Курс «Химический анализ объектов окружающей среды» Содержание курса 1. Аналитическая служба 2. Отбор и подготовка проб для анализа компонентов окружающей среды 3. Химические загрязнители окружающей среды 4. Анализ компонентов и параметров гидросферы 5. Анализ компонентов атмосферы 6. Анализ компонентов почвы
Лекция № 1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ СЛУЖБА 1. 2. План лекции Значение аналитического контроля и его отличие от используемых методов анализа объектов окружающей среды. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды.
Вопрос 1. Значение аналитического контроля и его отличие от используемых методов анализа объектов окружающей среды. Контроль за безопасностью окружающей среды и в связи с этим здоровьем человека получил свое развитие в начале 70 х. Факторы, которые оказали существенное влияние на развитие этого процесса: · Индустриальные катастрофы (наиболее значимыми по своим последствиям являются катастрофы в Чернобыле и Эксон Вальдезе). · Нормативные разработки. · Информированность. · Законодательство. Отличие контроля и используемых методов, заключается в оценке воздействия на окружающую среду (EIA): последняя оценивает потенциальное воздействие на безопасность окружающей среды предлагаемого объекта; важной целью контроля за безопасностью окружающей среды является тщательное систематическое исследование характеристик окружающей среды посредством методов, которыми располагает компания.
Вопрос 1. Значение аналитического контроля и его отличие от используемых методов анализа объектов окружающей среды. Общей целью контроля за безопасностью окружающей среды является помощь в защите окружающей среды и сведении к минимуму риска для здоровья человека. Главные цели контроля над безопасностью окружающей среды: 1. определить насколько качественно функционируют системы и оборудование по охране окружающей среды; 2. проверить соответствие национальным, местным и другим законам и нормам; 3. свести к минимуму риски для жизни человека, связанных с проблемами окружающей среды, здоровья и безопасности.
Вопрос 1. Значение аналитического контроля и его отличие от используемых методов анализа объектов окружающей среды. Аналитический контроль (объекта) - определение химического состава и, в отдельных случаях, структуры и свойств вещества и материала объекта, с последующим оцениванием соответствия объекта установленным требованиям при их наличии. Примечания 1) Аналитический контроль может быть частью других видов контроля, например, экологического, санитарного и т. д. 2) Примеры объектов аналитического контроля: партия минерального и вторичного сырья, химического продукта, материала, образец грунта, питьевая вода, воздух рабочей зоны, изделие из ювелирного сплава, товарная нефть из резервуара. Аналитические работы (в области исследования веществ и материалов) деятельность, связанная с определением химического состава и, в отдельных случаях, структуры и свойств вещества и материала объекта аналитического контроля. Примечание. Аналитические работы в общем случае включают: отбор и подготовку пробы, аналитическую идентификацию, химический анализ и, в отдельных случаях, определение структуры и свойств вещества и материалов объектов аналитического контроля.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Аналитическая служба совокупность аналитических служб отдельных ведомств, например в области промышленности, геологии, сельского хозяйства, ведомств охраны природы, здравоохранения и др. В промышленности различают: 1) контроль технологических процессов (оперативный, часто непрерывный, желательно автоматизированный) 2) контроль сырья и готовой продукции (иногда будучи непрерывным, обычно все таки конкретный, выборочный, требует точности и определения нескольких компонентов и чаще выполняется в лаборатории). Конвейерный анализатор элементного состава сырья и материалов GEOSCAN
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Главная задача производственных лабораторий в каждодневном обслуживании производства. Многие лаборатории ведут и методическую работу. В крупных лабораториях организуются специальные методические группы, основная цель которых разработка, поиск, усовершенствование и приспособление к запросам предприятия или организации методов и приемов ана лиза. Очень важно укреплять такую научную базу на предприятиях, делать производственные лаборатории центрами исследований в области аналитической химии. Специальные НТ-лаборатории
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Промышленный химический анализ констатирующий оперативный (экспрессный) Результаты констатирующих анализов нельзя непосредственно использовать для корректировки технологического процесса, хотя суммирование результатов таких анализов позволяет выявлять «хронические» дефекты технологии. Результаты констатирующих анализов, как и анализируемые образцы, можно хранить, обрабатывать, перепроверять. Экспресс-анализ. Повторить этот анализ обычно невозможно, главное, результаты должны быть получены настолько быстро, чтобы их можно было использовать для изменения технологического процесса, если это необходимо. Серьезнейшая задача производственного контроля, особенно экспрессного, его автоматизация.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Недостаток в организации аналитического контроля неопределенность решений, которые должны приниматься по результатам анализов, а в связи с этим и недостаточная ясность в вопросе о том, где и когда анализы обязательны. Аналитический контроль в наибольшем объеме требуется при запуске нового производства и его освоения. По мере того как технологические процессы осваиваются и стабилизируются, число точек пробоотбора и частота анализа должны сокращаться. В сущности, контроль должен сохраняться в тех точках, где по тем или иным причинам есть колебания в составе веществ.