- •Оценка воздействия и выявление источников загрязнения окружающей среды Практикум по курсу «Мониторинг и экспертиза безопасности»
- •Содержание
- •Предисловие
- •Введение
- •1 Мониторинг атмосферного воздуха
- •Природные факторы, влияющие на загрязненность и самоочищение атмосферы
- •Загрязнение атмосферы в городах
- •Загрязнение атмосферного воздуха промышленными выбросами (стационарными источниками)
- •Загрязнение атмосферного воздуха автомобильным транспортом (передвижными источниками)
- •Практическая работа №1 Мониторинг атмосферного воздуха в городах с интенсивным движением автотранспорта
- •Исходные данные для выполнения практической работы
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы к разделу 1
- •2 Мониторинг снегового покрова
- •Практическая работа №2 Оценка воздействия горнодобывающего предприятия на атмосферный воздух по состоянию снегового покрова
- •Исходные данные для выполнения практической работы
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Практическая работа №3 Поиск источников эмиссии полициклических ароматических углеводородов в промышленно развитых городах
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы к разделу 2
- •3 Мониторинг поверхностных вод в зонах влияния промышленных предприятий
- •3.1 Оценка влияния и выявление источников загрязнения гидросферы при штатном режиме работы предприятий
- •3.1.1 Выявление источников загрязнения гидросферы по нарушению гидрохимического состава воды в реке ниже сброса сточных вод
- •Практическая работа №4 Оценка гидрохимического состава природных вод в створах выше и ниже сброса сточных вод
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •3.1.2 Выявление источников загрязнения по обнаружению в воде специфичных соединений. Инвентаризация источников загрязнения гидросферы. Создание базы данных по «отпечаткам предприятий»
- •3.1.2.1 Применение метода хромато-масс-спектрометрии при проведении обзорного и целевого анализа
- •Принцип работы хромато-масс-спектрометра
- •Обзорный хромато-масс-спектрометрический анализ
- •Целевой хромато-масс-спектрометрический анализ
- •Практическая работа №5 Инвентаризация сточных вод промышленных предприятий
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.2 Оценка загрязненности гидросферы при аварийном режиме работы предприятий
- •3.2.1 Поиск источника загрязнения при наличии нескольких потенциальных предприятий-загрязнителей
- •Практическая работа №6 Поиск источника загрязнения рек Стеклянка и Шугуровка фенолом по «отпечаткам предприятий»
- •Ход работы
- •Контрольные вопросы
- •3.2.2 Проведение оперативного мониторинга при разливах нефти. Идентификация источников загрязнения водных объектов нефтью и нефтепродуктами
- •Методы определения нефтепродуктов в воде
- •Лабораторная работа №1 Определение суммарного содержания нефтепродуктов
- •Подготовка хроматографической колонки
- •Выполнение измерений
- •Очистка экстракта
- •Обработка результатов измерений
- •Оформление и выдача результатов анализа
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.2.2.1 Применение методов инфракрасной спектрометрии и газожидкостной хроматографии для идентификации источников загрязнения водных объектов нефтью и нефтепродуктами
- •Последовательность проведения идентификации
- •Организация отбора проб нефтей из разлива и предполагаемых источников
- •Практическая работа №7 Идентификация источников загрязнения водных объектов нефтью и нефтепродуктами методом инфракрасной спектрометрии и газожидкостной хроматографии
- •1. Идентификация источника загрязнения водных объектов нефтью методом ик-спектрометрии
- •Общая характеристика ик-спектров нефтей
- •Требования к оформлению отчета
- •2. Идентификация источников загрязнения водных объектов нефтью методом газожидкостной хроматографии
- •Проведение идентификации
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы к разделу 3
- •4 Мониторинг донных отложений
- •4.1 Эколого-геохимический способ оценки загрязненности донных отложений
- •Методические приемы выявления техногенных геохимических ассоциаций
- •Практическая работа №8 Выявление техногенных геохимических ассоциаций и оценка техногенного загрязнения донных отложений р.Буйда
- •Исходные данные для выполнения практической работы
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы к разделу 4
- •5 Мониторинг почвенного покрова
- •Практическая работа №6 Оценка качества почвенного покрова в зоне влияния горно-обогатительного комбината
- •Исходные данные для выполнения практической работы
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •5.1 Мониторинг почвенного покрова, загрязненного нефтью и нефтепродуктами
- •Характеристика аварийных ситуаций, связанных с загрязнением почвенного покрова нефтью
- •Практическая работа №7 Оценка воздействия аварийного выхода нефти из нефтепровода на состояние почвенного покрова
- •Исходные данные для выполнения практической работы
- •Ход работы
- •Требования к оформлению отчета
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы к разделу 5
- •450000, Уфа-центр, к. Маркса, 12
Требования к оформлению отчета
Отчет должен быть составлен в виде письменного заключения о состоянии загрязненности донных отложений р.Белой в четырех исследованных контрольных створах. Отчет также должен содержать таблицу с формулами геохимических ассоциаций и таблицу с рассчитанными показателями геохимических ассоциаций.
