Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,431

МЕТОД УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОНИТОРНГА ПРИРОДНЫХ ВОД

Вертинский А.П. 1
1 Национальный исследовательский иркутский технический университет
1. Гальперин А.М. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов. – М., 2006. - 258 с.
2. Трифонова Т.А. Прикладная экология. – М., 2005. – 381 с.
3. Патент РФ № 2405134 МПК G01N21/27. Устройство спектрофотометрического мониторинга природных вод / Вертинский А.П. опубл. 27.11.10. Бюл.№33.
4. Вертинский А.П. Применение спектрофотометрического метода для мониторинга природных вод // Успехи современного естествознания. №5.часть 1. – 2014. –
С. 205-207.

Мониторинг представляет собой непрерывный процесс наблюдения и регистрации параметров объекта, в сравнении с заданными критериями. Экологический мониторинг представляет собой долгосрочные наблюдения за состоянием окружающей среды, ее загрязнением и происходящими в ней природными явлениями, а также оценку и прогноз состояния природной среды. Термин «мониторинг» появился в 1972 году перед проведением Стокгольмской конференции ООН по окружающей среде, в переводе с латинского означает «наблюдение».

Главной целью мониторинга является выделение антропогенной составляющей воздействия на биоту, экосистемы и здоровье человека, оценка эффективности природоохранных мероприятий и прогнозирование экологической ситуации для своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях [1].

Мониторинг включает в себя три основных направления деятельности:

1. наблюдение за факторами воздействия и состоянием среды; прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния;

2. оценку фактического состояния среды;

3. прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Мониторинг можно проводить с использованием специальных приборов, а также средств биологической индикации.

Основными задачами мониторинга являются:

1. Постоянное слежение за состоянием окружающей среды и природных ресурсов, а также источниками антропогенного воздействия на них;

2. Анализ, оценка фактического состояния окружающей среды, природных ресурсов на всей территории страны и территории отдельных регионов, а также прогноз его изменений и влияния на здоровье населения;

3. Сохранение и накопление информации о состоянии окружающей среды и природных ресурсов.

Считается, что до 80 % химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадут в природную воду с промышленными, бытовыми или ливневыми стоками.

Качество воды определяется совокупностью примесей минеральных и органических веществ, газов, коллоидов, взвешенных веществ и микроорганизмов. Значительное число болезней человека связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Прежде всего это инфекционные болезни, вызываемые патогенными бактериями, вирусами и простейшими, которые представляют наиболее типичный фактор риска для здоровья, связанный с питьевой водой.

Проблемы, обусловленные химическими компонентами питьевой воды, возникают главным образом из-за способности химических веществ оказывать неблагоприятный эффект на здоровье при длительном воздействии [2].

Как известно, ПДК промышленных выбросов в окружающую природную среду по своим численным значениям находится на границе или даже ниже порогов чувствительности методов современного химического анализа. Указанное замечание относится, прежде всего, к высокотоксичным веществам, например ионам тяжелых металлов (Hg, Pb, Zn и др.), содержащихся в стоках и выбросах многих, преимущественно химических промышленных, предприятий. Поэтому на практике оценку загрязнения среды осуществляют по анализу конечных звеньев трофических цепей экосистем.

Мониторинг природных вод включает: метод биологический индикации, электрохимический метод, оптический метод анализа.

Биологическая индикация – метод, который позволяет говорить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития организмов – биоиндикаторов.

Электрохимический метод – анализируемую пробу переводят в раствор и опускают в него два электрода. Система раствор – электроды представляет собой электрохимическую ячейку. После установления равновесия измеряют с помощью подходящего прибора аналитический сигнал, в данном случае – характеристику ячейки, зависящую от содержания определяемого компонента в исследуемом растворе.

К оптическим методам анализа относят физико-химические методы, основанные на взаимодействии электромагнитного излучения с веществом. Это взаимодействие приводит к различным энергетическим переходам, которые регистрируются экспериментально в виде поглощения излучения, отражения и рассеяния электромагнитного излучения. Оптические методы включают в себя большую группу спектральных методов анализа.

Принцип работы фотоэлектроколориметрического и спектрофотометрического методов заключается в измерении отношения двух световых потоков, прошедших через различные элементы среды, одним из которых используется исследуемый раствор в прозрачной кювете, а вторым элементом служит контрольный образец. Методы позволяют определять концентрации примесей высокотоксичных веществ, например, ионы тяжелых металлов, содержащиеся в сточных водах многих промышленных предприятий.

Метод имеет ряд недостатков: анализ природных вод не позволяет обнаружить концентрации тяжелых металлов и их соединений на уровне ПДК. Применение метода предусматривает необходимость забора проб растворов для их исследования в специальных лабораториях, что снижает оперативность мониторинга окружающей среды.

Вместе с тем известно изобретение по патенту № 205134 РФ [3,4]. Для повышения оперативности датчик спектрофотометра выполнен в виде выносного индуктора с проточным каналом, по сторонам которого установлены фотоисточник и фотоприемник, соединенные с электросхемой спектроэлектрофотометра. Снабжение датчика проточным каналом позволяет использовать его для осуществления мониторинга водной среды природных бассейнов с помощью речных судов в любом месте и на любой глубине. Так как индуктор переменного тока возбуждает в воде вторичные электрические токи, осуществляя электролиз водной среды, то этот факт приводит все примеси в водной среде в возбужденное состояние, повышая интенсивность спектров поглощения всех компонент, обеспечивается возможность их регистрации при низких концентрациях. Для работы выносного индукционного датчика спектрофотометра его выносят за борт речного судна, в каюте-лаборатории которого установлены спектрофотометр и бортовая энергоустановка.

Эффективность предлагаемого устройства спектрофотометрического мониторинга природных вод определяется конкретным исполнением выносного индукционного датчика спектрофотометра по заданным условиям эксплуатации и может обеспечить оперативный контроль водной среды в любых природно-климатических зонах.


Библиографическая ссылка

Вертинский А.П. МЕТОД УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МОНИТОРНГА ПРИРОДНЫХ ВОД // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 8-3. – С. 416-417;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=8179 (дата обращения: 12.11.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074