- •Глобальные методы наблюдения и экологическое прогНоЗирование: учебное пособие
- •«Глобальные методы наблюдения и экологическое прогнозирование»
- •020801 (013100) «Экология» и 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере»
- •Введение.
- •Часть 1. Глобальные проблемы человечества в 21 веке.
- •1.1. Глобальные демографические проблемы населения нашей планеты.
- •1. 1.1. Динамика численности населения Земли.
- •1. 1. 2. Демографический взрыв хх века
- •1. 1. 3. Изобилие или голод
- •Проблемы экологии и безопасности ближнего космоса.
- •1.2.1. Техногенный мусор – происхождение и классификация.
- •1. 2. 2. Плотность загрязнения ближнего космоса и вероятность столкновения космических объектов с техногенным мусором.
- •1. 2. 3. Повреждения и разрушения космических аппаратов.
- •1. 2. 4. Перспективы решения проблемы засорения ближнего космоса в настоящее время.
- •Проблемы изменения климата Земли.
- •1. 3. 1. Парниковый эффект.
- •1. 3. 2. Киотский протокол.
- •1.4. Проблемы истощения озонового слоя.
- •1. 4. 1. Роль озонового слоя.
- •1. 4. 2. Естественные процессы образования и разрушения озона в стратосфере.
- •1. 4. 3. Техногенные изменения озонового слоя.
- •1. 4. 4. Открытие озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 5. Механизм возникновения озоновых дыр в стратосфере.
- •1. 4. 6. Международная защита озонового слоя Земли.
- •1. 4. 7. Озоновый щит над Россией.
- •Часть 2. Объекты экологии и задачи экодиагностики
- •2. 1. Терминология.
- •2. 2. Основные термины и определения.
- •2. 3. Дополнительные специальные термины для экодиагностики.
- •2. 4. Задачи экодиагностики.
- •2. 4. 1. Стандарты и нормативные документы.
- •1. К охране атмосферы относятся:
- •2. 5. Основные задачи.
- •2. 6. Технологии диагностирования.
- •Часть 3. Радиационный экологический мониторинг
- •3. 1. Физические основы
- •3. 2. Диагностика радиоактивного загрязнения атмосферы.
- •3. 3. Диагностика радиоактивного загрязнения воды.
- •3. 4. Диагностика радиоактивного загрязнения территорий.
- •Часть 4. Радиоволновой экологический мониторинг.
- •4. 1. Радиоволновые методы экодиагностики.
- •4. 2. Мониторинг земного покрова.
- •4. 3. Мониторинг водных систем.
- •4. 4. Мониторинг атмосферы.
- •Часть 5. Оптический экологический мониторинг.
- •5. 1. Оптический контроль атмосферы.
- •5. 1.1. Физические основы и классификация оптических методов диагностики.
- •5. 1. 2. Лидарные методы.
- •5. 1. 3. Нефелометрические и трассовые методы диагностик аэрозолей.
- •5. 1. 4. Оптические счетчики аэрозолей.
- •5. 1. 5. Методы диагностики газообразных соединений.
- •5. 2. Диагностирование поверхности Земли.
- •5. 2. 1. Задачи и диагностическая модель.
- •5. 2.2. Аппаратура.
- •Диагностирование водной среды.
- •5. 3. 1. Задачи и физическая модель.
- •Часть 6. Тепловая экологическая диагностика.
- •6. 1. Задачи тепловой диагностики.
- •6. 2. Физические основы и элементная база тепловой диагностики.
- •6. 3. Средства контроля температуры.
- •6. 4. Технология проведения тепловой диагностики.
- •6. 5. Применение тепловой экодиагностики.
- •6.5. 1. Тепловая диагностика атмосферы.
- •6. 5. 2. Тепловая диагностика гидросферы.
- •Часть 7. Химико-аналитический экологический мониторинг.
- •7. 1. Влияние химических продуктов на окружающую среду.
- •7. 2. Химико – аналитическая экологическая диагностика (хаэд).
- •7. 3. Универсальные комплексы хаэд.
- •Часть 8. Экологическое прогнозирование.
