Правила техники безопасности в лаборатории экологического мониторинга
Правила техники безопасности в лаборатории экологического мониторинга
Каждую лабораторную работу студент выполняет после ознакомления с теоретическими основами метода, устройством и принципом работы прибора и методикой выполнения анализа. В лаборатории студенты должны работать в халатах. На рабочих столах не должно быть посторонних предметов. На рабочем месте необходимо поддерживать порядок. Перед началом работы необходимо проверить наличие и исправность заземляющих (зануляющих) устройств у приборов, с которыми предстоит работать. Включать прибор в сеть можно только после приготовления всех необходимых растворов. Включенные приборы нельзя оставлять без присмотра. Запрещается самостоятельно ремонтировать поврежденные выключатели, розетки, ламповые патроны и электроприборы. Пользоваться реактивами можно лишь при наличии на склянке надписи, указывающей название реактива и его концентрацию.
Работать с концентрированными кислотами следует только под тягой, так как многие из них летучи (HCl, HNO3, СН3СООН). При работе следует соблюдать осторожность, так как кислоты сильно повреждают кожу, при попадании разрушают материал обуви и одежды, поверхности столов и пола. При разбавлении концентрированных кислот нужно приливать кислоту в воду, так как при обратном порядке сливания разогревание раствора может привести к разбрызгиванию кислоты. Кислоту, попавшую на кожные покровы, обувь и одежду, необходимо смыть большим количеством воды, нейтрализовать раствором соды или аммиака и поверхности снова обмыть водой. Разлитую на полу или столе кислоту нейтрализуют содой (Na2CO3), негашеной известью (СаО), гашеной известью (Са(ОН)2 или карбонатом кальция (СаСО3). После нейтрализации образовавшуюся соль и избыток соды или извести удаляют, а пораженную поверхность тщательно промывают водой. Растворы щелочей необходимо готовить в фарфоровой посуде, так как стеклянная посуда может треснуть от неравномерного разогревания при растворении. Необходимое количество щелочи в виде кусочков взвешивают на технических весах, помещают в фарфоровый стакан и приливают рассчитанное количество воды. Щелочи и их концентрированные растворы сильно повреждают кожу, одежду и обувь, поэтому с ними также следует обращаться с большой осторожностью. Пересыпать твердые щелочи нужно с помощью фарфоровой ложки, не допуская контакта вещества с кожей рук. При попадании капли раствора или кусочка щелочи на незащищенную кожу необходимо немедленно их удалить и тщательно промыть пораженное место большим количеством воды до исчезновения мыльного ощущения. Концентрированные растворы пероксида водорода при попадании на кожу вызывают образование белых пятен и пузырей. При попадании концентрированных растворов Н2 О2 на кожу необходимо немедленно обмыть пораженное место большим количеством воды, тогда белые пятна и ожоги быстро исчезнут. При работе с растворами токсичных тяжелых металлов (Hg, Cd, Ni, Pb) желательно использовать тонкие хирургические резиновые перчатки. Если нет перчаток, то после окончания работы нужно тщательно вымыть руки мылом и теплой водой. При работе в лаборатории нельзя пользоваться поврежденной стеклянной посудой. При порезах рук или других частей тела стеклом необходимо удалить из раны мелкие осколки, после чего рану промыть 2%-ным раствором KMnO4 или этиловым спиртом, обработать 3%-ным раствором Н2О2 и забинтовать. При попадании осколков стекла в глаз, срочно обратиться за врачебной помощью.
2)Правила техники безопасности при работе с растворами токсичных тяжелых металлов (Hg, Cd, Ni, Pb)
При работе с растворами токсичных тяжелых металлов (Hg, Cd, Ni, Pb) желательно использовать тонкие хирургические резиновые перчатки. Если нет перчаток, то после окончания работы нужно тщательно вымыть руки мылом и теплой водой. При работе в лаборатории нельзя пользоваться поврежденной стеклянной посудой. При порезах рук или других частей тела стеклом необходимо удалить из раны мелкие осколки, после чего рану промыть 2%-ным раствором KMnO4 или этиловым спиртом, обработать 3%-ным раствором Н2О2 и забинтовать. При попадании осколков стекла в глаз, срочно обратиться за врачебной помощью.
