным светофильтром (л=530 нм), кюветы с толщиной поглощающего слоя 50 или 100 мм

Проведение испытания:

В одну кювету мы набирали испытываемую пробу, а во вторую дистиллированную воду, служащую контрольной пробой на ФЭКе при л=530 нм.

Содержание мутности в мл/дм³ мы находим по градуировочному графику или рассчитываем по формуле : С =D :0.02 х0.58 ,где С - мутность воды. D - оптическая плотность, найденная по ФЕКу.

В ходе исследования мы нашли мутность, которая равна 1,39 мл/дм³.

Вывод: Мутность воды также соответствует СанПину, т.к. она не должна превышать 2,5 мл/дм³.

2. Отбор проб донных отложений Донные отложения отбирают для определения характера, степени и глубины проникновения в них ЗВ, изучения закономерностей процессов самоочищения, выявления источников вторичного загрязнения и учета воздействия антропогенного фактора на водные экосистемы.

Проба при этом должна характеризовать не столько донные грунты, сколько водный объект или часть за определенный промежуток времени. В водоемах и водотоках точки отбора проб выбирают с учетом распределения донных отложений и их перемещения. Отбор таких проб обязателен в местах максимального накопления донных отложений (места сброса сточных вод и впадения боковых потоков, приплотинные участки водохранилищ), а также в местах, где обмен загрязняющими веществами между водой и донными отложениями наиболее интенсивен (судоходные фарватеры рек, перекаты, участки ветровых волнений). При оценке влияния сточных вод на степень загрязненности донных отложений и динамики накопления ЗВ в них пробы отбирают выше и ниже места сброса в характерные фазы гидрологических режимов изучаемых водных объектов.

Способ отбора проб донных отложений выбирают в зависимости от свойств определяемых веществ и поставленной задачи. Для оценки сезонного поступления ЗВ и их поверхностного распределения в донных отложениях проб отбирают из верхнего слоя, а при исследовании распределения ЗВ по годам донные отложения отбирают послойно. При этом пробы, отобранные на различных горизонтах, помещают в разную посуду. Отобранные пробы хранят в охлажденном состоянии (от 0 до -3оС) или в замороженном состоянии (до -20оС).

Билет №14

1. При оценке степени загрязнения почвы из-за чрезвычайно большой трудоемкости и стоимости проводимых работ не всегда нужна сплошная съемка загрязненных почв. Целесообразнее и экономичнее прослеживать пути воздушного и водного загрязнения почв, анализируя объединенные образцы, которые следует отбирать на ключевых участках, расположенных в секторах-радиусах вдоль преобладающих воздушных потоков.

Под ключевым участком понимается участок (1...10 га и более), характеризующий типичные, постоянно повторяющиеся в данном районе сочетания почвенных условий и условий рельефа, растительности и других компонентов физико-географической среды. Основную часть ключевых участков следует располагать в направлении двух экстремальных лучей (румбов) розы ветров. При нечетко выраженной розе ветров участки должны характеризовать территорию равномерно в направлении всех румбов розы ветров. Если есть основание полагать, что миграция тяжелых металлов связана с водными потоками, то направление лучей нужно согласовывать с вектором водной миграции. Общее количество исследуемых участков -- 15... 20.

Изучение процессов загрязнения почв на ключевых участках проводится более детально, чем на остальных территориях. Оно довольно трудоемко и требует много времени. Ключевые участки размещают на обследуемой территории таким образом, чтобы они характеризовали все возможные ландшафтно-геохимические условия, разнообразие генезиса, состава и сочетания почв, типичные биоценозы и, конечно, фоновые и техногенные участки.

При наблюдении за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами большое значение имеет сравнение изменений, происходящих по мере увеличения или уменьшения влияния того или иного фактора, и вызванных этими изменениями закономерных смен степени загрязнения почв различными ингредиентами в пространстве. Наиболее четко эти закономерности можно выявить на почвенно-геоморфологических профилях, секущих всю территорию вдоль преобладающих направлений ветра, что является ценным методом исследования сопряженных связей между распределением загрязняющих веществ в почвах и средой.

При наблюдениях за уровнем загрязнения почв тяжелыми металлами в сопроводительном талоне указываются расстояния от источника загрязнения или внешней границы города, а также направление от источника загрязнения -- азимуты по 16 направлениям (север, северо-северо-восток, северо-восток и т.д.), отмечаются показатели рельефа местности: крутизна склона, их расположение (северная, восточная, южная и западная); часть склона верхняя, средняя или нижняя треть); основные точки и линии рельефа территории, на которой закладывается площадка; вершины котловины, водоразделы, поймы. Кроме того, указываются глубина залегания грунтовых вод, определяемая по глубине колодцев (открытых и артезианских), сельскохозяйственная культура (настоящая и предшествующая) или естественная растительность и их состояние (удовлетворительное, хорошее, неудовлетворительное), а также состояние поверхности почвы (наличие или отсутствие микроповышений или микропонижений, борозд, кочек) и качества ее обработки.

Пробы почв и сопроводительные талоны к ним сохраняются в лаборатории в течение полутора- двух лет.

Критериями при составлении перечня загрязняющих почву веществ, подлежащих контролю, являются их токсичность, распространенность и устойчивость.

2. Рассматривается экологическое состояние почвенного покрова Казахстана. Особое внимание уделяется нарушенным и загрязненным землям, источникам их загрязнения, необходимости рекультивационных работ для восстановления их плодородия.

Современные экологические проблемы, возникшие в результате антропогенной перегрузки и нерационального использования природных ресурсов, несомненно отразились на состоянии почвенного покрова территории Казахстана. Дестабилизация экологической обстановки привела к деградации почвенного покрова во всех природных зонах республики. Как известно, Казахстан по своей площади входит в десятку государств мира, имеющих наибольшую площадь, а по численности населения находится на 80-м месте. Составляя 0,3 населения мира, Казахстан занимает 2 % земного шара. (Абуталипов Ж.А., 1992 г.).

Общая площадь республики 272 млн га. Сельскохозяйственные угодья составляют 222 млн га, в том числе около 27 млн га пашни. Большая часть Казахстана равнины (около 90 % площади), а лишь с юга и юго-востока они обрамляются горами Тянь-Шаня, Тарбагатая и Алтая. На равнинах с севера на юг выделяются следующие почвенно-географические зоны и подзоны:

1. Степная зона черноземов с подзонами серых лесных и лугово-черноземных почв, обыкновенных и южных черноземов.

2. Сухостепная и пустынно-степная зона каштановых почв с подзонами темнокаштановых почв, каштановых почв и светлокаштановых почв.