Контроль загрязнения почвы: методы, инструции

Почва является важнейшим компонентом биосферы. Без нее было бы невозможным существование на Земле. На почву постоянно оказывается антропогенное воздействие. Каждый год в нее из атмосферы попадают сотни тонн разнообразных загрязняющих веществ. Это и выхлопные газы, и выбросы промышленных предприятий. Попав в почву, загрязняющие вещества подвергаются разложению. Некоторые из них проходят путь профильной миграции и попадают в водоемы. Наибольшую экологическую опасность несут в себе диоксиды и тяжелые металлы, летучие органические и неорганические соединения и фенолы.

Почвенный покров является биологическим поглотителем. К тому же он способен разрушить и нейтрализовать различные загрязнения. Однако при большой концентрации токсичных элементов это звено биосферы подвергается разрушению. Такое воздействие может привести к нарушению жизненных ритмов нашей планеты.

Виды загрязнений

При определенных обстоятельствах в почве может произойти повышение концентрации различных веществ. Если данный показатель превысит границы предельно допустимого уровня, то это и будет говорить о загрязнении. О наличии данного явления можно утверждать и в случае присутствия в земле любого количества веществ, не характерных для нее и относимых к категории вредных.

Загрязнение почв классифицируется по шести различным степеням. Каждую из них отличает размер снижения продуктивности плодородного слоя, а также количество производимой биомассы.

Почвы могут быть загрязнены:

— отстойными породами и отвалами, выбросами и мусором;

Источники загрязнения почвы

На «здоровье» этого важнейшего компонента биосферы значительное влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. Результатом развития технического прогресса является значительное загрязнение почв, и источники ее загрязнения – это прежде всего промышленные отходы, появляющиеся при производстве цветных и черных металлов, а также различных органических соединений, продуктов неорганической химии и т. д. В значительной мере загрязняют окружающую среду и выбросы в атмосферу. Из дыма промышленных предприятий попадают в воздух, воду и почву зола и сажа, оксид углерода и диоксид серы, нитраты, сульфаты и т. д.

Контроль загрязнения почв указывает и на то, что на их состояние пагубно влияют разнообразные технологические отходы, которые представляют собой продукты, отработанные в процессе производственного цикла. Их состав и количество различны. Однако, как правило, это разнообразные углеводороды, список которых только на транспортных и промышленных предприятиях включает более двухсот наименований.

Источники загрязнений в случае производства высокомолекулярных соединений – растворители, мономеры, катализаторы, красители, стабилизаторы и т. д. «Здоровье» у почвы забирает и сама продукция данной сферы: пластмассы и резина, лакокрасочные материалы и т. п.

В немалой степени загрязняет окружающую среду добыча, а также переработка нефти. Это природное ископаемое постоянно разливается, что приводит к засолению почвы. Загрязнение происходит и при сжигании на месторождениях попутного газа.

Цветные и тяжелые металлы попадают в окружающую среду в результате выбросов таких предприятий:

— нефтехимической, химической, целлюлозно-бумажной, деревообрабатывающей и многих других отраслей промышленности.

Контроль загрязнения почв дал возможность выяснить тот факт, что в результате обработки полей инсектицидами и пестицидами, а также при внесении удобрений происходит отравление плодородных слоев особо токсичным элементом – мышьяком. Это же вещество попадает в окружающую среду в результате производства стекла, пигментов, дубильных веществ, родентицидов и фунгицидов.

Экологическое положение значительно ухудшается в случае аварий на транспорте и трубопроводах, перемещающих неорганические и органические вещества, а также на АЭС.

Контроль загрязнения почвы позволил выяснить тот факт, что значительным источником вредных веществ являются места, где производится хранение и уничтожение промышленных, фармацевтических и бытовых отходов. Негативно влияют на экологию и хранилища различных отравляющих компонентов.

