Средства контроля окружающей природной среды




Скачать 394.96 Kb.
НазваниеСредства контроля окружающей природной среды
страница3/3
Дата публикации03.04.2014
Размер394.96 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Журналистика > Документы
1   2   3

Область применения методов биотестирования токсичности водной среды (по A.M. Никанорову и Т.А. Хоружей, 1999 г.)

Объект

биотестиро-

вания


Параметры токсичности, норматив


Цель биотестирования


Тест-организм


Химические

веще­ства


Концентра­-

ции: LK50,

МНК, ПДК,

ОБУВ, ЭК50


Рыбохозяйственное

норми­рование; контроль

токсич­ности в между-

народной торговле


Гидробионты –

пред­ставители

основных

трофических

уровней

водных

экосистем.

Стандартный

набор

тест-организмов,


Производ-

cтвенные, технологичес-

кие и сточ-

ные воды

(точечные

источ­ники

загрязне­ния)


Коэффициент (кратность) разбавления


Оценка эффективности

очи­стки, выявление

опасных компонентов,

регламента­ция

сброса,

экологическая

паспортизация

предпри­ятий


Набор биотестов


Природные воды (неточечные

ис­точники

загряз­нения)


ОТД, ХТД,

ЛВ50


Проверка соответствия

каче­ства воды

установленным

регламентам. Оценка

ток­сикологического

состояния водных

объектов. Выявле­ние

зон экологического

бедствия и чрезвычайных

ситуаций


Набор биотестов


Биотестирование ныне является основным приемом в разработке ПДК химических веществ в воде. При этом определяют такие пара­метры, характеризующие токсичность, как ЛК50 (летальная концент­рация для 50% тест-организмов), ЭК50 (эффективная концентрация для 50% тест-организме в), МНК (максимально недействующая кон­центрация), ОБУВ (ориентировочно безопасный уровень воздействия), ОТД (острое токсическое действие), ХТД (хроническое токсическое действие) и ЛВ50 (время гибели 50% тест-организмов).

Биотестирование применяют при оценке токсичности промышлен­ных сточных вод на разных этапах их очистки, особенно при внедре­нии новых технологий, а также для разработки ПДС предприятий. Последние, как известно, включены в экологический паспорт пред­приятия. «Правилами охраны поверхностных вод» (1991 г.) биотести­рование введено как обязательный элемент контроля указанных вод (озер, рек и т.д.). Его показатели включены в перечень показателей для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон эколо­гического бедствия.

Экотоксикология и оценка риска антропогенного токсического за­грязнения. Под экотоксиколопкй понимают новую науку, которая ис­следует воздействие поллютантов (загрязнителей) на окружающую природную среду и биоту. При этом человек признается наиболее важной частью биоты, а эффекты воздействия поллютантов на здоро­вье человека — центральным звеном в экотоксикологии.

Как считают экологи, стратегия мониторинга токсического за­грязнения ОПС должна основываться на современных научных дос­тижениях, включающих прежде всего два главных направления: 1) экотоксикологический подход к анализу уровня и последствий ан­тропогенного воздействия на ОПС; 2) применение концепции оцен­ки возможного риска (анализа, оценки и управления риском).

Ныне признается, что хотя экотоксикология и оценка риска и представляют собой относительно новые отрасли научного познания, именно они выдвинулись в авангард общемировых тенденций разви­тия методологии контроля качества среды обитания человека и оцен­ки экологической опасности, происходящей в результате хозяйствен­ной и иной деятельности человечества.

Экотоксикология, в отличие от классической токсикологии, рас­считывает отклик на воздействие поллютанта не отдельного организ­ма, а популяции, сообщества или экосистемы. Важно также понять, что поллютанты воздействуют на один или более организмов-мише­ней. Для того чтобы это оценить, следует на первом этапе установить (идентифицировать) природу указанных мишеней (сам человек, до­машний скот, популяция, экосистема и т.д.) и далее исследовать тип воздействия.

