Методы исследования загрязнения окружающей среды

Полезное по теме: "Методы исследования загрязнения окружающей среды" от специалистов простым языком. Если необходимо уточнить актуальность на 2020 год, а также задать вопрос, то обращайтесь к дежурному юристу.

Исследование загрязнения окружающей среды по составу золы растений

Целью работы является изучение степени загрязнения атмосферы в городе. В соотеветствии с этим были собраны образцы растений в различных районах города, приготовлены зольные растворы и проведен анализ на содержание свинца, серы и железа. Затем сделаны соответствующие выводы.

Скачать:

Вложение Размер
issledovanie_zagryazneniya_okruzhayushchey_sredy_po_sostavu_zoly_rasteniy.rar 2.61 МБ

Предварительный просмотр:

ПО СОСТАВУ ЗОЛЫ РАСТЕНИЙ

Автор: Лебедко Александра Владимировна,

ученица 10 класса

Руководители: Зеленова Е.В.

МБОУ «Гимназия №1»

г. Усолье-Сибирское, ул. Толбухина, 21

Глава 1. Загрязнение атмосферы ……………………………………….…. 5

1.1. Виды загрязнения атмосферы …………………………….…. 5

1.2. Влияние загрязнения атмосферы на растения ………….….. 8

Глава 2. Экспериментальная часть …………………………………….….. 9

2.1. Методика анализа состава золы растений ………………….. 9

2.2. Описание выполнения исследования и анализ результатов . 10

Выводы и рекомендации ………………………………………………….. 14

Список использованных источников …………………………………….. 15

В последние годы мы часто слышим и употребляем слово «экология», но вряд ли можно считать, что все понимают под ним одно и то же. О том, какой смысл следует вкладывать в это понятие, спорят даже специалисты. А пока они спорят, неспециалисты уже поняли, что такое экологический минимум: это значит — дышать чистым воздухом, пить чистую воду, есть пищу без нитратов и не светиться в темноте.

Представляется, что все экологические проблемы можно отнести, прежде всего к двум связанным друг с другом главным факторам: изменениям климата и загрязнению окружающей среды. Хотя изменения климата, естественные или вызванные деятельностью человека (так называемые антропогенные), происходят сравнительно медленно, они охватывают огромные регионы и потому могут представлять серьезную проблему для человечества. При значительных изменениях климата произойдут смещения климатических зон, в результате чего людям придется целиком или частично перестраивать в этих зонах свою хозяйственную деятельность. Загрязнение окружающей среды также принимает глобальный характер, так как фактически оно не знает национальных границ. Нарастание загрязнения превращается в опасность для самого существования биосферы, и в том числе всего человечества.

Цель работы: изучить степень загрязнения атмосферы в г. Усолье-Сибирское по составу золы растений.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи :

  1. Изучить источники загрязнения атмосферы.
  2. Провести анализ золы растений на наличие химических веществ.
  3. Дать рекомендации по снижению загрязнения воздуха.

Объект исследования : загрязнение атмосферы.

Предмет исследования : зола растений, собранных в различных местах.

КОНСУЛЬТАЦИЯ ЮРИСТА


УЗНАЙТЕ, КАК РЕШИТЬ ИМЕННО ВАШУ ПРОБЛЕМУ — ПОЗВОНИТЕ ПРЯМО СЕЙЧАС

8 800 350 84 37

Гипотеза : если сделать анализ состава золы растений, то можно определить степень загрязнения атмосферы.

При выполнении работы были использованы методы: работа с литературой, эксперимент, анализ результатов.

Глава 1. Загрязнение атмосферы

Загрязнение – это принесение в окружающую среду или возникновение в ней новых, обычно не характерных физических, химических, информационных или биологических агентов или превышение их естественного среднемноголетнего уровня в различных средах, приводящее к негативным воздействиям.

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая планету Земля, одна из геосфер. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.

Загрязнение атмосферы Земли — принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

1.1. Виды загрязнения атмосферы

  • По источникам загрязнения :
  • Естественное
  • Антропогенное
  • По характеру загрязнителя :
  • Физическое – механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое загрязнение (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.).
  • Химическое — загрязнение газообразными веществами и аэрозолями. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха это: оксид углерода (IV), оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы.
  • Биологическое — в основном загрязнение микробной природы. Например, загрязнение воздуха вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, а также их токсинами и продуктами жизнедеятельности.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются:

  • Природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.)
  • Искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:
  • Транспортные — загрязнители, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;
  • Производственные — загрязнители, образующиеся как выбросы при технологических процессах, отоплении;
  • Бытовые — загрязнители, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также можно разделить на несколько групп:

  • Механические загрязнители — пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;
  • Химические загрязнители — пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;
  • Радиоактивные загрязнители.

На долю развитых государств с 1950 по 2000 гг. пришлось 77 % вредных промышленных выбросов в атмосферу, и именно они несут основную ответственность за изменения климата.

