85382

Организация экоаналитического контроля

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Контролируемые объекты и компоненты в экоаналитическом контроле Организация и обеспечение ЭАК требуют решения комплекса взаимосвязанных проблем которые образуют приведенную ниже единую систему: Нормативнотехническое обеспечение и правовая регламентация Контролируемые объекты и компоненты Методическое обеспечение Аппаратурное обеспечение Метрологическое обеспечение Обеспечение качества химической информации Кадровое обеспечение Нормативнотехническое обеспечение и правовая регламентация системы ЭАК С точки зрения природоохранительного...

Русский

2015-03-24

53 KB

4 чел.

5

17. Организация экоаналитического контроля.

Контролируемые объекты и компоненты в экоаналитическом контроле

Организация и обеспечение ЭАК требуют решения комплекса взаимосвязанных проблем, которые образуют приведенную ниже единую систему:

Нормативно-техническое обеспечение и правовая регламентация

Контролируемые объекты и компоненты

Методическое обеспечение

Аппаратурное обеспечение

Метрологическое обеспечение

Обеспечение качества химической информации

Кадровое обеспечение

Нормативно-техническое обеспечение и правовая регламентация системы ЭАК

С точки зрения природоохранительного законодательства, регламентация отдельных стадий ЭАК [пробоотбор, консервация и транспортировка проб, пробоподготовка, выполнение определения, обработка и выдача результатов анализа, их введение в память ЭВМ, а также нормирование номенклатуры подлежащих определению вредных, в том числе токсичных, веществ и уровни их предельно допустимых концентраций (ПДК), равно как оценки предельно допустимых выбросов (ПДВ) и сбросов (ПДС)] является юридической базой для обоснования требований к методикам анализа, аналитическим приборам и другим средствам измерения, которые следует применять для ЭАК.

В нормативно-техническое обеспечение включают также документы, регламентирующие алгоритмы проведения анализа. Существует множество нормативно-технических документов (НТД) по самым различным аспектам ЭАК, но одни из них действуют в системе Роскомгидромета, другие - в системе Комитета по водным ресурсам, третьи - в Комитете по лесу, четвертые действуют только в рамках Россанэпиднадзора и т.д. Такой ведомственный ералаш крайне отрицательно влияет на выработку общих принципов ЭАК. Поэтому необходима разработка единых НТД, регламентирующих требования к организации и проведению ЭАК с учетом его специфики для каждой из связанных с ним структур.

Методическое обеспечение системы ЭАК

Разработано огромное количество методик анализа объектов природной окружающей среды, но только часть из них может быть применена в системе ЭАК, поскольку по своим показателям эффективности, включающим аналитические и метрологические характеристики, они не отвечают требованиям ЭАК. К тому же большая группа методик реализуется на уникальном аналитическом оборудовании, которое в России имеется в единичных экземплярах (например хромато-масс-спектрометры высокого разрешения). Поэтому методики, реализуемые с использованием этих приборов, не могут претендовать на место в ЭАК и их следует использовать при решении узких конкретных задач. Но даже после отбраковки методик по показателям эффективности и доступности применяемого оборудования методическое обеспечение ЭАК, на первый взгляд, выглядит вполне удовлетворительным. Действительно, методики постоянно разрабатываются, совершенствуются, реализуются. Практически для большинства нормируемых показателей можно подобрать подходящую методику контроля. На самом же деле ситуация более сложная. Прежде всего, отметим, что документы, регламентирующие методики анализа объектов окружающей среды, должны иметь определенный нормативно-технический и правовой статус: такие методики должны быть аттестованы и введены в действие. Пока подавляющее большинство методик, применяемых для ЭАК, не аттестовано, не говоря уже о более высоком уровне их стандартизации. Следовательно, такое методическое обеспечение неудовлетворительно как с позиций госконтрольных органов, для которых оно практически отсутствует, так и природопользователей, поскольку проведение ЭАК по неаттестованным методикам сразу же ставит под сомнение достоверность результатов анализов. По таким результатам не могут быть приняты ни санкции, ни управленческие решения.

Аппаратурное обеспечение системы ЭАК

Приборы ЭАК, разумеется, входят в общую совокупность аналитических приборов, но с учетом специфики требований ЭАК необходимо сделать ряд пояснений.

