3. Организация и проведение фонового мониторинга

Фоновый мониторинг является основным источником мониторин-говой информации. Регулярность отбора проб позволяет определить долгосрочную динамику и дать оценку состоянию окружающей среды. Как уже отмечалось выше, станции комплексного фонового мониторинга целесообразно размещать в областях с устойчивым фоном [26].

Система фонового мониторинга в основном использует станции на территории ООПТ, а также структуру Росгидромета, которая базируется на сети пунктов режимных наблюдений. За один исследуемый год пока-затели последней характеризуются в среднем следующими данными: наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха проводились в 334 городах Российской Федерации, из них регулярно – на стационар-ных постах в 255 городах и поселках, в большинстве из которых измеря-лись концентрации от 5 до 25 ингредиентов. Общий объем определений содержания вредных веществ в атмосферном воздухе городов и насе-ленных пунктов за год составляет около 4 млн. проб.

Степень загрязнения почв оценивается по результатам более 30-50 тыс. определений из проб, отбираемых в отдельные годы в 300-500 хо-зяйствах. Загрязнение поверхностных вод суши контролируется по всем основным водотокам и водоемам. Так, за год отбирается и анализируется до 40 тыс. проб воды, выполняется около 950 тыс. определений по 160-170 гидрохимическим показателям. Гидробиологическими наблюдениями охватывается более 200 водных объектов. Наблюдения за загрязнением морской среды по гидрохимическим показателям проводятся на 600 морских станциях.

Сеть станций наблюдения транспортного переноса вредных веществ ориентирована на западную границу Российской Федерации. На трех станциях наблюдения проводится отбор проб на атмосферные аэрозоли, диоксиды серы и азота, а также проб атмосферных осадков.

В настоящее время насчитывается около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и со-стояния лесной растительности, осуществляемого службами Росгидро-мета и лесного хозяйства. Система контроля загрязнения снежного по-крова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 17 млн. км2. В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения рН, а также бензапирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАПМОН) состоит из станций трех типов:

1. Базовые;

2. Региональные;

3. Региональные с расширенной программой.

Отбор проб атмосферного воздуха

Одним из основных элементов анализа качества атмосферного воздуха является отбор проб. Если отбор проб выполнен неправильно, то результаты самого тщательного анализа теряют всякий смысл. Отбор проб атмосферного воздуха осуществляется через поглотительный при-бор аспирационным способом путем пропускания воздуха с определен-ной скоростью или заполнения сосудов ограниченной емкости. Для ис-следования газообразных примесей пригодны оба метода, а для исследо-вания примесей в виде аэрозолей (пыли) – только первый.

В результате пропускания воздуха через поглотительный прибор осуществляется концентрирование анализируемого вещества в поглоти-тельной среде. Для достоверного определения концентрации вещества расход воздуха должен составлять десятки и сотни литров в минуту. Пробы подразделяются на разовые (период отбора 20-30 минут) и сред-ние суточные (определяются путем осреднения не менее четырех разовых проб атмосферного воздуха, отобранных через равные промежутки времени в течение суток). Обычно для получения средних суточных значений концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе пробы воздуха отбирают в 7, 13, 19 и 01 часов по местному декретному времени. Средняя суточная концентрация может быть получена и при более частых отборах проб воздуха в течение суток, но обязательно через равные промежутки времени. Наилучшим способом получения средних суточных значений является непрерывный отбор проб воздуха в течение 24 ч.

Для отбора проб воздуха используются электроаспираторы, пыле-сосы и другие приборы и устройства, пропускающие воздух, а также устройства, регистрирующие объем пропускаемого воздуха (реометры, ротаметры и другие расходометры).

Методы дискретного отбора проб воздуха для последующего ана-лиза в химической лаборатории несомненно важны и необходимы в об-щей системе наблюдений загрязнения атмосферного воздуха. Однако при получении информации о загрязнении атмосферного воздуха только в сроки 7, 13 и 19 часов нельзя быть уверенным в объективности инфор-мации о средней суточной концентрации. Не исключено, что в промежу-точные сроки наблюдались значительно более высокие или более низкие концентрации. По данным таких дискретных наблюдений нельзя уста-новить суточный ход концентрации примеси и его зависимость от ме-теорологических условий. Поэтому на пунктах наблюдений за загрязне-нием атмосферного воздуха (ПНЗ) используются газоанализаторы поз-воляющие восполнить пробел в ручных методах дискретного отбора проб и представляющие информацию о суточном ходе концентрации по записи на диаграммной ленте. Наиболее широко используются на ПНЗ следующие газоанализаторы: для диоксида серы – кулонометрический газоанализатор (ГПК-1) и флуоресцентный газоанализатор (667ФФ), ок-сида углерода – оптико-акустический (ГМК-3), оксида, диоксида и сум-мы оксидов азота – хемилюминесцентный (645ХЛ), углеводородо-ионизационный (623ИН), озона – хемилюминесцентный (652ХЛ).

Данные о результатах наблюдений загрязнения атмосферного воз-духа и метеорологических параметров, о результатах подфакельных и других наблюдений поступают со стационарных и маршрутных постов в одно из подразделений местных органов Госкомгидромета, чаще всего в отделы обеспечения информацией народно-хозяйственных организаций управлений по гидрометеорологии, где они проходят контроль и сводятся в специальные таблицы, так называемые таблицы наблюдений за за-грязнением атмосферы (ТЗА), таблицы подразделяются на четыре вида: ТЗА-1. ТЗА-2, ТЗА-3 и ТЗА-4:

ТЗА-1 – результаты разовых наблюдений за загрязнением атмо-сферного воздуха сети постоянно действующих стационарных и марш-рутных постов в одном городе или промышленном центре, а также дан-ные метеорологических и аэрологических наблюдений;

ТЗА-2 – результаты подфакельных наблюдений;

ТЗА-3 – данные средних суточных наблюдений за выпадением и концентрацией пыли и газообразных примесей;

ТЗА-4 – данные суточных наблюдений с помощью газоанализато-ров или других приборов и устройств непрерывного действия.

Отбор проб воды

Отбор проб воды при полевых анализах необходимо планировать, намечая точки и глубины отбора, перечень определяемых показателей, количество воды, отбираемой для анализа, совместимость способов кон-сервации проб для их последующего анализа. Чаще всего на водоеме от-бираются так называемые разовые пробы. Однако при обследовании во-доема может возникнуть необходимость отбора и серий периодических и регулярных проб – из поверхностного, глубинного, придонного слоев вод и т.д. Пробы могут быть отобраны также из подземных источников, водопровода и т.п. Усредненные данные о

Пробы из рек и водных потоков отбирают для определения качества воды в бассейне реки, пригодности воды для пищевого использования, орошения, для водопоя скота, рыборазведения, купания и водного спорта, установления источников загрязнения.

Для определения влияния места сброса сточных вод и вод прито-ков, пробы отбирают выше по течению и в точке, где произошло полное смешение вод. Следует иметь в виду, что загрязнения могут быть нерав-номерно распространены по потоку реки, поэтому обычно пробы отби-рают в местах максимально бурного течения, где потоки хорошо пере-мешиваются. Пробоотборники помещают вниз по течению потока, рас-полагая на нужной глубине.

Пробы из природных и искусственных озер (прудов) отбирают с теми же целями, что и пробы воды из рек. Однако, учитывая длитель-ность существования озер, на первый план выступает мониторинг каче-ства воды в течение длительного периода времени – нескольких лет (в том числе в местах, предполагаемых к использованию человеком), а также установление последствий антропогенных загрязнений воды. Отбор проб из озер должен быть тщательно спланирован для получения информации, к которой можно было бы применять статистическую оценку. Слабопроточные водоемы имеют значительную неоднородность воды в горизонтальном направлении. Качество воды в озерах часто сильно различается по глубине из-за термальной стратификации, причи-ной которой могут быть фотосинтез в поверхностной зоне, подогрев во-ды, воздействие донных отложений и др. В больших глубоких водоемах может появляться также внутренняя циркуляция.

Следует отметить, что качество воды в водоемах (как озерах, так и реках) носит циклический характер, причем наблюдается суточная и се-зонная цикличность. По этой причине ежедневные пробы следует отби-рать в одно и то же время суток (например, в 12 часов), а продолжитель-ность сезонных исследований должна быть не менее 1 года, включая ис-следования серий проб, отобранных в течение каждого времени года. Это особенно важно для определения качества воды в реках, имеющих резко отличающиеся режимы – межень и паводок.

Пробы влажных осадков (дождя и снега) чрезвычайно чувстви-тельны к загрязнениям, которые могут возникнуть в пробе при исполь-зовании недостаточно чистой посуды, попадании инородных (не атмо-сферного происхождения) частиц и др. Считается, что пробы влажных осадков не следует отбирать вблизи источников значительных загрязне-ний атмосферы – например, котельных или ТЭЦ, открытых складов ма-териалов и удобрений, транспортных узлов и др. В подобных случаях проба осадков будет испытывать значительное влияние указанных ло-кальных источников антропогенных загрязнений.

Следует иметь в виду, что качество воды в различных водоносных горизонтах может значительно различаться, по-этому при отборе пробы грунтовых вод следует оценить доступными способами глубину горизонта, из которого отобрана проба, возможные градиенты подземных потоков, информацию о составе подземных пород, через которые пролегает горизонт. Поскольку в точке отбора пробы могут создаться концентрации различных примесей, отличные от их концентраций в водоносном слое, необходимо откачивать из скважины (или из родника, делая в нем углубление) воду в количестве, достаточ-ном для обновления воды в скважине, водопроводе, углублении и т.п.

Пробы воды из водопроводных сетей отбирают в целях определе-ния общего уровня качества водопроводной воды, поиска причин за-грязнения распределительной системы, контроля степени возможного загрязнения питьевой воды продуктами коррозии и др.

Для получения репрезентативных проб при отборе воды из водо-проводных сетей соблюдают следующие правила:

1. Отбор проб проводят после спуска воды в течение 10-15 минут – времени, обычно достаточного для обновления воды с накопившимися загрязнителями;

2. Для отбора не используют концевые участки водопроводных се-тей, а также участки с трубами малого диаметра (менее 1,2 см);

3. Для отбора используют, по возможности, участки с турбулентным потоком – краны вблизи клапанов, изгибов;

4. При отборе проб вода должна медленно течь в пробоотборную емкость до ее переполнения.

Отбор проб с целью определения состава воды (но не качества!) проводится также при изучении сточных вод, вод и пара котельных установок и др. Подобные работы имеют, как правило, технологические цели, требуют от персонала специальной подготовки и соблюдения до-полнительных правил безопасности. Полевые методы вполне (и часто весьма эффективно) могут быть использованы специалистами и в этих случаях, однако, по указанным причинам, мы не будем рекомендовать их к работе образовательным учреждениям, населению и общественности.

При отборе проб следует обращать внимание (и фиксировать в протоколе) на сопровождавшие отбор проб гидрологические и климати-ческие условия, такие, как осадки и их обилие, паводки, межень и за-стойность водоема и др.

Пробы воды для анализа могут отбираться как непосредственно перед анализом, так и заблаговременно. Для отбора проб специалисты используют стандартные батометры либо бутыли вместимостью не менее 1 л, открывающиеся и наполняющиеся на требуемой глубине. В связи с тем, что для анализа полевыми методами по какому-либо одному показателю (за исключением растворенного кислорода и БПК) обычно достаточно 30-50 мл воды, отбор проб непосредственно перед анализом может быть выполнен в колбу вместимостью 250-500 мл (например, из состава комплекта-лаборатории, измерительного комплекта и т.п.).

Очевидно, что посуда для отбора проб должна быть чистой. Чи-стота посуды обеспечивается предварительным мытьем ее горячей мыльной водой (стиральные порошки и хромовую смесь не использо-вать!), многократным споласкиванием чистой теплой водой. В дальней-шем для отбора проб желательно использовать одну и ту же посуду. Со-суды, предназначенные для отбора проб, предварительно тщательно моют, ополаскивают не менее трех раз отбираемой водой и закупоривают стеклянными или пластмассовыми пробками, прокипяченными в ди-стиллированной воде. Между пробкой и отобранной пробой в сосуде оставляют воздух объемом 5–10 мл. В общую посуду отбирают пробу на анализ только тех компонентов, которые имеют одинаковые условия консервации и хранения.

Отбор проб, не предназначенных для анализа сразу же (т.е. отби-раемых заблаговременно), производится в герметично закрывающуюся стеклянную или пластмассовую (желательно фторопластовую) посуду вместимостью не менее 1 л.

Для получения достоверных результатов анализ воды следует вы-полнять, по возможности, скорее. В воде протекают процессы окисления-восстановления, сорбции, седиментации, биохимические процессы, вызванные жизнедеятельностью микроорганизмов и др. В результате некоторые компоненты могут окисляться или восстанавливаться: нитраты – до нитритов или ионов аммония, сульфаты – до сульфитов; кислород может расходоваться на окисление органических веществ и т.п. Со-ответственно могут изменяться и органолептические свойства воды – запах, привкус, цвет, мутность. Биохимические процессы можно замед-лить, охладив воду до температуры 4–5 °С (в холодильнике).

Отбор проб почвы

Основными объектами, территории которых подлежат контролю органов санитарного надзора с применением санитарно-микробиологических методов исследования, требующими проведения ряда мероприятий по предотвращению загрязнения почвы, являются: детские и лечебно-профилактические учреждения; сельские и неканали-зованные районы городских населенных пунктов; территории первого пояса зоны санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого во-доснабжения; зоны свалок; отвальные площадки; сельскохозяйственные поля, орошаемые водой из открытых водоемов, стоками животноводче-ских ферм; земледельческие поля орошения городскими и промышлен-ными сточными водами.