Основными источниками антропогенных аэрозольных загрязнений воздуха являются теплоэлектростанции (ТЭС), потребляющие уголь. Сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают суммарный выброс пыли в атмосферу, равный 170 млн тонн в год.

1.2. Влияние загрязнения атмосферы на растения

К последствиям загрязнения атмосферы Земли можно отнести парниковый эффект, кислотные дожди, смог и озоновую дыру. Астрономы утверждают, что прозрачность атмосферы уменьшилась за последнее время. Также установлено, что ежегодно из-за загрязнения атмосферы Земли погибают не менее 1,3 миллионов человек.

Читайте так же:  Как узнать административный штраф на госуслугах

Воздействие на экологическую систему, будь это пустыня, луг или лес, на первых порах не отражается на системе или организме в целом; любые нарушения или стрессы сначала дают себя знать на молекулярном уровне отдельного растения или системы растений. В тех случаях, когда стрессы воздействуют на процессы, протекающие в клетке, растение начинает слабеть; при этом происходят изменения в процессах обмена, и сама клетка подвергается воздействию.

Каждое из загрязнений воздействует своим особым образом, однако все загрязнения оказывают влияние на некоторые основные процессы, в частности нарушают водный баланс. В первую очередь воздействию подвергаются системы, регулирующие поступление загрязняющих веществ, а также химические реакции, ответственные за процессы фотосинтеза, дыхания и производство энергии.

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1. Методика анализа состава золы растений

Золой называется остаток, полученный после сжигания и прокаливания органического материала. Зола растений содержит практически все элементы, входящие в состав (за исключением азота, улетучивающегося в виде оксидов при озолении). Для анализа предварительно высушенные растения озоляют, золу растворяют в соответствующем растворе, разбавляют водой, при необходимости нейтрализуют и фильтруют, после чего проводят качественный и или количественный анализ. Обычно анализ начинают с наиболее простых качественных определений (Ca 2+ ,Fe 3+ , Fe 2+ , SO 2- 3 , PO 3- 4 ) из солянокислого раствора.

  1. Приготовление зольного раствора.

Поместить 1г золы в пробирку, смочить ее несколькими каплями дистиллированной воды, добавить 4-5 мл 25%-ного раствора соляной кислоты и выдержать на кипящей водной бане 15-20 минут. Содержимое перенести в мерную колбу на 100 мл, затем пробирку дважды ополоснуть дистиллированной водой, сливая ее в ту же колбу, довести объем до метки и тщательно перемешать.

  1. Способы определения некоторых химических элементов.

5 мл раствора №1 перенести в пробирку, нагреть до кипения и прилить 3-4 мл 10%-ного раствора хлорида бария. Выпадение белого осадка сульфата бария означает, что в составе растения содержатся соединения серы. Проделать то же самое с раствором №2 и №3.

3-4 мл раствора №1 поместить в пробирку и прилить 4-5 капель 10%-ного раствора роданида аммония. Появление розового окрашивания указывает на то, что в золе растений содержится соединения железа. Проделать то же самое с раствором №2 и №3.

Многие растения содержат свинец в виде соединений, плохо переходящих в водную вытяжку, в частности в виде РЬС12. Солянокислые зольные вытяжки также непригодны для определения свинца, так как хлорид свинца — малорастворимое соединение и в солянокислый раствор практически не переходит. Поэтому для проведения качественного анализа готовят азотнокислую вытяжку: зольный остаток 5-10 г растительной продукции растворяют в азотной кислоте, нейтрализуют раствором аммиака и проводят анализ с родизонатом натрия. Для этого 1 каплю исследуемого раствора помещают на лист фильтровальной бумаги и добавляют каплю свежеприготовленного 0,2%-ного раствора родизоната натрия. В присутствии ионов свинца образуется синее пятно или кольцо. При добавлении 1 капли буферного раствора, содержащего в 10 мл 0,19 г гидротартрата натрия и 0,15 г винной кислоты и имеющего рН 2,8, синий цвет превращается в красный. Реакция очень чувствительна: открываемый минимум — 0,1 мкг.

Основным источником загрязнения окружающей среды свинцом является автомобильный транспорт: вместе с выхлопными газами от автомобиля свинец, образующийся при сгорании этилированного бензина, попадает в атмосферу. В зависимости от интенсивности движения опасная зона вдоль автомагистралей может простираться от 10 до 500 м. В пределах этой зоны наблюдается повышенное содержание свинца в объектах окружающей среды, например в растениях. С помощью несложных опытов можно увидеть, что количество свинца уменьшается по мере удаления от дороги. Для этого нужно собрать около 100 г растительной пробы на расстоянии 2, 10, 50, 100 и т. д. м от оживленной дороги, измельчить, добавить строго определенное количество смеси этилового спирта и воды (50 мл) и кипятить или упаривать экстракт, чтобы свинец перешел в раствор. В изучаемые экстракты по каплям добавлять раствор сульфида натрия, в результате чего выпадает черный осадок сульфида свинца разной интенсивности: чем ближе к дороге, тем осадка больше.

