Общее определение аналитических методов определения
Все виды наблюдений за окружающей средой подразделяют на прямые и косвенные. Прямые виды осуществляются путём отбора проб объекта окружающей среды с последующим анализом в лабораторных условиях.
Косвенные виды – это скорее наблюдение за воздействием на окружающую среду. Косвенные виды в свою очередь делятся на дистанционные, расчётные и прогнозные.
В последнее время с развитием космической техники широко стал использоваться космический экологический мониторинг. Этот косвенный вид наблюдений за окружающей средой, тем не менее, очень информативен в таких случаях, когда необходимо знать масштаб загрязнений или прогнозировать перенос загрязнений в тех или иных атмосферных перемещениях в пространственно-временном отрезке. С помощью спутников наблюдают тепловые аномалии (ТЭЦ, пруды-охладители, крупные производства, лесные пожары и т.п.), следят за дымовыми шлейфами и факелами, выявляют площади с различной степенью загрязнения почвенного и снежного покровов, а на реках, морях и океанах – площади разлива нефти (мониторинг катастроф).
Данные мониторинга полученные со спутника незаменимы в составлении карт риска возникновения смога в промышленных центрах и загрязнении почв атмосферными осадками, а так же определении зон экотоксикологической опасности из-за атмосферных загрязнений.
Прямые виды наблюдений за окружающей средой включают в себя посты наблюдений и непосредственно аналитические лаборатории. Лаборатории могут быть мобильными (передвижными) и стационарными. Оснащение лабораторий приборами и оборудованием экологического контроля зависит от поставленных задач. Задачи, в свою очередь, ставятся в зависимости от приоритетных загрязнителей окружающей среды. Достоверность результатов количественного химического анализа, помимо методик определения загрязняющих веществ, обеспечивается за счёт современного парка приборов и высококлассных специалистов. В современном экологическом мониторинге без этого никак не обойтись, ведь перечень загрязняющих веществ достаточно широк как по номенклатуре, так и по составу загрязняющих примесей. Но, тем не менее, на данный момент, мы имеем такой факт, что количество загрязнителей среды с отсутствующими гигиеническими нормативами значительно выше числа веществ, включённых в перечень химических соединений с известными нормативами. Отсюда, как следствие, возникает необходимость разработки новых методик анализа загрязняющих веществ и усовершенствования аналитических приборов.
Рассмотрим, какие же современные методы и аналитические приборы применяются сегодня для целей экологического мониторинга?
Электрохимический метод помимо использования лабораторных и портативных рН-метров предлагает комплекс вольтамперометрический, который анализирует пробы различных объектов на содержание электрических элементов и веществ, таких как металлы и неметаллы, органические соединения. Универсальный полярограф пригодится для измерений микроколичеств (до 10-10 моль/л) тяжелых металлов, йода, селена и мышьяка, а так же токсических органических и неорганических компонентов в различных объектах.
Спектрофотометричекий метод анализа веществ основан на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения. Этот метод применяется в одноимённом приборе спектрофотометре, который, на данный момент, широко используется в аналитических лабораториях для анализа объектов окружающей среды.
Хроматографический метод основан на разделении смеси веществ в колонке, заполненной определённой фазой. Газовые хроматографы это те, в которых разделение смеси веществ происходит в потоке газа, а в жидкостных хроматографах разделение веществ идёт в потоке жидкости. Широкий выбор детекторов (обнаружителей) в современных хроматографах даёт возможность анализировать достаточно большой спектр загрязняющих веществ окружающей среды. Хроматограф сегодня это максимально автоматизированный аппаратный комплекс с программным обеспечением, позволяющий решать задачи в области экологического исследования (для научных целей) и выполнять рутинные анализы.
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) используется для количественного определения элементов по селективному поглощению излучения резонансных спектральных линий атомным паром элемента. Атомно-абсорбционные спектрометры анализируют широкий спектр элементов, в основном это металлы.
Всё это разнообразие методов контроля загрязнения окружающей среды даёт достаточно широкий спектр выбора аналитического оборудования природоохранным организациям для оснащения своих лабораторий.
Центр по мониторингу загрязнения окружающей среды ФГБУ «Приволжское УГМС» осуществляет контроль водных объектов, атмосферного воздуха и почвы на территории Приволжского федерального округа. В соответствии с поставленными задачами, аналитические лаборатории Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды периодически пополняются новыми современными аналитическими приборами, такими как спектрофотометры, хроматографы, атомно-абсорбционные спектрометры.
Всего в лабораториях Приволжского УГМС в 2013 году проводились наблюдения за качеством атмосферного воздуха по 33 примесям (органическим и неорганическим), воды по 55 примесям (органическим и неорганическим), почвы по 28 показателям. В каждом городе свои приоритетные загрязняющие вещества, но картина общего загрязнения территории складывается из обобщения всех полученных данных. Достоверность этих данных как раз и обеспечивают идентичные методы анализа и аналитического оборудования.
В лабораториях ФГБУ «Приволжское УГМС» Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды г. Самары для анализа атмосферного воздуха используются спектрофотометры нового поколения. Всего в лаборатории мониторинга загрязнения атмосферы определяют 18 вредных примесей, но только 5 из них являются обязательными, остальные – это специфичные загрязнители нашего города.
Для количественного определения загрязняющих веществ поверхностных вод (реки, водохранилища), в лаборатории мониторинга загрязнения воды кроме спектрофотометров и концентратомеров, используются такие высокоточные аналитические приборы как атомно-абсорбционный спектрометр МГА с программным управлением для определения тяжелых металлов в воде. Всего в поверхностных водах Самарской области определяют 46 ингредиентов.
В лаборатории физико-химических методов анализа определяют 23 наименования вредных примесей, используя аналитические приборы, основанные на протекании физико-химических процессах во время анализа проб. Это газовые хроматографы последнего поколения с программным обеспечением для анализа специфических органических примесей в воде (хлорорганические пестициды и легколетучие ароматические углеводороды) и воздухе (ароматические углеводороды и сумма предельных и непредельных углеводородов), атомно-абсорбционные спектрометры для определения тяжелых металлов в почве. Ртутно-гидридная приставка к ААС для определения ртути позволяет определять содержание ртути в почве методом холодного пара.