Крупская Л.Т., Дербенцева А.М. и др. Мониторинг среды обитания
Подождите немного. Документ загружается.
51
Задача № 2-12.
Для определения кремния в пресных водах получили следующие данные:
Кремний,
мкмоль/л
50 75 100 150 250
Оптическая
плотность D
0,26 0,33 0,50 0,72 1,20
Значения фона составили 0,04; 0,03; 0,04; 0,02 и 0,03.
Найдите чувствительность и предел обнаружения метода. В водоемах США
содержание кремния составляет 2,5
÷
12,1 мг/л. Какие объемы таких вод следует
брать для анализа?
Задача № 2-13.
Для определения ванадия в сточных водах получили следующие данные:
Ванадий,
ммоль
0,02 0,06 0,08 0,10 0,12
Оптическая
плотность D
0,052 0,064 0,077 0,090 0,104
Значения фона составили: 0,037; 0,036; 0,034; 0,033 и 0,035. Найдите
чувствительность и предел обнаружения данного метода. ПДК по ванадию для
сточных вод – 5 мг/л.
Какой объем такой воды
следует брать для анализа?
Задача № 2-14.
Для определения Мо в стоках получили следующие данные:
Мо, ммоль 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Оптическая
плотность
D
0,06 0,11 0,14 0,18 0,22
Значения фона составили: 0,02; 0,01; 0,04; 0,02 и 0,03. Найдите чувствительность
и предел обнаружения метода. ПДК молибдена для питьевой воды – 0,5 мг/л. Какой
объем такой воды необходим для анализа?
Задача № 2-15.
Для построения калибровочного графика при определении кремния были
получены следующие данные:
Кремний,
мкмоль/л
20 50 70 100 115
Оптическая
плотность D
0,11 0,24 0,33 0,48 0,56
Значения фона составили: 0,014; 0,012; 0,011; 0,016 и 0,012. Найдите
чувствительность
и предел обнаружения метода. ПДК кремния в воде – 10÷50 мг/л.
Какие объемы таких вод следует отбирать для анализа?
Задача № 2-16.
52
В семи пробах сбросных вод предприятия обнаружено 0,0451; 0,0426; 0,0403;
0,0421; 0,0414; 0,0450 и 0,0419 г/л урана. Проведите математическую обработку этих
результатов.
Задача № 2-17.
При определении ДДТ в воздухе в параллельных пробах нашли 1,08; 1,04; 1,35;
1,17; 1,21; 1,19 и 1,31 нг/м
3
. Проведите математическую обработку этих результатов.
Задача № 2-18.
При определении ртути в почве в параллельных пробах нашли 175, 187, 169, 172,
164, 158 и 191 нг/г. Проведите математическую обработку этих результатов.
Задача № 2-19.
При определении кадмия в атмосферных осадках в параллельных пробах нашли:
0,647; 0,612; 0,689; 0,643; 0,635; 0,628 и 0,637 мкг/л. Проведите математическую
обработку этих результатов.
Задача № 2-20.
При анализе поверхностных
вод в параллельных пробах нашли: 1,25; 1,34; 1,29;
1,38; 1,41; 1,23 и 1,54 мкг/л свинца. Проведите математическую обработку этих
результатов.
Задача № 2-21.
При анализе пробы ила получили следующие результаты: 0,324; 0,362; 0,339;
0,346; 0,412; 0,337 и 0,358 мг/кг селена. Проведите математическую обработку этих
результатов.
Задача № 2-22.
При анализе сточных вод в параллельных пробах обнаружили 13,3; 14,1; 13,8;
14,9; 13,1; 15,7 и 13,2 мг/л хрома. Проведите математическую обработку
этих
результатов.
Задача № 2-23.
При анализе почвы в параллельных пробах нашли 5,45; 5,32; 5,39; 5,24; 5,48; 5,37
и 5,19 мкг/г мышьяка. Проведите математическую обработку этих результатов.
Задача № 2-24.
При анализе сточных вод в параллельных пробах получили следующие
концентрации марганца (мкг/л): 35,9; 38,4; 42,6; 43,9; 35,8; 39,4 и 40,7. Проведите
математическую обработку этих результатов.