Ионы свинца дают характерное окрашивание и со многими другими реактивами: хроматами, дихроматами, иодидами, дитизоном, п-тетраметилдиаминодифенилметаном, которые можно применять для качественного обнаружения этого опасного загрязнителя.

2.2. Описание выполнения исследования и анализ результатов

Чтобы провести эксперимент, по выявлению химических элементов в составе золы растений, мы взяли растения одного вида – полынь, растущие в различных местах. Затем растения были высушены и сожжены.

Далее мы приготовили зольные растворы:

  • Раствор №1 – Растения, растущие на обочине автомобильной дороги;
  • Раствор №2 – Растения, растущие на территории лыжной базы, находящейся на окраине города;
  • Раствор №3 – Растения, растущие на приусадебном участке около частного дома.

Рисунок 1. Зольные растворы

Все исследования были проведены согласно вышеописанной методике.

В таблице представлены результаты исследования золы растений на наличие химических веществ.

http://nsportal.ru/ap/library/nauchno-tekhnicheskoe-tvorchestvo/2015/07/20/issledovanie-zagryazneniya-okruzhayushchey

Методика изучения степени загрязнения окружающей среды по лишайникам (стр. 1 из 2)

XV городская открытая конференция учащихся

«Интеллектуалы XXI века»

Номинация: «Первые шаги в науку»

Направление «Естественные науки (Экология)»

Тема: Методика изучения степени загрязнения окружающей среды по лишайникам

Исполнитель: Багрова Е.В.

Ученица 7 А класса МОУ СОШ №69

Адрес: улица Джангильдина 10 кв.105

Руководитель: Рагулина Т.Ф.

Учитель экологии МОУ СОШ № 69

Высшая квалификационная категория.

«Почётный работник общего образования Р.Ф.»

г. Оренбург 2008

Введение, Цель, Задачи, практическая значимость

1. Теоретическая часть

1.1 Внешние строение лишайников

1.2 Влияния загрязнения на состояние лишайников

2. Исследовательская часть

Лишайники – это широко распространенные организмы с достаточно высокой выносливостью к климатическим факторам и с чувствительностью к загрязнителям окружающей среды.

Читайте так же:  Предупреждение как вид административного наказания применяется

А так же лишайники – это одна из наименее изученных групп низших растений на территории Оренбургской области. Тем не менее в условиях экологического кризиса эти растения могут оказать неоценимую услугу, как показатели загрязнения окружающей среды.

Цель работы: Собрать необходимый материал по данному вопросу в спец. литературе и выяснить загрязнённость атмосферы по встречаемости лишайников, оценить чистоту воздуха в конкретном месте.

Задача: 1.Собрать коллекцию лишайников

2. Апробировать метод пересадки лишайников на территории школы.

Новизна работы заключается в том, что в нашей школе № 69 исследованием по лишайникам никто не занимался, и занятия в научном обществе школы № 69 убедили меня в том, что немало интересного и полезного можно узнать о загрязнении воздуха, изучая лишайники.

Практическая значимость: заключается в том, что данное исследование может быть применено на уроках экологии и на конференции, мне кажется, что всем будет интересно знать, каким воздухом мы дышим.

1. Теоретическая часть

1.1 Внешнее строение лишайников

Вегетативное тело лишайника – таллом, или слоевище. По внешнему виду различают три типа талломов лишайников: накипные, листоватые и кустистые. Слоевище накипного лишайника представляет собой корочку, прочно сросшуюся с субстратом – корой дерева, древесной, поверхностью камней. Его невозможно отделить от субстрата без поведения.

Листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, прикреплённых к субстрату с помощью пучков грибных нитей (гриф) – ризин или отдельных тонких гриф – ризоидов. Лишь у немногих лишайников таллом срастается с субстратом только в одном месте с помощью мощного пучка грибных гриф, называемого гомфом.

У кустистых лишайников таллом состоит из ветвей или более толстых, чаще ветвящихся стволиков. Кустистый лишайник соединяется с субстратом гомфом, растёт вертикально или свисает вниз.

1.2 Влияние загрязнение на состояние лишайников

Лишайники способны долгое время пребывать в сухом, почти обезвоженном состоянии, когда их влажность составляет от 2% до 10% сухой массы. При этом они не погибают, а лишь приостанавливают все жизненные процессы до первого увлажнения. Погрузившись в такой «анабиоз», лишайники могут выдержать сильное солнечное облучение, сильное нагревание и охлаждение.

