Экономические и социальные проблемы охраны окружающей среды

Страница 2

В настоящие время насчитывается около 40 постов наблюдения системы комплексного мониторинга загрязнения природной среды и состояния лесной растительности.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России осуществляется на 645 метеостанциях, охватывая площадь 117 млн.км .В пробах определялись ионы сульфата, нитрата, аммония, значения pH, а также бенз(а)пирен и тяжелые металлы.

Сеть системы глобального атмосферного фонового мониторинга (БАМПОН) состоит станций трех типов: базовых, региональных и региональных с расширенной программой.

На территории России шесть станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ) расположены в биосферных заповедниках.Создана система мониторинга важнейших компонентов атмосферы: озона, диоксида углерода, оптической плотности аэрозоля, химического состава осадков, атмосферно - электрических характеристик. Наблюдения за этими компонентами входят в обязательную программу исследований в рамках ГСА (глобальной службы атмосферы) БАМПОН, а входящие в них станции являются частью глобальных международных наблюдательных сетей.Наблюдения за радиационной обстановкой на территории Российской Фдерации ведутся ежедневно. Более чем на 1300 метеостанциях измеряются уровни радиации на местности, на 300 пунктах - уровни радиации выпадений (на 50 из них - концентрации). Кроме того, проводятся интенсивные работы по обследованию территории, пострадавших после аварии Чернобыльской АЭС, в том числе подворные обследования в населенных пунктах на территории с плотностью загрязнения более 5 Ки/км .

Методы контроля загрязняющих веществ в объектах окружающей среды

Современные методы контроля химических веществ, загрязняющих окружающую среду ,-это по сути Физико-химические методы.Иногда их объединяют термином “инструментальные методы анализа”.Данная тема огромна, поэтому мы рассмотрим лишь наиболее важные из физико-химических методов,оптимально сочетающие в себе целый ряд качеств:высокую точность и воспроизводимость результатов анализа,высокую чувствительность и ,несмотря на эти жесткие требования ,доступность аппаратуры и возможность быстрого освоения ее.

Газовая хроматография.В основу метода газовой хроматографии положен следующий принцип:анализ смеси веществ в результате распределения компонентов между несмывающимися фазами,одна из которых подвижная - инертный газ (азот,гелий и др.) ,другая-неподвижная (высококипящая жидкость или твердая фаза).

Этот метод имеет два варианта: газоадсорбционная и газожидкостная хроматография.

Разделение компонентов смеси происходит в хроматографической колонке.Хроматографические колонки:набивные (длина -1-3м,диаметр-около 4мм,материал-стекло сталь и др.) и капиллярные (длина - до 50м,материал-стекло,кварц).

Выбор неподвижной фазы (Нф).Эффективность колонки(способность разделять сложные смеси на отдельные компоненты) зависит от размера частиц,на которые нанесена жидкая фаза. Она возрастает при использовании однородных частиц малого размера. Для стандартных набивных колонок оптимальный размер частиц 0,12-0,17 мм. Необхожимо учитывать их близость к анализируемым соединениям. Для анализа полярных компонентов применяют полярные фазы, для анализа неполярных компонентов - менее полярные или полностью неполярные.

Неполярные фазы для газоадсорбционной хроматографии силикагель, оксид алюминия, цеолиты, полимерные сорбенты ( например , полисорб, поропак и др.).

Наиболее употребляемые неподвижные жидкие фазы для газожидкостной хроматографии карбовакс, силиконовые элястомеры, апиезоны, твердый носитель - хроматов и др.

Подвижные фазы азот, гелий, аргон, пары воды.

Детекторы. История развития газовой хроматографии - это история появления и развития детекторов для хроматографии. Применятся несколько типов детекторов.

1. Детектор теплопроводности (ДТП) или катарометр. Принцип его действия основан на различии теплопроводностей анализируемого вещества и газа-носителя.

