Губина Т.И. (ред.) Экологические проблемы промышленных городов

Подождите немного. Документ загружается.

191

192

Таблица 4

Нормативные документы, границы относительной погрешности и нормативы контроля

определения содержания отравляющих веществ в вентиляционных выбросах

Нормативн

ый

документ

Название

Характеристики погрешности измерений

концентрации

(Р = 0,95)

Диапазон

измеряемых

значений

концентрац

ий, мг/м

Границы

относите

льной

погреш-

ности, δ,

Нормати

контроля

воспроиз

во-

димости,

отн

, %

Нормати

контроля

сходимос

ти;

d, %

МВИ № 031-

01-

094-03

Методика выполнения

измерений массовой

концентрации иприта в

промышленных

выбросах

газохроматографическ

им методом

От 0,000002

до 2,0

20 20 3

МВИ № 031-

01-

110-04

Методика выполнения

измерений массовой

концентрации люизита

в промышленных

выбросах

газохроматографическ

им методом с

пульсирующим

пламенно-

фотометрическим

детектором

От 0,00002

до 0,04

14 17 5

МВИ № 031-

01-

195-06

Методика выполнения

измерений массовой

концентрации

вещества типа Vx в

промышленных

выбросах

газохроматографическ

им методом с

пульсирующим

пламенно-

фотометрическим

детектором

От

0,00000005

до 0,00005

24 14 3

Измерение массовой концентрации люизита в промышленных

выбросах основано на его концентрировании во фторопластовом патроне,

193

заполненном сорбентом типа Tenax ТА с последующей термической

десорбцией в потоке инертного газа (азота) в раствор н-гексана с 1,2-

этандитиолом, его упаривании, хроматографическом разделении

полученных продуктов на капиллярной колонке и их детектировании с

использованием пульсирующего пламенно-фотометрического детектора.

Измерение массовой концентрации люизита осуществляют методом

абсолютной градуировки детектора по циклическому дисульфиду – 5-(2-

хлорвинил)- 1,4,5-дитиоарсолану – который образуется при

взаимодействии люизита с 1,2-этандитиолом.

Определение массовой концентрации вещества типа VХ в

вентиляционных промышленных выбросах выполняется путем

улавливания его водным раствором ортофосфорной кислоты,

последующего перевода в гексан, дериватизации в О-метил-О'-изобутил

метилфосфонат (диалкиловый эфир метилфосфоновой кислоты, ДАМФ) и

измерения массовой концентрации вещества типа VХ по методу

абсолютной градуировки на хроматографе, снабженном пульсирующим

пламенно-фотометрическим детектором.

Разработаны и готовятся к аттестации методики по анализу зарина и

зомана.

Аттестованные методики используются в системах экологического

производственного и государственного контроля объектов по

уничтожению химического оружия.

О.Ю. Растегаев, Т.П. Толоконникова, Е.В. Федоренко, Р.М. Панкова,

В.Н. Чупис

ФГУ «ГосНИИЭНП», г. Саратов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОБЩЕГО ФОСФОРА

ДЛЯ ЦЕЛЕЙ КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ НОРМАТИВОВ

И МОНИТОРИНГА ПРИРОДНЫХ СРЕД

Унификация методов оценки состояния окружающей среды связана с

поиском комплексных показателей, отражающих уровень загрязнения не

индивидуальным веществом, а группой соединений. Такой подход

позволяет существенно сократить объем экспериментальных исследований

и повысить экспрессность методов оценки состояния окружающей среды.

Для оценки уровня загрязнения соединениями фосфора целесообразно

использовать в качестве комплексного показателя «общий фосфор»,

представляющий

собой суммарное содержание фосфора в виде

194

органических, неорганических и комплексных соединений.

Методологической основой применения такого показателя в

экологическом мониторинге всех компонентов природной среды является

общепринятое в экологии представление о круговороте химических

элементов, а не веществ [1, 2], а также о роли фосфора как важнейшего

биогенного элемента [1]. Широкому внедрению показателя «общий

фосфор» в практику экологического контроля препятствует отсутствие

соответствующей нормативной

и аналитической базы [3]. Показатель

«общий фосфор» рекомендован в качестве обязательного только при

систематическом контроле за антропогенным эвтрофированием

пресноводных экосистем [4], соответствующие рекомендации в отношении

контроля природных вод в целом, почвы и атмосферного воздуха

отсутствуют [3]. Контроль этого показателя планируется проводить в

санитарно-защитной зоне и зоне защитных мероприятий объектов

хранения и уничтожения

химического оружия в целях оценки влияния

этих объектов на окружающую среду.

