И. В. Якунина, Н. С. Попов методы и приборы контроля окружающей среды
 Скачать 1.64 Mb.
|
|
4.1. Перечень источников загрязнения и химических элементов, накопление которых возможно в почве в зонах влияния этих источников Химические элементы Вид промышленности Производственные объекты приоритетный сопутствующий Производство цвет- ных металлов непо- средственно из руд и концентратов Свинец, цинк, медь, серебро Олово, висмут, мышьяк, кадмий, сурьма, ртуть, селен Вторичная перера- ботка цветных металлов Свинец, цинк, олово, медь Ртуть Производство твёр- дых и тугоплавких цветных металлов Вольфрам Молибден Цветная металлургия Производство титана Серебро, цинк, свинец, бор, медь Титан, марга- нец, молибден, олово, ванадий Производство леги- рованных сталей Кобальт, молибден, висмут, вольфрам, цинк Свинец, кадмий, хром, цинк Чёрная металлургия Железорудное про- изводство Свинец, серебро, мышьяк, таллий Цинк, вольф- рам, кобальт, ванадий Предприятия с тер- мической обработ- кой металлов (без литейных цехов) Свинец, цинк Никель, хром, ртуть, олово, медь Машиностроение и металлообраба- тывающая промышленность Производство акку- муляторов, произ- водство приборов для электротехниче- ской и электронной промышленности Свинец, никель, кадмий Сурьма, свинец, цинк, висмут Производство суперфосфатных удобрений Стронций, цинк, фтор, барий Редкие земли, медь, хром, мышьяк, иттрий Химическая про- мышленность Производство пластмасс Сернистые соединения Медь, цинк, стронций Производство строительных материалов Производство це- мента Барий Ртуть, цинк, стронций Полиграфическая промышленность Шрифтолитейные заводы и типогра- фии Свинец, цинк, олово Твёрдые бытовые отходы крупных городов, исполь- зуемые в качестве удобрений Свинец, кад- мий, олово, медь, сереб- ро, сурьма, цинк Ртуть Осадки канализа- ционных сточных вод Свинец, кад- мий, вана- дий, никель, олово, хром, мель, цинк Ртуть, серебро 4.2. Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, отбросов, отходов, к классам опасности (по ГОСТ 17.4.1.02–83) Класс опасности Химическое вещество 1 Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бенз(а)пирен 2 Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром 3 Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенон Санитарное состояние почвы оценивается по ряду гигиенических показателей, среди них: санитарное чис- ло (отношение содержания белкового азота к общему органическому); наличие кишечной палочки (коли-титр); личинок мух, яиц гельминтов. По комплексу данных показателей почва оценивается как чистая или загрязнён- ная. Существует ряд дополнительных показателей санитарного состояния почвы, определяемых как на терри- тории производственных предприятий, так и населённых пунктов (табл. 4.3). 4.3. Номенклатура показателей санитарного состояния почвы Показатель Характеризуемые свойства почвы Санитарное число Азот аммонийный, мг/кг Азот нитратный, мг/кг Хлориды, мг/кг Пестициды, мг/кг Санитарно-химические – " – – " – – " – – " – Тяжёлые металлы, мг/кг Нефть и нефтепродукты, мг/кг Фенолы летучие, мг/кг Сернистые соединения, мг/кг Канцерогенные вещества, мг/кг Удобрения (остаточные количества), мг/кг рН Радиоактивные вещества, кюри/кг Термофильные бактерии, титр Бактерии группы кишечной палочки, коли-титр Бактерия клостридиум перфигена, титр Патогенные микроорганизмы (по эпиде- миологическим показателям), титр Яйца и личинки гельминтов жизнеспособ- ные, экз./кг почвы Личинки и куколки синантропных мух, экз./кг почвы – " – – " – – " – – " – – " – – " – – " – – " – Санитарно-бактериоло- гические – " – – " – – " – Санитарно-гельминто- логические Санитарно-энтомоло- гические К ним относятся: • санитарно-физико-химические оценки, относящиеся в основном к почвенным фильтратам (санитарное число, кислотность, биохимическое потребление кислорода, окисляемость, содержание хлоридов, сульфатов и др.); • санитарно-энтомологические оценки – синантропных (связанных с жильём и бытом) насекомых, в пер- вую очередь мух, во всех фазах их развития (взрослые особи, личинки куколок); • санитарно-гельминтологические оценки, характеризующие наличие в почве в местах, посещаемых на- селением, гельминтов (червей, паразитирующих в органах человека, животных и растений и т.д.); • санитарно-бактериологические оценки, включая наличие бактерий кишечной группы, а также других микроорганизмов, вызывающих заболевания человека и домашних животных. Оценка санитарного состояния почвы проводится по результатам анализов почв на объектах повышенного риска (детские сады, игровые площадки, зоны санитарной охраны и т.