Контрольные вопросы
Что такое донные отложения?
Какую роль играют донные отложения в водоемах?
Как влияет сорбция загрязняющих соединений донными отложениями на качество воды в водных объектах?
Каким образом проводят оценку загрязненности донных отложений?
В чем сущность эколого-геохимического подхода к оценке загрязненности донных отложений?
Что такое геохимическая ассоциация?
Что такое коэффициент концентрации химических элементов?
Что такое показатель техногенного загрязнения?
Список литературы к разделу 4
Янин Е. П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек Московской области (состав, особенности, методы оценки) // Экологические системы и приборы. - №3. – 2006. – С.24-33.
Фатьянова Е. В., Сафарова В. И., Шайдулина Г. Ф., Хатмуллина Р. М. Разработка подходов к организации мониторинга донных отложений // Государственная политика в области охраны окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сб. материалов научно-практической конференции – 2010. – С.232 – 235.
Фатьянова Е. В., Сафарова В. И., Тухватуллина А. А. Роль донных отложений в формировании качества водных объектов // Наука, образование, производство в решении экологических проблем: Сб. статей VI-й Международной научно-технической конференции. – 2009. – С.244 – 250.
Сафарова В. И., Галактионова Е. Б., Фатьянова Е. В. Геохимические ассоциации летучих органических соединений в донных отложениях р.Белой // Наука, образование, производство в решении экологических проблем: Сб. статей V-й Международной научно-технической конференции. – 2008. – С.97-103.
Линник П. Н., Васильчук Т. А., Зубко А. В. Обмен органическими веществами и соединениями металлов в системе вода – донные отложения в условиях различной минерализации // Экологическая химия. – 2007. - №16(3). – С.144-159.
Зубенко И. Б., Линник П. Н. Фракционное распределение тяжелых металлов в донных отложениях водохранилищ Днепра // Гидробиологический журнал. – 1997. – Т.33, №3. – С.101-112.
Степанова Н. Ю., Латыпова В. З., Анохина О. К., Таиров Р. Г. Сорбционная способность и факторы формирования химического состава донных отложений Куйбышевского и Нижнекамского водохранилищ // Экологическая химия. – 2003. – №12 (2). – С.105-116.
Степанова Н. Ю., Латыпова В. З., Анохина О. К. Экологическое нормирование содержания загрязняющих веществ в донных отложениях // Проблемы региональной экологии. – 2007. – №4. – С.42-49.
Опекунов А. Ю. Экологическое нормирование и оценка воздействия на окружающую среду / СПб: Изд. С-Пб. ун-та. – 2006. – 260 с.
5 Мониторинг почвенного покрова
Почва представляет собой систему, включающую твердую составляющую, почвенные растворы и почвенную атмосферу. В среднем на твердую часть почвы приходится 40 – 45 %, на почвенные растворы – до 35 % ее объема, а на почвенный воздух – остальное. Почва состоит из выветренного слоя минеральной породы с живыми организмами и продуктами их разложения.
Почва обладает рядом свойств, которых лишены атмосфера и гидросфера:
совокупность частиц почвы представляет своеобразный «фильтр», который эффективно задерживает твердые частицы вод, проникающих в нее, и накапливает вещества. Структуру почвы скрепляют частицы глины и гумуса, которые одновременно адсорбируют ряд веществ, например, тяжелые металлы, не давая последним возможности перейти в грунтовые воды. При превышении адсорбционной емкости почвы наступает проскок - загрязнение грунтовых вод вредными веществами;
почвы обладают значительной способностью к регенерации; многие их обитатели выделяют ферменты, ускоряющие расщепление вредных веществ, и это определяет их способность к регенерации.