В качестве главных ныне признают следующие направления эко-токсикологии:

идентификацию поллютантов, их форм и компонентов в экосис­теме, в которую они поступили;

выявление эффекта воздействия поллютантов, в частности биохи­мических, физиологических и анатомических, на отдельные организ­мы или небольшие группы отдельных видов (позволяет обнаружить мишени воздействия на уровне отдельного организма);

изучение эффектов воздействия поллютантов на уровне популяции, сравнение с видовыми эффектами, выделение наиболее чувствительных видов и наиболее важных эффектов для этих видов (делает возможным выявление мишеней и точек приложения на популяционном уровне);

количественное исследование миграции поллютантов в экосисте­ме, в том числе массы токсикантов, которые достигают мишени через воздух, воду, почву, времени циркуляции токсикантов в этих средах;

изучение комбинированных эффектов воздействия поллютантов для интегрированной оценки их воздействия на окружающую среду.

Рассмотренные принципы экотоксикологического подхода к ана­лизу ОПС являются базой для национальных систем и программ мо­ниторинга окружающей среды, в том числе мониторинга качества вод, а также международных программ.
^ Химические методы контроля окружающей среды. Методы анали­за, используемые в современных лабораториях, занимающихся конт­ролем окружающей среды, включают множество вариантов оптичес­ких методов анализа (например, спектрофотометрию в видимой, УФ-и ИК-областях), методов разделения на основе газовой, жидкостной и тонкослойной хроматографии, радиометрических методов (приме­няются ограниченно, так как требуют специально подготовленных лабораторий) и электрохимических методов, таких как вольтамперометрия и ионометрия, имеющих определенные преимущества с точки зрения низкой стоимости и необходимых расходов на эксплуатацию приборов.

^ Таблица Важнейшие методы физико-химического анализа

Название метода


Измеряемая величина


Определяемые загрязнения,


  1. Спектральные:

фото­метрия пла-

мени;

рентгеноспек-

тральные; фо­то-метрические; атомно-абсорбционные;

люми­несцентные и флуорес­центные


Поглощение или

испуска­ние

видимых,

ультрафио­летовых и рентгеновских

лучей. Колебание

атомов. Рассеяние

света.


Различные химические элемен-

ты, в том числе тяжелые металлы

(воздух, вода, почва,

растения). Органические веще-

ства, в том числе нефть и неф-

тепродукты(полумикро-, микроколичества)


  1. Рефрактометри-

ческие


Показатель прелом-

ления


Ароматические,

неароматические

углеводороды,

соли (вода)

(мак­роколичества)

  1. Поляриметри-

ческие

Вращение плос-

кости поля­ризации

4Полярографи-

ческие (вольт-

амперные )


Сила диффузного

тока при восста-

новлении или окис-

лении на электроде

Ионы тяжелых металлов

(воздух, вода, почва)

(полумикро-, мик­роколичества)


5.Кулонометри-

ческие


Количество электри-

чества для

электродной реакции


Различные химические элемен-

ты, в том числе тяжелые

металлы, канцерогены,

газообразные за­грязнители

атмосферы (SO2, 03, NOX и др.)

(микро-, субмикроколичества)


б.Потенциометри-

ческие


Электродный

потенциал


рН среды; окс-ред-потен-

циал почв, природной воды;

присут­ствие различных ионов

(макро-и микроколичества)

7 . Кондуктоме-

трические

(включая

высокочас­тотное титрование)


Электрическая

проводи­мость


СПАВ в сточных водах;

пестици­ды (почва, растения);

SO2, H24 в атмосфере;

агрессивные среды

(макро- и микроколичества)


8. Метод радио-

активных индикаторов,радио-

активационный

Радиоактивность


Радиоактивное загрязнение

атмо­сферы, воды, почвы,

растений (макро-, микро- и

субмикроколичества)


Главной задачей, стоящей перед специалистами данной области, является разработка новых, более чувствительных, точных, селектив­ных и не слишком дорогостоящих методов анализа.

Лаборатории, в которых определяют субнанограммовые (10~21) содержания веществ, уже стали обычным явлением, а некоторые но­вые методы анализа настолько чувствительны, что позволяют опреде­лять до нескольких сотен отдельных атомов. Аппаратура, необходимая для проведения подобных анализов (например, для анализа мелких частиц, осажденных на поверхности других сопутствующих частиц), сложная и дорогостоящая (например, стереоэлектронные и поляриза­ционные микроскопы, рентгеновские и дифракционные спектромет­ры, электронные и ионные микрозонды в сочетании с масс-спектро­метрами, приборы радиоактивационного анализа, лазерная техника). Для работы с такой аппаратурой требуется специальная подготовка операторов. Тем не менее более простые методы анализа достаточно часто находят применение при повседневном контроле объектов окру­жающей среды. Например, рН-контроль почв и воды, контроль заг­рязнений в почвах, водах, атмосфере и живых организмах.