Необходимость контроля «здоровья» почвы

Атмосферный воздух, а также поверхностные воды периодически самоочищаются от загрязняющих веществ. Почва же обладает рядом специфических особенностей. Она аккумулирует вредные компоненты и не способна очиститься от них в полной мере. Значительный объем токсинов ведет к деградации земляного покрова и к образованию так называемой техногенной пустыни. Это становится причиной нарастания экологической опасности и негативных последствий, несущих в себе прямую угрозу человеческому здоровью. Именно поэтому столь важен контроль загрязнения почвы, целью которого является выявление и предупреждение отрицательного воздействия на биосферу.

Проблема современности

Сегодня вопрос взаимодействия человека с природой находится под пристальным контролем общества. Бесспорно то, что особую остроту приняла проблема загрязнения почв, и методы ее решения позволят сохранить качество жизни населяющих нашу планету людей.

Вопросы экологии должны найти осмысление в человеческом обществе. Это позволит сохранить продуктивность и чистоту природной среды, озоновый слой, биокруговорот веществ и т. д.

Осуществляемый контроль загрязнения почвы показывает, что в ней происходят изменения в содержании микроэлементов. Это сказывается на здоровье человека, приводя к нарушению обменных процессов в его организме и вызывая эндемические патологии местного характера. Так, канцерогенные вещества, попадающие в почву в результате выхлопов, вызывают опухолевые заболевания.

Методы регенерации и охраны почв

Для того чтобы локализовать загрязняющие вещества, используются отстойники и хранилища. Данные сооружения позволяют использовать метод локализации токсинов, ухудшающих экологическую обстановку. Однако контроль загрязнения почвы убедительно доказывает, что лучшим способом борьбы с вредными для нашего здоровья компонентами является их ликвидация. Токсичные продукты можно уничтожать непосредственно в местах их хранения. Для этого применяют такие способы, как сжигание углеводородов, выведение загрязняющих веществ в атмосферу, промывание почв различными минеральными растворами. В том случае, когда токсичными продуктами являются органические элементы, может быть применен биологический метод. Загрязняющие вещества иногда вывозят в специально созданные для их переработки и нейтрализации пункты.

Места осуществления контроля

Исследования состояния почв проводятся в сельскохозяйственных районах. Обязательны они и в зонах, приближенных к городам и промышленным предприятиям. Кроме того, немаловажное значение имеет контроль за загрязнением почвы, производимый на фоновом уровне. Он отражает данные о загрязнении атмосферы, и, как следствие этого, – почвенного слоя.

Основной принцип контрольных мероприятий

Исследования грунта в санитарно-защитной зоне любого предприятия ставят своей целью выявление значений предельно допустимых сбросов и выбросов. Требования к контролю и охране почв от загрязнения предусматривают и проверку на наличие канцерогенных веществ. Их присутствие определяется по наличию бензапирена. Это положение закреплено в ГОСТ 17.4.2.01-81.

Согласно действующим нормативным документам, контроль над загрязнением почв в зонах отдыха, детских садах и лечебно-профилактических учреждениях осуществляется не реже чем два раза в год – осенью и весной. По требованию ГОСТа пробные площадки возле предприятий промышленности должны быть отмечены вдоль существующих векторов розы ветров.

Различными ведомствами составляется собственная инструкция по контролю за состоянием почв, применяемая на предприятиях данной отрасли. Так, Миннефтегазпром разработал рекомендации по охране зон, находящихся в местах добычи нефтепродуктов. Они предусматривают проведение постоянного контроля загрязнения, а также описывают действия, обязательные к выполнению при различных аварийных ситуациях.

Методы контроля

Для того чтобы определить загрязненность изучаемой территории, производят отборы проб грунта. Рекомендации по контролю загрязнения почв, с которыми можно ознакомиться в специально разработанных инструкциях, указывают на необходимость проведения их химического анализа. Он позволит определить предельно допустимую концентрацию токсичных веществ. При этом достаточно эффективно использовать косвенные методы контроля загрязнения почв. В их перечень входит:

— анализ поведения и распространения различных видов микроорганизмов, беспозвоночных и растений, которые являются индикаторами «здоровья» почвенного слоя;

— визуально полученная оценка состояния фитогенеза.