Аппаратура и реактивы
Иономер с фторидселективным и хлоридсеребряным электродами.
Пипетка градуированная вместимостью 5 мл.
Колбы мерные вместимостью 50 мл – 6 шт.
Химические стаканы вместимостью 150 мл – 2 шт.
Стандартный раствор нитрата калия, 1 М (готовят растворением навес-
ки 101,1 г нитрата калия в 1 л 1 %-ного раствора алюмокалиевых квасцов).
Алюмокалиевые квасцы 1% и 10 %-ные растворы.
Ход анализа
В мерную колбу вместимостью 50 мл приливают 5 мл 10 %-ного раствора алюмокалиевых квасцов и анализируемой воды до метки. Содержимое колбы тщательно перемешивают, переносят в химический стакан и измеряют разность потенциалов как при построении градуировочного графика. По градуировочному графику определяют рNO3- в анализируемой воде и рассчитывают содержание нитрат-ионов, мг/л.
Аппаратура и реактивы
Фотоэлектроколориметр.
Мерные колбы вместимостью 100 мл – 10 шт.
Градуированные пипетки вместимостью 1, 2, 5 и 10 мл.
Стандартный раствор K2SO4, содержащий 0,5 мг/мл SO42- -ионов. (Готовят растворением 0,9071 г K2SO4 в воде в мерной колбе вместимостью 1 л).
Гликолевый реагент: раствор хлористого бария в смеси этиленгликоля (глицерина) и этанола. Для приготовления этого раствора смешивают один объем 5 %-ного водного раствора BaCl2 с тремя объемами глицерина или этиленгликоля и тремя объемами этилового спирта. Смесь тщательно перемешивают, подкисляют HCl до рН 2,5 – 2,8.
Кислота соляная, раствор 1:1.
Построение градуировочного графика
Для построения градуировочного графика готовят рабочий стандартный раствор с концентрацией 0,05 мг/мл. Для этого 10 мл основного стандартного раствора переносят в мерную колбу на 100 мл, разбавляют дистиллированной водой до метки и тщательно перемешивают.
В мерные колбы вместимостью 100 мл вносят 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 20 мл рабочего стандартного раствора и разбавляют до метки дистиллированной водой. Концентрация сульфат-ионов в полученных растворах соответственно равна: 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; и 1,0 мг/100 мл.
В каждую колбу прибавляют по две капли раствора HCl (1:1) и 5 мл гликолевого реагента. Содержимое колб тщательно перемешивают, выдерживают 20 мин и фотометрируют в кюветах с рабочей длиной 20 мм при длине волны 364 нм (синий светофильтр). По результатам измерений строят градуировочный график.
Ход анализа
В мерную колбу вместимостью 100 мл переносят 100 мл исследуемой воды, добавляют 2 капли HCl (1:1), 5 мл гликолевого реагента и тщательно перемешивают. Через 20 мин измеряют оптическую плотность полученной суспензии и рассчитывают концентрацию сульфат-ионов в исследуемой воде, мг/л.
Аппаратура и реактивы
Иономер универсальный с системой хлоридселективного и хлорид серебряного электродов.
Мерные колбы вместимостью 100 мл – 6 шт.
Пипетки вместимостью 1 и 10 мл.
Химические стаканы вместимостью 150 мл – 2 шт.
Стандартный раствор KCl, 0,1 М в 0,1 М растворе KNO3 или NaNO3.
Нитрат калия или натрия, 0,1 М и 1 М растворы.
Построение градуировочного графика
В мерных колбах вместимостью 100 мл готовят из 0,1 М раствора KCl в 0,1 М растворе KNO3 или NaNO3 путем последовательного разбавления 0,1 М раствором нитрата натрия растворы с концентрацией 0,01;0,001; 0,0001; и 0,00001М.
Растворы последовательно переносят в химический стакан, в который осторожно погружают хлоридселективный электрод, предварительно промытый дистиллированной водой и осушенный с помощью фильтровальной бумаги, и солевой мостик, заполненный раствором KNO3 или NaNO3. Другой конец солевого мостика должен находиться в стакане с 0,1 М раствором нитрата.
Измерения потенциала целесообразно проводить через 3 мин. Начинают измерения с раствора с наименьшей концентрацией. По результатам измерений строят градуировочный график в координатах Е, мВ – рСl- (рСl- = -lg aCl- .