Обязательным предварительным этапом при санитарно-бактериологическом исследовании является санитарное обследование и составление паспорта обследуемого участка с сопроводительным тало-ном.

Паспорт обследуемого участка:

1. Номер участка.

2. Адрес участка и его привязка к источнику загрязнения.

3. Дата обследования.

4. Размер участка.

5. Название почв.

6. Рельеф.

7. Уровень залегания грунтовых вод.

8. Растительный покров территории.

9. Характеристика источника загрязнения (характер производства, используемое сырье, мощность производства, объем газопылевых вы-бросов, жидких и твердых отходов, удаление от жилых зданий, игровых площадок, мест водозабора и т. д.).

10. Характер использования участка (детская площадка, предприятие и т. д.).

11. Сведения об использовании участка в предыдущие годы (мелио-рация, применение средств химизации и др.). Исполнитель, должность. Личная подпись. Расшифровка подписи

Сопроводительный талон содержит следующие данные:

1. Дата и час отбора пробы.

2. Адрес.

3. Номер участка.

4. Номер пробной площадки.

5. Номер объединенной пробы, горизонт (слой), глубина взятия пробы.

6. Характер метеорологических условий в день отбора пробы.

7. Особенности, обнаруженные во время отбора пробы (освещение солнцем, применение средств химизации, наличие свалок, очистных со-оружений и т. д.).

8. Прочие особенности.

Внизу ставится подпись врача или помощника санитарного врача, проводившего санитарное обследование земельного участка.

На основании результатов санитарного обследования территории и ее описания составляется схематический план земельного участка с нанесением источников загрязнения. Это позволяет правильно обосновать выбор точек отбора проб почвы.

На изучаемой территории при наличии одного источника загряз-нения выделяют два участка 25 м2 каждый: один вблизи источника за-грязнения (опытный), другой – вдали (контрольный). Контрольный вы-бирают с таким расчетом, чтобы он был заведомо незагрязненным и имел одинаковый почвенный состав с опытным.

Пробы почвы отбираются на каждом из участков в его пяти точках по диагонали или по «конверту» (четыре точки по углам и одна в центре). Если исследователя интересуют последствия непосредственного внесения химического вещества в почву, то пробы отбираются поверхностно (0-1 см) стерильным инструментом (нож, шпатель) в количестве 0,3-0,5 кг в одной точке.

Если изучается воздействие химического вещества на микрофлору почвенного горизонта, то для отбора проб почвы пользуются следующей методикой. Каждая точка, в которой проводится отбор проб почвы, представляет собой центр выбранного для исследования 1 м2 территории. Здесь выкапывается шурф размером 0,3×0,3 м и глубиной 0,2 м. Поверхность одной из стенок шурфа очищают стерильным ножом. Затем из этой стенки вырезают почвенный образец, размер которого обу-словлен заданной навеской. Так, если необходимо отобрать 200 г почвы, размер образца 20 см × 3 см × 3 см; 500 г – 20 см × 5 см × 30 см.

При изучении воздействия пестицидов и других химических ве-ществ на микрофлору и процессы самоочищения в более глубоких слоях почвы, для отбора проб почвы пользуются шурфом глубиной до 1 м. Пробы отбираются из стенки шурфа стерильным инструментом через каждые 10 см.

Отобранные образцы помещают в стерильную посуду и доставляют в лабораторию. При невозможности приступить к исследованию почвы немедленно, допускается хранение образца при температуре 4-5 °С, но не более 24 часов.

Подготовка и обработка почвы для анализа. Для приготовления среднего образца объемом 0,5 кг почву всех образцов одного участка высыпают на стерильный плотный лист бумаги, тщательно перемешивают стерильным шпателем, отбрасывают камни и прочие твердые предметы. Затем почву распределяют на месте ровным тонким слоем в форме квадрата.

Диагоналями почву делят на 4 треугольника. Почву из двух проти-воположных треугольников отбрасывают, а оставшуюся вновь переме-шивают, опять распределяют тонким слоем и делят диагоналями и так до тех пор, пока не останется примерно 0,5 кг.

Перед посевом почву диспергируют, т.е. почву с соблюдением условий стерильности просеивают через сито диаметром 3 мм. При про-сеивании сито сверху покрывают стерильной бумагой.

Для учета почвенных микроорганизмов и энтеровирусов доста-точно навески от 1 до 10 г, для санитарно-показательных микроорганиз-мов от 1 до 30 г, для патогенных энтеробактерий (50-50,5 г). Первое раз-ведение навески почвы (1 : 10) делают в стерильной посуде, добавляя стерильную водопроводную воду в соотношении 1 : 10 к весу почвы (например: 1 г воды, 10 г почвы – в 100 мл воды и т. п.).

Билет 6