При уничтожении фосфорорганических отравляющих веществ

методами, предполагаемыми для использования в Российской Федерации,

образуются сложные по составу реакционные массы, содержащие как

органические, так и неорганические компоненты. Процедура определения

состава указанных отходов по всем присутствующим компонентам

малоэффективна, длительна и сложна, требует

использования десятка

методик, соответствующих стандартных соединений, аппаратурного

оформления. Гораздо более эффективной и оправданной является схема,

при которой проводится анализ нескольких «общих» компонентов, по

содержанию которых можно судить о соблюдении технологического

процесса или контролировать соответствие состава отхода паспортным

данным. Поэтому в качестве такого «общего» компонента выбран «общий

фосфор». Методики по измерению содержания

общего фосфора в

промышленных отходах отсутствуют.

В качестве базовой схемы для разработки методик анализа выбрана

схема окислительной минерализации пробы с последующим определением

фосфат-ионов в виде синего молибденового комплекса фотометрическим

методом. Определение фосфатов в составе молибденовых

гетерополикислот является наиболее отработанным и

высокочувствительным подходом к определению [5], что обусловливает

интерес исследователей к

данным фосфорсодержащим комплексным

соединениям. Суть подхода заключается в образовании фосфорно-

молибденового комплекса с последующим его восстановлением

аскорбиновой кислотой в присутствии катализатора сурьмяно-

виннокислого калия в комплексное соединение, окрашенное в синий цвет.

Важным аспектом является тот факт, что данный подход используется

195

практически всеми лабораториями страны в сети гидрометеорологических,

санитарно-гигиенических и экологических исследований (таблица), что

обеспечит быстрое внедрение разработанных методик определения общего

фосфора в природных средах. Данная схема ранее была реализована в

методиках по анализу воды с проведением минерализации при кипячении

с персульфатом калия и серной кислотой, в реакторе в течение 90 мин

при

200ºС персульфатом аммония и серной кислотой или персульфатом натрия

и серной кислотой в течение 30 мин при 120ºС. При определении валового

фосфора в почвах используют смесь плавиковой и азотной кислот с

предварительным прокаливанием образца почвы при 500

С, что может

привести к потере эфиров фосфорных кислот. Для минерализации

почвенных вытяжек при определении подвижного фосфора применяют

перманганат калия в серной кислоте. Сложная, длительная и трудоемкая

процедура минерализации пробы является главным недостатком всех

вышеперечисленных методик. В данной работе в качестве окислительной

системы выбрана смесь нитрата калия и серной кислоты, которая

для

минерализации природных объектов, и в частности содержащих

фосфорорганические соединения, ранее не использовалась. Предложенная

система показала высокую эффективность, минерализация протекает за 30

– 45 мин.

В найденных оптимальных условиях изучено мешающее влияние

мышьяка и кремния, которые также участвуют в образовании

молибденовых гетерополисоединений. Обнаружено, что мышьяк мешает

определению фосфора при их совместном присутствии с

фактором

избирательности < 0,5, что объясняется образованием в данных условиях

мышьяк-молибденовой сини. В то же время, кремний не мешает

определению фосфора (фактор избирательности ≥ 200), т.к. в данных

условиях большинство форм SiO

мало реакционноспособны и не

образуют молибденовых гетерополисоединений.

Экспериментально обнаружено, что дополнительные компоненты,

присутствующие в реакционной массе, кроме производных МФК, не

оказывают влияния на ход аналитического определения и не мешают

определению общего фосфора по предложенной схеме.

В результате проведенных исследований разработаны методики

фотометрического определения содержания общего фосфора в природной

воде, почве

и атмосферном воздухе и отходах. Преимуществом

предложенных методик являются простота и экспрессность определения.

Кроме того, предложенная процедура минерализации позволяет

определять лишь подвижные формы фосфора, входящего в состав

растворимых в воде и спиртах соединений.

Критерий правильности разработанных методик устанавливали

методом «введено – найдено», подтверждающим отсутствие

196

систематических погрешностей. Известное количество МФК вносили в

образцы почвы и природной воды на стадии пробоподготовки. Образцы

почвы высушивали до воздушно-сухого состояния и проводили

определение общего фосфора по методике. В случае атмосферного воздуха

известное количество МФК наносили на фильтры и высушивали на

воздухе. При проведении количественной оценки правильности

определения содержания общего

фосфора в отходах использовали

модельные смеси реакционных масс (МСРМ). Содержание МФК в МСРМ

задавали с учетом суммарного содержания общего фосфора производных

МФК в данной реакционной массе.

Для целей экоаналитического обеспечения разработано 4 методики,

которые прошли метрологическую аттестацию в ОАО ФНТЦ «Инверсия»

и внесены в соответствующий Госреестр. Разработанные и

адаптированные методики используются в системах экологического

производственного и государственного контроля объектов по

уничтожению химического оружия.