Для оценки экологического состояния объектов окружающей сре­ды широкое распространение получили оптические методы анализа, основанные на изучении взаимодействия электромагнитного излуче­ния с атомами или молекулами исследуемого вещества, сопровождаю­щегося излучением, поглощением или отражением лучистой энергии. В настоящее время к классическим методам анализа можно от­нести фотометрические методы анализа, которые сочетают в себе простоту используемого оборудования с одной стороны, и высокую точность измерений с другой. Основными направлениями в развитии современных фотометрических методов анализа являются повыше­ние чувствительности и селективности фотометрических реагентов. Кроме того, важное значение приобретает сочетание фотометричес­кого анализа с экстракцией фотометрируемого соединения органи­ческими растворителями (экстракционно-фотомегрический метод).

Вместе с тем усиливается роль атомно-абсорбционной и эмиссион­ной (флуоресцентной) спектрометрии, то есть тех методов, которые уже сейчас позволяют определять большинство химических элементов в ана­лизируемых пробах с низкими пределами обнаружения (10-14 г). Низкие значения определяемого минимума в флуоресцентном (люминесцентном) анализе достигаются обработкой анализируемых веществ специальными реактивами (хемилюминесценция). Вышеперечисленные методы позво­ляют идентифицировать количественный состав определяемых компонентов (загрязнителей) в различных объектах окружающей среды.

Для установления структуры и исследования механизма протекаю­щих процессов используют методы: рентгенофлуоресцентный, дифрак­ционный анализ, молекулярную спектрометрию (ИК-, УФ-, ЯМР-, ЭПР-спектроскопия и др.).

^ Радиометрические методы занимают особое положение среди мето­дов, используемых для аналитического контроля окружающей природ­ной среды. Их использование в лабораториях контроля загрязнений окружающей среды ограничено, так как эти методы требуют специаль­ного оборудования и соблюдения множества требований безопасности. Однако в тех случаях, когда другие методы анализа не могут быть ис­пользованы, в основном из-за очень высоких требований к пределам обнаружения, применяют радиометрические. Например, дня определе­ния следов элементов в биологических материалах используют изотоп­ный стехиометрический анализ или нейтронно-активационный метод.

Некоторые определения основаны на измерении радиоактивности изотопов, встречающихся в природе, например 40К. На этом основано радиометрическое определение калия в почве и в калийных удобрениях.

Большое значение приобрел метод меченых атомов. Этим мето­дом исследуют эффективность различных приемов внесения удобре­ний в почву, пути проникновения в организмы микроэлементов, на­несенных на листья растений.

В настоящее время быстро совершенствуются методы разделения, особенно газохроматографические (в сочетании с ИК-, ЭПР-спект-рометрией), и методы жидкостной хроматографии (распределитель­ной, ионнообменной, адсорбционной), а также электрофоретические методы. Для идентификации и количественного определения орга­нических соединений со сходной структурой хроматографические методы часто оказываются незаменимыми.

Многие задачи химического анализа при охране окружающей среды связаны с необходимостью определения следов неорганических и органи­ческих веществ, часто находящихся в пробах на уровне миллиардных до­лей и даже ниже. В таких случаях высокая чувствительность методов ана­лиза должна сочетаться с достаточной селективностью, а также правиль­ностью и воспроизводимостью результатов определений. Желательно, чтобы предварительная пробоподготовка не имела сложного характера, а длительность выполнения единичного определения была минимальной.

Вывод

Поскольку при контроле объектов окружающей среды чаще всего проводят серийные анализы, предпочтение отдают тем методикам, которые легко поддаются полной автоматизации начиная от отбора проб и кончая выдачей результатов анализа. При выборе метода ана­лиза желательно, чтобы стоимость оборудования была доступна для большинства лабораторий, использующих этот метод.

Достаточно часто контроль качества окружающей среды приходится проводить в полевых условиях, а это исключает работу с крупногабаритны­ми приборами, даже если они удовлетворяют вышеуказанным критериям.

