- •Ульяновское высшее авиационное училище гражданской авиации
- •Оглавление.
- •Введение
- •Общая экология
- •Основные понятия (термины)экологии. Ее системность Основные понятия
- •Структура общей экологии
- •Среда обитания. Факторы среды и адаптации к ним организмов. Средыжизни Среда и факторы среды, их классификация
- •Некоторые общие закономерности действия факторов среды на организмы
- •Действие фактора на организмы. «Правило оптимума»
- •Среды жизни и адаптации к ним организмов
- •Биосфера Биосфера как глобальная экосистема
- •Живое вещество, ею средообразующие свойства и функции в биосфере
- •Средообразующие функции живого вещества.
- •Основные свойства биосферы
- •Экосистемный уровень жизни
- •Организация (структура) экосистем
- •Экологическая ниша
- •Энергетика экосистем
- •Продуктивность и биомасса экосистем
- •Продуктивность и биомасса экосистем материков и океанов земного шара (Уиттекер, 1980)
- •Экологические пирамиды
- •Динамика и развитие экосистем. Сукцессии
- •Стабильность и устойчивость экосистем
- •Агроценозы и естественные экосистемы
- •Популяционный уровень жизни
- •Структура популяций
- •Динамика популяций. Гомеостаз
- •Промышленность и окружающая среда. Принципы природопользования.
- •Классификация и основные характеристики загрязнений окружающей среды
- •Современные методы контроля загрязняющих веществ в окружающей природной среде
- •Влияние галоидов в молекуле на чувствительность определения
- •Мониторинг окружающей среды виды мониторинга
- •Классификация видов мониторинга
- •Классификация приоритетных загрязняющих веществ и контроль за их содержанием в различных средах
- •Классификация систем (подсистем) мониторинга
- •Критерии оценки качества окружающей среды
- •Загрязнение и защита атмосферы. Строение и состав атмосферы.
- •Загрязнение атмосферы Качество атмосферы и особенности ее загрязнения
- •Основные химические примеси, загрязняющие атмосферу
- •Кислотные дожди
- •Загрязнение атмосферы биологическими примесями
- •Изменение состава и параметров атмосферы
- •Парниковый эффект
- •Разрушение озонового слоя
- •Методы и средства защиты атмосферы Основные методы защиты атмосферы от химических примесей.
- •Классификация систем очистки воздуха и их параметры
- •Системы и аппараты пылеулавливания.
- •Туманоуловители
- •Методы и системы очистки от газообразных примесей
- •Загрязнение и защита гидросферы. Гидросфера и ее структура как природного ресурса.
- •Свойства воды и круговорот воды в природе
- •Загрязнение гидросферы Загрязнение Мирового океана
- •Особенности загрязнения морских вод нефтью.
- •Особенности загрязнения морей и океанов тяжелыми металлами.
- •Загрязнение, истощение и использование материковых вод. Качество воды
- •Использование пресных вод.
- •Качество воды.
- •Характеристики интегральной оценки качества воды
- •Методы и средства защиты водных объектов от загрязнения сточными водами Водоотведение сточных вод
- •Основные направления в решении проблемы нехватки пресной воды
- •Литосфера и её защита от загрязнений. Литосфера и ее строение
- •Ландшафты, их виды и разрушение
- •Классификация ландшафтов
- •Уникальные и рекреационные ландшафты
- •Сельскохозяйственные ландшафты
- •Лесные ландшафты
- •Ландшафты, содержащие в своих недрах месторождения полезных ископаемых
- •Территориально-производственные ландшафты
- •Почва, ее строение и загрязнение Состав и характеристики почв
- •Нормирование и контроль загрязнения почв
- •Оценка опасности загрязнения почв Оценка степени опасности загрязнения почвы химическими веществами.
- •Нормативы пдк, пдв, пдс в воздухе, водоемах, почве и других средах
- •1. Перечень пдк для основных видов атмосферных загрязнений (сн-245-71)
- •2. Гигиеническое нормирование некоторых тяжелых металлов в воздухе, мг/м3
- •3. Наиболее значимые в гигиеническом отношении вещества, загрязняющие воду мг/л
- •4. Пдк тяжелых металлов и фтора в поливных водах
- •Техногенные аварии и катастрофы, их экологические последствия.
- •Возможности развития аварийных ситуаций, связанных с транспортной деятельностью
- •Безотходное и малоотходное производство. Программа «отходы»
- •Государственная программа «отходы».
- •Оценка воздействий на окружающую среду и эколого-экономического ущерба Оценка воздействий на окружающую среду
- •Эколого-экономический ущерб
- •Методы оценки эколого-экономического ущерба, используемые в мировой практике
- •Экстернальные издержки.
- •Эколого-экономическая оценка конструкторских и технологических решений
- •Экологический аудит
- •Экологическая экспертиза
- •Финансирование экологической экспертизы
- •Плата за негативное воздействие на окружающую среду. Правовые основы и принципы расчета платы за загрязнение окружающей среды.
- •Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных и передвижных источников.
