Методы контроля загрязняющих веществ в объектах окружающей среды (стр. 2 из 4)
Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводит 623 морские станции.
Сеть станций наблюдения транспортного переноса вредных веществ ориентирована на западную границу Российской Федерации. На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферный аэрозоль, диоксиды серы и азота, а также отбор проб атмосферных осадков.
В настоящие время насчитывается около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.
Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн.км. В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения pH, а также бенз(а)пирен и тяжелые металлы.
Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.
На территории России шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках. Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно - электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальной службы атмосферы) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей. Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Федерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, на 300 пунктах - уровни радиации выпадений (на 50 из них - концентрации).
Оценка качества окружающей среды
Важным направлением мониторинговых исследований является оценка качества окружающей среды.
Качество окружающей среды — это степень соответствия природных условий физиологическим возможностям человека. Различают окружающую природную среду здоровую, или комфортную, при которой здоровье у человека в норме, и нездоровую, при которой нарушается состояние здоровья. Когда при взаимодействии человека со средой наблюдаются необратимые изменения состояния здоровья, то такая среда называется экстремальной. Отсюда следует, что для сохранения здоровья населения нашей страны необходимо следить за качеством окружающей среды. Для этого разработаны научные оценки качества окружающей среды, которые называются стандартами качества окружающей среды. Они подразделяются на экологические и производственно-хозяйственные.
Экологические стандарты устанавливают предельно допустимые нормы антропогенного воздействия на окружающую среду, превышение которых несет опасность здоровью человека, губительно для растительности и животных. Данные нормы устанавливаются в виде предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК) и предельно допустимых уровней вредного физического воздействия (ПДУ).
ПДК— это количество вредного вещества в окружающей среде, отнесенное к массе или объему ее конкретного компонента, которое при постоянном контакте или при воздействии в отдельный промежуток времени практически не оказывает влияния на здоровье человека и не вызывает неблагоприятных последствий у его потомства.
При определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, а также и воздействие данных загрязнителей на природные сообщества в целом. ПДК с каждым годом все больше устанавливаются для веществ в воздухе, воде, почве. Так, в настоящее время разработаны ПДК для 200 загрязняющих веществ воздушной и более 600 водной среды.
Предельно допустимые уровни вредного физического воздействия (ПДУ) устанавливаются, как правило, для шумового и электромагнитного загрязнения.
Производственно-хозяйственные стандарты качества окружающей среды регламентируют экологически безопасный режим работы производственного, коммунально-бытового и других объектов. К данному визу стандартов качества окружающей среды относятся предельно допустимый выброс загрязняющих веществ в окружающую среду (ПДВ) и предельно допустимый сток (ПДС) загрязняющих веществ в водоемы конкретными источниками (предприятиями) той или иной территории.
Около 2 млн т, не считая минеральных удобрений, составляет общее количество веществ, ежегодно попадающих в биосферу. Меньше предельно допустимой может быть концентрация каждого из этих веществ, но совместное их присутствие вызывает такой же эффект, как и при их содержании, превышающем ПДК. Это явление называется эффектом суммации действия. Таким эффектом, например, обладают следующие сочетания вредных веществ: ацетон — фенол, сернистый газ — фенол, сернистый газ — сероводород и др. При совместном содержании в воздухе нескольких веществ, обладающих суммацией действия, необходимо соблюдать следующее условие:
где С1, С2, ...Сn — фактические концентрации вредных веществ в окружающей среде;
ПДК1, ПДК2,...ПДКn — предельно допустимые концентрации этих вредных веществ в окружающей среде.
Выбросы становятся опасными для здоровья человека, если при расчете сумма будет больше единицы.
Меры по улучшению качества окружающей среды разрабатываются на каждом предприятии, в каждом городе или поселке. Их можно объединить в следующие группы (рис.2): технологические, архитектурно-планировочные, инженерно-организационные, правовые, экономические мероприятия.
Рис.2. Меры улучшения качества окружающей среды
Контроль за качеством окружающей среды может проводиться по схеме, представленной на рис.3.
Рис.3. Схема управления загрязнением окружающей среды
(по Т. А. Акимовой, В. В. Хаскину, 1994):
1—5 — этапы воздействия и откликов; А — уровень процессов; Б — уровень контроля и коррекции; В — уровень оценок и принятия решений; Г — уровень нормативов. Минимальный контур практического регулирования обозначен двойными стрелками
Обращается внимание на следующие обстоятельства. Если для данного территориально-производственного комплекса определены предельно допустимая техногенная нагрузка (ПДТН), суммарные и дифференцированные по источникам ПДВ и ПДС, то контур регулирования сравнительно простой. Главная обратная связь для принятия решений определяется оценкой выбросов. В том же случае, когда строгая оценка не произведена и используются временно согласованные нормативы, то задача усложняется, относительно большое значение для принятия решений приобретает оценка экологического ущерба.
Следует иметь в виду и то, что принятие решений не ограничивает мероприятия только воздействиями на технологические процессы или средства очистки; которые должны уменьшить интенсивность и опасность эмиссии. Могут быть и другие варианты: перераспределение и перемещение мощности источников, замена технологии, увеличение санитарно-защитной зоны, отселение людей из зоны активного влияния источника и т. д. В целом из схемы управления качеством окружающей среды следует, что главная обратная связь в контуре принятия природоохранных решений определяется блоком оценок воздействия. Одной из центральных процедур контроля экологической регламентации является оценка воздействий хозяйственной деятельности на окружающую среду.
Химические методы анализа
Глубоким содержанием наполнен перечень обобщенных показателей при мониторинге вод, характеризующих их общую загрязненность. Ими являются химическое потребление кислорода (ХПК), биохимическое потребление кислорода (БПК), общий органический углерод, растворенный органический углерод, общий азот, адсорбирующиеся органические галогениды.
Рассмотрим важнейшие из них – ХПК и БПК. ХПК – мера общей загрязненности воды содержащимися в ней органическими и неорганическими восстановителями, реагирующими с сильным окислителем. Ее обычно выражают в молях эквивалента кислорода, израсходованного на реакцию:
Остаток дихромата оттитровывается стандартным раствором соли Fe (II):
Поскольку ХПК не характеризует все органические загрязнители, окисляемые до углекислоты и воды, проводят еще определение общего органического углерода. Для этого в пробе окисляют органические загрязнители. Выделяющийся СО2 поглощают раствором щелочи. Оттитровав остаток щелочи кислотой, находят искомый показатель. Вычислив отношение ХПК к общему углероду, получают показатель загрязненности сточных вод органическими веществами.
БПК – это количество кислорода, требующееся для окисления находящихся в воде веществ в аэробных условиях в результате происходящих в воде процессов. Для его определения отбирают две пробы воды. В первой сразу же определяют содержание растворенного кислорода. К пробе добавляют раствор соли Mn (II) и аммиак, в результате чего образуется окислитель – гидратированная форма диоксида марганца:
Далее вводят избыток йодида калия и выделившийся йод оттитровывают раствором тиосульфата:
