ТИПОВОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ТИПОВОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР КОНТРОЛЯ.

Типовым алгоритмом ЭАК при мониторинге загрязнений и физических факторов (ФФ) воздействия на ОПС выявление контролируемого объекта; первичное обследование объекта (рекогносцировка); формирование информационной модели контролируе могообъекта; длительные (систематические) наблюдения за объектом контроля; прогнозирование изменения состояния объекта контроля; обработка и представление полученной информации в удобной и понятной форме.

Выявление контролируемого объекта Уточнение источника загрязнения по имеющимся жалобам, документам или в соответствии с полученной заявкой (например, выходной коллектор сточных вод предприятия, сбрасывающего их в поверхностный водоем). Первичное обследование объекта (рекогносцировка) в форме выборочного краткосрочного наблюдения за ним с уточнением показателей загрязнения (идентификация), а также местоположения границ, внешних проявлений неблагополучия и определением точек или зон дальней шего исследования (например, предварительные качествен ные исследования и полуколичественные измерения состава сточных вод «на месте» по наиболее вредным или опасным ЗВ и интенсивно воздействующим ФФ).

Формирование информационной модели контролируе мого объекта Составление перечней контролируемых в сточных водах ЗВ и воздействующих на них ФФ; установление граничных значений уровней их фиксирования или измерения с заданной достоверностью и в привязке к «месту» ; разработка архитектуры будущей геоинформационной системы – ГИС, а также планирование эксперимента по изучению состояния и динамики контролируемого объекта (например, составления плана графика измерений содержания ЗВ в сточных водах «на месте» или отбора их проб для последующего лабораторного анализа).

Длительные (систематические) наблюдения за объектом контроля Непрерывное или дискретное измерение концентраций ЗВ в сточных водах по спланированным показателям с отбором проб или без него) и оценка состояния контролируемого объекта в целом (сопоставление с нормами или ранее проводимыми измерениями и возможное категорирование сточных вод по получаемым данным) за период наблюдений. Прогнозирование изменения состояния объекта контроля на основе информационной модели (ГИС) и экс периментально полученных эмпирических данных в зави симости от предполагаемых изменений внешних условий (например, увеличение или уменьшение загрязнения вод с изменением мощности производства, введения дополни тельной очистки, замены технологий производственных процессов, замкнутого водооборота и т. д. ).

Обработка и представление полученной информации в удобной и понятной форме И доведение ее до потребителя (отчет по результатам обследования, представляемый руководству предприятия или заказчику, например, в контрольную государственную службу или в местную администрацию, или для общественной публикации и т. д. ). В рамках указанных процедур обычно осуществляют несколько технологических операций, многократное повто рение которых и составляет рассматриваемый далее типо вой технологический цикл экоаналитического контроля.

Типовой технологический цикл ЭАК загрязнений ОПС определенный набор операций и последова тельности их выполнения, которые заключа ютсяв следующем: поиск источника загрязнения или вредного воздействия; его первичная оценка «на месте» и/или отбор проб; подготовка проб к их транспортировке и хранению и доставка к месту анализа; подготовка проб к анализу непосредственно в лаборатории; количественный анализ проб в лаборатории; обработка и представление результатов анализа с оценкой показателей правильности и достоверности полученных результатов; планирование следующего цикла контроля.

Место для первичной оценки или отбора пробы выбирается в соответствии с целями анализа и на основа нии внимательного изучения всей имеющейся предва рительной информации (документации). Место уточняется путем натурного исследования местности (объекта), причем должны учитываться все обстоятельства, которые могли бы оказать влияние на состав взятой пробы или результат первичной оценки наличия и уровня загрязнения (воздействия). В зависимости от вида анализируемой среды данная процедура имеет некоторые особенности.

При выборе точек отбора проб воды из поверх ностных источников Надо внимательно обследовать притоки реки и возможные источники загрязнения выше по течению от предполагаемого места первичной оценки или пробоотбора. Место отбора проб сточных вод оценивается и выбирается только после подробного ознакомления с технологией производства, потреблением и сбросом воды, местоположением цехов объекта, системой его канализации, назначением и работой отдельных элементов систем очистки и т. д. Створы отбора проб выбирают примерно в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, территория населенного пункта), а на непроточных водо емах– в 1 км в обе стороны от пункта водопользования. Обычно, отбирают пробы воды одного створа в 3 точках (у обоих берегов и в фарватере). Но при ограниченных возможнос тях или на небольших водоемах можно отбирать пробы и в 1– 2 точках – в зависи мости от характера водопользования и с учетом условий водного режима в данном пункте или распределения сточных вод в водоеме ( «струйность течения» ).

При выборе точек отбора проб почв Выбирают ключевой участок (наиболее типичный) и в его пределах выделяют «элемен тарные участки» , размеры которых зависят от расстояния до источника загрязнения. Обычно «чем дальше от источника, тем больше должна быть площадь элементарного участка» . Кроме того, в пре делах определенного элементарного участка выбирают так же «рабочую площадку» , с которой и отбирают пробы почв для составления смешанного почвенного обра зца. Если размер элементарного участка сравнительно ве лик, а почвенный покров сложен, то в пределах этого учас тка выделяют

Выбор расположения ключевых участков четом розы ветров

Выбор ключевых и элементарных участков, пробных рабочих площадок Ключевые участки ориентировочно намечают по карте (с учетом розы ветров), а затем уточняют их в поле. В пределах ключевого участка выделяют элементарный участок и наме чаютна нем пробные рабочие площадки. За размер такой площадки обычно принимают площадь около 1 га (100 х100 м). Площадки в зоне распределяют по румбам: 8 10 12 16 24 При этом пробные площадки по периметру удалены друг от друга на 1, 5 – 2 км.

Результаты даже самого точного (и дорогостоящего) анализа теряют всякий смысл при не правильно проведенном пробоотборе. Ошибки, возникаю щие вследствие неправильного отбора проб, в дальнейшем исправить, как правило, не удается. Поэтому достовер ность и точность последующего анализа в значительной степени зависят от правильности выбора способа и тща тельности проведения отбора проб.

Репрезентативная (представительная) проба которая максимально характеризует качество среды по анализируемо му показателю, является типичной и не искаженной вследствие концентрационных и других факторов. Представительными принято считать такие пробы, в которых содержание определяемых ингредиентов не из меняется при отборе проб, их хранении и транспортировке к месту анализа. Хотя, конечно, в реальных условиях изме нение состава матрицы во времени все же происходит, на пример, из за переменного состава воды в реке или флук туаций состава выбросов предприятий или транспорта.

Основные правила отбора проб Проба, взятая для анализа, должна отражать типичные условия места и времени ее взятия. Отбор пробы, а также последующие хранение, транспорти ровка, пробоподготовка и аналитическая работа с ней должны проводиться так, чтобы не произошло заметных изменений в содержании определяемых компонентов или в свойствах содержащей ее среды (тары).

Особенности отбора проб воздуха • При отборе проб часто приходится использовать специальные (причем иногда весьма сложной конструкции) поглотительные сосуды, а также различного рода технические устройства, называемые – побудителями и измерителями расхода воздуха для активной дозиметрии (аспирации) и др. Иногда применяют такого рода устройство совместно с приспособлениями для увеличения концентрации ЗВ. При аспирационном поглощении ЗВ за счет абсорбции примесей растворами (барботирование воздуха через жидкий поглотитель) относится к одному из наиболее часто применяемых способов и позволяет исполь зовать высокие скорости пробоотбора (до 30– 50 л/мин). Этот способ отличается отно сительной простотой и экономичностью и возможностью для последующего определения брать аликвотную часть поглотительного раствора. Не достатками способа являютсяневысокие коэффициенты (степень) концентрирования и невозможность получения представи тельной пробы при одновременном наличии в воздухе паров анализируемых веществ и их аэрозолей.

При отборе проб воздуха в индустриальных районах и про изводственныхпомещений: приме няют одновременносорбенты (для газов) и фильтры (для аэрозолей). Для отбора паровой (газовой) фазы путем аспирации стали используется «модифицирован ные» сорбенты (их еще называют «молекулярными щет ками» ), в которых на твердую фазу (сорбент носитель) нанесена или химически с ней связана неподвижная жид кая фаза (сорбент модификатор). Этот способ еще называют «комбинированным» , так как он сочетает в себе и адсорбцию на твердых сорбентах и абсорбцию в тонких слоях жидкого модифицированного

Метод криогенного концентри рования (КК) основан на вымораживании ЗВ при температурах более низких, чем температура их кипения. Отбор проб сводится к пропусканию воздуха через охлаждаемую ловушку (конденсатор) с достаточно боль шой ( «развитой» ) поверхностью поглощения (трубки со стекловатой и др. ). В качестве хладагентов используют жидкий азот или твердую углекислоту. Иногда охлажда емые ловушки заполняют сорбентом, и в этом случае (при сочетании КК и адсорбции) удается достичь 1000 кратного и более концентрирования определяемых компонентов. Метод КК отличается не только высокой эффективностью, но и возможностью извлечения примесей, которые при обычной температуре могут взаи модействовать с материалом ловушек. При КК возможна конденсация водяных паров, что может приво дить к образованию в ловушках ледяных пробок. Частично от этого удается избавиться, при меняя предварительное осушение воздуха при его пропу скании через «насадочные патроны» с молекулярными ситами.

Отбор проб атмосферных осадков Дождевую воду улавли вают при помощи широкой воронки, трубка которой дохо дит до дна пробоотборной бутыли. Для определения среднего состава дождевой воды, ее улавливают в тече ние всего времени выпадения дождя. Если же требуется определить качество дождевой воды, ее собирают через несколько минут после его начала. Падающий снег улавливают в воронку или в широкую и глубокую чашку, и затем оттаивают. Пробы снежного покрова отбирают из мест, где его толщина максимальна. При этом лопаткой снимают верхний слой, а затем наполняют снегом, взятым из нужного слоя, широкогорлую банку. При отборе проб льда берут куски из различных мест и очищают их со всех сторон чистым ножом или долотом. Затем чистые куски льда помещают в чашку, оставляют на некоторое время и переносят в другой сосуд, где опять оставляют на некоторое время, после чего перекладывают в широкогорлую банку и растапливают при комнатной температуре. Пробы из мелких кусочков льда насыпают на чистое сито или наполняют ими воронку Бюхнера, споласкивают горячей дистиллированной водой и пересыпают в банку для пробы.

Отбор проб сточных вод Состав сточных вод не постоянен, поэтому проводят отбор средней смешанной пробы (за час, смену, сутки) или же серийных проб по предварительно разработанному графику. Определяют суточный максимум и минимум количества сточных вод, а также суточное, недель ное, месячное или годовое изменение качества воды. Проводится взятие согласованных проб в различных местах течения сточной воды. Продол жительность прохождения сточной воды между местами отбора определяют по расчету или при помощи вводимых в воду индикаторных веществ (красок, «меченых атомов» и т. п. ). Необходимо обеспечить быстрое и эффективное смешение вещества метки со сточной водой. Определение параметров потока с индикаторными вещест вами проводится заранее перед отбором проб, чтобы влия ние введенного вещества прекратилось до взятияпробы. Проба, отражающая состав сточной воды отбирается в месте наиболее сильного течения. При взятии пробы из сооружения следует учитывать возможность неравномер ного распределения примесей по слоям. Если вода вытека ет из отверстия или водослива, пробу можно брать непосредственно из них.

ОТБОР ПРОБ ПОЧВЫ Точечные пробы отбирают методом «конверта по диагонали» или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков (применяется для исследования почвы гумусового горизонта). При этом из точек «элементарного» участка (или каждой рабочей пробо отборной площадки) берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5– 10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см, что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0, 5 л), но не менее 0, 5 кг почвы.

Особые требований при отборе проб почвы на территории предпри ятий Выбор точек отбора проб производится с учетом расположения соответству ющих производств, мест хранения отходов, улично транспортной сети, а также метеорологических условий и т. п. При определении в почве поверхностно распределяю щихся веществ ПХДД полихлорированные дибензо п диоксины; ПХДФ полихлорированные дибензофураны; ПАУ полициклические ароматические углеводороды; ПХБ хлорбензолы и полихлорированные бифенилы; тяжелые металлы, радионуклиды и др. точечные пробы обычно отбирают с помощью трубчатого пробоотборника послойно на глубине 0, 5 и 20 см массой до 0, 2 кг.

Особенности отбора проб с твердых, гладких и несорбирующих поверхностей Для этого используют ватно марлевые или ватные тампоны, смоченные водой или органическим раствори телем. Иногда берут «мазки» или смывы со стен, полов и окон производственных помещений. Площадь, которая обрабатывается тампоном составляет примерно 0, 5 м 2. С для анализа поверхности зданий используют соскобы внешнего слоя покрытия (штукатурки) толщиной 1– 2 мм с площади около 0, 1– 0, 25 м 2.