п.) и в санитарно-защитных зонах. 4.2. ОТБОР ПРОБ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ Программа обследования почвы определяется целями и задачами исследования с учётом санитарно- эпидемического состояния района, уровня и характера техногенной нагрузки, условий землепользования. При выборе объектов в первую очередь обследуют почвы территорий повышенного риска воздействия на здоровье населения (детские дошкольные, школьные и лечебные учреждения, селитебные территории, зоны санитарной охраны водоёмов, питьевого водоснабжения, земли, занятые под сельхозкультуры, рекреационные зоны и т.д.). Отбор, транспортирование, хранение, подготовка к анализу и анализ проб осуществляются в соответствии с утверждёнными нормативными документами. Контроль загрязнения почв населённых пунктов проводится с учётом функциональных зон города. Места отбора проб предварительно отмечаются на картосхеме, отражающей структуру городского ландшафта. Проб- ная площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. При неоднородности рель- ефа площадки выбирают по элементам рельефа. На территорию, подлежащую контролю, составляют описание с указанием адреса, точки отбора, общего рельефа микрорайона, расположение мест отбора и источников за- грязнения, растительного покрова, характера землепользования, уровня грунтовых вод, типа почвы и других данных, необходимых для правильной оценки и трактовки результатов анализов образцов. При контроле загрязнения почв промышленными источниками площадки для отбора проб располагают на площади трёхкратной величины санитарно-защитной зоны вдоль векторов розы ветров на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 5000 м и более от источника загрязнения (ГОСТ 17.4.4.02–84). Для контроля санитарного состояния почв детских дошкольных, школьных и лечебно-профилактических учреждений, игровых площадок и зон отдыха отбор проб проводят не менее двух раз в год весной и осенью. Размер пробной площадки должен быть не более 5 × 5 м. При контроле санитарного состояния почв территорий детских учреждений и игровых площадок отбор проб проводится отдельно из песочниц и общей территории с глубины 0…10 см. С каждой песочницы отбирается одна объединённая проба, составленная из 5 точечных. При необходимо- сти возможен отбор одной объединенной пробы из всех песочниц каждой возрастной группы, составленной из 8 – 10 точечных проб. При контроле почв в районе точечных источников загрязнения (выгреба, мусоросборники и т.п.) пробные площадки размером не более 5 × 5 м закладываются на разном расстоянии от источника и в относительно чис- том месте (контроль). При изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на при- дорожных полосах с учётом рельефа местности, растительного покрова, метео- и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200…500 мна расстоянии 0…10, 10…50, 50…100 м от полотна дороги. Одна смешанная проба составляется из 20…25 точечных, отобранных с глубины 0…10 см. При оценке почв сельскохозяйственных территорий пробы почвы отбирают два раза в год (весна, осень) с глубины 0…25 см. На каждые 0…15 га закладывается не менее одной площадки размером 100… 200 м 2 в за- висимости от рельефа местности и условий землепользования. Отбор проб проводится в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02–84, ГОСТ 17.4.3.01–83. 1. Точечные пробы отбирают на пробной площадке из одного или нескольких слоёв или горизонтов ме- тодом конверта, по диагонали или любым другим способом с таким расчётом, чтобы каждая проба представля- ла собой часть почвы, типичной для генетических горизонтов или слоёв данного типа почвы. В зависимости от цели исследования, размера пробной площадки, количество точечных проб должно соответствовать указанным в табл. 4.4. Точечные пробы отбирают ножом или шпателем из прикопок или почвенным буром. 2. Объединённую пробу составляют путём смешивания точечных проб, отобранных на одной пробной площадке. 3. Для химического анализа объединённую пробу составляют не менее, чем из пяти точечных проб, взя- тых с одной пробной площадки. Масса объединённой пробы должна быть не менее 1 кг. Для контроля загрязнения поверхностно распределяющимися веществами – нефть, нефтепродукты, тяжё- лые металлы и другие точечные пробы отбирают послойно с глубины 0…5 и 5…20 см массой не более 200 г каждая. Для контроля загрязнения легко мигрирующими веществами точечные пробы отбирают по генетическим горизонтам на всю глубину почвенного профиля. 