Современные приборы и оборудование должны быть приспособ­лены для контроля широкой номенклатуры веществ и для определе­ния по возможности нескольких компонентов проб.

В наибольшей степени вышеуказанным требованиям удовлетво­ряют электрохимические методы, которые находят широкое примене­ние в анализе почв, вод, атмосферы, биологических объектов.

Электрохимические методы позволяют получать данные, объяс­няющие механизм химических реакций в контролируемых системах, одновременно с оценкой содержания участвующих в этих реакциях компонентов (например, при изучении циклов типа «загрязнение — окружающая среда — источник — человек»). К основным электрохи­мическим методам, имеющим широкое практическое применение, относятся вольтамперометрия (включая полярографию), потенциометрия (ионометрия), кулонометрия и кондуктометрия. Интересно отметить, что из всех электрохимических методов, только ионометрия с мембранными ионселективными электродами, явилась прин­ципиально новой разработкой второй половины XX столетия. Все остальные методы известны давно и были просто модернизированы по мере усовершенствования аппаратурного оформления.

Все дистанционные и наземные методы и уже освоенные, и вновь по­явившиеся, постоянно совершенствуются. В дальнейшем их совер­шенствование будет происходить в основном за счет применения ана­логовых и цифровых устройств или их комбинаций, а также за счет автоматизации и миниатюризации аппаратуры и модернизации спо­собов обработки больших выборок экспериментальных данных со­временными магематико-статистическими методами.
Список литературы:



  1. «Биология охраны природы». – М.; Мир, 1983.




  1. Одум Ю. «Основы общей экологии». Экология: в 2 т. – М.; Мир, 1986.


3. Гристон Т. «Контроль окружающей среды». – М.; Наука. 2002.


  1. Миркин Б. М. «Социальная экология». – М.; Просвещение. 1994.


4. Шарова И. К. «Физическая география» - М.; Слово. 1999.
6. Никитин В. А. «Охрана среды». – Спб.; Специальная литература. 1998.
1   2   3

Похожие:

Средства контроля окружающей природной среды iconРоль государства и граждан в охране окружающей природной среды. Экологические...
Закон Украины «Об охране окружающей природной среды» определяет правовые, экономические и социальные основы организации охраны окружающей...

Средства контроля окружающей природной среды iconОхрана окружающей природной среды. Состояние нормативной экологической...
Одной из задач данного совещания является рассмотрение вопросов охраны окружающей природной среды

Средства контроля окружающей природной среды iconЗакон Украины «Об охране окружающей природной среды»
Охрана окружающей природной среды, рациональное использование природных ресурсов, обеспечение экологической безопасности жизнедеятельности...

Средства контроля окружающей природной среды iconНа церемонии присутствовал первый заместитель начальника государственного...
В украине получило благодарность за подписью начальника государственного управления охраны природной окружающей среды в Днепропетровской...

Средства контроля окружающей природной среды iconПрограмма охраны окружающей природной среды
Украине, как целевой фонд в составе местного бюджета с целью компенсации средств для финансирования природоохранных и ресурсосберегающих...

Средства контроля окружающей природной среды iconРешение
Согласно Закону Украины "Об охране окружающей природной среды", статьи 26 Закону Украины "О местном самоуправлении в Украине", в...

Средства контроля окружающей природной среды iconО Фонде охраны окружающей природной среды
Украины, Законом Украины «Об охране окружающей природной среды», постановлением Кабинета Министров Украины от 17. 09. 1996 №1147...

Средства контроля окружающей природной среды iconПрограмма способствует улучшению окружающей природной среды в городе,...
О работе отдела по охране труда, окружающей природной среды, чрезвычайных ситуаций и гражданской защиты населения по выполнению Программы...

Средства контроля окружающей природной среды iconРезультаты работы Государственного управления охраны окружающей природной...
На протяжении 2009 года Управлением была проведена значительная работа в сфере охраны окружающей природной среды, которая имела системную...

Средства контроля окружающей природной среды icon1. Кто и на каком основании должен платить сбор за загрязнение окружающей природной среды?
В связи с этим предприятие заставляют уплачивать сбор за загрязнение окружающей природной среды и вносить плату за размещение отходов...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<