Мониторинг окружающей среды

Используя указанную  выше схему, приспособленную к местным  условиям, можно получить разнообразные статистические характеристики годовых, квартальных, ежедневных и месячных распределений. Предложенные варианты исследования рекомендуются для рек, которые подвержены наибольшим изменениям.

Для озер рекомендуются  следующие варианты предварительного исследования: пять последовательных дней в самое теплое время года; пять последовательных дней каждые 13 недель.

Если предварительное  исследование по какой-либо причине  не производится, можно принять для  первого года наблюдений следующую  частоту отбора проб: для рек – каждые две недели; для озёр – каждые два месяца; для подземных вод – каждые три месяца.

В Государственной  службе наблюдений за загрязнением поверхностных вод частота отбора и виды программ связаны с категоричностью пункта контроля.

Пункты контроля категории 1 расположены на средних, больших (по ГОСТ 17.1.1.02) водоёмах или водотоках, имеющих важное народнохозяйственное значение в:

– районах городов с населением свыше 1 млн. жителей;

– местах нереста и зимовья особо ценных видов промысловых организмов;

– районах повторяющихся аварийных сбросов загрязняющих веществ и заморных явлений среди водных организмов;

– районах организованного сброса сточных вод при высокой загрязнённости воды.

Допускается располагать пункты контроля категории 1 на малых водоёмах и водотоках. В пунктах категории 1 наблюдения по гидрохимическим и гидрологическим  показателям проводят:

– ежедневно в первом после выпуска сточных вод створе (по сокращённой программе 1). Кроме того, отбирают пробу воды в объёме не менее 5 л для хранения в течение пяти суток на случай необходимости проведения гидрохимического анализа при чрезвычайных ситуациях (заморные явления, гибель рыбы и т.д.);

– ежедекадно (по сокращённой программе 2);

– ежемесячно (по сокращённой программе 3);

– в основные фазы водного режима (по обязательной программе).

Пункты контроля категории 2 располагаются на водоёмах и водотоках:

– в районах городов с населением от 0,5 до 1,0 млн. жителей;

– в местах нереста и зимовья ценных видов промысловых организмов;

– на важных для рыбного хозяйства предплотинных участках рек;

– в местах организованного сброса дренажных сточных вод с орошаемых территорий и промышленных сточных вод;

– при пересечении реками государственной границы;

в районах  со средней загрязнённостью воды.

В пунктах  категории 2 наблюдения по гидрохимическим  и гидрологическим показателям  проводят:

– ежедневно (визуальные наблюдения);

– ежедекадно (по сокращённой программе 1);

– ежемесячно (по сокращённой программе 3);

– в основные фазы водного режима (по обязательной программе).

Пункты контроля категории 3 располагают на водоёмах и водотоках:

– в районах городов с населением менее 0,6 млн. жителей;

– на замыкающих участках больших и средних рек;

– в устьях загрязнённых притоков больших рек и водоёмов;

– в районах организованного сброса сточных вод при низкой загрязнённости воды.

В пунктах  категории 3 наблюдения по гидрохимическим  и гидрологическим показателям  проводят:

– ежемесячно (по сокращенной программе 3);

– в основные фазы водного режима (по обязательной программе).

Пункты категории 4 располагают на незагрязнённых участках водоёмов и водотоков, а также  на водоёмах и водотоках, расположенных  на территории государственных заповедников и природных национальных парков, являющихся уникальными природными образованиями.

В пунктах  категории 4 наблюдения по гидрохимическим  и гидрологическим показателям  проводят в основные фазы водного  режима (по обязательной программе).

3.3.1 Типы  отбираемых проб

Точечная  проба воды – проба воды, получаемая однократным отбором необходимого объёма воды в точке отбора проб. Область применения: поток воды неоднороден; значения определяемых показателей не постоянны; использование составной пробы делает неясными различия между отдельными пробами; при исследовании возможного наличия загрязнения или для определения времени его появления, а также при проведении обширной программы отбора проб. Точечные пробы предпочтительнее, если цель программы отбора проб – оценить качество воды по отношению к нормативам содержания (ПДК) показателей в воде, установленных в нормативных документах, а также рекомендуется для определения неустойчивых показателей (концентрация растворённых газов, остаточного хлора, растворимых сульфидов и др.)