- •Платность природопользования
- •Список использованной и рекомендуемой литературы.
- •Атмосферный воздух. Трансграничное загрязнение воздуха. Озоновый слой земли.
- •Поверхностные и подземные воды. Морские воды
- •Водопотребление и водоотведение
- •Почвы и земельные ресурсы
- •Использование полезных ископаемых и охрана недр
- •Динамика нарушенных земель по горнодобывающим отраслям промышленности
- •Растительный мир, в том числе леса
- •Лесопользование
- •Воспроизводство лесных ресурсов
- •Негативные воздействия на лес Лесные пожары
- •Насекомые-вредители, болезни, негативные воздействия природного и антропогенного характера
- •Наличие очагов насекомых-вредителей и болезней
- •Животный мир, в том числе рыбные ресурсы Состояние основных видов охотничьих животных
- •Состояние рыбных и других морских биоресурсов, тенденции их изменения и использования
- •Состояние рыбных ресурсов в пресноводных водоемах России
- •Улов рыбы в наиболее крупных пресноводных водоемах России в 2000-2002 гг., тыс. Т
- •Красная книга Российской Федерации. Красные книги субъектов Российской Федерации.
- •Радиационная обстановка
- •Радиоактивное загрязнение природной среды на территории России в 1995-2002 гг.
- •Особые виды воздействия на окружающую среду Загрязнение окружающей среды стойкими органическими соединениями
- •Воздействие ракетно-космичсской техники
- •Эколого-эпизоотическая обстановка на территории Российской Федерации
- •Климатические и другие особенности 2002 года
- •Стихийные бедствия
- •Транспорт
- •Экологическая безопасность
- •Природоохранительное законодательство российской федерации Развитие федерального природоохранительного законодательства
- •Развитие и совершенствование нормативно-технических и инструктивно-методических документов Нормативное правовое обеспечение в области рыболовства и охраны водных биологических ресурсов.
- •Нормативное обеспечение в области государственного горного и промышленного надзора
- •Государственный экологический контроль и государственный контроль за использованием и охраной отдельных видов природных ресурсов
- •Обеспечение исполнения природоохранительного законодательства органами прокуратуры
- •Общие тенденции экологической преступности
- •Государственная экологическая экспертиза
- •Экологический мониторинг
- •Мониторинг загрязнения окружающей среды
- •Государственный мониторинг состояния недр
- •Экономическое регулирование и финансирование природоохранной деятельности
- •Международное сотрудничество.
- •Международные организации
- •Многосторонние конвенции и соглашения
- •Сотрудничество со странами снг на многосторонней основе
- •Двустороннее сотрудничество
Влияние галоидов в молекуле на чувствительность определения
Вещество Чувствительность, отн. ед.
Хлорбутан 1
Хлорпентан 1
Хлоргептан 1,5
Дихлорбутан 15
Дихлорэтан 190
Бромбутан 280
Хлороформ 6-104
Диброметан 1,1 105
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 азотсодержащих соединений.
5. Пламенно-фотометрический детектор (ПФД) селективен и обладает повышенной чувствительностью по отношению к соединениям, содержащим серу.
Качественный анализ состоит в сравнении периодов времени удерживания 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 содержания компонента в смеси. Расчет ведется по следующим формулам:
где а — содержание вещества, определенное по графику, мг;
V — объем пробы воздуха, вводимого в испаритель хроматографа, мл;
с — концентрация вещества, рассчитанная по графику, мг/мл;
V2o — объем пробы воздуха, приведенный к стандартным условиям, мл.
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 на хроматограмме.
3. Метод норматизации площадей пиков. При этом сумму площадей всех пиков с учетом поправочных коэффициентов принимают за 100%. Для вычисления концентрации вещества (в объемных процентах) необходимо 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 состоят из основных блоков: блок подготовки газов, термостат колонок (в том числе испаритель), детектор и регистратор (самописец). Характеристики некоторых марок хроматографов, применяемых в России, приведены в табл. 6.1.
Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) — хроматографический метод, позволяющий разделить высококипящие жидкости и (или) твердые вещества, которые затруднительно либо нецелесообразно определять методом газожидкостной хроматографии, например полициклические ароматические углеводороды, аминокислоты, ПАВ, пестициды, лекарственные препараты, углеводы и др.
Хроматограф состоит из:
колонок из нержавеющей стали, толстостенного стекла, тантала или меди; диаметр — 1—6 мм, длина — от 10 см до 7 м;
пористых носителей: силикагель, хромосорб, биосил и др. с удельной площадью более 50 м2/г и диаметром частиц 0,005—0,05 мм;
детекторов: рефрактометрический с чувствительностью 10'7г/мл, УФ-детектор с чувствительностью 10'8и флуориметрический с чувствительностью 10'10г/мл, а также электрохимический;
подвижной фазы: ацетонитрил, метанол и др.