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Аналитические определения необходимы при выполнении каждой научно исследовательской работы по химии. Кроме того, к аналитическим методам прибегают в процессе выполнения научно исследовательских работ в области геохимии, геологии, минералогии, металлургии, медицины, биологии, агрохимии и др. Методы аналитической химии широко реализуются в самых разнообразных производствах. Например, в нефтехимии, металлургии, при получении кислот, щелочей, соды, удобрений, органических продуктов и красителей, пластических масс, искусственных и синтетических волокон, строительных материалов, взрывчатых веществ, поверхностно активных веществ, лекарственных препаратов, парфюмерии. Возрастает роль качественного количественного анализа для сельского хозяйства, для повышения урожайности сельскохозяйствен ных культур и продуктивности животноводства. Изучают состав почв, определяют в них макро и микроэлементы, анализируют удобрения и сельскохозяйственные яды, контролируют качество продукции расте ниеводства и животноводства. Теоретическую и методическую основу агрохимического анализа составляет аналитическая химия.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Знание аналитической химии необходимо при изучении специальных дисциплин: почвоведения, общего земледелия, агрономической химии, физиологии животных и растений, микробиологии, химической защиты растений, процессов переработки продукции сельского хозяй ства. Без аналитической химии немыслима правильная постановка агрохимического эксперимента. Экспериментальная работа в области многих сельскохозяйственных наук обычно связана с разработкой новых методов анализа. Например, с помощью метода меченых атомов изучен процесс фотолиза воды в клетках зеленого расте ния. Доказано, кроме того, что растения поглощают оксид углерода (IV) не только листьями из воздуха, но и корнями из почвы. Кроме сельскохозяйственных наук методами аналитической химии пользуются также биологические, медицинские и технические науки. В настоящее время развивается аналитическая космохимия, которая изучает распространение элементов в космических телах. Например, в лунном грунте с высокой точностью определено содержание 65 элементов. Успешно изучается состав других планет Солнечной системы.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году. В 1972 году появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Мониторингом окружающей среды называют регулярные, выполняемые по заданной программе наблюдения природных сред, природных ресурсов, растительного и животного мира, позволяющие выделить их состояния и происходящие в них процессы под влиянием антропогенной деятельности.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Под экологическим мониторингом следует понимать организованный мониторинг окружающей природной среды, при котором, во первых, обеспечивается постоянная оценка экологических условий среды обитания человека и биологических объектов (растений, животных, микроорганизмов и т. д. ), а также оценка состояния и функциональной ценности экосистем, во вторых, создаются условия для определения корректирующих воздействий в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются. Под химическим мониторингом понимают систему наблюдений за химическим составом (природного и антропогенного происхождения) атмосферы, осадков, поверхностных и подземных вод, вод океанов и морей, почв, донных отложений, растительности, животных и контроль динамики распространения химических загрязняющих веществ. Глобальной задачей химического мониторинга является определение фактического уровня загрязнения окружающей среды высокотоксичными веществами.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. В систему мониторинга должны входить следующие основные процедуры: • выделение (определение) объекта наблюдения; • обследование выделенного объекта наблюдения; • составление информационной модели для объекта наблюдения; • планирование измерений; • оценка состояния объекта наблюдения и идентификации его информационной модели; • прогнозирование изменения состояния объекта наблюдения; • представление информации в удобной для пользователя форме и доведение ее до потребителя.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Основные цели экологического мониторинга состоят в обеспечении системы управления природоохранной деятельности и экологической безопасности своевременной и достоверной информацией, позволяющей: 1) оценить показатели состояния и функциональной целостности экосистем и среды обитания человека; 2) выявить причины изменения этих показателей и оценить последствия таких изменений, а также определить корректирующие меры в тех случаях, когда целевые показатели экологических условий не достигаются; 3) создать предпосылки для определения мер по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб. Экологический мониторинг должен быть ориентирован на ряд показателей трех общих видов: соблюдения, диагностики и раннего предупреждения. Основные задачи экологического мониторинга: 1) наблюдение за источниками антропогенного воздействия; 2) наблюдение за факторами антропогенного воздействия; 3) наблюдение за состоянием природной седы и происходящими в ней процессами под влиянием факторов антропогенного воздействия; 4) оценка фактического состояния природной среды; 5) прогноз изменения состояния природной среды под влиянием факторов антропогенного воздействия и оценка прогнозируемого состояния природной среды.