Ход анализа
В мерную колбу на 100 мл переносят 1 мл 1 М раствора KNO3 или NaNO3 и исследуемой воды до метки. Содержимое колбы тщательно перемешивают и переносят в стакан, измеряют разность потенциалов как при построении градуировочного графика. По градуировочному графику находят рСl- и рассчитывают содержание хлорид-ионов в анализируемой воде,г/мл.
Аппаратура и реактивы
Иономер с хлоридсеребряным и стеклянными электродами.
Химические стаканы вместимостью 300-400 мл – 2 шт.
Химические стаканы вместимостью 150 мл – 2 шт.
Стандартные буферные растворы для калибровки стеклянного электрода.
Ход анализа
В два химических стакана вместимостью 300 – 400 мл перенести пробы анализируемого снега приблизительно по 200 г в каждый и поставить стаканы для оттаивания снега. Включить иономер и прогреть в течение 20 – 25 мин. Настроить прибор по двум буферным растворам. В стаканчики на 150 мл перенести по 50 мл талой воды и измерить рН раствора.
Сделать заключение о кислотности снежного покрова, степени загрязнения воздуха кислотными оксидами и их источниках.
Цели мониторинга почв
Почва – открытая подсистема в геохимическом ландшафте, потоки вещества и энергии в которой связаны с приземной атмосферой, растительностью, с поверхностными и грунтовыми водами. Почвы регулируют процессы миграции веществ в ландшафтах, проявляя буферность в отношении загрязняющих веществ; кислые почвы могут нейтрализовать щелочные соединения, карбонатные – кислые выпадения (М.А. Глазовская, 1981). Значительная часть элементов, поступающих на поверхность почв с техногенными потоками, задерживается в верхнем горизонте почвы. Состав и количество удерживаемых элементов зависит от содержания и состава гумуса, кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интенсивности биологического поглощения. Остальные элементы проникают внутрь почвенной толщи за счет деятельности почвенной фауны. В целях мониторинга состояния почв Д.С. Орлов, Г.В. Мотузова, Л.А. Воробьев выделяют:
- прямые показатели загрязнения почв;
- показатели изменения свойств почв под действием загрязняющих веществ;
- показатели способности почв препятствовать загрязнению.
В отраслевом стандарте «Охрана природы. Номенклатура показателей оценки последствий загрязнения почв химическими веществами» (1988 г.) приведены следующие показатели загрязнения почв:
- общее содержание загрязняющих веществ;
- содержание подвижных (экстрагируемых) соединений загрязняющих веществ;
- мощность загрязненного слоя;
- подвижность органоминеральных соединений почвы и загрязняющих почву веществ;
- скорость миграции загрязняющих веществ в сопряженные компоненты биогеоценоза;
- кислотно-основная характеристика почвенной суспензии, общая кислотность;
- степень насыщенности почв основаниями;
- удельная электропроводность водных вытяжек;
- содержание подвижных соединений фосфора и калия;
- агрегатный состав почвы, микроагрегатный состав; водопроницаемость;
- активность почвенных ферментов;
- фитотоксичность;
- спектральный коэффициент яркости почв.
Химические показатели почвенных процессов делят на две группы:
- показатели направления процессов – профильное распределение соединений четырех элементов; элювиально-аккумулятивные коэффициенты, показатели накопления тяжелых металлов, коэффициент токсичности гербицидов и т.п.;
- показатели скорости процессов – скорости засоления, осолонцевания, потерь гумуса, загрязнения тяжелыми металлами, нефтепродуктами и др.
Отбор проб почвы
При экологическом мониторинге почв важным этапом является отбор проб для анализа. Отбор проб почвы производят в соответствии с ГОСТом «Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического и гельминтологического анализа». Стандарт предназначен для контроля общего и локального загрязнения почвы в районах воздействия промышленных, сельскохозяйственных, транспортных и хозяйственно-бытовых источников загрязнения. Точечные пробы отбирают методом конверта, по диагонали или другим способом, исходя из того, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов. Объединенную пробу готовят из точечных проб. При определении в почве поверхностно-распределяющихся веществ (нефть, нефтепродукты, тяжелые металлы) точечные пробы отбирают послойно на глубине 0; 5 см и 5; 20 см массой до 0,2 кг. При анализе загрязнения почвы легколетучими загрязнителями точечные пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля и помещают в стеклянные емкости, закрывающиеся герметично крышками. Почву анализируют в день отбора проб. При невозможности быстрого анализа пробы хранят в определенных условиях, описанных в методиках. При необходимости длительного хранения (более месяца) в пробы добавляют консервирующие вещества, рекомендованные в методиках в каждом случае для конкретных веществ.
