Аннотация:
Приведены обобщенные сведения об объектах
охраны окружающей среды и их основных загрязнениях. Рассмотрены задачи, организационные и методические вопросы экологического мониторинга. Подробно изложены физические принципы и характеристики основных
методов и технических средств контроля состояния атмосферного воздуха, водных систем и почв, а также качественной и количественной оценки таких специфических видов загрязнения, как акустическое, вибрационное, радиационное, термическое, электростатическое и электромагнитное.
A.3. Вартанов — канд. техн. наук, доц. (кафедра ФТКП МГГУ), А.Д. Рубан — чл.-корр. РАН, д-р техн. наук (ИПКОН РАН), В.Л. Шкуратник — зав. кафедрой, д-р техн. наук, проф. (кафедра ФТКП МГГУ).
Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки «Горное дело» и по специальности
«Инженерная защита окружающей среды» направления подготовки «Защита окружающей среды». Может быть полезен студентам других специальностей экологической направленности и специалистам, практическая деятельность которых связана с вопросами природопользования и инженерной защиты окружающей среды.
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ОРГАНИЗАЦИИ
1.1. Объекты охраны и основные загрязнители окружающей среды
1.1.1. Строение, свойства и основные загрязнители атмосферы
1.1.2. Гидросфера и основные её загрязнители
1.1.3. Почвенный покров и его загрязнения
1.1.4. Радиоактивное загрязнение биосферы и основные его источники
1.1.5. Шум, вибрация и электромагнитные воздействия
1.1.6. Загрязнение окружающей природной среды особо опасными веществами
1.2. Сущность цели и задачи экологического контроля и мониторинга
1.2.1. Классификация видов и уровней экологического мониторинга
1.2.2. Особенности глобального, национального, регионального, локального, точечного и фонового мониторинга
1.2.2.1. Глобальный мониторинг
1.2.2.2. Национальный мониторинг
1.2.2.3. Региональный мониторинг
1.2.2.4. Локальный мониторинг
1.2.2.5. Точечный мониторинг
1.2.2.6. Фоновый мониторинг
1.3. Организация экологического мониторинга
1.3.1. Нормативное обеспечение экологического мониторинга
1.3.2. Комплексный инженерно-экологический мониторинг
1.3.3. Характеристика технических средств получения и обработки информации в составе комплексного мониторинга
1.3.4. Требования к средствам обработки информации
2. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА АТМОСФЕРЫ, ПОЧВЫ И ВОДНОЙ СРЕДЫ
2.1. Хроматографические методы
2.1.1. Классификация хроматографических методов
2.1.2. Методы и средства газовой хроматографии
2.1.2.1. Физические основы газохроматографического разделения смесей
2.1.2.2. Основы конструкции и функционирования газовых хроматографов
2.1.2.3. Газохроматографические детекторы
2.1.2.4. Приборы для газовой хроматографии
2.1.3. Методы и средства высокоэффективной жидкостной хроматографии
2.1.3.1. Основные понятия и классификация методов жидкостной хроматографии
2.1.3.2. Основные параметры хроматографического разделения
2.1.3.3. Аппаратура для жидкостной хроматографии
2.2. Спектрометрия
2.2.1. Атомная спектрометрия
2.2.1.1. Атомно-эмиссионая спектрометрия
2.2.1.2. Атомно-абсорбционная спектрометрия
2.2.2. Молекулярная спектрометрия
2.2.2.1. Эмиссионная молекулярная спектрометрия
2.2.2.2. Абсорбционная спектрометрия
2.2.2.3. Фурье-спектрометрия
2.2.3. Масс-спектрометрия
2.3. Гибридные методы
2.4. Оптические методы
2.4.1. Фотометрический метод
2.4.2. Поляриметрический метод
2.4.3. Рефрактометрический метод
2.4.4. Турбидиметрический и нефелометрический методы
2.5. Оптико-акустический метод
2.6. Электрохимические методы
2.6.1. Кондуктометрический метод
2.6.2. Потенциометрический метод
2.6.3. Вольтамперометрический метод
2.6.4. Кулонометрический метод
2.6.5. Амперометрический метод
2.7. Современные методы пробоподготовки
2.7.1. Твердофазная экстракция
2.7.2. Твердофазная микроэкстракция
2.7.3. Жидкостно-жидкостная экстрация
2.7.4. Сверхкритическая флюидная экстракция
2.7.5. Экстракция водой в субкритическом состоянии
3. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРЫ
3.1. Общие принципы построения систем и приборов газоаналитического контроля
3.1.1. Обобщенная схема автоматической системы газоаналитическогоконтроля
3.1.2. Специализированные технические характеристики современных газоаналитических приборов
3.2. Отбор проб воздуха
3.2.1. Абсорбция в жидкие среды
3.2.2. Адсорбция на твердых сорбентах
3.2.3. Хемосорбция
3.2.4. Криогенное концентрирование
3.2.5. Отбор проб в сосуды ограниченной вместимости
3.2.6. Отбор проб на фильтры
3.2.7. Аппаратура для отбора проб воздуха
3.3. Основные приборы для анализа загрязнений атмосферы
3.3.1. Измерение концентрации вредных веществ в воздухе индикаторными трубками
3.3.2. Электрохимические газоанализаторы
3.3.3. УФ-фотометрические анализаторы озона
3.3.4. Абсорбционные анализаторы оксида углерода
3.3.5. Пламенно-ионизационные анализаторы углеводородов
3.3.6. Пламенно-фотометрические анализаторы диоксида серы
3.3.7. Флуоресцентные анализаторы диоксида серы
3.3.8. Контроль оксидов азота с использованием хемилюминесцентного метода анализа
3.3.9. Термокондуктометрические и термокаталитические измерители концентрации метана
3.3.10. Термомагнитные измерители концентрации кислорода
3.4. Методы и технические средства контроля запыленности атмосферы
3.4.1. Методы, основанные на предварительном осаждении пыли
3.4.2. Методы без предварительного осаждения пыли