Задача № 2-25.
При анализе атмосферных осадков получили следующие результаты
(из одной
пробы): 143, 128, 135, 126, 131, 146 и 150 мкг/л железа. Проведите математическую
обработку этих результатов.
53
Задача № 2-26.
При анализе атмосферных осадков в параллельных определениях нашли: 0,551;
0,495; 0,543; 0,534; 0,486; 0,521 и 0,529 мкг/л урана. Проведите математическую
обработку этих результатов.
Задача № 2-27.
Средняя концентрация сурьмы в атмосферных осадках в районе Верхней Волги
составляет 0,2 мкг/л. Выберите метод анализа для исследования этих осадков.
Задача № 2-28.
Черноморская вода содержит в среднем 0,5 мкг/л
хрома. Обсудите возможные
методы его определения.
Задача № 2-29.
Вода морского залива содержит в среднем 0,7 мкг/л кадмия. Обсудите возможные
методы его определения.
Задача № 2-30.
Какие методы анализа применимы для определения висмута в питьевой воде? Его
ПДК – 0,1 мг/л.
Задача № 2-31.
Вода озера Иссык-Куль содержит в среднем 10 мкг/л урана. Какие
методы
возможно применить для его определения?
Задача № 2-32.
В сточных водах фабрики фотоматериалов обнаружено 5
÷ 150 мг/л серебра.
Обсудите возможные методы его определения.
Задача № 2-33.
ПДК бериллия в питьевой воде – 0,0002 мг/л. Какие методы анализа могут быть
применены для его определения?
Задача № 2-34.
В реках Российской Федерации никель содержится в концентрациях 0,0008÷
0,0056 мг/л.
Обсудите условия применения для его определения ААС (предел обнаружения –
0,002 мг/
л).
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое трансграничный перенос загрязнителей?
2. Какими фактами подтверждается существование трансграничного переноса
загрязнителей?
3. Чем обусловлена необходимость проведения глобального мониторинга
54
окружающей среды?
4. Каковы основные цели глобального мониторинга?
5. Какие международные организации участвовали в разработке концепции
глобального мониторинга?
6. Каковы задачи Программы ЕМЕП?
7. На что опирается ГСМОС?
8. Каковы цели ГСМОС?
9. Какова основная сеть станций, обеспечивающих ГСМОС?
10 Какие загрязнители определяют в различных средах при проведении
глобального мониторинга?
11 Как выбрать место для отбора пробы среды?
12 Каковы основные принципы отбора пробы среды?
13 Как подготавливаются пробы среды к проведению анализа?
14 Каковы принципы выбора аналитических методов при проведении
мониторинга?
15 Перечислите основные характеристики аналитических методов,
применяемых в контроле окружающей среды.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Какова цель и задачи фонового мониторинга?
2. Международный характер фонового мониторинга, национальные программы.
3. Сеть станций фонового мониторинга, их классификация, размещение.
4. Программы фоновых наблюдений. Перечни загрязнителей, подлежащих
обязательному определению.
5. Фоновый мониторинг районов предполагаемого строительства новых
промышленных объектов.
6. Система фонового мониторинга озера Байкал.
7. Источники загрязнения окружающей среды,
их виды, мощность, сравнение.
8. Трансграничный перенос загрязняющих воздух веществ.
9. Перенос загрязняющих веществ поверхностными водами.
10. Отбор проб природных сред при проведении фонового мониторинга.
11. Методы анализа загрязнителей на фоновом уровне.
12.Обеспечение надежности результатов анализа веществ на фоновом уровне.
13. Косвенные методы фонового мониторинга.
14. Влияние географического положения на фоновое загрязнение.
15. Временные
колебания фонового состояния природных сред.
16. Влияние розы ветров на фоновое загрязнение.
17. Глобальное фоновое загрязнение неорганическими загрязнителями.
18. Глобальное фоновое загрязнение органическими загрязнителями.
19. Фоновое загрязнение стран Восточной Европы.
20. Фоновое загрязнение СССР неорганическими загрязнителями.