32. Химические методы, используемые при мониторинге почв
Некоторые химические методы, используемые при мониторинге почв
| Компонент | Метод | Принцип метода |
| Гумус | Метод Тюрина в модификации ЦИНАО | Основан на окислении гумуса почвы раствором K2Cr2O7 в серной кислоте и последующем титровании избытка дихромата стандартным раствором железа (II) |
| Хлорид ионы | Аргентометрия | Основан на титровании хлорид-ионов стандартным раствором AgNO3 в азотнокислой среде: Сl– + Ag+ →AgCl¯↓ |
| Сульфат ионы | Комплексонометрия | Основан на осаждении сульфат-ионов хлоридом бария и титровании невступившего в реакцию Ba2+стандартным раствором комплексона III: Ba2+ + SO42-→BaSO4¯↓ Ba2+ + Y4- →Ва Y2- |
| Железо,в пересчете на Fe 3+ | Комплексонометрическое титрование | Основан на прямом титровании Fe3+ комплексоном при рН 1,5 – 2,5 в присутствии сульфосалициловой кислоты |
| Общий азот | Метод Кьельдаля | Метод основан на озолении навески почвы концентрированной серной кислотой в присутствии катализатора – смеси сульфата калия, сульфата меди и селена, поглощении образовавшегося аммиака серной кислотой и титровании избытка серной кислоты стандартным раствором гидроксида калия |
| Кремний (валовое содержание) | Гравиметрия | Метод основан на осаждении кремниевой кислоты концентрированной HCl или желатином, прокаливании осадка в муфельной печи до постоянной массы при 1000 – 1200 0С |
| Алюминий (III), общий | Комплексонометрическое титрование (метод вытеснения) | В анализируемый раствор добавляют избыток комплексона III при рН 5,5. При этом связываются в комплекс алюминий и другие (мешающие) катионы. Избыток комплексона оттитровывают раствором ZnCl2, результаты титрования не фиксируют. Затем в раствор добавляют фторид натрия. В результате конкурирующей реакции комплексообразования образуется устойчивый фторидный комплекс алюминия, эквивалентное алюминию количество комплексона III освобождается, его оттитровывают стандартным раствором соли ZnCl2 |
| Ca2+,Mg2+ (валовое содержание) | Комплексонометрическое титрование | Титрованием комплексоном III при рН 12,5 в присутствии индикатора мурексида определяется Ca2+. Титрованием комплексоном III при рН 10 с индикатором эриохромом черным Т определяется сумма Ca2+ и Mg2+ |
| Фосфор | Гравиметрия | Основан на осаждении фосфора в виде фосфорномолибденового аммония, переосаждении в виде Mg(NH4)PO4, прокаливании осадка, при этом осадок переходит в пирофосфат магния Mg2P2O7, по массе которого рассчитывают содержание фосфора |
| Карбонаты | Ацидиметрия | Основан на обработке навески почвы титрованным раствором хлороводородной кислоты. Избыток кислоты определяют титрованием стандартным раствором щелочи. По разности вычисляют содержание карбонатов |
| Карбонаты | Алкалиметрия | Основан на разрушении карбонатов кислотой, поглощении выделившегося CO2 раствором щелочи известной концентрации, осаждении карбонат-ионов хлоридом бария в виде ВаСО3 и титровании избытка щелочи стандартным раствором хлороводородной кислоты. По разности количества хлороводородной кислоты, затраченной на титрование в холостом опыте и на титрование пробы, вычисляют содержание карбонатов в почве |
| Щелочность почв (общая) | Ацидиметрия | Основан на последовательном титровании стандартным раствором HCl ионов CO3 2- в присутствии индикатора метилового оранжевого |
Аппаратура и реактивы
Иономер с нитратселективным и хлорсеребряным электродами.