Для приборов ЭАК принципиальным является вопрос обоснования требований к условиям их эксплуатации. Все приборы ЭАК – выпускаемые или разрабатываемые - можно разделить на две группы: приборы общего назначения и специализированные приборы.

В первую группу входят приборы, применение которых не жестко связано со спецификой контролируемого объекта или определяемого показателя, т.е. возможно их использование для большого числа методик анализа, охватывающих контроль разнотипных объектов и разнообразных показателей. К таким приборам относится большинство хроматографов, спектрофотометров, спектрографов, спектро-флуориметров, полярографов и масс-спектрометров. До недавнего времени концепция аналитического приборостроения основывалась именно на создании данной группы приборов, которые в равной степени предназначались для аналитического контроля в различных областях.

Вторая группа включает приборы, предназначенные для определения конкретного компонента в конкретном объекте контроля (пример – анализатор SO2 в промышленных выбросах или анализатор нефтепродуктов в водах).

Приборы обеих групп могут применяться в ЭАК при наличии обязательного методического обеспечения.

С позиций ЭАК специализированные приборы предпочтительнее приборов общего назначения, поскольку они реализуют ограниченное число методик и обычно разрабатываются для определения конкретных компонентов в конкретном объекте анализа. Однако если принять концепцию исключительного использования специализированных приборов в ЭАК, то необходимо расширить номенклатуру определяемых одним типом прибора веществ-загрязнителей и тем самым усложнить конструкцию, т.е. по существу переходить к приборам общего назначения или создавать огромное количество специализированных приборов, способных в совокупности обеспечить определение подлежащих ЭАК веществ в данном объекте, что экономически невыгодно. Специализированные приборы удобны для стационарных постов контроля, передвижных лабораторий и природопользователей с загрязнителями не слишком широкого, но устоявшегося круга.

В целом же приборы общего назначения остаются в аппаратурном обеспечении ЭАК, однако они должны поставляться только вместе с необходимым пользователю методическим обеспечением. Например, атомно-адсорбционный и атомно- флуоресцентный спектрометр "Квант" поставляется в госконтрольные службы Минэкологии РФ вместе с унифицированной методикой определения тяжелых металлов в природных, питьевых и сточных водах.

Таким образом, понятие "специализированный прибор" ЭАК распространяется фактически и на приборы общего назначения. Отличие состоит в том, что методическое обеспечение приборов общего назначения "открыто" для пользователя и разработчика и при необходимости может пополняться и совершенствоваться.

Актуальным направлением аналитического приборостроения является разработка многоцелевых приборных комплексов, которые построены по блочно-модульному принципу и позволяют определить разнообразные макро- и микрокомпоненты в разнообразных объектах.

Обеспечение качества химической информации

При ЭАК получаемая информация служит фундаментом для принятия принципиальных решений и предписывания правил. Качество аналитической информации определяется степенью ее достоверности. Система обеспечения качества, состоящая из подсистем аттестации, контроля и оценки качества, с одной стороны, является надежным вспомогательным средством производства информации и, с другой - доказательством надежности. Работы по обеспечению качества результатов химического анализа в области ЭАК носят узковедомственный характер и не распространяются на всю систему ЭАК, поскольку контроль качества данных природопользователей вообще не проводится. Таким образом, необходимо создание общей системы обеспечения качества аналитических работ, что должно быть регламентировано соответствующим НТД.

Одной из общепринятых форм комплексной оценки ЭАК аналитических служб и лабораторий, официальным признанием в этой области должна стать их аккредитация на государственном или аттестация на ведомственном уровне.

Контролируемые объекты и компоненты в экоаналитическом контроле

В основе мониторинга  лежит система определения концентраций загрязняющих веществ в объектах окружающей среды - система эколого-аналитического контроля (ЭАК).

ЭАК - это система мероприятий по выявлению и оценке источников и уровня загрязненности природных объектов вредными веществами в результате сбросов либо выбросов этих веществ в окружающую среду природопользователями, также вследствие естественного образования и накопления в объектах окружающей среды, в том числе за счет химической и биохимической трансформации природных и техногенных веществ в соединения с вредными свойствами.

Можно выделить три основные функции ЭАК:

  •  получение первичной информации о содержании вредных веществ в окружающей среде и принятие на основе этой информации решений по предотвращению дальнейшего поступления этих веществ в воду, воздух, почву, донные отложения, растительный покров или о необходимости очистки этих объектов от уже накопленных загрязнителей;
  •  получение вторичной информации об эффективности мероприятий, осуществленных на основе первичной информации;
  •  формирование исходных данных для принятия решений экономического, правового, социального и экологического характера по отношению к природопользователям, районам и регионам со сложной экологической обстановкой, включая оценку недвижимости при ее приватизации или продаже.