21. Фоновое загрязнение СССР органическими загрязнителями.
22. Фоновое загрязнение Российской Федерации в 90-х годах ХХ в.
23. Фоновое
загрязнение стран Западной Европы.
55
24. Фоновое загрязнение стран Азии и Африки.
25. Фоновое загрязнение стран Северной в Южной Америки.
26. Фоновое загрязнение Арктики и Антарктики.
27. Фоновое радиоактивное загрязнение.
28. Прогноз фонового загрязнения.
56
4. МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
4.1. Основные задачи мониторинга атмосферы. Правила организации
наблюдений
Основные задачи мониторинга атмосферного воздуха заключаются в
систематическом получении информации о состоянии атмосферы и обеспечении в
ней заинтересованных организаций о качестве атмосферного воздуха и
возникновении экстренной ситуации.
Основным принципом организации наблюдений является комплексность.
Мониторинг состояния атмосферного воздуха подразделяется на две системы: 1.
Наблюдения; 2. Контроля.
Первая обеспечивает наблюдения за качеством атмосферы в городах, населенных
пунктах и территориях, вне зоны влияния конкретных источников загрязнения,
вторая – контроль источников загрязнения и регулирования выбросов вредных
веществ в атмосферу.
Мониторинг осуществляется станциями и постами наблюдения (Безуглая, 1986;
ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера..» и др.).
Правила организации наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы изложены
в ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества
воздуха населенных пунктов».
Наблюдения и контроль за состоянием атмосферного воздуха проводятся в
районах интенсивного воздействия и в районах, удаленных от источников
загрязнения (фоновых районах).
Сеть фоновых станций, расположенная на территории РФ, включена в ЕГСЭМ.
Эта информация позволяет оценить состояние и тенденции глобальных изменений
загрязнения атмосферного воздуха. Здесь наблюдения проводятся по физическим,
химическим и биологическим показателям.
Устанавливаются посты наблюдений трех категорий: стационарные, маршрутные
и передвижные (подфакельные), с учетом репрезентативности. Стационарный пост
предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих
веществ или регулярного отбора воздуха для последующего анализа. Из числа
стационарных постов выделяются опорные стационарные посты, которые
предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и
наиболее распространенных специфических загрязняющих веществ. Они
оборудуются специальными павильонами, которые устанавливаются в заранее
выбранных местах.
Маршрутный пост предназначен для регулярного отбора проб воздуха, когда
невозможно установить стационарный пост или необходимо более детально изучить
состояние загрязнения воздуха в отдельных районах, например, в новых жилых
районах. Он устанавливается в заранее выбранных точках. Одна машина за рабочий
день объезжает 4-5 точек. Порядок объезда автомашиной выбранных маршрутных
постов должен быть одним и тем же, чтобы обеспечить определение концентрации
примесей в постоянные сроки.
57
Передвижной пост (подфакельный) предназначен для отбора проб под дымовым
(газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника
промышленных выбросов. Наблюдения проводятся с помощью оборудованной
автомашины. Посты располагаются на строго фиксированных расстояниях от
источника. Они перемещаются в соответствии с направлением факела обследуемого
источника выброса.
Размещение стационарных постов согласовывается с местными органами
Государственного комитета по гидрометеорологии и Министерства
здравоохранения и социального развития РФ. Открытие, закрытие или перенос
постов в течение года производится в соответствии с порядком, установленным
Наставлением гидрометеорологическим станциям и постам (1987).
4.2. Программа и сроки наблюдений
Обследование состояния загрязнения воздуха проводится по Программе.
Регулярные наблюдения на стационарных постах осуществляются по одной из
четырех Программ наблюдений: полной (П), неполной (НП), сокращенной (СС),
суточной (С).
Полная (П) Программа наблюдений предназначена для получения
информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Они выполняются
ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств
или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз при
обязательном отборе в 1, 7, 13, 19 часов по местному декретному времени.
При неполной программе наблюдения проводятся с целью получения
информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 часов местного
декретного времени.