В связи с тем, что лишайники поглощают воду всей поверхностью тела в основном из атмосферных осадков и отчасти из водяных паров, влажность слоевищ непостоянна и зависит от влажности окружающей среды. Таким образом, поступление воды в лишайники происходит, в отличие от высших растений, по физическим, а не по физиологическим законам. Недаром слоевище лишайников сравнивают с фильтрованной бумагой.

Минеральные вещества в виде водных растворов поступают в слоевище лишайника из почвы, горных пород, коры деревьев. Однако гораздо большее количество химических элементов лишайники получают из атмосферы с осадками и пылью. Поглощение элементов из дождевой воды идёт очень быстро и сопровождается их концентрированием. При повышений концентрации соединений металлов в воздухе резко возрастает их содержание в слоевищах лишайников, причём в накопление металлов они далеко опережают сосудистые растения. В лесу, где осадки сквозь кроны деревьев и стекают со стволов, лишайники гораздо богаче минеральными и органическими веществами, чем в открытых местах. Особенно много органических и минеральных веществ попадает в тело эпифитных лишайников, растущих на стволах деревьев. Эти растения используются для наблюдений за распространением в атмосфере более 30 элементов: лития, натрия, калия, магния, кальция, стронция, алюминия, титана, ванадия, хрома, марганца, железа, никеля, меди, цинка, галлия, кадмия, свинца, ртути, иттрия, урана, фтора, йода, серы, мышьяка, селена и др.

Состав минеральных элементов в лишайниковом слоевище определяют классическим методом сжигания, образующаяся зола подвергается химическому анализу того или иного элемента.

Многочисленные исследования в районах промышленных объектов, на заводских и прилагающих к ним территориях показывают прямую зависимость между загрязнением атмосферы и сокращением численности определённых видов лишайников. Особая чувствительность лишайников объясняется тем, что они не могут выделять в среду поглощенные токсические вещества, которые вызывают физиологические и морфологические изменения.

По мере приближения к источнику загрязнению становится толстым, компактным почти совсем утрачивают плодовые тела, обильно покрываются соредиями. Дальнейшее загрязнение атмосферы приводит к тому, что лопасти лишайников окрашиваются в беловатый, коричневатый или фиолетовый цвет, их талломы сморщиваются и растения погибает. Изучение лишайниковой флорой в населённых пунктах и вблизи крупных промышленных объектов показывает, что состояние окружающей среды оказывает существенное влияние на развитие лишайников. По их видовому составу и встречаемости можно судить о степени загрязнении воздуха.

Наиболее сильно лишайники реагируют на диоксид серы. Концентрация диоксида серы 0,5 мг/м 3 губительная для всех лишайников. На территориях, где средняя концентрация SO2 превышает 0,3 мг/м 3 , лишайники практически отсутствуют. В районах со средними диоксида серы от 0,3 до 0,05 мг/м 3 по мере удаления от источника загрязнения сначала появляются накипные лишайники, затем листовые. При концентрации менее 0,05 мг/м 3 появляются кустистые лишайники и некоторые листоватые. На городской территории выделяют три уровня зоны лишайников (см. приложения 1).

Таким образом, методы оценки загрязнённости атмосферы по встречаемости лишайников основаны на следующих закономерностях.

1. Чем сильнее загрязнён воздух города, тем меньше встречается в нём видов лишайника.

2. Чем сильнее загрязнён воздух, тем меньшую площадь покрывают лишайники на стволах деревьев.

3. При повышении загрязненности воздуха исчезают первыми кустистые лишайники, за ними – листоватые, последние исчезает накипные.

На основании этих закономерностей можно количественно оценить чистоту воздуха, в конкретном месте микрорайона школы № 69.

2. Исследовательская часть

Нами было проведено лихеноиндиакациальное исследование в сентябре 2008 года, в качестве субстрата использовались деревья: липа мелколистная по улице Просторная, карагач и тополь на территории школы № 69, для этого мы посчитали количество деревьев по улице Просторная липы – 16, карагачей – 28, тополь – 19, покрытых лишайниками деревьев. В ходе проведения исследования нами отмечались эти деревья, растущие по обе стороны улицы, каждое третье дерево, к дереву прикладывали рамку, размером 10C10 см, разделённую тонкими проволочками на квадратики по 1 см 2 . Отмечено, что в основном встречаются фисции – 50%, леканора – 30%, ксантории – 12% и Уснея – 3%, жизнеспособность каждого образа хорошая, слоевище здорово.

Читайте так же:  Причины способствующие совершению административных правонарушений

Нами проведён расчёт средних баллов встречаемости и покрытия лишайников, расчёт по формуле:

Степень покрытия 40 % или 3 балла

Оценка чистоты воздуха показала, что 13 микрорайон находится в «Зоне нормальной жизнедеятельности» (максимальное видовое разнообразие; встречаются, в том числе и кустистые виды) это объясняется тем, что наш микрорайон – это периферийный города Оренбурга, где концентрация диоксида серы менее 0,05 мг/м 3 .