Литература

Экология / под ред. В.В.Денисова. Ростов.н.Д.: МарТ. 2006. – 768 с.

2. Добровольский В.В. География почв с основами почвоведения. /

В.В. Добровольский. М.: Владос. 2001. 384 с.

3. ГОСТ 17.0.0.01-76. Система стандартов в области охраны природы и

улучшения использования природных ресурсов. Основные положения. Сборник

стандартов этой серии.

. РД 52.24.620-2000. Методические указания. Охрана природы. Гидросфера.

Организация и функционирование подсистемы мониторинга антропогенного

эвтрофирования пресноводных экосистем / Гидрохимический институт. Росгидромет.

М., 2000.

5. Аналитическая химия фосфора. М.: Наука. 1976. 222 с.

197

О.Ю.Растегаев, В.Н.Чупис

ФГУ «ГосНИИЭНП», г. Саратов

ЭКОАНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ПРИРОДООХРАННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ

В ОБЛАСТИ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА

И ПОТРЕБЛЕНИЯ

Среди направлений экоаналитического обеспечения

природоохранной деятельности предприятия в области обращения с

отходами производства и потребления можно выделить следующие

основные направления.

Первое направление – определение физико-химических свойств

установление химического состава отхода с целью:

• разработки паспорта опасного отхода;

• разработки экологических нормативов и нормативных документов

предприятия;

• идентификации данного вида отхода;

• оптимизации технологических схем и формирования

ресурсосберегающих программ на предприятии;

• обеспечения экологического производственного и государственного

контроля;

• разработки условий размещения и транспортировки отхода, в

т.ч. в

условиях трансграничного перемещения отходов.

Второе направление – определение массовых концентраций

загрязняющих веществ в окружающей среде на объектах размещения

отходов для обеспечения нормативов качества природных сред.

Третье направление – определение токсичности отходов при

установлении класса опасности отхода.

В настоящее время в нормативных документах представлены только

некоторые из указанных направлений. Основным

документом,

указывающим на необходимость использования аналитических методов,

являются «Методические указания по разработке проектов нормативов

образования отходов и лимитов на их размещение», утвержденные

приказом МПР РФ от 11 марта 2002 г. № 115.

В частности, в таблице 1.8 «Характеристика очистных сооружений и

осадка хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод и

водоподготовки» должны быть приведены данные по

составу осадков

сточных вод.

В таблице 1.9 «Характеристика пылегазоочистных устройств и

оборудования для очистки воздуха» должны быть приведены данные по

составу отходов, образующихся в результате эксплуатации ГОУ. Такие

отходы, как правило, представляют собой различные виды пыли

неорганического происхождения, реже – остатки полимерных и

органических материалов или пастообразные шламы.

В таблице 1.10 «Перечень, физико-химическая характеристика и

состав отходов

за 200__ год» для образующегося отхода приводятся

данные по агрегатному состоянию, растворимости в воде, по

компонентному процентному составу отходов. Данные методические

указания не позволяют однозначно применять аналитические методы в

практике разработки нормативных документов для природопользователя.

Необходимо разработать дополнительные инструкции по использованию

экоаналитических методов при нормировании в области обращения

отходов, включая разработку

нормативных документов для

природопользователя.

При заполнении таблицы 1.15 «Мониторинг за состоянием

окружающей среды в местах хранения (накопления) отходов» и таблицы

1.16 «Мониторинг за состоянием окружающей среды на объектах

захоронения отходов» требуется провести мониторинг окружающей среды

– атмосферного воздуха, поверхностных вод, подземных вод, почв с

привлечением аналитических лабораторий. Однако указания не

регламентируют порядок проведения

такого мониторинга, определения

перечня загрязнителей, объема проведения мониторинга (периодичности,

количеству точек пробоотбора).

Методология проведения исследования свойств отходов,

обоснование перечня исследуемых показателей. Основные аналитические

методы. Основные направления аналитических исследований свойств и

состава отходов представлены на блок-схеме.

Анализ физико-химических свойств отходов проводится для

установления общих характеристик отхода как материального объекта

Кроме того, такие показатели как, плотность и содержание воды, являются

необходимыми для разработки нормативов образования отходов и расчета

лимитов на их размещение. Сертификация отходов как процедура

установления соответствия фактических характеристик отхода

паспортным характеристикам теряет смысл при определении только одной

группы показателей – физико-химических свойств или химического

состава. Во многих случаях

в практике паспортизации экспериментально

определяют только химический состав без установления физико-

химических характеристик, что является ошибочным, поскольку

различные отходы с одним химическим составом могут иметь различные

свойства, например, плотность. Отклонения в технологии обработки