Контроль радиоактивного загрязнения почвы

Радионуклиды, имеющие большой период полураспада, попадают на землю извне, из атмосферы, накапливаются в ее верхних слоях. Данная проблема загрязнения почв и методы ее решения весьма актуальны для человечества. Эти вещества несут в себе опасность для здоровья людей и в значительной степени способны ухудшить экологическую ситуацию. В связи с этим требуется постоянный контроль за радиоактивным загрязнением почв.

Для его осуществления используют метод отбора грунтовых проб, которые подвергаются лабораторному гамма-спектрометрическому анализу. Контроль может быть произведен и в полевых условиях. Для этого также проводится гамма-спектрометрический анализ с применением портативных приборов «Белла» или СРП-88.

Контроль уровня пестицидов

В целях борьбы с сорняками, нежелательными насекомыми и грибковыми болезнями плодородные почвы подвергаются обработке инсектицидами, фунгицидами и инсектицидами. Все они, а также репелленты и фумиганты, повышающие урожайность, относятся к пестицидам. Данные вещества являются биологически активными, и при повышении их концентрации наносится значительный урон окружающей среде.

Именно поэтому необходим постоянный контроль загрязнения почв пестицидами. Сегодня для этого разработаны конкретные инструкции и методы отбора проб. Они дают возможность определить микроколичество гербицидов и пестицидов. Об основных моментах, позволяющих осуществить качественный контроль сельскохозяйственных земель, можно узнать из Правил, разработанных Институтом экспериментальной метеорологии Росгидромета. Этот документ является инструкцией, разъясняющей основные этапы подготовки контроля, а также его проведения и получения необходимых результатов.

Микробиологический контроль почв

Земля территорий городов, поселков, а также сельскохозяйственных угодий не должна содержать в себе несущих опасность для человека микробиологических организмов. Для этого разработаны и действуют конкретные показатели предельно допустимого уровня, которые закреплены в гигиенических нормативах и санитарных правилах.

Применяемые методы микробиологического контроля почвы изложены в методических рекомендациях, составленных сотрудниками Федерального центра госсанэпиднадзора Минздрава России, Федерального научного центра им. Ф. Ф. Эрисмана, а также центра ГСЭН в Краснодарском крае.

Источник

Методы и средства контроля загрязнения почв

Контроль загрязнения почв промышленными источниками и транспортными магистралями. Изучение особенностей отбора, транспортирования, хранения, подготовки к анализу и анализа проб. Исследование методов титрования, гравиметрии, фотометрии и полярографии.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

на тему Методы и средства контроля загрязнения почв

1.1 Устройства отбора проб почвы и грунта

2. Методы контроля загрязнения почв

Список использованных источников

В ведение

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. Пробная площадка должна располагаться на типичном для изучаемой территории месте. При неоднородности рельефа площадки выбирают по элементам рельефа. На территорию, подлежащую контролю, составляют описание с указанием адреса, точки отбора, общего рельефа микрорайона, расположение мест отбора и источников загрязнения, 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 Ч 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 необходимости 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 Ч 5 м закладываются на разном расстоянии от источника и в относительно чистом месте (контроль).

При изучении загрязнения почв транспортными магистралями пробные площадки закладываются на придорожных полосах с учётом рельефа местности, растительного покрова, метео- и гидрологических условий. Пробы почвы отбирают с узких полос длиной 200…500 м на 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 зависимости от рельефа местности и условий землепользования.

1. Отбор проб

Для подготовки почв к анализу пробу почвы рассыпают на бумаге или кальке и разминают пестикомкрупные комки. Затем выбирают включения — корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости животных, а также новообразования — друзы гипса, известковые журавчики и др. Почву растирают в ступке пестикоми просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм.

