Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов
Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов
Геоэкологический мониторинг
Учебное пособие для вузов.- Томск, 2003.- 336 с.
Глава 4. Мониторинг состояния отдельных природных сред и экзогенных геологических процессов
4.3. Мониторинг состояния почв
4.3.2. Отбор проб почв и пробоподготовка
Требования по отбору проб почв регламентируются следующими нормативными документами — ГОСТ 17.4.2.01-81, ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.1.02-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, ГОСТ 17.4.3.02-85, а также методическими рекомендациями (Методические …, 1982; Ермохин и др., 1995) и соответствующей программой работ.
Опробование почвенного разреза проводится по генетическим горизонтам (А, АВ, В, ВС, С) или по интервалам 0 – 20; 40 – 60; 80 – 100; 100 – 200; 200 – 300 см. Образцы почв массой не менее 0,5 кг каждый отбирается с зачищенной описанной стенки шурфа, начиная снизу, из середины, или нескольких мест генетических горизонтов, и обязательно с поверхности разреза. Подпочвенный слой и нижележащие коренные породы, вскрытые скважинами, опробоваются с учетом литолого-фациальных и геохимических особенностей пород. Из точечных проб почвы формируют объединенные пробы, что достигается смешиванием точечных, отобранных на одной пробной площадке. Для радиохимических анализов на содержание радионуклидов объединенную пробу составляют не менее, чем из пяти точечных проб, взятых с одной пробной площадки. Масса пробы должна быть не менее 2,5 кг. Отобранные образцы упаковываются в мешочки или в плотную оберточную бумагу и завязывают шпагатом. Все образцы из одной точки наблюдения упаковываются вместе в коробки или ящики, на которых указываются номер точки наблюдения (номер основного разреза и номер профиля); образцы сильно увлажненные, а также засоленные упаковываются в пергаментную бумагу или в полиэтиленовую пленку.
Подготовка проб почвы к анализам не менее важная операция, чем сам отбор проб. Она слагается из нескольких последовательно протекающих этапов: предварительное подсушивание почвы, удаление любых включений, почву растирают и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Дальнейшие операции проводят в соответствии со схемой обработки почв (рис. 4.3.1).
Рис. 4.3.1. Схема обработки и изучения проб почв
В лабораторных условиях в почвах определяются наряду с тяжелыми металлами (ГОСТ 17.4.1.02-83) и радионуклидами следующие показатели:
Источник
Организация почвенного мониторинга. Методы отбора проб.
Почвенный мониторинг включает:
1. Выявление деградированных почв с потерей плодородия и определение показателей деградации почв и свойств почвенной биоты;
2. Контроль эффективности процессов рекультивации нарушенных земель;
3. Контроль загрязнения почвенными выбросами, стоками и сбросами.
ГОСТ 17.4.103-84 «Охрана природы, почвы, термины и определения химического загрязнения».
ПДКп(в пахотном слое почвы)- концентрация, не оказывающая прямого или косвенного воздействия на человека и на соприкасающиеся среды.
Нормативы ПДКп разработаны для веществ, которые могут мигрировать в атмосферный воздух, грунтовые воды, ухудшать качество с/х продукции.
Оценка условия загрязнения (химического) почв населенных пунктов проводится по следующим показаниям:
Коэффициент концентрации химического элемента:
Кс = С/Сф; Zc = 
;
Кс- концентрация i-ого вещества в пробе, -число учитываемых элементов.
Мониторинг почвы тесно сопряжен с биологическим мониторингом.
Отбором проб почв занимаются органы санитарного надзора. Объекты: места расположения детских садов, зоны источников водоснабжения, орошаемых сельхозугодий, территории зараженные отходами с/х, заводов и т.д.
Обязательными предварительным этапом является санитарное обследование, составление паспортов.
Паспорт учета должен содержать:
— адрес участка и его привязка к источнику загрязнения;
— дата обследования, размер участка, название почв, рельеф;
— уровень залегания грунтовых вод;
— растительный покров территории;
— характеристика источника загрязнения: характер производства; используемое сырье; мощность производства; объем газопылевых выбросов, жидких и твердых отходов; удаленность от жилых зданий, игровых площадок, мест водозабора;
— характер использования площадок;
— сведения об использовании участка в былые годы;
— исполнитель паспорта, подпись с расшифровкой.
При паспортизации выполняется большой объем работ.
