Содержание практики

Учебно-производственная практика проводится с использованием передвижной экологической лаборатории (ПЭЛ), которая представляет собой комплексное средство измерения, предназначенное для определения концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, природных и сточных водах, почвах, а так же для оценки радиационной обстановки, метеорологических параметров, геофизических исследований при проведении маршрутных наблюдений.

1. Мобильная лаборатория оснащена автоматическими анализаторами для определения концентрации основных и специфических загрязняющих веществ в атмосферном воздухе: оксида азота, диоксида азота, диоксида серы, оксида углерода, метана и суммарных углеводородов, частиц взвешенных веществ с диаметром 10 мкм и менее, аммиака, формальдегида, хлористого водорода, сероводорода; оборудованием для определения содержаний различных катионов, анионов и нефтепродуктов в водных растворах, электроповодности, мутности, рН, Еh вод, оборудованием для измерения метеорологических параметров, для отбора проб атмосферного воздуха, природных и сточных вод, почв и для оценки уровня слитизации и промерзания почв, георадаром для обследования приповерхностных отложений.

Оценка состояния природной среды с использованием ПЭЛ производится по заранее разработанному маршруту. Маршрут передвижения мобильной лаборатории разрабатывается таким образом, чтобы исследование территории производилось в районах с различным уровнем антропогенной нагрузки (район расположения промышленных предприятий, селитебных зон, автомагистралей и др.). В каждом из районов, обследованию подвергаются: состояние атмосферного воздуха, уровень загрязненности почв, качество поверхностных вод.

Для оценки состояния атмосферного воздуха используется газоаналитический комплекс оборудования, расположенный в мобильной лаборатории.

Предварительно студент изучает принципы действия и технические характеристики имеющегося газоаналитического оборудования.

По приезду лаборатории на место обследования бригада студентов исследующая загрязнение атмосферного воздуха, выполняет работы по приведению газоаналитического оборудования в рабочее состояние. Для этого необходимо: провести осмотр газовых магистралей средств измерений, подключить питание к оборудованию, выдвинуть мачту проботборного устройства, подключить систему сбора данных и управления. Одновременно при оценке состояния качества атмосферного воздуха, выполняются работы по определению метеорологических параметров атмосферы с помощью метеостанции.

2. При оценке состояния поверхностных вод используется переносное оборудование, позволяющее определить физические и химические свойства воды (мультипараметровый анализатор Multi 340i WTW; микропроцессорный портативный турбидиметр HANNA HI 93703, анализатор нефтепродуктов и т.д.). Перед началом работ по оценке состояния поверхностных вод, бригада студентов выполняет работы по определению расхода и скорости течения воды в водном объекте (расходомер микрокомпьютерный модель: МКРС; вертушка гидрометрическая модель ГМЦМ-1).

Пробы воды отбираются с помощью проботборного устройства (переносной пробоотборник для воды модель ПЭ-1420) переливаются в лабораторную посуду и анализируются (всего 6-10 проб на бригаду).

При оценке состояния почвы в исследуемом районе, бригада студентов выполняет работы по определению почвенной влаги с использованием почвенного влагомера (модель BWK Sensor), плотности почвы (пенетрометр модель Р 1.50 EIJKELKAMP). При исследовании состояния почвы, в районе обследования выбираются 5-6 точек. Результаты исследования усредняются и заносятся в отчет по практике.

3. Георадарное зондирование.

I. Установка включает два регистрирующих блока (две катушки, одна из которых генерирует электромагнитное поле частотой 150 МГц, а другая регистрирует индукционный ток, обусловленный электромагнитным полем теллурических токов), соединительные элементы, аккумуляторы, оптические и коаксиальные кабели, преобразователи аналогового сигнала в сигнал бинарный, датчик расстояния, блок обработки.

II. Непосредственно перед полевыми измерениями необходимо выполнить зарядку всех комплектов аккумуляторов, собрать установку, проверить целостность соединительных кабелей, выполнить пробное включение всей установки в лабораторных условиях.

III. Выбор полигона профильных/площадных измерений определяется с учетом, во-первых, предельной глубины зондирования (от 9 до 15 м), во-вторых, с учетом априорной информации о геологическом строении (наличие проводящих приповерхностных экранов), в-третьих, для решения конкретной геоэкологической задачи. Последние включают: определение элементов стратификации верхней части разреза; выявление в ней пликативных и прогноз дизъюнктивных дислокаций; локализация линз; картирование областей размыва; локализация элементов коммуникаций (кабели, трубы, арматура). При проведении натурных измерений профили размечаются вкрест простирания предполагаемого геологического/антропогенного объекта.

IV. В измерениях по отдельному профилю участвуют два студента, эксплуатирующих установку под руководством преподавателя. Один из студентов отвечает за движение установки вдоль линии профиля и ведение полевого журнала. Другой студент несет на себе регистрирующий модуль с сопутствующим аккумулятором и отвечает за сохранение и первичную обработку данных.