1.1 Устройства отбора проб почвы и грунта

— Бур-пробоотборник представляет собой металлический цилиндр, который соединяется с составной штангой.

Цилиндр имеет режущую поверхность из химически стойкой закалённой стали. Штанга крепится стопорными 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, наращиваемого стержня и рукоятки. Мотобуры М-10 (ручная подача) и КМ-10 (стойка с цепной подачей и подвижный вращатель), малогабаритные, легкопереносимые предназначены для бурения скважин шнековым способом глубиной до 10 м. Буровая установка УКБ-12/25, малогабаритные, легко переносимые предназначены для бурения скважин 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 чашках различных типоразмеров.

2. Методы контроля загрязнения почв

Сложность состава почв, почвенных растворов и вытяжек, дренажных вод не позволяет автоматически переносить на них методы, разработанные для определения элементов в чистых растворах или в объектах, близких по свойствам почвам (например, минералы и руды).

При анализе почв особое внимание уделяют систематическим погрешностям, которые возникают из-за неоднородности 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).

2.1 Титрование

2.2 Гравиметрия

Основные этапы анализа:

1.осаждение (введение реагента, выпадение осадка)

2.фильтрование через бумажный фильтр

3.промывание осадка

4.высушивание и прокаливание осадка

5.взвешивание осадка

Точность результатов анализа зависит от правильного выбора осадителя (реагента) и тщательности выполнения отдельных операций анализа.

В качестве осадителя выбирается такой реагент, который наиболее полно и избирательно взаимодействует с анализируемым веществом. При этом образующийся осадок должен легко отфильтровываться и отмываться от примесей, быть устойчивым при прокаливании (не разлагаться и не поглощать газы из воздуха).

Чем меньше растворимость образующегося в результате реакции вещества, тем больше точность анализа.

2.3 Фотометрия

980 нм), а также тем, что для выделения нужного участка спектра (шириной 10-100 нм) используют не моно-хроматоры, а узкополосные светофильтры.

Абсорбционный — поглощение раствором световой энергии

Флуориметрический — излучение раствором световой энергии, вызванной световой энергией возбуждении

Турбидиметрический — сочетание поглощения и рассеяния световой энергии дисперсной средой

Оборудование для фотометрических измерений.

Для фотометрических измерений используют две большие группы приборов:

фотоколориметры и спектрофотометры

Спектрофометр СФ-46

Назначение и технические данные. Однолучевой спектрофотометр СФ-46 11 со встроенной микропроцессорной системой предназначен для измерения пропускания, оптической плотности жидких и твердых веществ в области 190-1100 нм.

Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2

Назначение и технические данные. Однолучевой фотоколориметр КФК-2 14 предназначен для измерения пропускания, оптической плотности и концентрации окрашенных растворов, рассеивающих взвесей, эмульсий и коллоидных растворов в области спектра 315-980 нм. Весь спектральный диапазон разбит на спектральные интервалы, выделяемые с помощью светофильтров.

2.4 Кондуктометрия

Достоинства кондуктометрии: высокая чувствительность (нижняя граница определяемых концентраций

10-4-10-5М), достаточно высокая точность (относительная погрешность определения — 0.1-2%), простота методик, доступность аппаратуры, возможность исследования окрашенных и мутных растворов.

Электропроводность почвы — способность почвы (суспензий) проводить электрический ток. Зависит от влажности почвы, фазового состояния влаги, содержания в почве солей, ее температуры, плотности, гранулометрического состава и т. д. Количественно характеризуется коэффициентом удельной электропроводности почвы.

С помощью электропроводности можно косвенно оценить электрохимический состав почвы согласно изученным методам и сопоставить его с параметрами среды.