Сопроводительный талон пишется на конкретную пробу и указывается: дата и час отбора пробы, адрес, номер участка, номер пробной площадки, номер объединенной пробы, горизонт или слой глубины взятой пробы, характер метеоусловий при отборе, особенности обнаруженные при отборе пробы, прочие особенности, подпись санитарного врача, обследующего участок.
В результате обследования участка составляется схематичный план с источником загрязнения, с целью обоснования точек пробоотбора.
На изучаемой территории при наличие одного источника загрязнения выделяют 2 участка по 25 м 2 . Один опытный другой контрольный.
Опытный вблизи источника загрязнения, контрольный за пределами возможного загрязнения, со сходными свойствами почв.
Почвы отбирают по принципу конверта.
Если отбор верхних слоев почвы, то на уровне 1 см, V=0,3 – 0,5 кг почвы в одной точке.
При изучении воздействия химических веществ на микрофлору, пользуются следующей методикой:
Каждая точка S=1м 2 в центре выкапывается шурф S=0,3×0,3 м 2 глубиной 0,2 м. Одну из стенок очищают стерильным ножом, после чего берут нарезку грунта толщиной 3-5 см.
При изучении воздействия пестицидов, шурф вырезают глубиной до 1 м, пробы отбираются из стенки через каждые 10 см.
При невозможности исследовать почву немедленно, разрешается хранение в холодильнике не более суток.
Подготовка и обработка почвы для анализа:
Для приготовления среднего образца 0,5 кг, почву всех образцов одного участка высыпают на стерильный лист бумаги, тщательно перемешивают, убирая все инородные включения, разравнивают в виде квадрата ровным слоем.
Делят до тех пор пока масса почвы не будет равна 0,5 кг.
Просеивают через сито V почвы для учета почвенных организмов и интеровирусов (1-10 г), патогенных интеровирусов (50-50,5 г), санитарные показатели микроорганизмов (1-3 г).
Методы определения микробиологических показателей характеризующих фекальное загрязнение почвы:
1. Определение количества бактерий группы кишечной палочки энтерококков, энтеровирусов;
2. Определение кишечных палочек титрационным методом;
3. Определение кишечных палочек методом мембранных фильтров;
4. Прямой поверхностный посев на агаризованные среды для учета кишечных палочек;
5. Определение в почве общего количества бактерий;
6. Определение в почве термофильных бактерий;
7. Определение в почве нитрифицирующих бактерий.
К методам определения микроорганизмов характеризующих самоочищение почвы от химических и органических загрязнений относят:
1. Определение общей численности почвенных сапрофитных организмов;
2. Определение общей численности почвенных микроорганизмов методом прямой микроскопии;
3. Определение общего числа и процентного соотношения почвенных бацилл;
4. Определение количества грибов и актиномицетов в почве;
5. Определение аэробных, целлюлозоразлагающих микроорганизмов;
6. Определение амонификаторов в почве;
7. Определение токсичности почв к микроорганизмам.
К методам определения патогенных бактерий и вирусов относят следующее:
1. Определение сальмонелл в почве и ГЛПС;
2. Индикация и выделение патогенных клостридий из почвы;
3. Идентификация и выделение столбнячной палочки;
4. Индикация и выделение ботулинической палочки;
5. Идентификация и выделение сибиреязвенной палочки.
8. Цели, задачи и основные положения производственного экологического мониторинга. из интернета!
В соответствии с законодательством, при строительстве объектов, их эксплуатации и в постэксплуатационный период необходимо осуществлять производственный экологический мониторинг (ПЭМ). Производственный экологический мониторинг предназначен для решения задач оперативного наблюдения и контроля уровня загрязнения природных сред на территории санитарно-защитной и жилой зоны, оценки экологической обстановки и оказания информационной поддержки при принятии хозяйственных решений, размещении производственных комплексов, информирования общественности о состоянии окружающей среды и последствиях техногенных аварий. ПЭМ включает в себя мониторинг отравляющих веществ, мониторинг рабочей зоны, мониторинг промплощадок.
Целью производственного экологического мониторинга является контроль экологического состояния окружающей среды в зоне влияния строительства и эксплуатации объекта путем сбора измерительных данных, их комплексной обработки и анализа, для оценки ситуации и принятия управленческих решений.
В задачи производственного экологического мониторинга входит:
-осуществление наблюдений за техногенным воздействием на компоненты природной среды при строительстве объектов, их эксплуатации и постэксплуатационном периоде;
-анализ и обработка полученных в процессе мониторинга данных;
-оценка изменений состояния компонентов природной среды в результате техногенных воздействий.