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Информационный портрет экологической обстановки представляет собой совокупность графически представленных пространственно распределенных данных, характеризующих экологическую обстановку на определенной территории, совместно с картоосновой местности. Разрешающая способность информационного портрета зависит от масштаба используемой картоосновы. На локальном уровне экологического мониторинга в информационном портрете должны присутствовать все источники эмиссий (вентиляционные трубы промышленных предприятий, выпуски сточных вод т. д. ). На региональном уровне близко расположенные источники воздействия «сливаются» в один групповой источник. В результате этого на региональном информационном портрете небольшой город с несколькими десятками эмиссии выглядит как один локальный источник, параметры которого определяются по данным мониторинга источников. На федеральном уровне экологического мониторинга наблюдается еще большее обобщение пространственно распределенной информации. В качестве локальных источников эмиссии на этом уровне могут играть роль промышленные районы, достаточно крупные территориальные образования. При переходе от одного иерархического уровня к другому обобщается не только информация об источниках эмиссии, но и другие данные, характеризующие экологическую обстановку.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. При разработке проекта экологического мониторинга необходима следующая информация: 1) источники поступления загрязняющих веществ в окружающую природную среду; 2) переносы загрязняющих веществ — процессы атмосферного переноса, процессы переноса и миграции в водной среде; 3) процессы ландшафтно геохимического перераспределения загрязняющих веществ; 4) данные о состоянии антропогенных источников эмиссии. Экологический мониторинг грунтовых вод
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. В зоне влияния источников эмиссии организуется систематическое наблюдение за следующими объектами и параметрами окружающей природной среды: 1. Атмосфера: химический и радионуклидный состав газовой и аэрозольной фазы воздушной сферы; твердые и жидкие осадки (снег, дождь) и их химический и радионуклидный состав; тепловое и влажностное загрязнение атмосферы. 2. Гидросфера: химический и радионуклидный состав среды поверхностных вод (реки, озера, водохранилища и т. д. ), грунтовых вод, взвесей и данных отложений в природных водостоках и водоемах; тепловое загрязнение поверхностных и грунтовых вод. 3. Почва: химический и радионуклидный состав деятельного слоя почвы. 4. Биота: химическое и радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий, растительного покрова, почвенных зооценозов, наземных сообществ, домашних и диких животных, птиц, насекомых, водных растений, планктона, рыб. 5. Урбанизованная среда: химический и радиационный фон воздушной среды населенных пунктов; химический и радионуклидный состав продуктов питания, питьевой воды и т. д. 6. Население: характерные демографические параметры (численность и плотность населения, рождаемость и смертность, возрастной состав, заболеваемость, уровень врожденных уродств и аномалий); социально экономические факторы.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторинг состояния объектов окружающей среды. Системы мониторинга природных сред и экосистем включают в себя средства наблюдения: 1. экологического качества воздушной среды, 2. экологического состояния поверхностных вод и водных экосистем, 3. экологического состояния геологической среды и наземных экосистем. Основной принцип организации – природно экосистемный. Целями наблюдений, проводимых в рамках мониторинга природных сред и экосистем, являются: 1. оценка состояния и функциональной целостности среды обитания и экосистем; 2. выявление изменений природных условий в результате антропогенной деятельности на территории; 3. исследование изменений экологического климата (многолетнего экологического состояния) территорий.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторин состояния объектов окружающей среды. Единая государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) включает в себя следующие основные компоненты: 1. мониторинг источников антропогенного воздействия на окружающую среду; 2. мониторинг загрязнения абиотического компонента окружающей природной среды; 3. мониторинг биотической компоненты окружающей природной среды; 4. социально гигиенический мониторинг; 5. обеспечение создания и функционирования экологических информационных систем.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторин состояния объектов окружающей среды. Центральные органы федеральной исполнительной власти: Госкомэкологии (бывш. Минприроды России). Росгидромет. Роскомзем. Министерство природных ресурсов (вкл. Роскомнедра и Роскомвоз). Роскомрыболовство. Рослесхоз. Роскартография. Госгортехнадзор России. Госкомэпиднадзор России. Минобороны России. Госкомсевер России.
Вопрос 2. Государственные аналитические службы. Мониторин состояния объектов окружающей среды. Структуру единого экологического мониторинга можно представить сферами получения, обработки и отображения информации, сферами оценки ситуации и принятия решений. Структурными звеньями любой системы ЕЭМ являются: 1. измерительная система; 2. информационная система, включающая в себя базы и банки данных правовой, медико биологической, санитарно гигиенической, технико экономической направленности; 3. системы моделирования и оптимизации промышленных объектов; 4. системы восстановления и прогноза полей экологический и метеорологических факторов; 5. система принятия решений. Единая государственная система экологического мониторинга обеспечивает формирование массива данных для составления экологических карт, моделирования и прогноза экологических ситуаций в различных регионах России.
Скачать презентацию Курс Химический анализ объектов окружающей среды Содержание курса
ХАООС Лекция 1.ppt