Методы контроля загрязнения окружающей среды

       1.3. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НАБЛЮДЕНИЯ  И КОНТРОЛЯ

                                 ЗА СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

           Для получения объективной информации  о состоянии и об уровне  загрязнения различных объектов  окру-

     жающей среды необходимо располагать надёжными средствами и методами экологического контроля. Повы-

     шение эффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто повышением произво-

     дительности, оперативности и регулярности измерений, увеличением масштабности охвата одновременным

     контролем; автоматизацией и оптимизацией технических  средств контроля и самого процесса.

           Средства экологического наблюдения и контроля подразделяются на контактные, неконтактные (дистан-

     ционные), биологические, а контролируемые показатели – на функциональные (продуктивность, оценка круго-

     ворота  веществ и др.) и структурные (абсолютные или относительные значения физических, химических или

     биологических параметров – концентрация загрязняющего  вещества, коэффициент суммарного загрязнения  и

     др.).

                         1.3.1. КОНТАКТНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ  ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

          Контактные методы контроля состояния  окружающей среды представлены как классическими методами

     химического анализа, так и современными методами инструментального анализа. Классификация контактных

     методов контроля приведена на рис. 1.8.

          Наиболее применяемые спектральные, электрохимические и хроматографические методы анализа объек-

     тов окружающей среды (представлены на рис. 1.9 – 1.11). 
 

                                                          Контактные методы

                                                               анализа 
 

                                       Химические                                            Физические

                                                          Физико-химические 

                         Гравиметри-    Титриметри-

                           ческие         ческие

                                                                                   Магнит-     Масс-       Рент-

                                                                                     ная        спек-      гено-

                                                 Спек-      Электро-    Хромато-    спек-        тро-      спек-

                                               тральные     химиче-     графиче-     тро-      метрия     траль-

                                                              ские        ские     скопия                   ный

                                                                                                          анализ 
 

                                   Рис. 1.8. Структура контактных методов  наблюдения и

                                         контроля за состоянием окружающей среды 
 

                                                                      Спектральные

                                                                      методы анализа

                                Атомная                                                                      Молекулярная

                             спектроскопия                                                                   спектроскопия 

                             Жёсткие             УФ-видимая             Фотометрия         Люминес-           Методы структурного

                            излучения            спектроско-                                центные                анализа

                                                     пия                                    методы

                                                                                                           Радиоволновая       ИК-

                        Нейтрон-     Рентге-     Эмисси-       Атомно-        УФ-видимая       Флуо-       спектроскопия     спектро-

                        ноактива-   носпек-       онный         абсорб-       спектроско-     ресцент-                        скопия

                        ционный      траль-        спек-       ционный            пия           ный

                         анализ       ный и     тральный         спек-                         анализ        ЭПР    ЯМР

                                     рентге-      анализ       тральный

                                    нофлуо-                     анализ

                                                                                      Хемилю-

                                    ресцент-

                                                                                       минес-                     ИК-        Спектры

                                       ный

                                                                                      центный                   спектры      комбина-

                                     анализ

                                                                                       анализ                   поглоще-     ционного

                                                                                                                  ния        рассеива-

                                                                                                                                ния 
 
 

                          Рис. 1.9. Спектральные методы анализа  объектов окружающей среды

                                                       Электрохимические методы анализа 
 
 

                         Методы без протекания электродной  реакции              Методы, основанные на протекании электродной реакции 
 

                              Прямые              Кондуктометри-

                                                                            В отсутствии                            Под действием

                        кондуктометрические           ческое

                                                                                тока                                     тока

                             измерения              титрование 
 

                                                         Потенцио-          Электрохи-       Вольтамперо-     Амперомет-     Кулономет-

                                                        метрические          мические        метрические       рическое       рические

                                                          методы             сенсоры           методы         титрование       методы 

                                          Электронно-               Ион-

                                           обменные             селективные

                                           электроды             электроды 
 

                                    Рис. 1.10. Электрохимические методы  анализа объектов

                                                      окружающей среды 

                                                            Хроматографические методы анализа 
 

                          Подвижная фаза – газ (пар)                                                     Подвижная фаза – жидкость 
 

                           Газовая         Газожидкостная                                    Высокоэффективная           Тонкослойная

                        хроматография      хроматография                                        жидкостная               хроматография

                                                                                               хроматография 
 
 

                                                                                      Нормально-           Обращённо-

                                                                                       фазовая              фазовая 
 

                                                                      Хроматомасс-

                                                                      спектроскопия 
 

                         Рис. 1.11. Хроматографические методы анализа загрязняющих веществ 

          Общая схема контроля включает  этапы: 1) отбор пробы; 2) обработка пробы с целью консервации изме-

     ряемого параметра и её транспортировка; 3) хранение и подготовка пробы к анализу; 4) измерение контроли-

     руемого параметра; 5) обработка и хранение результатов.

          Пробоотбор зачастую предопределяет результаты анализа, так как возможно загрязнение пробы в процессе

     её  отбора, особенно когда речь идёт об измерении ничтожно малых количеств  загрязняющего вещества. Здесь

     важен и выбор места и средства отбора, и чистота пробоотборников и  тары для хранения пробы.

          В изолированной от природной  среды пробе, начиная с момента  её взятия, осуществляются процессы  «ре-

     лаксации» по параметрам экосистемы, значения которых определяются кинетическими факторами. Одни из

     параметров  меняются быстро, другие сохраняются  достаточно долго. Поэтому необходимо иметь представле-

     ние о кинетике изменения измеряемого параметра в данной пробе. Очевидно, чем меньше время от момента

     взятия  пробы до её консервации (или анализа), тем лучше. И все же лучше в  параллельно отобранные пробы

     добавить  эталон контролируемого загрязняющего  вещества и консервировать эти контрольные пробы через

     разные  временные интервалы. При измерении  «эталонных» образцов одновременно можно получить и градуи-