Мониторинг и оценивание загрязнения вод

Загрязнение воды водоемов оценивают индексом загрязненности воды (ИЗВ). Это - интегральный (суммарный, обобщенный) санитарногигиенический показатель загрязнения воды, который применяется для сравнительных оценок загрязнения воды с установлением приоритетных загрязнителей и их источников. Индекс представляет собой относительный показатель, величина которого зависит от средней годовой концентрации вещества в воде, ПДК вещества. Показатель рассчитывается по формуле 

                                                                                    (5) 

где С_i - фактическая концентрация i-го вещества в воде и его ПДК_i; m - число определяемых веществ. Для сравнительных оценок обычно используют m=6 приоритетных загрязнителей воды (ИЗВ).

Задача №3. Рассчитать интегральные индексы загрязненности воды для рек Иркутской области (табл.1). Провести сравнительную оценку степени загрязненности воды с учетом шкалы оценки загрязненности по 6 загрязняющим веществам (ИЗВ) (табл.2). Выделить приоритетные загрязняющие воду рек вещества, определить возможные источники сбросов веществ и мероприятия по их снижению.

Таблица 1 - Средние концентрации загрязняющих веществ в водах разных водоемов (мг/дм³) и их ПДК

Показатель загрязнения		Водоем			ПДК, мг/дм3
	р. Иркут	р. Ангара	р. Слюдянка	р. Кая
БПК5	8	4	4	11	3 (мг О2)
нефте- продукты	1,2	0,4	0,5	1,4	0,3
Cu+2	0,4	0,15	0,2	0,3	0,1
Pb+2	0,07	0,04	0,05	0,10	0,03
Cr+3	0,7	0,7	0,5	1,1	0,5
F-	2,4	1,9	1,0	3,2	1,5

 

Таблица 2 - Шкала оценки степени загрязнения воды по индексам загрязненности для шести приоритетных загрязнителей

 

Величина ИЗВ	Характеристика загрязненности воды
< 0,2	Очень чистая
0,2 – 1	Чистая
1 – 2	Умеренно загрязненная
2 – 4	Загрязненная
4 – 6	Грязная
6 – 10	Очень грязная
> 10	Чрезвычайно грязная

Практическая работа 4

 

Проба, отбор и подготовка проб при мониторинге

 

Цель работы – ознакомиться с основными понятиями, правилами, оборудованием и требованиями при отборе, подготовке проб разных объектов, материалов к анализу.

 

Проба, отбор и подготовка проб при мониторинге

Задача качественно-количественного анализа при мониторинге (физикохимическом, биологическом) состоит в определении содержания элемента, вещества, живого организма, различного объекта окружающей природнотехногенной среды. Главное требование к анализу - получение результатов, близких в истинном. Это возможно при правильном выполнении всех операций (этапов) анализа. Любое аналитическое определение включает этапы:  

1) отбор пробы;  

2) пробоподготовка, которая состоит из предварительной и окончательной стадии, например, стадии измельчения, усреднения, сокращение пробы и стадии вскрытия ее, разделения (очистка) и концентрирования вещества;

3) анализ с помощью физико-химического, биологического или другого метода (например, при химическом анализе измерение аналитического сигнала как функции содержания в пробе определяемого компонента); 

4) статистическая обработка результатов анализа. 

Комплекс операций на этапах отбора и подготовки пробы называется опробованием. Каждый этап несет в себе погрешности анализа. Общая (суммарная) погрешность результатов анализа равна сумме погрешностей на каждом этапе анализа.

Проба -это часть исследуемого объекта окружающей среды (воздух, вода, почва, растение, донные осадки, снеговой покров, биота и др.) или материала (полезное ископаемое, технологическое сырье, продукция и др.), взятая для анализа. 

Главное свойство пробы - быть представительной (репрезентативной), т.е. когда составы пробы и всей партии (сырья, продукции, почвы, воды и т.д.) исследуемого объекта являются идентичными.По своему составу пробы могут быть однородными и неоднородными, что отражает равномерность распределения определяемых компонентовв объекте анализа.В случае однородного материала, такого как газы, жидкости, однородные смеси достаточно взять в любом месте партии любое количество материала и провести анализ. Большая часть объектов сильно различается по своей однородности (горные породы, полезные ископаемые, продукты и отходы разных производств, воздух, природные и сточные воды, почвы, с.-х. культуры, биологические и медицинские объекты, пища, лекарства и т.д.). Важными характеристиками пробы являются ее размер, стабильность, стоимость.

Соответствие составов пробы и исследуемого объекта определяет качество пробы, которое зависит от состава и гомогенности объекта, размеров объекта и пробы, выбранного метода пробоотбора, числа отобранных проб, разложения или загрязнения их, метода пробоподготовки (гомогенизация, уменьшение размера). Условия хранения и правильная маркировка проб влияют на идентичность определяемых составов. Проба должна сохранять свойства объекта, т.е. быть представительной. Поэтому от пробоотбора будет зависеть ее качественное соответствие анализируемому объекту.  

По виду проба бывает:

1. Точечная (или разовая, единичная, частная) проба - это часть объекта, материала, которую отбирают за один прием, за одну операцию из разных точек объекта, партии, слоев в определенный момент времени. Она характеризует качество объекта, опробуемого материала в одном месте, времени или на определенном уровне.

2. Генеральная (или объединенная, суммарная, исходная, первичная, начальная, общая) проба - это объединение необходимого числа (n) точечных проб. Она характеризует данный объект, партию материала. 

3. Промежуточная средняя проба - это проба, полученная из генеральной путем ее обработки методами дробления, перемешивания, сокращения.

4. Готовая (или средняя, сокращенная, товарная) проба - это обработанная, уменьшенная по массе генеральная проба. 

5. Лабораторная (паспортная, сертификатная) проба - это конечная промежуточная, сокращенная генеральная, готовая проба, предназначенная в лаборатории для анализа. 

6. Контрольная (арбитражная, архивная, резервная, дубликатная) проба - это лабораторная проба, которую хранят для повторных, контрольных анализов. 

Пробоотбор - это такая процедура (операция), при которой происходит отбор достаточного количества представительной части исследуемого объекта (материала), состав и свойства которого идентичны составу и свойствам объекта как целого. Универсальных правил, одинаково пригодных для различных материалов и объектов нет. Методы отбора проб весьма разнообразны в зависимости от агрегатного состояния (газы, жидкости, твердые) материала, характера материала (кусковой, сыпучий, металлы, шлаки, технологические растворы, отходы, полужидкие материалы и др.), степени его однородности и упаковки. Методы пробоотбора зависят также от задачи анализа, которая может состоять в определении среднего содержания одного или нескольких компонентов в объеме объекта, установлении распределения компонентов в пространстве по поверхности, по глубине слоя, или во времени, например, в технологическом процессе, при выбросов газопылевых потоков в атмосферу. Регламент методики пробоотбора, т.е. конкретные операции и их количество, зависит от требований по достоверности (точности) установления состава объекта анализа, а также от вида других испытаний, от технологических, биологических и др. требований. При взятии пробы для каждого конкретного материала (воздух, вода, почвы) разработаны правила или методики отбора пробы. Они включают способ отбора, вид пробоотборника, глубину его погружения, число точек отбора, размер проб и другие условия, изложенные в соответствующих ГОСТах, ТУ, РД и НД, т.е. отбор проб производится в точном соответствии с НД.