Применяют отечественные хроматографы: милихром-4, ми-лихром-5 (г. Орел) с УФ-детектором; серия «Цвет-300» модели 304 и 305 (г. Дзержинск) с рефрактометрическим детектором; из зарубежных наилучшие — хроматографы фирмы «Хьюлет-Паккард».
Тонкослойная хроматография (ТСХ). Разделение происходит на специальных пластинках для тонкослойной хроматографии. Неподвижная фаза в ТСХ: силикагель, оксид алюминия, ионообменные смолы с добавками крахмала и гипса.
Анализируемую смесь наносят на стартовую линию микрошприцем или микропипеткой. Пластинку или бумагу с нанесенной пробой помещают в закрытую камеру, содержащую растворитель, который перемещается по слою сорбента (или по бумаге) под действием капиллярных сил. Компоненты смеси перемещаются вместе с растворителем с различными скоростями. По окончании разделения пластинку или бумагу вынимают из камеры, испаряют растворитель, обрабатывая струей теплого воздуха. Определяемые вещества проявляются на хроматограмме в виде пятен в результате обработки специальным реактивом (например, нингидрин при анализе аминокислот) или методом флюоресценции. Содержание анализируемого компонента пропорционально площади пятна. Количественную оценку проводят или непосредственно на пластинке с помощью планиметра, или путем снятия окрашенного пятна с хроматограммы экстракции вещества растворителем и определения его содержания фотометрическим методом или с помощью денситометра.
Ионная хроматография объединяет принцип ионообменной хроматографии, включающей последовательное использование двух колонок, с кондуктометрическим детектированием. В основе этого метода — элюентное ионообменное разделение ионов на первой (разделяющей) колонке с последующим подавлением фонового сигнала элюента на второй (подавляющей) ионообменной колонке. Ионообменные колонки заполняются неподвижными фазами, содержащими в своей структуре ионо-генные группы, способные к реакции обмена и обладающие высокой проникающей способностью. При анализе катионов колонку для разделения заполняют сульфированными катионитами низкой емкости, а подавляющую колонку — анионитом высокой емкости. В качестве элюентов используют растворы НС1 и HNO3, гидрохлорида пиридина и др. В качестве подвижной фазы — растворы карбоната и гидрокарбоната натрия.
В последние годы развивается ионная хроматография без подавления фонового сигнала элемента и с различными способами детектирования: фотометрический, атомноабсорбционный, ионометрический (ионселективные электроды).
Преимуществами метода являются: низкий предел определения — 1-Ю'6 мг/мл, селективность, возможность одновременного определения неорганических и органических ионов, экспрессность, широкий диапазон определяемых концентраций.
Применяют отечественный хроматограф «Цвет-3006», кондуктометрический детектор, микропроцессор. Предел обнаружения по хлориду натрия — 3-10'6 мг/мл.
Хроматомасс-спектрометрия (ХМС) — это в сущности газовая хроматография с масс-спектрометром в качестве детектора (например, МИ-1201). Данный метод позволяет расшифровывать состав сложных смесей, содержащих сотни неидентифицированных компонентов, и определять их по одной пробе.
Полярография (и вольтамперометрия). Полярография — один из электрохимических методов анализа. Полярограмма — зависимость силы тока от величины приложенного напряжения на электроды. При этом методе не происходит физического разделения смеси на отдельные компоненты. В качестве катода чаще всего применяют ртутный капающий электрод (РКЭ), поверхность которого непрерывно обновляется, что позволяет получать полярограммы и проводить анализ с высокой воспроизводимостью результатов.
Прямое определение возможно лишь при наличии веществ, способных восстанавливаться на РКЭ: ионы металлов, органические соединения, содержащие галоид-, нитро-, нитрозогруппы, карбонильные соединения, пероксиды, эпоксиды, дисульфиды и т. д. Это несколько ограничивает возможности метода, однако при определении полярографических активных соединений позволяет достичь высокой селективности определения без предварительного разделения сложных смесей на отдельные компоненты.
Основные типы полярографии — постоянно-токовая (классическая) и переменно-токовая. Последняя имеет различные названия (подразделы): в зависимости от формы амплитуды переменного тока — квадратно-волновая, трапецеидальная и др.; в зависимости от полярности электрода, который используют как индикаторный, — катодная (восстановление) или анодная (окисление). Последнюю иногда называют вольтамперометрия. В анодной полярографии в отличие от катодной используют только твердый электрод (например, графитовый). Применяют фоновый или индифферентный электролит (называемый просто — фон), т. е. раствор кислоты, соли, буферный раствор более сложного состава, в котором растворяют анализируемую пробу.
Анализ атмосферного воздуха с помощью газоанализаторов (определение SO2, NO, CO и других газов). Газоанализаторы в отличие от стационарных приборов (хроматографы, полярографы и др.) не позволяют достигнуть столь же высокой чувствительности, точности и селективности. Однако при необходимости оперативного контроля содержания примесей загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и особенно в воздухе рабочей зоны и в промышленных выбросах они могут быть полезны и необходимы. Характеристики наиболее применяемых и доступных отечественных газоанализаторов приведены в табл.6.2