2. В детекторе ионизационо-пламенном (ПИД или ДИП) ипользуется зависимость электропроводности пространства между электродами от числа находящихся в нем ионизированных частиц, которые образуются в водородном пламени под действием термичесих и окислительных процессов при попадании в него молекул анализируемого вещества.Выходным сигналом детектора является значение силы тока, протекающего между электродами под действиеи приложенного к ним напряжения.

3.Электронно-захватный детектор (ЭЗД),или детектор по захвату электронов,как и ДИП ,основан на зависемости электропроводности промежудка между электродами и числим ионов,находящихся в этом промежутке,которое связано с числом молекул,поступающих в детектор.Однако механизм и способ образования ионов принципиально отличаются от такового в случае ДИП - ионы образуются в результате взаимодействия молекул анализируемого вещества и потока электронов в камере детектора в результате бета-распада радиоактивного вещества.

Необходим очень чистый газ-носитель, например азот “ОСЧ”, не содержащий следов кислорода, который снижал бы чувствительность детектора ЭЗД.

Чувствительность определения зависит от наличия галоид-, нитро- и других групп,взаимодействующих с электронами.

Влияние галоидов в молекуле на чувствительность определения

Вещество Чувствиетельность, отн.ед

Хлорбутан 1

Хлорпентан 2 1

Хлоргептан 1,5

Дихлорбутан 15

Дихлорэтан 190

Бромбутан 280

Хлороформ 6 10

Дибромметан 1.1 ё0

4. Детектор термоионный (ДТИ) по принципу действия аналогичен ДИП. Однако дополнительно в водородное пламя непрерывно поступает поток ионов щелочных металлов ( калий, натрий, цезий ) В их присутствии резко возрастает эффективность ионизации соединений, содержащих азот, фосфор, хлор и др. ДТИ применяют для определения ФОС и азотосодержащих соединений.

5. Пламенно-фотометрический детектор (ПФД) селективен и обладает повышенной чувствительностью по отношению к соединениям, содержащих серу.

Качественный анализ состоит в сравнении периодов времениудерживания данного вещества на хроматограмме от момента ввода пробы в испаритель до момента, соответствующего максимальному значению сигнала для данного компонента.

Количественный анализ основан на прямо пропорциональной зависимости содержания вещества в пробе от площади пика данного компонента на хроматограмме. Расчет ведется в основном тремя методами.

1. Метод абсолютной калибровки заключается в построении графиков зависимости высоты или площади пика Х от содержани компонентов в смеси. Расчет ведетс по следующим формулам:

X= 1000 a/V

X = cV/V20,

где

a - содержание вещества, определенное по графику; мг

V - объем пробы вохдуха, вводимого в испаритель хроматографа, мл

с - концентрация вещества, расчитанная по графику, мг/мл

V20 - объем пробы воздуха, произведенный в стандартных условиях.

2. Метод внутреннего стандарта основан на введении в анализируемую смесь известного количества вещества, принимаемого за стандарт. По своим свойствам оно должно быть достаточно близко к анализируемым соединениям, но полностью отличаться от них по хроматограмме.

3.Метод норматизации площадей пиков.При этом сумму площадей всех пиков с учетом поправочных коэффицентов принемают за 100%.Для вычисления концентрации вещества (в объемных процентах) необпходимо его площадь умножить на 100 и разделить на сумму всех площадей.Метод прост,но может быть использован лишь тогда,когда все компоненты известны и полностью разделены.

Хроматографы сотоят из основных блоков:Блок подготовки газов,термостат колонок (в том числе испаритель) ,детектор и регистратор (самописец).

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)-

хроматографический метод,позволяющий разделить высококипящие жидкости и (или) твердые вещества, которые затруднительно либо нецелесообразно определять метод газожидкостной хроматографии, например полициклические ароматические углеводороды, аминокислоты, ПАВ, пестициды, лекарственные препараты, углеводы и др.