Квасцы алюмокалиевые, 1 %-ный ратвор.
Стандартный раствор нитрата калия, 0,1 М. Готовят растворением 10,11 г нитрата калия в 1 %-ном растворе алюмокалиевых квасцов в мерной колбе вместимостью 1 л.
Колбы мерные вместимостью 50 мл – 5 шт.
Стаканы химические вместимостью 100 мл – 2 шт.
Пипетки вместимостью 1,5,50 мл.
Терка, ножницы (для анализа продукции растениеводства).
Физико-химические методы
-Качественные методы. Позволяют определить, какое вещество находится в испытуемой пробе. Например на основе хроматографии.
-Количественные методы.
-Гравиметрический метод. Суть метода состоит в определении массы и процентного содержания какого-либо элемента, иона или химического соединения, находящегося в испытуемой пробе.
-Титриметрический (объемный) метод. В этом виде анализа взвешивание заменяется измерением объёмов, как определяемого вещества, так и реагента, используемого при данном определении. Методы титриметрического анализа разделяют на 4 группы:
а) методы кислотно-основного титрования;
б) методы осаждения;
в) методы окисления-восстановления;
г) методы комплексообразования.
-Колориметрические методы. Колориметрия — один из наиболее простых методов абсорбционного анализа. Он основан на изменении оттенков цвета исследуемого раствора в зависимости от концентрации. Колориметрические методы можно разделить на визуальную колориметрию и фотоколориметрию.
-Экспресс-методы. К экспресс методам относятся инструментальные методы, позволяющие определить загрязнения за короткий период времени. Эти методы широко применяются для определения радиационного фона, в системе мониторинга воздушной и водной среды.
-Потенциометрические методы основаны на изменении потенциала электрода в зависимости от физико-химических процессов, протекающих в растворе. Их разделяют на:
а) прямую потенциометрию (ионометрию);
б) потенциометрическое титрование.
Окислы азота
Источники: естественные - бактериальная активность в почве, грозы, извержения вулканов; антропогенные - комбинаты черной металлургии, производство азотных удобрений, азотной кислоту и нитратов, ТЭЦ, двигатели внутреннего сгорания.
Влияние на здоровье человека. При попадании в легкие человека и животных образуют азотную кислоту. Вызывают изменения в легких: отек и сложные рефлекторные расстройства. Острое отравление окислами азота порождает: кашель, головную боль, рвоту в результате резких спазмов легких. Хроническое отравление выражается в бронхитах, повреждениях ЖКТ, нарушениях обмена веществ, мышечной и сердечной слабости, нервных расстройствах, воспалении десен, туберкулезе, а также желтоватом окрашивании волос, ноздрей, кистей рук
Воздействие на окружающую среду. В дополнение к косвенному воздействию (кислотный дождь), длительное воздействие может подавлять рост некоторых растений. Играет важную роль в образовании фотохимического смога.
Аммиак (NН3)
Источники: химическая промышленность (производство азотных удобрений, взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды и других продуктов); холодильной технике - как холодильный агент Я717; комбинаты черной металлургии и нефтеперерабатывающей промышленности.
Влияние на здоровье человека. При содержании в воздухе 0,5% по объёму сильно раздражает слизистые оболочки. При остром отравлении поражаются глаза и дыхательные пути, печень, желудочно-кишечный тракт, эндокринный аппарат, ЦНС. При хроническом отравлении возникают расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, воспаление легких, бронхит, конъюнктивит, ринит, ларингит. Жидкий аммиак вызывает сильные ожоги.
Воздействие на окружающую среду. Основной источник загрязнения окружающей среды в результате избыточного и неправильное применения удобрений, стоки с пастбищ и мест скопления скота.
Хлор (Сl) и его соединения
Источники: производство поливинилхлорида, пластикатов и синтетического каучука; в химическом производстве - для получения соляной кислоты, хлорной извести, бертолетовой соли, хлоридов металлов, ядов, лекарств. В металлургии для производства чистых металлов.