В ходе работы была собрана большая коллекция лишайников, которая после окончания работы будет передана в школьный музей школы № 69. Изучена методика проведения лихеноиндикационные исследования в своём микрорайоне, весной мною будет апробирован метод пересадки лишайников из ближайшей лесопосадки (Еловки) на территории школы, для продолжения экомониторинга. Выступление на конференции перед ребятами пробудили у них большой интерес, и я думаю, что весной у меня появятся помощники, так как эта работа действительно очень интересна и полезна.

1. Т.Я. Амихмина «Школьный экологический мониторинг» издательство Агар. 1999 г стр. 96-113

Встречаемость лишайников в разных частях города в зависимости от среднего количества диоксида серы в воздухе

http://mirznanii.com/a/329096/metodika-izucheniya-stepeni-zagryazneniya-okruzhayushchey-sredy-po-lishaynikam

Методы контроля загрязнения окружающей среды

Неконтактный контроль атмосферы осуществляется с помощью радиоакустических и лидарных методов.

Вначале радиоволны были использованы для анализа состояния ионосферы (по отражению и преломлению

волн), затем сантиметровые волны применили для исследования осадков, облаков, турбулентности атмосферы.

Область использования радиоакустических методов ограничена сравнительно локальными объёмами воз-

душной среды (около 1–2 км в радиусе) и допускает их функционирование в наземных условиях и на борту

Одной из причин появления отражённого акустического сигнала являются мелкомасштабные температур-

ные неоднородности, что позволяет контролировать температурные изменения, профили скорости ветра, верх-

нюю границу тумана.

Принцип лидарного (лазерного) зондирования заключается в том, что лазерный луч рассеивается молеку-

лами, частицами, неоднородностями воздуха; поглощается, изменяет свою частоту, форму импульса, в резуль-

тате чего возникает флюоресценция, которая позволяет качественно или количественно судить о таких пара-

метрах воздушной среды, как давление, плотность, температура, влажность, концентрация газов, аэрозолей,

параметры ветра. Преимущество лидарного зондирования заключается в монохроматичности, когерентности и

возможности изменять спектр, что позволяет избирательно контролировать отдельные параметры воздушной

среды. Главный недостаток – ограниченность потолка зондирования атмосферы с Земли влиянием облаков.

Основными методами неконтактного контроля природных вод являются радиояркостной, радиолокацион-

ный, флюоресцентный. Радиояркостной метод использует диапазон зондирующих волн от видимого до метро-

вого для одновременного контроля волнения, температуры и солёности. Радиолокационный (активный) метод

заключается в приёме и обработке (амплитудной, энергетической, частотной, фазовой, поляризационной, про-

странственно-временной) сигнала, отражённого от взволнованной поверхности.

Для дистанционного контроля параметров нефтяного загрязнения водной среды (площадь покрытия, тол-

щина, примерный химический состав) используется лазерный отражательный, лазерный флюоресцентный ме-

тоды и фотографирование в поляризованном свете.

Флюоресцентный метод основан на поглощении оптических волн нефтью и различии спектров свечения

легких и тяжёлых фракций нефти. Оптимальный выбор длины возбуждающей волны позволяет по амплитуде и

Видео (кликните для воспроизведения).

форме спектров флюоресценции идентифицировать типы нефтепродуктов.

Геофизические методы исследований применяются для изучения состава, строения и состояния массивов

горных пород, в пределах которых могут развиваться те или иные опасные геологические процессы. К ним от-

носятся: магниторазведка, электроразведка, терморазведка, визуальная съёмка (фото-, теле-), ядерная геофизи-

ка, сейсмические и геоакустические и другие методы.

В программу наземных инструментальных геофизических наблюдений в системе мониторинга включают-

• районы размещения дорогостоящих, ответственных и особо опасных объектов промышленного и граж-

• промышленные зоны, в которых ведётся добыча полезных ископаемых, откачка (закачка) подземных

вод, рассолов (промышленных стоков), места складирования отходов и т.п.;

• территории, занятые топливно-энергетическими комплексами;

• территории с мульдами оседания земной поверхности;

• территории занятые промышленными предприятиями, на которых выполняются прецизионные работы

в различных сферах производственной деятельности;

• территории с неблагоприятной и напряжённой экологической обстановкой;

• территории расположения уникальных архитектурных сооружений и исторических памятников.

Основным видом непосредственного изучения опасных геологических процессов и явлений является ком-

плексная инженерно-геологическая съёмка (ИГС). Методика комплексной ИГС к настоящему времени доста-

точно хорошо отработана. Сейчас практически вся территория Российской Федерации покрыта государствен-

ной среднемасштабной съёмкой (1 : 200 000; 1 : 100 000 и в ряде случаев 1 : 50 000). Методы получения инже-

нерно-геологической информации в ходе съёмки хорошо разработаны и включают в себя комплекс подготови-

тельных, полевых, лабораторных исследований. В ходе ИГС полевое изучение базируется на традиционных

маршрутах геологических, топографо-геодезических и ландшафтно-индикационных исследованиях, горнопро-

ходческих и буровых разведочных работах, полевом опробовании горных пород, динамическом и статическом

зондировании и т.д. В этот комплекс работ включаются и специальные аэрокосмические, геофизические, мате-

матические, геодезические, гидрогеологические наблюдения.