По сокращенной Программе наблюдения проводятся с целью получения
информации только о разовых концентрациях ежедневно в 7 и 13 часов местного
декретного времени. Их допускается проводить при температуре воздуха ниже
минус 45 º С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже 1/20 максимальной
разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений концентрации
примеси используемым методом.
Программа суточного отбора проб предназначена для получения
информации о среднесуточной концентрации. Здесь наблюдения проводятся путем
непрерывного суточного отбора проб и не позволяют получить разовых значений
концентрации.
Все программы наблюдений позволяют получать концентрации
среднемесячные, среднегодовые и средние за более длительный период.
Одновременно с отбором проб воздуха определяются следующие
метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температура воздуха,
состояние погоды и подстилающей поверхности. Наблюдения на маршрутных постах,
также как и на стационарных, проводятся по полной, неполной или сокращенной
программе. В период неблагоприятных метеорологических условий,
сопровождающихся значительным возрастанием содержания примесей до высокого
уровня загрязнения (ВЗ), проводятся наблюдения через каждые 3 часа. При этом
58
отбирают пробы на территории наибольшей плотности населения на стационарных
или маршрутных постах или под факелом основных источников загрязнения по
усмотрению управления по гидрометеорологии.
4.3. Перечень веществ, подлежащих контролю
В атмосферный воздух поступает большое количество вредных веществ,
таких как: пыль (взвешенные вещества), диоксид и оксид азота, оксид углерода,
которые принято называть основными, а также различные специфические вещества,
выбрасываемые отдельными производствами, предприятиями и цехами.
Перечень веществ для измерения на стационарных, маршрутных постах и при
подфакельных наблюдениях устанавливается на основе сведений о составе и
характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических
условий рассеивания примесей. Определяются вещества, которые выбрасываются
предприятиями города и оценивается возможность превышения ПДК этих веществ.
В результате составляется список веществ, подлежащих контролю в первую
очередь. Принцип выбора вредных веществ и составления списка приоритетных
веществ основан на использовании параметров потребления воздуха (ПВ) (Безуглая
и др., 1986):
реального
М¡
ПВ¡ = ------
q¡
и требуемого
М¡
ПВт¡ = --------- ,
ПДК¡
где М¡ - суммарное количество выбросов ¡ - той примеси от источника,
расположенного на территории города; q¡ - концентрация, установленная по
данным расчетов или наблюдений.
4.4. Оборудование для отбора проб воздуха
Используемые на стационарных постах средства измерения размещаются в
комплексных лабораториях «Пост-1» и «Пост-2», на маршрутных и подфакельных
постах – в автолаборатории «Атмосфера-11». Для отбора проб воздуха
используются электроаспираторы или воздухосборники. Оборудование «Пост-1»
включает: автоматические газоанализаторы ГМК-3 и ГКП-1, системы для
проведения отбора проб и метеорологических наблюдений, мачту для установки
датчика ветра, систему электроснабжения и освещения. Лаборатория «Пост-2»
отличается от «Пост-1» наличием дополнительного автоматического
воздухоотборника «Компонент» и электроаспиратора ЭА-2С. Лаборатория
59
«Атмосфера-11» предназначена для определения уровня загрязнения атмосферного
воздуха и измерения метеорологических элементов при проведении маршрутных и
подфакельных наблюдений.
4.5. Методы, средства измерений и обработка результатов
Для наблюдения и контроля уровня загрязнения воздуха используются
различные методы: фотокалориметрии, атомно-абсорбционной спектрофотометрии,
рентгенофлуоресцентный, квазилинейчатых спектров люминесценции,
потенциометрии, газовой хроматографии. Большой объем собранных данных,
необходимость их широкого использования в природоохранной деятельности
требуют проведения автоматизированной обработки информации по принципу
распределенной машинной обработки (АСОИЗА, 1985, 1986, Инструкция…, 1987;
Рекомендации…, 1984; Программа статобработки…, 1987; Руководство…, 1991 и
др.). Цель обработки и обобщения материалов наблюдения состоит в получении
достоверной и объективной информации об уровне загрязнения атмосферы и его
причинах, а также разработке рекомендаций по снижению и доведении информации
до органов, принимающих решения, и широкой общественности. Обобщение
выполняется на основании данных измерений разовых или среднесуточных
концентраций вредных примесей и сведений о выбросах вредных веществ в
атмосферу конкретного предприятия, города и др.