Периодические пробы:

– времязависящие – за фиксированное время (используя устройство отсчёта времени начала и окончания отбора) в каждую ёмкость для отбора проб отбирается один и тот же установленный объём (пробы отбирают в одну или более ёмкостей).

– потокозависящие – пробы различных объёмов берутся за постоянные интервалы времени, объём зависит от потока (метод отбора применяют, если изменения в составе воды и скорость потока не взаимосвязаны);

– объёмозависящие – для каждой единицы объёма потока воды проба берётся независимо от времени (метод отбора применяют, если изменения в составе воды и скорость потока не взаимосвязаны).

Непрерывный отбор:

– при постоянной скорости потока – пробы позволяют получить все сведения о показателях воды за период отбора проб, но во многих случаях не обеспечивают информацией о различиях в концентрациях определяемых показателей;

– при непостоянной скорости потока – пробы отбирают пропорционально потоку воды. Метод используют при определении состава большого объёма воды. Это наиболее точный метод отбора проб проточной воды, если скорость потока и концентрация определяемых показателей изменяются значительно.

Отбор проб сериями:

– пробы  глубинного профиля – серия проб воды, отобранных на различных глубинах исследуемой воды в конкретном месте;

– пробы  профиля площади – серия проб воды, отобранных на определённой глубине исследуемой воды в различных местах.

Составная проба - две или более проб воды или  их частей, смешиваемых в заданных пропорциях. Может быть получена вручную или автоматически независимо от метода отбора проб (например, непрерывно взятые пробы могут быть соединены вместе для получения составных проб). Составные пробы применяют в случаях, когда требуются усреднённые данные о составе воды.

Пробы большого объёма – это пробы объёмом от 50 дм³ до нескольких кубических метров.

3.3.2 Устройства  для отбора проб воды

При отборе проб с определённой глубины используют специальные пробоотборные устройства различных конструкций. Основной их частью является цилиндрический сосуд (пластмассовый, металлический), открытый с обеих сторон и снабжённый плотно прилегающими крышками, закрывающимися при помощи пружины фиксированными спусковыми устройствами. Последние приводятся в действие при помощи вспомогательного тросика или посредством удара груза, опускаемого по подвесному тросику. Сосуд с крышками, зафиксированными в открытом положении, погружают в воду до требуемой глубины. После достижения требуемой глубины при помощи спускового устройства закрывают крышки и сосуд поднимают на поверхность. Пробу выливают в бутыль через выпускной кран. Пробоотборник можно снабдить термометром для одновременного измерения температуры. Наиболее распространены пробоотборники (батометры):

– батометр-бутылка ГР-16 – представляет собой литровую стеклянную бутылку с металлической головкой для взятия проб воды со взвешенными частицами при длительном наполнении с глубин потока до 4 м;

– батометр Молчанова ГР-18 – предназначен для взятия проб воды с одновременным измерением температуры (от +1 до + 40);

– батометр БП-1 – малогабаритный, портативный для взятия проб воды из невозмущённого слоя глубиной до 10 м;

– батометр градиентный БГ-5Х1 – предназначен для одновременного взятия проб воды (до 5 штук) на любом расстоянии друг от друга на отрезке 2.3 м из невозмущённого слоя воды;

– батометр универсальный БУ-5 – многофункциональный прибор, объединяющий в себе свойства батометра и трубчатого доночерпателя;

– батометр классический Брм (батометр Рутнера) – малогабаритный батометр без посыльного груза для широкого диапазона глубин; изготавливается в нескольких модификациях;

– батометр штанговый – предназначен для отбора проб воды из труднодоступных мест, укомплектованный штангой (5 м);

– пробоотборник воды ПВО-1 (пробоотборник Плотникова) – предназначен для отбора проб воды из вертикальных скважин до 100 м;

– пробоотборник воды СП-2 – предназначен для отбора проб природных и сточных вод с целью определения в них содержания нефтепродуктов, солей и прочих загрязняющих веществ.

Общие требования к пробоотборникам:

– пробоотборники должны обеспечивать герметичность сосуда с пробой;

– материал пробоотборников должен быть химически стойким и исключать возможность изменения состава отобранной пробы за время её нахождения в сосуде.

