Концентрация элементов на барьере

где К — коэффициент, зависящий от «инертной» массы (почв, осад­ков, живого вещества и т.д.), на которой происходит накопление рассматриваемого вещества; C₁, С₂ — содержание рассматривае­мого вещества в миграционном потоке соответственно до и по­сле барьера; а₁, а₂ — общее содержание всех веществ, мигрирую­щих в потоке соответственно до и после барьера.

Принцип торможения химических реакций (принцип Перельмана) - если в системе один из реагентов присутствует в количестве, не­достаточном для реализации всех возможных реакций, то осуще­ствляются лишь те реакции, для которых характерно макси­мальное химическое сродство.

 

 

Физико-химические барьеры. Механические барьеры. Биогеохимические барьеры. Социальные геохимические барьеры. Комплексные геохимические барьеры

1. Физико-химические барьеры 1.1. Сероводородные барьеры

При резком понижении величины Eh возникают восстанови­тельные геохимические барьеры. Если на таких барьерах осажде­ние химических элементов происходит с участием H₂S (в виде га­за или водного раствора), то барьер считается сероводородным. В сильнокислых средах (преобладает H₂S) барьер основывается на реакция типа:CuSO₄ + H₂S ® CuS¯ + H₂SO₄

В нейтральных и слабощелочных средах (преобладает HS^-) барьер основывается на реакция типа: CuSO₄ + NaHS ® CuS¯ + NaHSO₄

1.2. Кислородные барьеры

­Eh, природные барьеры, осаждаются Fe, Mn. Может сера и селен.

Примеры: S из сероводорода; Fe(OH)₃ из Fe⁺².

1.3. Щелочные барьеры: Кислые воды (сульфидные руды) с водами от карбонатных пород. Cu, Zn, Fe, Pb, а также Cd, Cr.

1.4. Кислые барьеры: Нейтральные и щелочные условия меняются скачкообразно на слабокислые и кислые. На многих кислых барьерах хим. элементы осаждаются из потока содовых вод. Такие воды чаще всего образуются за счет обменных реакций и выветривания натриевых силикатов. В таких водных потоках находятся в повышенной концентрации Mo, V, Se, U, Si, Y, Zr, Ag, Sc, Be, Cu, Al, Cr.

1.5. Испарительные геохимические барьеры представляют собой участки, на которых увеличение концентрации хим. элементов происходит в результате процессов испарения.

1.6. Сорбционные геохимические барьеры формируются на участках встречи водного или газового потока с сорбентами.

1.7. Формирование термодинамических барьеров происходит при довольно резком изменении давления и температуры в конкретных геохимических системах. Пока природные термодинамические барьеры преобладают над техногенными.

2. Механические барьеры формируются в условиях резкого уменьшения интенсивности механической миграции веществ. Классификация этих барьеров пока еще не разработана. Так как сами барьеры всегда представляют механическую преграду для веществ, перемещающихся в миграционном потоке, то их удобно разделять в зависимости от форм нахождения мигрирующих веществ и элементов потока, в котором эти вещества перемещаются. 3. На биогеохимических барьерах происходит резкое уменьшение интенсивности миграции хим. элементов под воздействием организмов. 4. Социальные геохимические барьеры Под термином понимают зоны складирования и захоронения отходов – как промышленных, так и бытовых. 5. Комплексные геохимические барьеры Комплексные геохимические барьеры образуются за счет наложения друг на друга нескольких различных барьеров. Среди природных барьеров комплексные по распространенности занимают если не первое, то одно из первых мест.

 

Фоновый мониторинг. Программа наблюдения на фоновых станциях.

Целью фонового мониторинга является проведение долговременных систематических наблюдений за уровнем содержания ЗВ во всех объектах окружающей среды в районах, которые находятся на значительном расстоянии от источников вредных выбросов.Для осуществления фоновых наблюдений создана сеть станций, которые подразделяются на базовые и региональные. Базовые обеспечивают получение информации об исходном состоянии биосферы и располагаются в районах, где отсутствует антропогенное воздействие, в большинстве случаев в биосферных заповедниках.На региональных станциях получается информация о состоянии биосферы в зонах, подверженных антропогенному влиянию.

