Раздел 8 Экозащитная техника и технология

КОНТРОЛЬ НАД СОСТОЯНИЕМ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

Приборы, применяемые для анализа примесей в атмосфе­ре, называются газоанализаторы. Они позволяют получать непрерывные по времени характеристики загрязнения воз­духа и выявлять максимальные концентрации примесей, которые могут быть не зафиксированы при периодическом отборе проб воздуха по несколько раз в сутки.

Газоанализаторы различают по типам определения при­месей (СО₂, NO₂), принципам действия, диапазону измеряе­мых концентраций. В улавливателях, содержащих специ­альные реагенты, происходит реакция с примесями, нахо­дящимися в воздухе. Концентрации примесей определяют по характеру или показателям интенсивной реакции.

Региональные инструментальные методы анализа осно­ваны на автоматизированной системе контроля над составом загрязнения воздуха непосредственно на территории промыш­ленного региона и за его пределами. Она позволяет получать по связи непрерывную информацию о состоянии загрязнения воздушной среды. Непосредственно от газовых анализаторов, установленных в различных местах региона, поступает ин­формация, которая выводится на индикационное табло и об­рабатывается специальной программой. При повышенной концентрации примесей устанавливается причина по метео­данным и источнику загрязнения и даются указания данному источнику о необходимости снижения выбросов. Особое зна­чение такие системы имеют для территориально-производ­ственных комплексов, включающих многие предприятия раз­личных типов, связанные единым технологическим циклом, сырьевыми, энергетическими, транспортными потоками.

Глобальный мониторинг осуществляется в основном зон­дированием атмосферы. Для этого используют оптическую радиолокационную аппаратуру, которая определяет на раз­ных высотах атмосферы загрязнители (СО, СО₂, NO₂, CH₄).

В мировой практике для дистанционного анализа загряз­нений воздуха применяются лазеры, лидары (сочетание лазера и локатора). Они используются для изучения про­странственного распределения примесей в атмосфере.

Аэрозольные лазерные спектрометрыприменяют для исследований в автоматизированном режиме содержания аэрозолей в воздухе городов и за их пределами.

Лазерные устройства дифференциального сканирова­нияпредназначены для измерения микроуровня серы (деся­титысячные доли процента SO₂) в движущихся потоках из труб предприятий.

Полученные данные служат для накопления информации о состоянии природной среды в рамках мониторинга. Эти данные используются для моделирования и прогнозирова­ния процессов, происходящих в природной среде. На их основе разрабатываются научно обоснованные практические рекомендации по совершенствованию охраны природы.

I¹.

МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАД ЗАГРЯЗНЕНИЕМ ВОД
И ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

Основными стандартными методами контроля над со­стоянием загрязнения вод являются определение хими­ческого потребления кислорода (ХПК) и биохимического потребления кислорода (БПК).

Химическое потребление кислорода — величина, харак­теризующая общее содержание в загрязненной воде органи­ческих инеорганических восстановителей, реагирующих ссильными окислителями.

Значение ХПК выражают в единицах количества кисло­рода, расходуемого на окисление. БПК оценивается количе­ством кислорода, затраченного на окисление находящихся в воде органических веществ в аэробных условиях в резуль­тате биологических процессов, происходящих в загрязнен­ной воде. При относительной простоте и доступности ука­занных методов достичь высокой точности определения кон­центрации загрязнений невозможно. А такие соединения, как толуол, бензол, пиридин не окисляются, следовательно, определить их наличие в воде этими методами невозможно.

При анализе состава вод, в том числе и сточных, чаще всего применяют такие методы, которые дают возможность определить широкий спектр химических веществ. Это атомно-эмиссионный, рентгеновский, хромотографические ме­тоды.Имеются в промышленном производстве и приборы-автомаматы, применяемые для проведения анализов природ­ных и техногенных вод.

Почва является своеобразным индикатором не только современного состояния среды, но и отражает ее прошлое, так как почвенный покров накапливает информацию о про­исходящих процессах и изменениях.

Почвенный мониторинг(агроэкологический) имеет об­щий характер и позволяет решать прогностические задачи. К основным показателям почвенного мониторинга и оценки агроэкологического состояния относятся: кислотность, об­щий гумус и его качественный состав, засоление, осолонцевание, загрязнение нефтепродуктами.

Кислотность почв оценивается по значению водородного показателя рН (отрицательный логарифм концентрации ионов водорода) в водных и солевых вытяжках почв. Ее измерение производят на рН-метре, ионометре, потенциометре.