Результаты обобщения информации по территории служат для выявления: 1)
городов с наиболее высоким уровнем загрязнения атмосферы; 2) источников выбросов
вредных веществ, вносящих наибольший вклад в уровень загрязнения атмосферы
городов; 3) вредных веществ, содержание которых в атмосфере определяет
загрязнение воздуха в городах. Это достигается совместным анализом выбросов
вредных веществ, характеристик загрязнений атмосферного воздуха и
метеорологических данных, определяющих перенос и рассеивание вредных веществ в
атмосфере. Обобщение материалов о состоянии загрязнении воздуха городов
проводится за период от 1 месяца до 1 года и более. Обобщение может осуществляться
по одному городу и по нескольким городам. Информационные документы
оформляются в соответствии с действующими нормативными материалами,
отпечатаны на стандартных листах белой бумаги через полтора интервала. Схемы
выполняются на белой бумаге или кальке размером 150х150 мм.
ЗАДАЧИ
1. Рассчитайте М‘ и М‛ при условиях:
- гараж;
- автомобиль ГАЗ-53;
- L¡ =0,2; L, =0,3;
- Д =252;
- N = 5;
- α =0,8.
60
2. Рассчитайте выброс диоксида серы при использовании Райчихинского угля в
котлах ДКВР – 2,5-13. Максимальное количество сжигаемого угля за наиболее
холодный месяц – 12 т; за год – 800 т.
3. Рассчитайте ИЗВ р. Амур ниже г. Хабаровска в 2005 г., если:
Наименование вещества (показателя) Средние концентрации, мг/л
Азот аммонийный
Азот нитритный
Нефтепродукты
Фенолы
Растворенный кислород
БПК5
0,99
0,037
0,05
0,003
8,64
1.6
4. Рассчитайте комплексный ИЗА по постами, если средние за год концентрации
примесей на постах составили:
Ингредиенты Концентрация примесей, мг/м3 по постам контроля
1 2 3
Взвешенные
вещества
0,22
0,12 0,33
Диоксид азота 0,042 0,055 0,3
Диоксид серы 0,056 0,033 0,71
Оксид углерода 3,3 5,6 4,2
Фенол 0,001 0,0012 0,0014
5. Определите максимально возможную по санитарно-гигиеническим требованиям
концентрацию SO2, если фоновые концентрации равны: SO2 0,1 ррм, NO 3 ррв,
H2S 2 ррв, H2SO4 ).1 мг/м3.
6. Рассчитайте ПДВ NO2, если высота трубы 20 м, диаметр 0,2 м, Т1=100 º С,
Ти=20 º С, m=1,0; n=0,9, местность равнинная, Приморский край, курорт. Скорость
выхода газовоздушной смеси 12 м/с. Фоновая концентрация NO2 =0,03 мг/м3.
7. Рассчитайте среднее смещение границы загрязнения атмосферы при залповом
выбросе СОСl2 за пять суток при 0 º С за счет молекулярной диффузии.
8. Из трубы высотой 40 м выбрасывается 70 кг NOх в сутки при средней скорости
ветра 8 м/с. Рассчитайте максимальную концентрацию NOх на уровне земли и
расстояние, на котором она проявляется. Сравните найденную концентрацию с
ПДК.
9. Из трубы высотой 100 м выбрасывается 326 кг оксида серы (1У) в сутки при
средней скорости ветра 5 м/с.
Рассчитайте: а) максимальную концентрацию оксида серы на уровне земли и
расстояние, на котором она будет наблюдаться; б) концентрацию на уровне земли в
0,1; 1; 2; 5; 7 и 10 км от трубы.
Постройте зависимости концентрации оксида серы от расстояния. На график
нанесите значение ПДК (0,05 мг/м3).
10. Определите концентрацию оксида углерода (11) в воздухе над перекрестком с
управляемым светофором на магистральной улице города с многоэтажной