Программа наблюдений за загрязнителями на сухопутных фоновых станциях:

1. В атмосферном воздухе: взвешенные вещества озон, СО, СО₂, SО_x, NО_x, SO₄^2-. Определения проводятся ежедневно.

2. В атмосферных выпадениях и снеге определяют Pb, Cd, Hg, As, 3,4-бенз(а)пирен, ДДТ и другие хлорорганические пестициды, рН, главные катионы и анионы.

3. В поверхностных и подземных водах, взвесях, донных отложения и почве определяют то же, что и по п. 2, кроме главных катионов и анионов, а также биогенные элементы..

4. В биологических объектах - Pb, Cd, Hg, As, 3,4-бенз(а)пирен, ДДТ

Программа наблюдений за загрязнителями на морских фоновых станциях:

· определение ЗВ (нефтяные УВ, пестициды, тяжелые металлы, фенолы, СПАВ),

· определение показателей среды (рК, H₂S, pH, NO₃^-, NO₂^-, NH₄⁺, P(V), и Р_общ., Si),

· показатели гидрометеорологического режима (соленость, температура воды и воздуха, скорость и направление ветра и течений, прозрачность, цветность). Частота наблюдений - 1 раз в сезон.

 

 

Методы фонового мониторинга. Факторы, влияющие на формирование загрязнения окружающей среды.

Факторы:

1. Географическое положение

2. Временные факторы (годовые, сезонные, месячные, суточные и внутрисуточные колебания).

3. Экстремальные факторы:

- Природные (например, извержения вулканов).

- Антропогенные (крупные аварии, военные конфликты, лесные пожары).

Методы фонового мониторинга

О₃: - спектрофотометрический метод, основанный на поглощении УФ - излучения при λ 250 - 280 нм.

- хемилюминесцентный.

SO₂: кулонометрия, флуориметрия, спектроскопия, пламенная фотометрия.

NО_x: хемилюминесцентный.

Тяжелые металлы: ААС, ЭФС, РФА.

3,4-бенз(а)пирен, другие ПАУ: газовая хроматография, жидкостная хроматография, люминесцентная спектроскопия.

Диоксины: примерно 0,1 пг/м3 концентрируют экстракцией ДМСО, дополнительно очищают сорбцией на SiO₂ и Al₂O₃. Метод определения - хромато- масс-спектрометрический.

Метод парных станций - проведение параллельных измерений конкретных загрязнителей в крупном городе и на региональной фоновой станции, расположенной в 100-200 км. "Разность" определенных величин загрязненности - локальная составляющая фонового загрязнения воздуха, обусловленная влиянием крупного близлежащего города.

Региональный мониторинг.

Региональный – слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут раличаться и по природному характеру, и по антропогенному воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы

Задачами экологического мониторинга на региональном уровне являются:

- контроль за фоновыми загрязнениями;

- наблюдение, оценка, прогноз трансграничных переносов вредный веществ;

- формирование распределённой базы данных об экологической обстановке в регионе.

 

Импактный мониторинг

Импактный – мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах. Состав и уровни концентраций в значительной мере (но не полностью) определяются технологиями производств, создающих загрязнение. В данном случае физико-химические процессы в окру­жающей среде и метеорологические условия начинают играть суще­ственную роль в создании наблюдаемых уровней концентраций 3В. Последние иногда превышают ПДКсс в десятки раз. Наблюдается тесная связь между расположением источников, их характеристика­ми, направлением и скоростью ветра и полями концентраций 3В. Наблюдения осуществляются на стационарных, передвижных и подфакельных постах. Стационарные посты оборудованы метеоро­логической аппаратурой и приборами для контроля за 3-4 приори­тетными веществами. Передвижные посты - лаборатории на коле­сах, служащие для уточнения мест расположения стационарных по­стов. Такое уточнение требуется в связи с динамичностью хозяйст­венной деятельности и изменениями характера застройки. Подфакельные посты следят за распространением выбросов из заводских труб, сообщая о случаях критических ситуаций особенно в условиях НМУ. Такие службы также снабжены передвижными лаборатория­ми.