Объектами ПЭМ являются источники воздействия эксплуатируемых объектов (выбросы, сбросы) на различные компоненты природной среды (атмосферный воздух; поверхностные воды и донные отложения; подземные воды; геологическая среда, почвенный покров; растительный покров; животный мир; гидробиологические условия).
Предприятие (в особенности относящееся к опасным производствам) получает подробную информацию о воздействии отдельных технологических операций на окружающую среду для оценки вероятности экологического риска и связанных с ним потерь и разработки мероприятий по обеспечению экологической безопасности работников предприятия и населения, находящегося в зоне его влияния. По результатам производственного мониторинга предприятие может совершенствовать программу по охране окружающей среды, корректировать затраты на охрану окружающей среды и платежи за загрязнение окружающей среды, совершенствовать систему управления производством и использования вторичных ресурсов, корректировать размер экологического вреда, рассчитанного на стадии проектирования объекта.
Источник
Курс лекций
М.В. Горшков
Экологический мониторинг
Учебное пособие. – Владивосток: Изд-во ТГЭУ, 2010. – 313 с.
Курс лекций
Лекция 4. Фоновый мониторинг. Методы отбора и консервации проб
4.3. Отбор проб почвы
Основными объектами, территории которых подлежат контролю органов санитарного надзора с применением санитарно-микробиологических методов исследования, требующими проведения ряда мероприятий по предотвращению загрязнения почвы, являются: детские и лечебно-профилактические учреждения; сельские и неканализованные районы городских населенных пунктов; территории первого пояса зоны санитарной охраны источников хозяйственно-питьевого водоснабжения; зоны свалок; отвальные площадки; сельскохозяйственные поля, орошаемые водой из открытых водоемов, стоками животноводческих ферм; земледельческие поля орошения городскими и промышленными сточными водами.
Обязательным предварительным этапом при санитарно-бактериологическом исследовании является санитарное обследование и составление паспорта обследуемого участка с сопроводительным талоном.
Паспорт обследуемого участка:
1. Номер участка.
2. Адрес участка и его привязка к источнику загрязнения.
3. Дата обследования.
4. Размер участка.
5. Название почв.
7. Уровень залегания грунтовых вод.
8. Растительный покров территории.
9. Характеристика источника загрязнения (характер производства, используемое сырье, мощность производства, объем газопылевых выбросов, жидких и твердых отходов, удаление от жилых зданий, игровых площадок, мест водозабора и т. д.).
10. Характер использования участка (детская площадка, предприятие и т. д.).
11. Сведения об использовании участка в предыдущие годы (мелиорация, применение средств химизации и др.). Исполнитель, должность. Личная подпись. Расшифровка подписи
Сопроводительный талон содержит следующие данные:
1. Дата и час отбора пробы.
3. Номер участка.
4. Номер пробной площадки.
5. Номер объединенной 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, наличие свалок, очистных сооружений и т. д.).
8. Прочие особенности.
Внизу ставится подпись врача или помощника санитарного врача, проводившего санитарное обследование земельного участка.
На основании результатов санитарного обследования территории и ее описания составляется схематический план земельного участка с нанесением источников загрязнения. Это позволяет правильно обосновать выбор точек отбора проб почвы.
На изучаемой территории при наличии одного источника загрязнения выделяют два участка 25 м 2 каждый: один вблизи источника загрязнения (опытный), другой – вдали (контрольный). Контрольный выбирают с таким расчетом, чтобы он был заведомо незагрязненным и имел одинаковый почвенный состав с опытным.
Пробы почвы отбираются на каждом из участков в его пяти точках по диагонали или по «конверту» (четыре точки по углам и одна в центре). Если исследователя интересуют последствия непосредственного внесения химического вещества в почву, то пробы отбираются поверхностно (0-1 см) стерильным инструментом (нож, шпатель) в количестве 0,3-0,5 кг в одной точке.
Если изучается воздействие химического вещества на микрофлору почвенного горизонта, то для отбора проб почвы пользуются следующей методикой. Каждая точка, в которой проводится отбор проб почвы, представляет собой центр выбранного для исследования 1 м 2 территории. Здесь выкапывается шурф размером 0,3×0,3 м и глубиной 0,2 м. Поверхность одной из стенок шурфа очищают стерильным ножом. Затем из этой стенки вырезают почвенный образец, размер которого обусловлен заданной навеской. Так, если необходимо отобрать 200 г почвы, размер образца 20 см × 3 см × 3 см; 500 г – 20 см × 5 см × 30 см.