Оптимальные диапазоны рН для растений составляют от 5,0 до 7,5. Если рН меньше 5, то почва обладает кислой реакцией среды. Для нейтрализации избытка кислоты в по­чве применяют известкование. Расчет извести производят по величине гидролитической кислотности. При рН более 7,5—8,0 почвы относят к щелочным. Для снижения степе­ни осолонцевания и ощелачивания используют химические средства (например, гипс, фосфогипс, минеральные кисло­ты, сернокислое железо и др.).

При сложившейся современной ситуации контроль над со­держанием гумуса является первоочередной задачей. Измене­ние содержания органического вещества связано не только с изменением свойств почв, их плотности, но и отражает влияние негативных процессов, вызывающих деградацию почв. Содер­жание гумуса определяется по окислению органического веще­ства (бихромат калия). Количество израсходованного окисли­теля устанавливают спектрофотометрическимметодом, а за­тем проводят расчеты и определяют содержание гумуса в почве.

В настоящее время применяют анализаторы углерода. Сжигают (сухое) органическое вещество в токе кислорода, а затем анализируют выделившийся СО₂. Анализ фракцион­ного и группового состава гумуса определяет степень гидролизации органического вещества, тип гумуса и обогащенность его азотом. Указанные показатели важны для оценки уровня плодородия почв (табл).

Вторичное засоление почв проявляется при нарушении тех­нологии орошения, строительстве каналов и водохранилищ. При этом происходит увеличение содержания в почвенном растворе .водорастворимых солей: NaCl, Na₂SO₄, MgSO₄, MgCl₂. Определение водорастворимых солей проводят общеприняты­ми методами с использованием методов титрования, потенцио-метрии, пламенной фотометрии. Кроме того, его можно опре­делить по электрической проводимости водной вытяжки, сус­пензии почвенных растворов и непосредственно почвы. Для этого используют специально разработанные солемеры.

Контроль над загрязнением почв нефтепродуктами реша­ет три основных задачи: определение масштабов загрязне­ния, оценка степени загрязнения, выявление токсичных и канцерогенных веществ.

Первые две задачи решаются дистанционными методами (аэрокосмическое измерение отражательной способности почв). По степени окраски и плотности почернения на аэро­фотоснимках определяются размеры загрязненной террито­рии, конфигурация площади загрязнения, а по снижению коэффициентов отражения — степень загрязнения. Степень загрязнения почв можно определить по количеству содер­жащихся в почве углеводородов методом хромотографии.

Оценка показателей гумуса и определение характера показателей

Показатели	Пределы величины	Уровень, характер признака
Общее содержание гумуса в минеральном профиле почв, %	> 10 6-10 4-10 2-4 <г	Очень нысокое
Высокое Среднее Низкое Очень низкое
Степень гумификации органического веще- ства, -^--100%	> 40 40-30 30-20 20-10 ■=10	Очень высокая
Высокая Средняя Низкая Очень, низкая
Обо гащенн ость гуму­са азотом, С : N	5 5-8 8-10 11 -14 >14	Очень нысокая
Высокая Средняя Низкая Очень низкая
Тип гумуса ---------	> 2 2-1 1-0,5 <0.5	Гуматный Фульватнс-гуматный Гуматно-фупьватный Фуль ватный

Промышленные загрязнения могут быть механическими, химически­ми, физическими и биологическими. К механическим загрязнениям от­носятся: запыление атмосферы, твердые частицы и разнообразные пред­меты в воде и почве. Химическими загрязнениями являются всевозмож­ные газообразные, жидкие и твердые химические соединения и элемен­ты, попадающие в атмосферу и гидросферу и вступающие во взаимодействие с окружающей средой. К физическим загрязнениям относятся все виды энергии как отходы разнообразных производств ~ тепловой, ме­ханической (включая вибрации, шум, ультразвук), световой (видимая, инфракрасная и ультрафиолетовая части спектра), электромагнитные поля, все ионизирующие излучения. Под биологическими загрязнениями понимаются все виды организмов, появившихся при участии человека и наносящие вред ему самому и живой природе.

Промышленные загрязнения классифицируются следующим образом.

Оказывая отрицательное влияние на окружающую среду, загрязнения в свою очередь могут подвергаться определенному воздействию окружающей среды. По этому весьма важному с экологической точки эрения признаку их разделяют на дав группы: неразрушаемые (стойкие) и разрушаемые под действием природных химико~-биологических процессов.