В сферу эколого-аналитического контроля входят следующие контролируемые объекты:

  •  воды - пресные, поверхностные, морские, подземные, атмосферные осадки, талые, сточные;
  •  воздух - атмосферный, природных заповедников (фон), городов и промышленных зон, рабочей зоны;
  •  почвы (в аспекте загрязнения);
  •  донные отложения (в том же аспекте);
  •  растения, пища и корма, животные ткани (в том же аспекте).

В сферу объектов ЭАК при необходимости могут быть включены и другие объекты, представляющие по той или иной причине опасность для окружающей среды, в частности, полупродукты и готовая продукция нефтехимической, химической, фармацевтической и микробиологической промышленности.

В настоящее время, согласно данным ВОЗ, в промышленности используется до 500 тыс. соединений (в основном органических), из которых более 40 тыс. являются вредными для здоровья человека и около 12 тыс. токсичными. В России в почву вносят около 200 различных пестицидов, для большинства из которых (около 70%) ПДК не определены, в то время как только 10% из них являются нетоксичными. Многие соединения, попадая в окружающую среду, превращаются под ее воздействием в более токсичные соединения, чем исходные (при хлорировании воды в процессе пробоподготовки, в процессе отбеливания бумажной массы хлором, под воздействием бактерий). В нашей стране установлены ПДК примерно для 1400 соединений в воде, более 1300 соединений в воздухе и свыше 200 - в почвах, т.е. только для незначительной части соединений, поступающих в окружающую среду.

Расчленим массив нормируемых загрязнителей на несколько групп по критериям требуемых пределов обнаружения и степени распространенности.

Все многообразие веществ - загрязнителей по вышеуказанным критериям может быть разбито на три весьма не равные в количественном отношении основные группы. К первой группе предлагается отнести такие вещества, как кислород, озон, оксиды углерода, азота, серы, аммиак, галогены и соответствующие им кислоты (ионы), а также природные фульво- и гуминовые кислоты, низкомолекулярные углеводороды (компоненты природных газов и топлив). Сюда же следует включить металлы гальванических производств и их водонерастворимые соединения. Эта группа веществ характеризуется наиболее широкой распространенностью и достаточно легко достигаемыми требуемыми пределами обнаружения.

Ко второй группе следует отнести все многообразие органических загрязнителей, как правило, первой и второй групп опасности, а также тяжелые металлы и их водорастворимые соединения. Кроме того, в данной группе целесообразно разместить токсиканты (цианиды, арсин, фосфин, силаны и их производные). Это самая многочисленная группа веществ-загрязнителей, объединяющая в зависимости от специфики промышленного региона от 60 до 80% контролируемых веществ. Диапазон нормируемых содержаний веществ данной группы составляет от 1*10-4 до 1*10-7 мг/л. Важной аналитической характеристикой, отличающей задачи определения этих веществ от веществ первой группы, является требование высокой селективности при малых пределах обнаружения, так как определяемые соединения находятся в сложных многокомпонентных смесях.

Эта особенность в еще большей, подчас критической, степени относится к веществам третьей группы, к которой предлагается отнести так называемые супертоксиканты (фосфорорганические соединения, диоксины, 3,4-бензпирен, нитрозамины и др.)

Для общности рассмотрения в эту же группу следует включить и неизвестные ныне супертоксиканты, образующиеся в результате медленных химических взаимодействий техногенных отходов с компонентами окружающей среды. Действительно, если фотосинтез приводит к образованию нитрозалинов, можно с высокой степенью вероятности предположить существование и возникновение еще более опасных веществ, грозящих экологическими катастрофами. Требуемые пределы обнаружения веществ этой группы находятся в диапазоне от 1*10-7 до 1*10-10 мг/л. Аналитические задачи для веществ данной группы разрешаются только на основе сочетания концентрирования с высокоинформативной аналитической техникой типа хромато-масс- и хромато-ИК-Фурье-спектрометрии.