С 1990-х гг. в России проводились организационные работы в области экологического мониторинга с ис-

пользованием космических средств, а также формирования инфраструктуры региональных центров сбора и

приёма космической информации. В России существует несколько космических систем дистанционного зонди-

рования территории России, применимых для наблюдений за развитием опасных природных процессов и явле-

ний. Основными и наиболее доступными для использования в ЕГСЭМ из них являются системы дистанционно-

Читайте так же:  Постановление о назначении административного наказания роспотребнадзор

го зондирования «Метеор», «Океан», «Ресурс-0», «Ресурс-2» и др.

Изображения со спутников передаются на Землю в реальном масштабе времени в диапазоне 1700 МГц.

Возможность свободного приёма спутниковой информации наземными станциями обеспечивается Всемирной

метеорологической организацией согласно концепции «Открытого неба».

На наземных станциях приёма спутниковой информации производится приём, демодуляция, первичная

обработка и подготовка спутниковых данных к вводу в персональный компьютер станции.

На территории России в последнее десятилетие активно развивается сеть станций приёма данных от спут-

ников NOAA (американские метеорологические спутники), образующая наземную инфраструктуру региональ-

ного экологического мониторинга: в Москве (Институт космических исследований РАН, ВНИИ ГОЧС МЧС);

Красноярске (Институт леса СО РАН); Иркутске (Институт солнечно-земной физики СОРАН); Салехарде (Гос-

комитет по охране окружающей среды Ямало-Ненецкого автономного округа); Владивостоке (Институт авто-

матики и процессов управления ДВО РАН).

Спутниковые данные дистанционного зондирования позволяют решать следующие задачи контроля со-

стояния окружающей среды:

• определение метеорологических характеристик: вертикальные профили температуры, интегральные

характеристики влажности, характер облачности;

• контроль динамики атмосферных фронтов, ураганов, получение карт крупных стихийных бедствий;

• определение температуры подстилающей поверхности, оперативный контроль и классификация за-

грязнений почвы и водной поверхности;

• обнаружение крупных или постоянных выбросов промышленных предприятий;

• контроль техногенного влияния на состояние лесопарковых зон;

• обнаружение крупных пожаров и выделение пожароопасных зон в лесах;

• выявление тепловых аномалий и тепловых выбросов крупных производств и ТЭЦ в мегаполисах;

• регистрация дымных шлейфов от труб;

• мониторинг и прогноз сезонных паводков и разливов рек;

• обнаружение и оценка масштабов зон крупных наводнений;

• контроль динамики снежных покровов и загрязнений снежного покрова в зонах влияния промышлен-

1.3.3. БИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Совершенно очевидно, что оценка экологической обстановки на территории в ходе формирования эффек-

тивной системы государственного экологического мониторинга невозможна без использования методов биоди-

агностики качества окружающей среды.

Оценивать качество окружающей среды, степень её благоприятности для человечества необходимо, преж-

де всего, в целях:

• определения состояния природных ресурсов;

• разработки стратегии рационального использования региона;

• определения предельно допустимых нагрузок для любого региона;

• решение судьбы районов интенсивного промышленного и сельскохозяйственного использования, за-

грязненных территорий и т.д.;

• решения вопроса о строительстве, пуске или остановке определённого предприятия;

• оценки эффективности природоохранных мероприятий, введения очистных сооружений, модернизации

производства и т.д.;

• введения новых химикатов и оборудования;

• создания рекреационных и заповедных территорий.

Ни один из этих вопросов не может быть объективно решён лишь на уровне рассмотрения формальных

показателей, а требует проведения специальной разносторонней оценки качества среды обитания, т.е. необхо-

дима интегральная характеристика её состояния, биологическая оценка.

Прямые (интегральные) методы оценки экологической обстановки в свою очередь тоже можно разделить

на две группы – биоиндикации и биотестирования (последние называют также токсикологическими метода-

Объектом исследования первых являются организмы или сообщества организмов-биоиндикаторов, на-

блюдаемые в естественных условиях обитания.