Влияние на здоровье человека. Попадание в легкие соединений хлора ведет к образованию соляной кислоты, что вызывает ожог лёгочной ткани, удушье, может привести к отеку легких и летальному исходу. Способны вызывать нарушение ритмики дыхания, обоняния, световой чувствительности глаз, отек слизистых оболочек. Токсичные соединения хлора использовали в качестве химических отравляющих веществ, применяя как оружие массового поражения.
Воздействие на окружающую среду. Снижает содержание хлорофилла, уменьшает активность фотосинтеза, задерживает рост и развитие растений. Использование хлорорганических инсектицидов с целью уничтожения вредных для посевов насекомых наносит вред полезным организмам и нарушает состояние стабильности биоценозов.
Фтор (F) и его соединения
Источники: газообразные изоляторы в электротехнической промышленности, химическая промышленность при создании тефлонов, получении криолита, фторорганических веществ, фреонов (хладагентов); алюминиевая промышленность.
Влияние на здоровье человека. Избыток фтора в организме осаждает кальций, что приводит к нарушениям кальциевого и фосфорного обмена. Фтористые соединения угнетают окислительно-восстановительные процессы, снижают показатели иммунологической реактивности организма. При высоких концентрациях могут развиваться медленно заживающие изъязвления конъюнктуры глаз, слизистых носа, десен и вообще полости рта, гортани и бронхов; гнойный бронхит; носовое кровотечение.
Воздействие на окружающую среду. В результате избыточного и неправильного применения соединения фтора способны привести к ухудшению состояния среды обитания, вызывать фторидные отравления живых организмов, и как следствие, нарушения в трофических цепях экосистем.
Нефтепродукты
Источники: предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической промышленности, АЗС.
Влияние на здоровье человека. Вызывают общее отравление организма; поражение слизистой носоглотки, органов дыхания, ЦНС и сердечно-сосудистой системы; повышение утомляемости; снижение внимания; астму; аллергические реакции; снижение показателей гемоглобина; нарушение зрения; повышение заболеваемости раком легких, бронхов.
Воздействие на окружающую среду. Попадая в воду, нефтепродукты растекаются в виде пленки, образуя слои, поглощающие инфракрасное излучение. Могут сохраняться на поверхности воды, переноситься течением, выбрасываться на берег и оседать на дно, губительно действуя на биоту водных экосистем.
Электромагнитные поля
Источники: радиолокационные, радио- и телевизионные станции, различные промышленные установки, приборы, в том числе бытового назначения.
Влияние на здоровье человека. Результатом продолжительного воздействия ЭМП даже относительно слабого уровня могут быть раковые заболевания, изменения поведения, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти внешне здорового ребенка, угнетение половой функции и многие другие заболевания. Особо следует отметить опасность воздействия электромагнитных полей для развивающегося в утробе матери организма (эмбриона) и детей, а также людей, подверженных аллергическим заболеваниям, поскольку они обладают исключительно большой чувствительностью к ЭМП.
Радиоактивное загрязнение
Источники: испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях, а также радиоактивные отходы. Естественная радиоактивность, включая радон, вносит вклад в уровень радиоактивного загрязнения. К природным источникам радиации (радиационный фон) относят космическое излучение и радионуклиды, находящиеся в земной коре, воде и атмосфере.
Влияние на здоровье человека. Возможно внутреннее и внешнее облучение тканей человека.
Характер действия: общетоксическое - с преимущественным поражением паренхиматозных органов, центральной нервной системы, нарушением метаболических процессов, пищеварения и усвоения пищевых веществ; иммуномодулирующее действие; способность вызывать опасные отдаленные последствия (канцерогенное, мутагенное, аллергенное, тератогенное, гонадотоксическое и эмбриотоксическое).
Микроорганизмы
Источники: возбудители заболеваний встречаются во всех средах, представляют один из главных факторов риска в быту. Огромное количество возбудителей заболеваний постоянно находится в атмосферном воздухе, воде, почве. Возбудители инфекционных заболеваний проникают в организм с пищей и питьевой водой.
Влияние на здоровье человека. Микроорганизмы оказывают существенное влияние на здоровье и продолжительность жизни. Патогенные микроорганизмы проникают в организм человека в основном через дыхательную, пищеварительную и кровеносную системы. Некоторые микроорганизмы попадают в кровь человека в результате укуса целого ряда видов беспозвоночных животных. Приводят к возникновению инфекционных и паразитарных заболеваний, в том числе оканчивающихся смертельным исходом. В последние десятилетия структура инфекционных заболеваний изменилась. При явном снижении заболеваемости паразитами, брюшным тифом, дизентерией возросло значение сальмонеллеза, стафилококка, стрептококка.