Следует отметить один существенный недостаток принятого подхода к эколого-аналитическому контролю, который является общим для России и других стран. Такой подход состоит в установлении ПДК соединений, разработке методик, обеспечивающих определение этих соединений в объектах окружающей среды на уровне ПДК и ниже, и их утверждение в соответствующих ведомствах. Очевидны недостатки существующего подхода: колоссальные затраты времени и высококвалифицированного труда и, как следствие, огромные экономические потери. К тому же такой подход не охватывает контроль содержания неизвестных, ненормируемых веществ и их влияния на экологическую обстановку.

Одним из ключевых вопросов ЭАК является обнаружение и идентификация неизвестных веществ, определение их на уровне 10-10 - 10-12 г и ниже. При этом идентификацию проводят в присутствии большого числа соединений. Проблема осложняется и тем, что отсутствует какая-либо предварительная информация об исследуемых соединениях либо последние вообще неизвестны. Достоверность идентификации и определения неизвестных веществ должна быть очень высокой: многие вопросы экологической безопасности базируются на достоверности ЭАК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52984. Внеклассное мероприятие по физике «Лирическая физика» 64.5 KB
  1 конкурс Разминка Разминка физическая Кто открыл явление инерции Из чего состоят молекулы Прибор для измерения массы тела Основная единица измерения силы В каком городе жил Архимед Состояние вещества если молекулы расположены в строгом порядке Научные предположения о чем – либо Основная единица количества теплоты Плотность чистой воды Какую физическую величину измеряют мензуркой Как называют изменение формы или размеров тела Как называется процесс превращения пара в жидкость Основная единица...
52985. Взаємодія тіл 1.18 MB
  Запропоновані тестові завдання можуть бути використані як для поточної перевірки знань учнів, так і для тематичних атестацій. Задачі і завдання підібрані різних типів - розрахункові, графічні, якісні, задачі-малюнки, умова яких задається за допомогою малюнка, графіка, фотографії.
52987. Компетентнісний підхід у викладанні фізики 105.5 KB
  Ключові компетенції включають в себе вміння виконувати цілісну ясну грамотну дію вирішувати реальну ситуацію задачу. У зв'язку з цим можна виділити навички та вміння які повинні виникнути у студентів: володіння інформаційними технологіями уміння їх застосовувати збір і обробка необхідної інформації; здатність вчитися все життя це основа безперервної підготовки в професійному плані а також в особистому і суспільному житті; вміння спілкуватися поважати один одного здатність жити з людьми інших культур мов і релігій. Це призводить...
52988. Методичні рекомендації з проведення навчального експерименту в системі вивчення фізики в середній школі 170.5 KB
  Методичні рекомендації з проведення навчального експерименту в системі вивчення фізики в середній школі м. Система шкільного експерименту з фізики. Роль експерименту в процесі вивчення фізики в школі.
52989. ФОРМУВАННЯ САМООСВІТНЬОЇ КОМПЕТЕНТНОСТІ УЧНІВ ЗАСОБАМИ ФІЗИКИ 103 KB
  Модель випускника готового до самоосвіти Засоби організації самоосвітньої діяльності учнів Пам’ятки раціональної організації навчальної роботи школяра як розв’язати задачу як здійснити перевірку розв’язків задачі робота з підручником фізики складання плану відповіді з фізики як скласти конспект як готувати доповідь реферат як працювати з додатковою літературою як готувати домашнє завдання як виконувати письмову домашню роботу Зразки тестів та контрольних робіт для перевірки навчальних досягнень...
52990. Вивчати фізику цікаво 270 KB
  Серед безлічі шляхів формування у школярів пізнавального інтересу одним з найбільш ефективних є організація ігрової діяльності. Ігрові форми навчання дозволяють пожвавити навчальний процес, зробити його більш привабливим для учнів, підвищують інтерес до предмета в цілому, активізують мислення та творчу діяльність учнів.
52991. Використання моделей і моделювання в шкільному курсі фізики 230.5 KB
  Наводиться технологічний ланцюжок вирішення завдань на комп'ютері. Технологія моделювання вимагає від дослідника уміння ставити проблеми і завдання прогнозувати результати дослідження проводити розумні оцінки виділяти головні і другорядні чинники для побудови моделей вибирати аналогії і математичні формулювання вирішувати завдання з використанням комп'ютерних систем проводити аналіз комп'ютерних експериментів. Моделювання експерименту засобами ІКТ Сьогодні коли комп'ютер став основним інструментом дослідника різні види моделей можна...