V. Форма регистрационного журнала.

№ профиля	Ориентация	Привязка вершин	Длина (м)	Привязка к объектам	Название файла	Первичная обработка

VI. Обработка и интерпретация данных - осуществляется после перекачки файлов с записью временных (структурно-георадарных) разрезов на стационарный компьютер с использованием стандартного пакета программ GeoScan. В рамках этого пакета реализованы в основном процедуры низкочастотной, высокочастотной и узкополосной фильтрации, ориентированные на:

- контрастирование осей синфазности, интерпретируемых как поверхности контакта структурно-вещественных комплексов;

- формальное сведение всех уровней временного разреза к одному уровню чувствительности (единому динамическому диапазону);

- устранение высокочастотных помех, эффекта сейсмического сноса.

Кроме формальных пересчетов интерпретация подразумевает визуальную оценку структуры временного разреза: локализацию областей дифракции на элементах коммуникационной сети; дешифрирование по осям синфазности; выявление границ нарушения пространственно-временной стационарности структурно-георадарного разреза. В заключение осуществляется привязка выявленных особенностей верхней части разреза с локальным формам дневного рельефа.

VII. Глава в отчет по практике, которая включает описания:

- теоретических основ метода (в оригинальном изложении);

- теоретических основ интерпретационных подходов;

- методики измерений;

- качественной оценки экспериментального материала;

- поэтапного выполнения обработки в стандартных программных оболочках;

- структуры итогового временного разреза.

4. Радиационный мониторинг.

I. Установка включает регистрирующий блок, комбинированный с чувствительным элементом (счетчиком Гейгера), наушники, чувствительный элемент, закрепленный на телескопической штанге, и соединительный кабель.

II. Непосредственно перед полевыми измерениями необходимо зарядить аккумулятор, настроить регистрирующий блок (размерность, форма отображения замера), выполнить тестовые измерения в лабораторных условиях.

III. Выбор полигона для площадных/профильных измерений определяется, во-первых, с учетом решаемых инженерно-экологических задач (временной мониторинг естественного или наведенного радиационного фона; обнаружение антропогенных источников радиационного загрязнения; картирование по параметру уровне естественной радиации приповерхностных структурно-вещественных комплексов геологической среды), во-вторых, с учетом возможного генезиса и форм проявления источников радиационного загрязнения. По генезису их условно можно разделить на промышленные, медицинские и смешанные вторичные, обладающие разными формами проявления. Например, светящиеся стрелки наручных часов, тестовые радиационные источники в стенах заброшенных промышленных учреждений, радиационный след от покрышек утилизирующего транспорта относятся к промышленным источникам. Повышенный радиационный фон в окрестности работающих рентгеновских установок при нарушении штатного экрана, ампулы с изотопом йода на свалках относятся к формам медицинских источников. Повышенный фон в окрестности стока дождевых вод, на гранитной набережной в солнечную погоду можно назвать следствием смешанных источников. При проведении натурных измерений профили ориентируются с пересечением перспективных на аномалию участков (территории необорудованных свалок, новые площадки с гранитной засыпкой, территория поликлиник, пустыри, газоны со свежей землей). Замеры проводятся с регулярным шагом (два метра вдоль профиля) с отметкой выполненного измерения на топооснове.

IV. В измерениях по отдельному профилю участвуют два студента, один из которых ответственен за проведение измерений и их трассирование по топооснове, а другой - за дублирование привязки к топооснове и ведение полевого журнала.

V. Форма регистрационного журнала:

№ профиля	Привязка профиля	№ пикета	Измерение / размерность

VI. Обработка и интерпретация данных - начинается с присвоения отдельным пикетам реальных (географических или прямоугольных) или условных координат с набивкой в таблицах Exel материалов натурных измерений. Формат итогового файла представлен упорядочиванием экспериментальных данных в трех колонках: X, Y, Z (X и Y - координаты пикета, Z - величина измеренного скалярного поля). Следующий этап обработки включает сортировку данных и процедуру интерполяции с переводом пространственно нерегулярной сети наблюдений в пространственно регулярную сетку, после чего пространственное распределение радиационной активности отображается в виде карты изолиний. В ее структуре позиция положительных аномалий (максимумов) интерпретируется как область одного из источников радиационного фона и требует детализационных измерений, предполагающих сгущение сети пикетов в этой области. Дополнительная обработка натурных измерений на третьем этапе состоит в реализации опреций пространственной фильтрации для решения задач районирования полигона, восстановление вероятных направлений миграции элементов, прогноз временной динамики измеренного признака.

VII. Составление соответствующего раздела в отчет по практике включает:

- изложение теоретических основ метода;

- описание методики натурных измерений;

- характеристику методики интерпретации и основных ее результатов.

ПЕРВАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА

Составитель – проф. М.А. Пашкевич