Для определения  некоторых веществ необходимо, чтобы  пробы воды при отборе были защищены от соприкосновения с атмосферным воздухом, выходящим из погружаемой бутылки. Для этого применяют специальную насадку. Она представляет собой резиновую пробку, в которую вставлены две стеклянные трубки: одна из них оканчивается у дна бутыли, другая – у пробки. С такой насадкой бутыль наполняется водой равномерно, без перемешивания с воздухом. Отобранную пробу переливают из бутыли с насадкой в сосуд для хранения с помощью сифонной трубки (резинового шланга). Резиновый шланг опускают на дно бутыли для хранения и наполняют до переливания через край, после чего закрывают пробкой так, чтобы в бутыли не оставалось пузырьков воздуха.

Если пробы  отбирались при помощи глубинных  батометров, то воду из них выпускают  аналогично: надевают резиновый шланг  на выпускной кран и опускают шланг  на дно сосуда для хранения. И  в этом случае вода должна перетекать некоторое время через край сосуда.

При взятии пробы из быстротекущей реки, мелких водоёмов, узкого глубинного профиля  или у самого дна используют пробоотборники горизонтальной конфигурации. Принцип  их устройства аналогичен принципу устройства описанных выше пробоотборников  вертикальной конфигурации.

Для отбора проб донных отложений применяют  следующие системы пробоотборников: дночерпатели, драги, стратиметры, трубки различных конструкций. В зависимости от глубины водного объекта, характера и свойств донных отложений применяют ручной или механизированный способы отбора проб.

Отбор проб морского льда, а также льда водоёмов и водотоков для определения  неорганических и органических загрязняющих веществ производят ручным кольцевым буром. Отбор проб атмосферных осадков производят ручным и автоматическим способами. При ручном отборе используют устройства, устанавливаемые на период выпадения осадков. При автоматическом отборе проб используют устройства, которые автоматически открывают крышку над сборной ёмкостью в начале выпадения осадков и закрывают её после окончания их выпадения. Для сборных ёмкостей и сосудов для хранения проб используют посуду из химически стойкого материала, например, полиэтилена.

3.3.3 Методы  контроля загрязнения водных  объектов

Методы контроля загрязнения водных объектов более  разнообразны, чем методы контроля загрязнения воздушной среды, так как контроль качества вод проводится по различным группам показателей. В то же время следует подчеркнуть, что распространённые методы

Наиболее  распространенные инструментальные методы контроля загрязнения водной среды показаны в таблице 3.3.

 

 

Таблица 3.3

Наиболее  распространенные инструментальные методы контроля загрязнения водной среды

 

Метод определения	Наименование
Атомно-абсорбционная спектрофотометрия	Сг, Аl, Аg, Ве, Сd, Со, Сu, Fе, Мn, Мо, Ni, Pb, V, Zn, Se, Hg, As
Атомно-эмиссионная Cпектрофотометрия	Zn, Сг, Se, Pb, Ni, As, Cu, Mn, Cd, Fe, B, Be, Ba, Al, Mo
Эмиссионная пламенная фотометрия	Sr2+, Na, K, Ca2+
Фотометрия	Si, Al, Ba, Mn, As, Pb, Ni, Fe, Cr (VI), Cd, MoNH4, Cu, Zn, фосфаты, фенолы, формальдегид, нитриты, нитраты, анионактивные ПАВ, полиакриламид, цианиды, фториды
Турбидиметрия	Сульфаты
Флуориметрия	А1, Ве, В, F, Pb, Se, NO2, Cu, Zn формальдегид, бенз(а)пирен, ПАВ
ИК-спектрофотометрия	Нефтепродукты
Потенциометрия (ионометрия)	F-, рН
Инверсионная вольтамперометрия	Zn, As, Cu, Pb,Cd
ГЖ хроматография	Хлороформ, дикотекс и 2, 4-Д, ДДТ, хлорзамещённые углеводороды, нефтепродукты, толуол, ксилол, стирол, бензол
Ионная хроматография	Нитраты, нитриты, сульфаты, хлориды, фториды
Титриметрия	Хлориды, окисляемость перманга- натная, жёсткость общая
Гравиметрия	Жиры, сухой остаток, сульфаты
Радиометрия	Радионуклиды