СОСТОЯНИЕ МИРОВОГО ОКЕАНА
Согласно докладу, подготовленному Международной программой по изучению Океана (МПИО), состояние Мирового океана гораздо хуже, чем предполагалось. Экологи отмечают, что под угрозой исчезновения находятся беспрецедентное за всю историю человечества число видов.
Причина экологической катастрофы – чрезмерный вылов, загрязнение вод, климатические изменения. Экологи отмечают, что полный масштаб катастрофы, которая может развернуться в дальнейшем, невозможно оценить.
В работе над докладом, помимо специалистов МПИО, приняли участие эксперты по изучению коралловых рифов, токсикологи и ученые, изучающие морских обитателей. «Результаты исследования шокирующие, - заявил научный руководитель МПИО, профессор Оксфордского университета Алекс Роджерс. - То, что мы увидели, должно было произойти, по нашим прогнозам, спустя столетие».
Ученые отмечают высокие темпы таяния арктических льдов, повышение уровня моря, а также скопление большого количества метана на морском дне. Однако тревогу экологов вызывает то, как происходящие в природе изменения отразятся на обитателях Мирового океана. Так, крошечные частицы пластика, скопившиеся на дне, представляют угрозу для рыб, кормящихся ими. Кроме того, они создают риск появления токсичных водорослей.
Уже сегодня три четверти существующих коралловых рифов находятся под угрозой исчезновения.
«На Земле пока сохраняется биологическое разнообразие видов, но скорость вымирания намного выше, чем раньше», - подчеркнул Роджерс.
ИНДЕКС САПРОБНОСТИ
Оценка сапробности воды по показателям перифитона.В гидробиологии под сапробностью понимают способность организмов жить при большом содержании органических веществ в среде. Сапробность является функцией потребностей организма в органическом питании и устойчивости возникающих при разложении органических соединений ядовитых веществ: H2S, CO2, NH3, H+, органических кислот.
Из гидробиологических показателей качества в России наибольшее применение нашел так называемый индекс сапробности водных объектов, который рассчитывают исходя из индивидуальных характеристик сапробности видов, представленных в различных водных сообществах (фитопланктоне, перифитоне).
Полисапробная зона – содержится много не стойких органических веществ и продуктов их анаэробного разложения. Фотосинтеза нет. Дефицит О2, полностью идет на окисление. В воде – сероводород и метан. На дне много детрита, идут восстановительные процессы; железо в форме FeS. Ил черный с запахом сероводорода. Много сапрофитной микрофлоры, гетеротрофных организмов: нитчатые и серные бактерии, бактериальные зооглеи; простейшие – инфузории, жгутиковые, олигохеты, водоросль Polutoma.
Альфа-мезосапробная – начинается аэробный распад органических веществ, образуется аммиак, СО2, мало О2, сероводорода, метана – нет. Железо в форме закиси и окиси. Идут окислительно-восстановительные процессы. Ил серого цвета. Преобладают бактериальные зооглеи, эвглена, хламидомонада, личинки хиромонид.
Бета-мезосапробная – произошла минерализация. Увеличивается число сапрофитов. Содержание О2 колеблется в зависимости от времени суток. Ил желтый, идут окислительные процессы. Много детрита, цветение воды (фитопланктон), диатомовые и зеленые водоросли, роголистник. Много корненожек, инфузорий, червей, моллюсков, личинок хиромонид. Есть ракообразные, рыбы, но численность их невелика.
Олигосапробная– чистые водоемы. Цветения не бывает, содержание 02 и С02 не колеблется. Детрита мало. Бентос малочисленен. Встречаются водоросли рода Melozira, коловратки, дафнии, личинки веснянок, поденок, моллюски, стерлядь и т.д.
Установлено, что фактически в ряду олигосапробы – мезосапробы – полисапробы возрастают не только специфическая стойкость к органическим загрязняющим веществам и к таким: их последствиям, как дефицит кислорода, но и их эврибионтность, т. е способность существовать при различных условиях среды.
