Методы геофизического мониторинга

Для получения объективной информации о состоянии и об уровне загрязнения различных объектов природной среды необходимо располагать надежными средствами и методами экологического контроля. Повышение эффективности контроля за состоянием природной среды может быть достигнуто:

- повышением производительности и оперативности измерений;

- повышением регулярности измерений;

- увеличением масштабности охвата одновременным контролем;

- автоматизацией и оптимизацией технических средств и процесса контроля.

С помощью набора инструментальных методов химического, физико-химического, микробиологического анализа и других видов наблюдений постоянно отслеживаются состав и техногенные загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных вод суши, почв, морской воды, геологической среды, а также состояние и поведение источников антропогенных воздействий. Здесь мониторинг смыкается с функциями технологического контроля.

В развитых индустриальных странах быстро совершенствуется техника приборного контроля качества водной и воздушной среды. Разработаны и применяются коммутационные системы непрерывного автоматического слежения за концентрациями загрязнителей воздуха, техника автоматического экспресс-анализа стоков, телеметрические спектральные анализаторы эмиссий в устьях источников, а также разнообразные портативные индикаторные приборы. В последнее время в системе Интернет появились серверы, содержащие разнообразную и постоянно обновляющуюся информацию о данных экологического мониторинга в странах Западной Европы, США, Канады и Японии.

Средства экологического мониторинга подразделяются на контактные и неконтактные; а контролируемые показатели на функциональные (продуктивность, оценка круговорота веществ и др.) и структурные (абсолютные или относительные значения физических, химических или биологических параметров: концентрация загрязняющего вещества, коэффициент суммарного загрязнения и др.). Контактные методы контроля подразделяются на методы, использующие прямое измерение параметра и косвенное (рис.1).

Рис. 1. Структура контактных методов наблюдения и контроля за состоянием природной среды

В результате прямого измерения непосредственно определяется сам искомый параметр, например, показатель рН (метод рН-метрии). В случае косвенного измерения искомый параметр определяется в несколько стадий с использованием различных калибровочных графиков, таблиц и пр.

Эффективность любого метода наблюдений и контроля за состоянием природной среды оценивается совокупностью показателей:

- селективность и точность определения,

- воспроизводимость получаемых результатов, чувствительность определения,

- пределы обнаружения элемента (вещества),

- экспрессность выполнения анализа.

Основным требованием к выбираемому методу является его применимость в широком интервале концентраций элементов (веществ), включающих как следовые количества в незагрязненных объектах фоновых районов, так и высокие значения концентраций в районах техногенного воздействия[1].

Фотометрический метод основан на сравнении оптических плотностей исследуемой и контрольной жидкостей. Фотометрический метод базируется на законе Бугера-Ламберта-Бера:

где D – оптическая плотность раствора, а – коэффициент поглощения при определенной длине волны, b – толщина кюветы, с – концентрация исследуемого элемента (вещества). При постоянных значения а и b зависимость между оптической плотностью раствора и концентрацией загрязнителя должна быть линейной.

Атомно-абсорбционный спектральный анализ основан на использовании способности свободных атомов элементов селективно поглощать резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны. Метод универсален, прост, высокопроизводителен. Используется для определения более 7 элементов с точностью 0,1 - 0,01 мг/л.

Использование люминесцентного (флуориметрического) метода для аналитических целей связано с появлением сильной флуоресценции у некоторых веществ (нефтепродуктов, фенолов и др.) при воздействии на них ультрафиолетовым излучением. Приборы, использующие принцип люминесцентного анализа называются спектрофлюориметрами.

Газохроматографический метод основан да селективном разделении соединений между двумя несмешивающимися фазами, одна из которых неподвижна (жидкость или твердое тело), а другая – подвижна (инертный газ – носитель). Рассматриваемый метод позволяет определять ничтожно малые количества веществ, не обладающих специфическими реакциями, анализировать смеси, состоящие из десятков и сотен компонентов с близкими свойствами.

Электрохимические методы анализа используют зависимость различных электрических свойств среды от количественного и качественного состава исследуемого вещества. К рассматриваемым методам анализа относятся потенциометрический, полярографический, кондуктометрический, ионометрический.

Экологические заметки

Биотехнология и переработка отходов производства
Современная биотехнология – это направление, призванное изыскивать пути промышленного применения биологических агентов и процессов. Это комплексная многопрофильная область, включаю ...

Международные конференции, договоры и организации по охране окружающей природной среды
Неравномерность размещения природных ресурсов по территории Земли и стремление обладать тем, чего нет у себя, но есть у соседа, являлось во все времена причиной возникновения каки ...

Состояние природной среды Смоленской области и ее охрана
Несмотря на спад производства и осуществление ряда мер как на федеральном, так и на региональном уровнях, экологическая обстановка в наиболее населенных и промышленно-развитых рай ...