Биоиндикаторами называются растительные и животные организмы, наличие, количество и состояние

которых служат показателями изменения качества среды их обитания. Глубина биоиндикации может быть

различной от простой визуальной диагностики растений до изучения иммунных и генетических изменений в

Вторая группа методов изучает реакции тест-объектов – организмов, помещаемых в исследуемую среду.

http://mirznanii.com/a/38179-3/metody-kontrolya-zagryazneniya-okruzhayushchey-sredy-3

Методы контроля загрязнения окружающей среды

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Современные методы контроля химических веществ, загрязняющих окружающую среду, — это, по сути, Физико-химические методы. Иногда их объединяют термином “инструментальные методы анализа”. Данная тема огромна, поэтому мы рассмотрим лишь наиболее перспективные из физико-химических методов, оптимально сочетающие в себе целый ряд качеств: высокую точность и воспроизводимость результатов анализа, высокую чувствительность и, несмотря на эти жесткие требования, доступность аппаратуры и возможность быстрого освоения ее.

Газовая хроматография (ГХ). В основу метода газовой хроматографии положен следующий принцип: анализ смеси веществ в результате распределения компонентов между несмывающимися фазами, одна из которых подвижная — инертный газ (азот, гелий и др.), другая-неподвижная (высококипящая жидкость или твердая фаза).

Этот метод имеет два варианта: газоадсорбционная и газожидкостная хроматография.

Разделение компонентов смеси происходит в хроматографической колонке. Хроматографические колонки: набивные (длина -1-3м, диаметр-около 4мм, материал-стекло сталь и др.) и капиллярные (длина — до 50м,материал-стекло,кварц).

Выбор неподвижной фазы (Нф).Эффективность колонки(способность разделять сложные смеси на отдельные компоненты) зависит от размера частиц, на которые нанесена жидкая фаза. Она возрастает при использовании однородных частиц малого размера. Для стандартных набивных колонок оптимальный размер частиц 0,12-0,17 мм. Необхожимо учитывать их близость к анализируемым соединениям. Для анализа полярных компонентов применяют полярные фазы, для анализа неполярных компонентов — менее полярные или полностью неполярные.

Неполярные фазы для газоадсорбционной хроматографии силикагель, оксид алюминия, цеолиты, полимерные сорбенты ( например, полисорб, поропак и др.).

Наиболее употребляемые неподвижные жидкие фазы для газожидкостной хроматографии карбовакс, силиконовые элястомеры, апиезоны, твердый носитель — хроматов и др. Подвижные фазы азот, гелий, аргон, пары воды.

Детекторы. История развития газовой хроматографии — это история появления и развития детекторов для хроматографии. Применятся несколько типов детекторов.

1. Детектор теплопроводности (ДТП) или катарометр. Принцип его действия основан на различии теплопроводностей анализируемого вещества и газа-носителя.

2. В детекторе ионизационо-пламенном (ПИД или ДИП) ипользуется зависимость электропроводности пространства между электродами от числа находящихся в нем ионизированных частиц, которые образуются в водородном пламени под действием термичесих и окислительных процессов при попадании в него молекул анализируемого вещества. Выходным сигналом детектора является значение силы тока, протекающего между электродами под действиеи приложенного к ним напряжения.

3.Электронно-захватный детектор (ЭЗД),или детектор по захвату электронов, как и ДИП ,основан на зависимости электропроводности промежутка между электродами и числим ионов, находящихся в этом промежутке, которое связано с числом молекул, поступающих в детектор. Однако механизм и способ образования ионов принципиально отличаются от такового в случае ДИП — ионы образуются в результате взаимодействия молекул анализируемого вещества и потока электронов в камере детектора в результате бета-распада радиоактивного вещества.

Читайте так же:  Сроки обжалования постановления по уголовному

Необходим очень чистый газ-носитель, например азот “ОСЧ”, не содержащий следов кислорода, который снижал бы чувствительность детектора ЭЗД.

Чувствительность определения зависит от наличия галоид-, нитро- и других групп, взаимодействующих с электронами.

Влияние галоидов в молекуле на чувствительность определения

Вещество Чувствиетельность, отн.ед

Дибромметан 1.1 ё0

4. Детектор термоионный (ДТИ) по принципу действия аналогичен ДИП. Однако дополнительно в водородное пламя непрерывно поступает поток ионов щелочных металлов ( калий, натрий, цезий ) В их присутствии резко возрастает эффективность ионизации соединений, содержащих азот, фосфор, хлор и др. ДТИ применяют для определения ФОС и азотосодержащих соединений.

5. Пламенно-фотометрический детектор (ПФД) селективен и обладает повышенной чувствительностью по отношению к соединениям, содержащих серу.

Качественный анализ состоит в сравнении периодов времениудерживания данного вещества на хроматограмме от момента ввода пробы в испаритель до момента, соответствующего максимальному значению сигнала для данного компонента.

Количественный анализ основан на прямо пропорциональной зависимости содержания вещества в пробе от площади пика данного компонента на хроматограмме. Расчет ведется в основном тремя методами.