4.4. Отбор проб почвы Размер пробной площадки, га Цель исследования однородный почвенный покров неоднородный почвенный покров Количество проб Определение содер- жания в почве хими- ческих веществ От 1 до 5 От 0,5 до 1 Не менее одной объединённой пробы Определение содер- жания физических свойств и структуры почвы От 1 до 5 От 0,5 до 1 От 3 до 5 точечных проб на один поч- венный горизонт Определение пато- генных организмов и вирусов От 0,1 до 0,5 0,1 10 объединённых проб, состоящих из 3 точечных проб каждая 4. При отборе точечных проб и составлении объединённой пробы должна быть исключена возможность их вторичного загрязнения. Точечные пробы почвы, предназначенные для определения тяжёлых металлов, отбирают инструментом, не содержащим металлов. Перед отбором точечных проб стенку прикопки или поверхности керна следует зачис- тить ножом из полиэтилена или полистирола, или пластмассовым шпателем. Точечные пробы почвы, предназначенные для определения летучих химических веществ, следует сразу поместить во флаконы или стеклянные банки с притёртыми пробками, заполнив их полностью до пробки. Точечные пробы почвы, предназначенные для определения пестицидов, не следует отбирать в полиэтиле- новую или пластмассовую тару. 5. Все объединённые пробы должны быть зарегистрированы в журнале и пронумерованы. На каждую пробу должен быть заполнен сопроводительный талон (табл. 4.5). В процессе транспортировки и хранения поч- венных проб должны быть приняты меры по предупреждению возможности их вторичного загрязнения. 6. Пробы почвы для химического анализа высушивают до воздушно-сухого состояния. Воздушно-сухие пробы хранят в матерчатых мешочках, в картонных коробках или в стеклянной таре. Пробы почвы, предназначенные для определения летучих и химически нестойких веществ, доставляют в лабораторию и сразу анализируют. 4.5. Справочный талон 1. Дата и час отбора пробы _____________________________________ 2. Адрес _____________________________________________________ 3. Номер участка _____________________________________________ 4. Номер пробной площадки ____________________________________ 5. Номер объединённой пробы, горизонт (слой), глубина взятия пробы ________________________________________________________________________________________________ __________________________ 6. Характер метеорологических условий в день отбора пробы _______ _____________________________________________________________ 7. Особенности, обнаруженные во время отбора пробы (освещение солнцем, применение средств химизации, виды обработки почвы сельскохозяйственными машинами, наличие свалок, очистных сооружений и т.д.) ________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ __________________________ 8. Прочие особенности ________________________________________ _____________________________________________________________ Исполнитель, Личная подпись Расшифровка подписи должность 7. Для подготовки почв к анализу пробу почвы рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестиком крупные комки. Затем выбирают включения – корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости живот- ных, а также новообразования – друзы гипса, известковые журавчики и др. Почву растирают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Устройства отбора проб почвы и грунта: – Ручные буры типа АМ-7 для взятия и хранения проб почвы массой до 3,5 кг по ГОСТ 15150–69. Состо- ит из двух цилиндров буровых, воронки, бойка, ножа, молотка, стаканов, лопатки и упаковочного ящика. – Бур-пробоотборник представляет собой металлический цилиндр, который соединяется с составной штангой. Цилиндр имеет режущую поверхность из химически стойкой закалённой стали. Штанга крепится сто- порными винтами и имеет на конце рукоятку для вращения бура. На наконечнике (через 5 см) и штанге (через 20 см) нанесены риски. Проба отбирается вращением пробоотборника за рукоятку против часовой стрелки с одновременным надавливанием. Пробоотборник режущей кромкой направляет почву во внутренний цилиндр, высота которого составляет 20 см, при этом отбирается около 200 г почвы. После отбора бур вытаскивается и почва ссыпается в емкость. – Ручные буры Эйдельмана (Голландия) состоят из набора буров различных типов для разных почв, на- ращиваемого cтepжня и рукоятки. – Мотобуры М-10 (ручная подача) и КМ-10 (стойка с цепной подачей и подвижный вращатель), малога- баритные, легкопереносимые