Перечисленные свойства почв определяют их буферную способность по отношению к антропогенным воздействиям. С другой стороны почва не обладает свойством подвижности, характерным для атмосферы и гидросферы, поэтому она в большей степени подвержена загрязнению, и является местом сбора и хранения загрязняющих веществ. При попадании загрязняющих веществ в почву они подвергаются сложным физико-химическим и биологическим превращениям.
Основные физико-химические процессы, протекающие в почвах и определяющие изменение их химического состава и строения, — это адсорбция и ионный обмен.
Адсорбируются на частицах почвы в основном малорастворимые и устойчивые соединения (диоксины, бифенилы). Более растворимые в воде вещества (пестициды, фталаты хлорфенолы, нефтепродукты) обратимо сорбируются.
Ионный обмен, заключается в обмене ионами между твердой частью почвы и почвенным раствором, образующимся в результате растворения поверхностной влагой разного рода веществ.
Под воздействием микроорганизмов загрязняющие вещества окисляются или превращаются в менее токсичные метаболиты. Скорость деструкции зависит от климатических условий местности и условий размножения организмов. Чем выше влажность почвы и среднесуточная температура, тем быстрее происходит распад загрязняющих соединений. На поверхности почвы распад происходит быстрее, чем в глубине
Состояние почвы как природной среды может быть оценено по уровню физической деградации, химическому и биологическому загрязнению.
Химическое загрязнение почвы – это изменение ее химического состава в результате антропогенной деятельности, сопровождающееся ухудшением или потерей ее естественных свойств. Загрязнение почвы может быть вызвано следующими причинами:
переносом загрязняющих веществ атмосферными осадками (тяжелые металлы, оксиды серы и азота, фтор, мышьяк, пестициды);
применением средств, повышающих урожайность и защищающих растения (удобрения, пестициды);
загрязнением земель отходами крупнотоннажных производств, отвалами топливно-энергетических комплексов, нефтью и нефтепродуктами.
Мониторинг и контроль качества почвенного покрова проводится на всех стадиях проектирования и строительства предприятий, объектов. На стадии разработки предпроектной документации и выбора земельного участка допускается исследование почв по сокращенному перечню показателей. На стадии выбора земельного участка и выполнения проектных работ, а также строительства контроль осуществляется по стандартному перечню показателей, включающему тяжелые металлы, бенз(а)пирен, нефтепродукты, рН. Контроль с использованием расширенного перечня показателей проводится на объектах повышенного риска, на остальных – по стандартному перечню показателей. Стандартный перечень может быть расширен с учетом санитарно-эпидемиологической ситуации и хозяйственным освоением территории. Расширенный перечень включает в себя помимо стандартных показателей еще пестициды, хлориды, нитраты, фенолы, детергенты, полихлорированные бифенилы, удобрения, различные патогенные микроорганизмы.
Мониторинг состояния почвы осуществляется:
в жилых зонах, включая территории повышенного риска (то есть детские сады, образовательные учреждения, игровые площадки, зоны рекреации и т.д.);
в зоне влияния автотранспорта;
в зоне захороненных промышленных отходов (почва территорий, прилегающих к полигонам);
в местах временного складирования промышленных и бытовых отходов;
на территории сельскохозяйственных угодий;
на территории санитарно-защитных зон.
Объем исследований и перечень изучаемых показателей при мониторинге определяется в каждом конкретном случае с учетом целей и задач по согласованию с органами, осуществляющими контроль.
Количество точек отбора проб почвы зависит от площади участка строительства, глубины строительства объекта.
Для оценки качества почв используется показатель суммарного загрязнения почв (ZC) (аналогичный с показателем суммарного загрязнения донных отложений):
,
где Сi – фактическое содержание i-го загрязняющего вещества в почве;
Сiф – фоновое содержание i-го загрязняющего вещества в почве или его предельно допустимая концентрация;
n – количество аномальных (концентрация превышает фоновое содержание или ПДК) веществ.
Определение категории загрязнения производится по показателю суммарного загрязнения почвы (табл. 21).
Таблица 21
Категории почв в зависимости от значения показателя
суммарного загрязнения почв
Zc |
Категория загрязнения почв |
Показатели здоровья населения |
1 – 8 |
Допустимая |
|
8 – 16 |
Слабая |
Наиболее низкий уровень заболеваемости населения |
16 – 32 |
Средняя |
Рост общей заболеваемости |
32 – 64 |
Сильная |
Рост общей заболеваемости, в том числе детской |
64 – 128 |
Очень сильная |
Рост общей заболеваемости, в том числе детской, нарушение репродуктивной функции женщин, рост онкологической заболеваемости |