- •8. 1. Экологическое моделирование.
- •Экологическое моделирование глобального типа.
7. 2. Химико – аналитическая экологическая диагностика (хаэд).
Несмотря на экологическую значимость физических факторов (СВЧ, уровней шума и вибрации и т. п.) основным фактором следует считать химическое загрязнение объектов окружающей среды. Поэтому одним из главных компонентов методологии экодиагностики являются экоаналитические измерения, т. е. химический анализ. Экологическое химико – аналитическое направление занимает ведущее место в экодиагностике. Оно имеет наибольшую номенклатуру технологий, методик и приборов.
Официально утверждено свыше 700 методик и технологий химического анализа атмосферного воздуха, атмосферных аэрозолей, осадков, промышленных выбросов, питьевой, природной, сточной, очищенной сточной, морской воды, почвы и донных отложений, а также биологических показателей. Для этого используют десятки методов; газовую хромотографию, электрохимию, фотометрию, флуоресценцию, инфракрасную, ультрафиолетовую и атомно – эмиссионную спектроскопию, а также другие, на основе которых созданы сотни приборов и передвижных лабораторий (водного, наземного, воздушного и космического базирования).
В настоящее время в Госреестр РФ включено более 250 видов газоанализаторов атмосферы, измерителей физико – химических параметров почвы и гидросферы, которые должны работать, отвечая всем требованиям более 200 стандартов ИСО, а также более 60 типов приборов химического анализа универсального назначения.
В целом направление ХАЭД имеет сегодня более 1000 типов приборов и измерительных каналов, более 2000 методик и технологий диагностирования.
7. 3. Универсальные комплексы хаэд.
Результатом работ в этом направлении явилось создание многоцелевого компьютеризированного аналитического комплекса ИНЛАН – ГХ, в состав которого вошли автоматизированные устройства пробоотбора и фазового количественного преобразования газообразных, твердых и жидких проб. Комплекс предназначен для измерения содержания различных веществ в атмосфере, воздухе и жидких средах. Принцип его действия – газохроматографический. Его модификация - ионохроматографический комплекс ИНЛАН – ИХ позволяет определять анионы органических кислот в жидких и твердых пробах и соответствующие им газы в воздушных пробах, а также катионы легких металлов и такие газы, как аммиак, сероводород и др.
Рентгенофлюоресцентный комплекс ИНЛАН – РФ позволяет определять тяжелые металлы в воде, почве, донных отложениях, воздухе и газовых выбросах металлургических производств.
Спектрофотометрический комплекс ИНЛАН – СФ предназначен для измерения содержания различных веществ в воздухе и жидких средах. Принцип действия – спектролюминисценция/спектрофотометрия.
Многоцелевая мобильная экоаналитическая лаборатория «Экомобиль».
Транспортным средством с учетом требований проходимости по российским дорогам был выбран КамАЗ – 43101 – трехосное шасси, со всеми ведущими осями, с лебедкой, с двумя системами подогрева дизельного топлива в зимнее время. Состав аналитического оборудования ХАК и «Экомобиля»:
- ионнохроматографический комплекс ИНЛАН – ИХ;
- газохроматографический комплекс ИНЛАН – ГХ;
- рентгенофлюоресцентный комплекс ИНЛАН – РФ:
- спектрофотометрический (спектролюминесцентный) комплекс ИНЛАН – СФ.
Дополнительное оборудование:
- газоанализатор ЭЛАН – СО;
- газоанализатор ГАЗОТЕСТ;
- универсальный прибор газового контроля УПГК;
- устойство для экспресс – определения токсичности воды БИОТОКС;
- комплект метеооборудования с измерителем параметров ветра (ИПВ).
Подобные передвижные экоаналитические лаборатории на базе автомобилей созданы в США (ИнтерТек) и Германии (Хагенук).
Генеральная идея унификации состоит в создании универсального контейнерного конструктива ХАЭД, которая может автономно эксплуатироваться в стационарном варианте, а также перемещаться и функционировать на речном, морском, автомобильном, железнодорожном, авиационном и космическом транспорте.