1. Метод абсолютной калибровки заключается в построении графиков зависимости высоты или площади пика Х от содержани компонентов в смеси. Расчет ведетс по следующим формулам:

a — содержание вещества, определенное по графику; мг

V — объем пробы вохдуха, вводимого в испаритель хроматографа, мл

с — концентрация вещества, расчитанная по графику, мг/мл

V20 — объем пробы воздуха, произведенный в стандартных условиях.

2. Метод внутреннего стандарта основан на введении в анализируемую смесь известного количества вещества, принимаемого за стандарт. По своим свойствам оно должно быть достаточно близко к анализируемым соединениям, но полностью отличаться от них по хроматограмме.

3.Метод норматизации площадей пиков. При этом сумму площадей всех пиков с учетом поправочных коэффицентов принемают за 100%.Для вычисления концентрации вещества (в объемных процентах) необпходимо его площадь умножить на 100 и разделить на сумму всех площадей. Метод прост, но может быть использован лишь тогда, когда все компоненты известны и полностью разделены.

Хроматографы сотоят из основных блоков: Блок подготовки газов, термостат колонок (в том числе испаритель) ,детектор и регистратор (самописец).

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)- хроматографический метод, позволяющий разделить высококипящие жидкости и (или) твердые вещества, которые затруднительно либо нецелесообразно определять метод газожидкостной хроматографии, например полициклические ароматические углеводороды, аминокислоты, ПАВ, пестициды, лекарственные препараты, углеводы и др.

Хроматограф состоит из:

— колонок из нержавеющей стали, толстостенного стекла, тантала или меди; диаметр-1-6 мм, длина -от 10- 15 см до 7м;

— пористых носителей: силикагель, хромосорб, биосил и др. с

— удельной площадью более 50 м/г и деаметр частиц 0,005-0,05 мм;

— детекторов: рефрактометрической с чувствительностью 10 г/мл, УФ-детектор с чувствительностью 10 и флуориметрический с чувствительностью 10 г/мл, а также электрохимический;

— подвижной фазы:ацетонитрил, метанол и др.

Тонкослойная хроматография (ТСХ). Разделение происходит на специальных пластинках для тонкослойной хроматографии. Неподвижная фаза в ТСХ: силикагель, оксид алюминия, ионообменные смолы с добавками крахмала и гипса.

Анализируемую смесь наносят на стартовую линию микрошприцем или микропипеткой. Пластинку или бумагу с нанесенной пробой помещают в закрытую камеру, содержащую растворитель, которой перемещается по слою сорбента (или по бумаге) под действием капиллярных сил. Компоненты смеси перемещаются вмемте с растворителем с различными скоростями. По окончании разделения пластинку или бумагу вынимают из камеры, испаряют растворитель, обрабатывая струей теплого воздуха. Определяемые вещества появляются на хроматограмме в виде пятен в результате обработки специальным реактивом (например, нингидрин при анализе аминокислот) или методом флюоресценции. Содержание анализируемого компанента пропорционально площади пятен. Количественную оцнку проводят или непосредственно на пластинке с помощью планиметра, или путем снятия окрашенного пятна с хроматограммы экстракции вещества растворителем и определение и определение его содержание фотометрическим методом или с помощью денситометра.

Ионная хроматография (ИХ). Объединяет принцип ионообменной хроматографии, включающей последовательное использование двух колонок, с кондуктометрическим детектированием. В основе этого метода-элюентное ионообменное разделение ионов на первой (разделяющей) колонке с последующим подавлением фонового сигнала элюента на второй (подавляющей) ионообменной колонке. Инообменные колонки заполняют неподвижными фазами, содержащими в своей структуре ионогенные группы, способные к реакции обмена и обладающие высокой проникающей способностью. При анализе катионов колонку для разделения заполняют сульфированными катионитами низкой емкости ,а подавляющую колонку-анионитом высокой емкости. В качестве элюентов используют растворы HCLl HNO3, гидрохлорида пиридина и др. В качестве подвижной фазы-растовра карбоната и гидрокарбоната натрия.

В последние годы развивается ионная хроматография без подавления фонового сигнала элемента и с различными способами детектирования: фотометрический, атомноабсорбционный, ионометрический (ионселективные электроды).

Достоинства метода: низкий предел определения — 1 10 мг/мл, селективность, возможность одновременного определения неорганических и органических ионов экспрессность, широкий диапазон определяемых концентраций.

Применяют отечественный хроматограф “Цвет-300б”, кондуктометрический детектор, микропроцессор. Предел обнаружения по хлориду натрия — 3,10 мг/мл.

Хроматомасс-спектрометрия (ХМС) — это в сущности газовая хроматография с масс-спектрометром в качестве детектора (например, МИ-1201). Даный метод позволяет расшифровывать состав сложных смесей, содержащих сотни неидетифицированных компонентов, и определять их по одной пробе.

Видео (кликните для воспроизведения).

http://mirznanii.com/a/38179/metody-kontrolya-zagryazneniya-okruzhayushchey-sredy

Методы исследования загрязнения окружающей среды
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here