Это положение значительно расширяет возможности использования сапробиологического анализа. Поэтому термин «сапробность» в последнее время употребляют, когда говорят о степени общего загрязнения вод. Для оценки общего загрязнения поверхностных вод в современных ситуациях, например в случае токсического загрязнения или антропогенного увеличения минерализации, использование только одного сапробиологического анализа оказывается уже недостаточным.
Индекс сапробности указывают с точностью до 0,01.
· Для ксеносапробной зоны он находится в пределах 0–0,50 – очень чистые;
· олигосапробной – 0,51-1,50 – чистые;
· бета-мезосапробной – 1,51-2,50 – умеренно-загрязненные;
· альфа-мезосапробной – 2,51-3,50 – тяжело загрязненные;
· полисапробной – 3,51-4,00 – очень загрязненные.
Ядерная энергетика
По состоянию на 2009 год в мире действовало 437 энергетических ядерных реактора, генерирующих почти 16 процентов мировой электроэнергии. Для обеспечения этих АЭС ядерным топливом необходимо ежегодно почти 4000 т природного урана.
Другой источник родионуклидов, попадающих в окружающую среду от функционирующих АЭС дебалансная и техническая вода.
Тепловые электростанции
В радиационном отношении гораздо более опасны тепловые электростанции, поскольку сжигаемые на них уголь, торф и газ содержат природные радионуклиды семейств урана и тория. Средние индивидуальные дозы облучения в районе расположения тепловых электростанций мощностью 1 ГВт/год составляют от 6 до 60 мкЗв/год, а от выбросов АЭС - от 0.004 до 0.13 мкЗв/год. Таким образом, АЭС при нормальной их эксплуатации являются экологически более чистыми, чем тепловые электростанции.
Радиоактивные отходы
После запрещения испытаний ядерного оружия в трех сферах проблема уничтожения радиоактивных отходов, образующихся в процессе использования атомной энергии в мирных целях, занимает одно из первых мест среди всех проблем радиационной экологии.
По физическому состоянию радиоактивные отходы (РАО) подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Жидкие и твердые радиоактивные отходы подразделяются по удельной активности на 3 категории: низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные.
Радиационный мониторинг
Он включает не только проведение радиологических измерений, но также их интерпретацию, использование данных для оценки уровня опасности и контроль над воздействием. Цель мониторинга должна быть не только в демонстрации того, что методы защиты адекватны. Он также используются для того, чтобы оценить рабочее облучение и показать его совместимость с регуляторными требованиями. Результаты радиационного мониторинга могут быть использованы для классификации зон и решению задач по изменению радиологических условий.
Существует три вида радиационного мониторинга:
Повседневный мониторинг – как часть ежедневных операций, демонстрирующих, что уровень контроля адекватен регуляторным требованиям.
Проблемно-ориентированный мониторинг – применяется к специфическим операциям для получения данных, которые могут быть использованы для принятия решений связанных с безопасностью, или как часть процесса оптимизации.
Специальный мониторинг – обычно является частью исследования сопровождающего происшествие или ненормальное воздействие, он может быть частью ввода в действие новых производственных мощностей или сопутствующих больших изменений.
Деградация среды обитания
ГИС с успехом используется для создания карт основных параметров окружающей среды. В дальнейшем, при получении новых данных, эти карты используются для выявления масштабов и темпов деградации флоры и фауны. При вводе данных дистанционных, в частности спутниковых, и обычных полевых наблюдений с их помощью можно осуществлять мониторинг местных и широкомасштабных антропогенных воздействий.
Загрязнение
С помощью ГИС удобно моделировать влияние и распространение загрязнения от точечных и неточечных (пространственных) источников на местности, в атмосфере и по гидрологической сети. Результаты модельных расчетов можно наложить на природные карты, например карты растительности, или же на карты жилых массивов в данном районе. В результате можно оперативно оценить ближайшие и будущие последствия таких экстремальных ситуаций, как разлив нефти и других вредных веществ, а также влияние постоянно действующих точечных и площадных загрязнителей.
Охраняемые территории
Еще одна распространенная сфера применения ГИС - сбор и управление данными по охраняемым территориям, таким как заказники, заповедники и национальные парки. В пределах охраняемых районов можно проводить п