предназначены для бурения скважин шнековым способом глубиной до 10 м. – Буровая установка УКБ-12/25,малогабаритные, легко переносимые предназначены для бурения сква- жин глубиной до 15 м шнековым способом и до 25 м алмазными и твёрдосплавными коронками с промывкой. Пробы почвы и грунта хранят в специальных ёмкостях – алюминиевых бюксах или пенетрационных чаш- ках различных типоразмеров. Почвы – сложный аналитический объект, включающий неорганические (минеральные), органические (гу- мус) и элементоорганические (органоминеральные) вещества. Один и тот же элемент может находится в почве в разных химических формах. Так, углерод в почвенном растворе присутствует в органических веществах, ио- нах карбоната и гидрокарбоната, оксида углерода и т.д. В почвах могут присутствовать практически все эле- менты, их содержание колеблется в широких пределах: для макроэлементов – от десятых долей до нескольких процентов (Al, Fe, Ca, Mg, K, Na, C) и десятки процентов (Si, O); для микро и ультрамикроэлементов – от 10 –8 до 10 –3 % (Ba, Sr, B, Rb, Cu, V, Cr, Ni, Co, Li, Mo, Cs, Se ); промежуточное положение занимают элементы с со- держанием 10 –2 …10 –1 % (Ti, Mg, N, P, S, H). Сложность состава почв, почвенных растворов и вытяжек, дренажных вод не позволяет автоматически пе- реносить на них методы, разработанные для определения элементов в чистых растворах или в объектах, близ- ких по свойствам почвам (например, минералы и руды). При анализе почв особое внимание уделяют систематическим погрешностям, которые возникают из-за не- однородности состава, неадекватности методик определения, влияния примесей и основы образца. Одним из главных способов выявления систематических ошибок является использование стандартных образцов почв, однако набор их ограничен. Кроме того, важным этапом при анализе почв является правильное проведение пробоотбора и пробоподготовки (размельчение, просеивание, квартование, разложение). Методы анализа и исследования почв очень разнообразны (табл. 4.6). Перечень нормативных документов для организации контроля загрязнения почвы приведён в прил. 6. 4.6. Наиболее распространенные методы контроля загрязнения почвы Метод определения Наименование показателей Титриметрия Хлориды, обменный кальций и магний, сероводород, железо, ацетальдегид Гравиметрия Влажность %, гипс, сухой остаток, сульфаты Фотометрия Удобрения, ПАВ, м-динитробензол, гумус, формальдегид, фосфор, калий, натрий, нитраты, алюминий, азот аммонийный, сера, нитриты, фтор, фториды, никель, ванадий, вольфрам, кобальт, кадмий, мар- ганец, магний, медь, молибден, ртуть, цинк, бор, железо, пестициды Турбидиметрия Сульфаты, сера Флуориметрия Нефтепродукты, бенз(а)пирен Атомно-абсорбционная спектрометрия Подвижные соединения железа, меди, цинка, никеля, кобальта, марганца, хрома, свинца, кадмия, кальция, магния, ртути, свинца, хрома, бора Эмиссионная пламен- ная фотометрия Калий, натрий Кондуктометрия Удельная электрическая проводимость Ионометрия рН водной и солевой вытяжки, хлориды, кислотность, фториды, нитраты, обменный аммоний Потенциометрия Карбонаты, гидрокарбонаты, рН Полярография Железо, кобальт, кадмий, медь, молибден, никель, свинец, хром, цинк Хроматография (ГХ, ГЖХ, ТСХ) Толуол, ксилол, бензол, углеводородное топливо, пестициды, стирол, бензол, изо- пропилбензол, нефтепродукты Биотестирование Токсичность острая КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Каков состав почв? 2. Что такое загрязнение почв? Каковы основные причины загрязнения почв? 3. Как классифицируются почвы по степени загрязнения? 4. Какие показатели характеризуют санитарное состояние почв? 5. Как отбираются пробы загрязнённых почв? Как подготовить пробы к анализу? 6. Каковы методы контроля загрязнённых почв? 7. На чём базируется обоснование ПДК загрязняющих веществ в почве? 8. От чего зависит способность почв сопротивляться антропогенному изменению окружающей среды? 9. Назовите и дайте краткую характеристику антропогенно-технических воздействий, способных вызвать ухудшение качества почв. 10. Какими причинами может быть вызвано химическое загрязнение почв? 11. Какие требования предъявляют к контролю за загрязнением почв? 12. Какие выделяют почвы по степени устойчивости их к загрязняющим веществам? 13. Какими показателями характеризуется почва? 14. Основные мероприятия по охране почв. 15. Какие предъявляют требования к охране почв от загрязнения? 16. Какими правовыми документами регулируется охрана почв и почвенного покрова? |