При изучении воздействия пестицидов и других химических веществ на микрофлору и процессы самоочищения в более глубоких слоях почвы, для отбора проб почвы пользуются шурфом глубиной до 1 м. Пробы отбираются из стенки шурфа стерильным инструментом через каждые 10 см.
Отобранные образцы помещают в стерильную посуду и доставляют в лабораторию. При невозможности приступить к исследованию почвы немедленно, допускается хранение образца при температуре 4-5 °С, но не более 24 часов.
Подготовка и обработка почвы для анализа. Для приготовления среднего образца объемом 0,5 кг почву всех образцов одного участка высыпают на стерильный плотный лист бумаги, тщательно перемешивают стерильным шпателем, отбрасывают камни и прочие твердые предметы. Затем почву распределяют на месте ровным тонким слоем в форме квадрата.
Диагоналями почву делят на 4 треугольника. Почву из двух противоположных треугольников отбрасывают, а оставшуюся вновь перемешивают, опять распределяют тонким слоем и делят диагоналями и так до тех пор, пока не останется примерно 0,5 кг.
Перед посевом почву диспергируют, т.е. почву с соблюдением условий стерильности просеивают через сито диаметром 3 мм. При просеивании сито сверху покрывают стерильной бумагой.
Для учета почвенных микроорганизмов и энтеровирусов достаточно навески от 1 до 10 г, для санитарно-показательных микроорганизмов от 1 до 30 г, для патогенных энтеробактерий (50-50,5 г). Первое разведение навески почвы (1 : 10) делают в стерильной посуде, добавляя стерильную водопроводную воду в соотношении 1 : 10 к весу почвы (например: 1 г воды, 10 г почвы – в 100 мл воды и т. п.).
Далее проводят предварительную обработку почвы, целью которой является извлечение клетки микроорганизмов из почвенных агрегатов.
Основными приемами предварительной обработки почвы являются:
1) 10-минутное вертикальное встряхивание почвенной суспензии первого разведения в пробирках с резиновыми пробками — при навеске почвы 1 г;
2) 3-минутная обработка почвенной суспензии на механической мешалке.
Почвенную суспензию, содержащую в 1 мл 0,1 г почвы, через 30 секунд после предварительной обработки (за это время оседают грубые минеральные частицы) используют для приготовления последовательно убывающих концентраций почвы. Для этого из первого разведения, находящегося во флаконе, с содержанием почвы 0,1 гмл стерильной пипеткой отбирают 1 мл и переносят в пробирку с 9 мл стерильной водопроводной воды. При этом получают второе разведение, содержащее 0,01 гмл почвы. Повторяя эту операцию, доводят разведение почвы до 0,0001-0,00001 гмл.
Приготовленные разведения используются для посева на различные питательные среды с целью определения микробиологических показателей. К методам определения микробиологических показателей, характеризующих фекальное загрязнение почвы, относятся:
1. Определение количества бактерий группы кишечных палочек, энтерококков, энтеровирусов.
2. Определение кишечных палочек в почве титрационным методом.
3. Определение кишечных палочек в почве методом мембранных фильтров.
4. Прямой поверхностный посев на агаризованные питательные среды для учета кишечных палочек в почве.
5. Определение в почве общего количества бактерий,
6. Определение Clostridium perfringens в почве.
7. Определение термофильных бактерий.
8. Определение в почве нитрифицирующих бактерий.
К методам определения микроорганизмов, характеризующих загрязнение и самоочищение почвы от органических и химических загрязнений, относятся:
1. Определение общей численности почвенных сапрофитных микроорганизмов.
2. Определение общей численности почвенных микроорганизмов методом прямой микроскопии.
3. Определение общего числа и процента почвенных бацилл.
4. Определение количества грибов и актиномицетов в почве.
5. Определение аэробных целлюлозоразлагающих микроорганизмов.
6. Определение аммонификаторов в почве.
7. Определение токсичности почв к микроорганизмам.
К методам определения патогенных бактерий и вирусов в почве относятся следующие:
1. Определение сальмонелл в почве.
2. Индикация и выделение патогенных клостридий из почвы.
3. Идентификация и выделение столбнячной палочки.
4. Индикация и выделение ботулинической палочки.
5. Обнаружение сибиреязвенной палочки в почве.
Вопросы для самоконтроля
1. Основные принципы организации фонового мониторинга.
2. Типы станций. Сеть станций фонового мониторинга.
3. Отбор проб атмосферного воздуха, воды, почвы. Консервация и хранение проб. Опишите методику, укажите особенности. Какая документация используется?
Источник