3.5. Система непрерывного мониторинга дымовых газов
3.5.1. Особенности аппаратной реализации систем контроля дымовых газов
3.5.2. Методы и приборы контроля дымовых газов
3.5.3. Автоматизированные системы контроля дымовых газов
3.6. Методы и средства расходометрических измерений при контроле загрязненности атмосферы
3.7. Методы и средства метеорологического контроля
3.7.1. Методы и средства контроля температуры
3.7.2. Методы и средства контроля влажности воздуха
3.7.3. Методы и средства контроля направления и скорости ветра
3.8. Автоматизированные системы контроля состояния атмосферы
4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВОДНОЙ СРЕДЫ И СОСТАВА СТОЧНЫХ ВОД
4.1. Комплексная оценка качества водной среды на основе санитарно-химического, гидробиологического и гидрохимического анализов
4.2. Санитарно-химический анализ водной среды
4.3. Гидробиологический анализ водной среды
4.3.1. Методы бактериологического анализа воды
4.3.2. Определение общего количества бактерий
4.3.3. Определение колиформных бактерий и синегнойной палочки
4.4. Гидрохимические инструментальные методы контроля состояния водной среды
4.4.1. Метод и приборы для определения рН воды
4.4.2. Метод и приборы для определения окислительно-восстановительного потенциала воды
4.4.3. Приборы с ионселективными электродами в практике гидрохимического анализа вод
4.4.4. Методы и приборы для определения солесодержания воды
4.4.5. Определение концентрации металлов в воде вольтамперометрическим методом
4.4.6. Методы и приборы для определения количества растворенного в воде кислорода
4.4.7. Автоматическое определение концентрации гидразина в воде
4.4.8. Методы и приборы для определения концентрации соединений железа в воде
4.4.9. Методы и приборы для определения концентрации кремнекислых соединений в воде
4.4.10. Методы и приборы для определения концентрации органических соединений в воде
4.5. Оптические средства контроля мутности воды
4.6. Средства контроля термического загрязнения водной среды
4.7. Автоматизированные системы контроля экологического состояния водной среды
5 . МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ
5.1. Контролируемые показатели и методы почвенно-химического мониторинга
5.2. Методы и средства определения кислотно-основных свойств почвы
5.3. Методы и средства контроля вторичного засоления и осолонцевания почв
5.4. Методы и средства контроля фитотоксичности почв
5.5. Методы контроля содержания гумуса в почве
5.6. Методы контроля загрязнения почв нефтепродуктами
5.7. Методы и средства контроля загрязнения почв тяжелыми металлами
6. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ВИБРАЦИОННЫХ И АКУСТИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
6.1. Образование и характеристики вибрационного и шумового полей
6.2. Нормирование вибрации и шума
6.3. Методы и средства измерения вибраций и шумов
6.3.1. Виброизмерительная аппаратура
6.3.1.1. Приборы для измерения виброперемещений
6.3.1.2. Приборы для измерения виброскорости
6.3.1.3. Приборы для измерения виброускорения
6.3.1.4. Приборы для измерения нескольких параметров периодических вибраций
6.3.2. Аппаратура для измерения шума
6.3.3. Спектральный анализ акустических шумов и вибрации
7 . МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ТЕРМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
7.1. Температурная шкала и методы измерения температуры
7.2. Принцип действия и принципиальная схема термоэлектрического термометра
7.3. Принцип действия и принципиальная схема термометров сопротивления
7.4. Пирометрические методы и средства контроля температуры
8. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО И ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
8.1. Методы и средства контроля параметров электростатических полей
8.2. Методы и средства контроля параметров электромагнитных полей
9. РАДИАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА РАДИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
9.1. Основные понятия радиологической безопасности и дозиметрии ионизирующих излучений
9.2. Источники радиоактивных излучений и их характеристики
9.3. Механизм воздействия ионизирующих излучений на живые организмы
9.4. Правила и нормы радиационной безопасности
9.5. Методы и средства для измерения радиационной опасности
9.5.1. Детекторы ионизирующих излучений
9.5.1.1. Трековые детекторы ионизирующих излучений
9.5.1.2. Газоразрядные счетчики ионизирующих излучений
9.5.1.3. Сцинтилляционные детекторы
9.5.1.4. Полупроводниковые детекторы
9.5.2. Приборы для измерения радиационной опасности
9.5.3. Особенности радиометрии воздуха
9.5.4. Методы и приборы контроля радиологической опасности, связанной с содержанием радона и торона в воздухе
10. ДИСТАНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ЭКОДИАГНОСТИКИ
10.1. Физические основы дистанционных методов контроля
10.2. Дистанционные методы контроля свойств и состояния атмосферы
10.3. Дистанционные методы контроля состояния водной среды
10.4. Дистанционные методы контроля состояния земной поверхности
10.5. Контроль состояния окружающей среды тепловой аэросъемкой
10.5.1. Основные закономерности формирования температурного поля земной поверхности и поля ИК-излучения
10.5.2. Технические средства тепловой аэросъемки
10.5.3. Основные области применения тепловой аэросъемки
10.6. Системы спутникового сканирования
Список литературы
Указатель
