Введение 3
Глава I. Обзор литературы 5
1.1. Мониторинг загрязнения окружающей среды 5
1.1.1. Основные определения и понятия мониторинга 5
1.1.2. Мониторинг почвы, атмосферного воздуха 9
1.1.3. Мониторинг состояния снежного покрова 11
1.2. Химическое загрязнение окружающей среды 13
1.3. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду ...16
1.4. Тяжелые металлы и их нахождение в природе 18
1.5. Методы мониторинга загрязнения снежного покрова 21
1.5.1. Физико-химические, физические и химические методы анализа..21
1.5.2. Рентгенофлуоресцентный метод в экологических исследованиях..25
Глава II. Экспериментальная часть 27
2.1. Отбор проб снежного покрова 27
2.2. Подготовка проб снежного покрова к анализу 29
2.3. Определение пылевой нагрузки снежного покрова 29
2.4. Выбор условий подготовки проб НОСП к РФА 31
2.5. Аппаратура рентгенофлуоресцентного анализа 32
2.6. Градуирование методики РФА НОСП 35
2.7. Результаты РФА снежного покрова и их статистическая обработка.35
2.8. Оценка загрязненности снежного покрова тяжелыми металлами..37
2.9. Рекомендации по результатам проведенных исследований 40
Выводы 41
Литература 42
Приложение 47
Интенсивный процесс урбанизации обусловил целый ряд экологических проблем, связанных с резким ухудшением качества городской среды, внимание к которым возрастает с каждым годом. В качестве объекта мониторинга состояния атмосферы все чаще используют снежный покров как интегральный показатель загрязненности атмосферы на территориях, характеризующихся наличием устойчивого снежного покрова в течение длительного времени. Снежный покров, обладая свойством накопления загрязняющих веществ, которые адсорбируются на поверхности кристаллов в процессе их выпадения, используется в качестве планшета- индикатора загрязнения атмосферы. Аккумулируемые в снежном покрове пылеаэрозоли сохраняются до снеготаяния и, таким образом, несут в себе значительную сезонную геохимическую информацию. При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация пылеаэрозолей в нем оказывается обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому изменения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности. Рентгенофлуоресцентный метод анализа (РФА) является удобным для контроля загрязнения снежного покрова, вследствие его многоэлементности, экспрессности и простоты выполнения операций анализа.
Наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются углеводородные выбросы промышленных предприятий, автотранспорта, топок печного отопления частного сектора. Также негативное воздействие на окружающую среду оказывают твердофазные аэрозольные частицы. Для экологической оценки аэрозольных загрязнений необходимо знать концентрацию содержащихся в них химических элементов. В качестве опорного пункта для фоновых измерений был выбран г. Кызыл.
Актуальность исследования - оценка возможностей РФА для изучения степени загрязненности снежного покрова на новом приборе- рентгенофлуоресцентном анализаторе «Спектроскан».
Целью нашей работы явился рентгенофлуоресцентный анализ нерастворимых осадков снежного покрова на анализаторе «Спектроскан».
Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Отбор проб снежного покрова и подготовка их к анализу;
2. Разработка способа подготовки проб нерастворимых осадков снежного покрова (НОСП) к РФА;
3. Анализ проб НОСП;
4. Статистическая обработка результатов анализа;
5. Оценка степени загрязненности тяжелыми металлами снежного покрова г. Кызыла.
Объект исследования - снежный покров г. Кызыла
Предмет исследования - химический состав нерастворимых осадков снежного покрова г. Кызыла.
Методы исследования: 1) гравиметрический метод анализа; 2) рентгенофлуоресцентный метод анализа.
В литературном обзоре рассмотрены: химическое загрязнение окружающей среды, источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду, тяжелые металлы и их нахождение в природе, методы мониторинга загрязнения снежного покрова.
В экспериментальной части описаны методики отбора проб, подготовка проб к химическому анализу и методики анализа снежного покрова и НОСП.
Работа была выполнена в лаборатории физико-химических исследований научно-образовательного центра коллективного пользования и лаборатории аналитической химии Тувинского государственного университета.
1. Для оценки вкладов погрешности химического анализа, пробоотбора, пробоподготовки эксперимент спланировали по схеме дисперсионного анализа, для этого было отобрано по 2 параллельные пробы снежного покрова в 10 опорных точках г. Кызыла, от каждой пробы после соответствующей подготовки получили по 2 излучателя.
2. Предложен способ подготовки проб НОСП к РФА, с предварительным фильтрованием проб снеготалой воды, озолением проб осадков, собранных на фильтрах, измельчением проб в агатовой ступке со спиртом, прессованием с добавлением связующего.
3. Пробы НОСП были проанализированы на содержание TiO2,
Fe2O3, CaO, Al2O3, SiO2, P2O5, K2O, MgO, MnO, V, Cr, Co, Ni, Cu, Zn, As, Sr,
Pb на анализаторе «Спектроскан». Методику РФА НОСП градуировали с помощью ГСО почв.
4. При статистической обработке результатов анализа были оценены коэффициенты вариации воспроизводимости РФА и погрешности пробоотбора, пробоподготовки, а также чувствительность методики РФА НОСП.
5. Изучена степень загрязненности тяжелыми металлами снежного покрова. Сравнение полученных результатов РФА НОСП с ПДК показало, что содержания V, Cr, Cu, As в снежном покрове г. Кызыла не превышают ПДК. Содержание Ni, Zn в некоторых пробах оказались на уровне ПДК. Содержание Pb во всех пробах превышают ПДК, но значительное превышение наблюдается в пробах, отобранных в центре города.