2.5 Ионометия

загрязнение почва проба титрование

Это удобный, простой и экспрессный современный метод: продолжительность анализа определяется временем подготовки пробы, поскольку на само измерение тратится не более 1—2 мин. От других физико-химических методов ионометрия отличается прежде всего простотой методик и дешевизной измерительных приборов. Современные портативные иономеры позволяют определять разнообразные ионы и растворенные газы не только в лаборатории, но и в полевых условиях

2.6 Полярография

2.7 Биотестирование

Применение биотестирования почвы имеет ряд преимуществ перед физико-химическим анализом, средствами которого часто не удается обнаружить неустойчивые соединения или количественно определить ультрамалые концентрации экотоксикантов. Довольно часты случаи, когда выполненный современными средствами химический анализ не показывает наличия токсикантов, тогда как использование биологических тест-объектов свидетельствует об их присутствии в исследуемой среде. Биотестирование дает возможность быстро получить интегральную оценку токсичности, что делает весьма привлекательным его применение при скрининговых исследованиях.

В отличие от биоиндикаторов, одним из основных требований к которым является толерантность, тест-объекты обычно выбирают среди наиболее чувствительных к загрязняющим компонентам видов.

1Якунина, И. В. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг / И.В. Якунина, Н.С. Попов. — Тамбов «Издательство ТГТУ», 2009.

2Пашкевич, М.А. Экологический мониторинг / М.А.Пашкевич, В.Ф.Шуйский. — СПб, Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет), 2002.

3 Энциклопедия Кругосвет // Универсальная научно-популярная онлайн-энциклопедия [Электронный ресурс]. — URL: http://belagrobiznes.ru/agroekologiya/agroekologicheskij-monitoring/627-biotestirovanie-pochvy (дата обращения: 01.11.2015).

4 Биотестирование почвы // Агроэкологический мониторинг [Электронный ресурс]. — URL: http://www.kipinfo.ru/info/ stati/?id=234 (дата обращения: 01.11.2015).

5 Ионометрические методы анализа// [Электронный ресурс]. — URL: http://chem21.info/info/1896131/ (дата обращения: 01.11.2015).

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Методы оценки загрязнения почв в объективном представлении о состояние почвы. Оценка опасности загрязнения почв. Биотестирование как наиболее целесообразный метод определения интегральной токсичности почвы. Биодиагностика техногенного загрязнения почв.

реферат [54,0 K], добавлен 13.04.2008

Изучение выбора места контроля загрязнения и поиска его источника с целью первичной оценки или отбора проб. Отбор проб объектов загрязненной среды (воды, воздуха, почвы, донных отложений, растительности, животного происхождения). Средства контроля почв.

курсовая работа [53,1 K], добавлен 19.06.2010

Источники загрязнения почв антропогенного происхождения. Тяжелые металлы, диоксины, фенолы. Летучие галогенсодержащие органические соединения и ароматические углеводороды. Проведение контроля над загрязнением почв: методы извлечения вредных веществ.

реферат [254,4 K], добавлен 01.04.2012

Методы и виды отбора проб почвы для мониторинга ее загрязнения. Биоиндикация почвы при помощи растений, характеристика основных растений-биоиндикаторов. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора — кресс-салата.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 21.12.2015

Биоиндикация и ее виды. Методы и виды отбора проб почвы. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора кресс-салата. Мониторинг загрязнения почв в санитарно-защитной зоне ОАО «Электротяга» с оценкой по биоиндикатору.

курсовая работа [481,5 K], добавлен 03.01.2016

Понятие и структура почвы. Источники ее загрязнения. Виды загрязняющих природную среду веществ. Характеристики основных загрязнителей. Методы их контроля Исследование почв территории поселка по содержанию в них кислотности, железа, нитратов и кальция.

курсовая работа [587,8 K], добавлен 27.02.2014

Устройства отбора проб почвы и грунта. Гравиметрия, фотометрия, кондуктометрия, ионометрия, полярография, биотестирование, атомно-абсорбционная спектрометрия. Выявление уровня токсичности почвенной пробы. Оборудование для фотометрических измерений.

презентация [1,9 M], добавлен 22.01.2016

Источник