Разработка системы локального мониторинга на предприятии по производству цемента сухим способом

При использовании  готовой скважины необходимо определить участки (по длине), где будут отбираться образцы.

При бурении  новой скважины следует избегать применения смазочных масел, обезжиривающих веществ и т.д., особенно в тех случаях, когда необходимо анализировать воду на содержание органических веществ.

Скважина  должна быть защищена сверху от попадания  поверхностных вод и с боков, в том случае, если она проходит через слои песка, гравия и т.д. В этом случае устанавливают уплотняющие экраны, чтобы избежать смешения воды с разных глубин.

При анализе  вод подземных водохранилищ необходимо также анализировать грунтовые воды в окрестностях этих водохранилищ и отслеживать все изменения их состава.

При выборе места отбора проб грунтовых вод необходима консультация специалиста-гидрогеолога для учета градиентов подземных потоков и подробной информации о составе подземных слоев, через которые пройдет скважина.

При анализе  грунтовых вод, загрязненных диффузно, возможно использование скважин  большого диаметра: образцы, полученные из этих скважин, характеризуют практически весь водоносный слой. Однако, если концентрации загрязнений малы, возможно сильное разбавление, и поэтому можно использовать только скважины малого диаметра.

При анализе  грунтовых вод с точечным источником загрязнения необходимо контролировать грунтовые воды под источником загрязнения, определить основные направления распространения  загрязнения. Места отбора проб должны быть расположены на небольшом расстоянии по направлению уменьшения гидравлического  градиента от источника загрязнения.

Образцы должны отражать изменения состава воды, как во времени, так и по площади и глубине водоносного слоя.

В скважине может создаваться концентрация различных примесей, отличная от всего  водоносного слоя. Поэтому перед отбором проб откачивают из скважины воду в количестве не меньшем, чем объем скважины. Только после этого отбирают образцы.

Выбор между  двумя возможными методами — откачки  и глубинного отбора – делают исходя из природных условий в месте  отбора (наличия подводных течений, характера грунтовых вод и  т.д.).

Метод откачки (с помощью насоса) может быть применен только в том случае, когда состав грунтовых вод не изменяется по глубине, или когда достаточно иметь интегральный образец, отражающий суммарный состав водоносного слоя по высоте. Перед началом отбора проб необходимо насосом откачать всю стоячую воду из скважины.

Метод глубинного отбора проб заключается в том, что  на определенную глубину опускают пробоотборник, который заполняют водой и  поднимают наверх. Ограничения на метод накладываются тем, что  внутри скважины могут быть различные  течения, которые искажают результаты, полученные в данной точке. В связи  с этим метод имеет ограниченное применение.

В тех  случаях, когда оба вышеприведенных  метода неприменимы, используют различные  методы отбора проб: пористые чашечки, пьезометры, отбор образцов породы с последующей откачкой вакуумным насосом или вытеснением газом. При транспортировке и хранении образцов есть свои особенности. Контакт с атмосферой, изменение температуры и давления могут изменить физический, химический и биологический составы образцов подземных вод. Поэтому образцы анаэробных подземных вод (т.е. вод, не содержащих воздуха) должны храниться и анализироваться без доступа воздуха. Максимально возможное количество замеров необходимо делать сразу после извлечения образца. Это относится к таким параметрам, как рН, t °С, электропроводность, электрохимический потенциал, щелочное число, содержание газов. Для анализа желательно применять проточные ячейки, исключающие контакт с воздухом.

При необходимости  длительного хранения образца проводят его фильтрацию, охлаждение до 4 °С или замораживание до минус 20 ^оС.

В месте  отбора проб необходимо укреплять участок  вокруг скважины. При отборе проб должны присутствовать как минимум два человека. Необходимо постоянно анализировать атмосферу в скважине с тем, чтобы своевременно определить наличие горючих и взрывоопасных газов. Необходимо избегать загрязнения окрестностей скважины.

 

5.4 Земли

 

Выбор методик выполнения измерений осуществляется в соответствии с «Перечнем методик выполнения измерений, допущенных к применению в деятельности лабораторий экологического контроля предприятий и организаций  Республики Беларусь».

 

5.4.1 Выбор методик выполнения измерений

Методы и  средства, используемые при проведении локального мониторинга земель приведены в таблице 5.4.1.

 

Таблица 5.4.1- Методы и средства, используемые при проведении локального мониторинга земель.

Определяемый параметр	Методика выполнения измерений (МВИ)	Диапазон,	Погрешность измерений, %
Взвешенные вещества	МВИ концентрации взвешенных веществ гравиметрическим методом	5-50 мг/м3	20
pН	Приготовление солевой вытяжки и  определение ее рН по методу ЦИНАО	-	-
нефтепродукты, мг/кг почвы	М 03-03-2007 Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в пробах почв и грунтов флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»	0,0005 – 0,25 вкл. мг/дм3	45
		0,25 – 20,0 вкл. мг/дм3	35

 

5.4.2 Характеристика  методов отбора и хранения  проб

 

При отборе проб почвы количество точечных проб для составления смешанного образца  должно быть тем больше, чем сильнее  варьирование содержания изучаемых  ингредиентов в почве. На большом  удалении от источника загрязнения, где уровень загрязненности меньше и содержание загрязнителей мало отличается от фонового (природного), берут  около 20 точечных проб. По мере приближения  к предприятию число точечных проб для составления смешанного образца увеличивается (40-60).

Для контроля миграции элементов-загрязнителей  точечные пробы отбирают по всему  почвенному профилю. В этом случае пробы  берут из средней части генетического  горизонта, захватывая слой толщиной 10 см. При мощности горизонта свыше 40 см отбирают раздельно не менее  двух проб с различной глубины.

Объединенную (смешанную) пробу составляют из точечных проб, масса которых должна быть примерно одинаковой и не превышать 200 г. Количество точечных проб с пробной площадки зависит также от способа отбора. При отборе почвы буром объединенная проба составляется из 20-40 уколов (единичных заборов, произведенных через равные отрезки по диагонали пробной площадки). При отборе почв лопатой точки отбора располагают по "конверту" (четыре точки в углах площадки и одна в центре). Вокруг каждой из пяти точек делают еще по четыре прикопки. Таким образом, объединенная проба составляется из 25 точечных проб.

Точечные  пробы ссыпают на крафт-бумагу или  полиэтиленовую пленку, тщательно перемешивают, квартуют 3-4 раза: хорошо измельченную почву разравнивают на бумаге в виде квадрата, делят на четыре части, две противоположные части отбрасывают, две оставшиеся перемешивают.

Оставшаяся  после квартования почва разравнивается на бумаге, условно делится на 6-9 квадратов, из центра которых берется примерно одинаковое количество почвы в полотняный (полиэтиленовый) мешочек или крафт-бумагу. Масса смешанного образца составляет около 40 кг.

При отборе точечных проб и составлении объединенной пробы должна быть исключена возможность  их дополнительного загрязнения  определяемыми компонентами. Точечные пробы почвы отбирают неметаллическим инструментом. Перед отбором точечных проб стенку прикопки следует зачистить ножом из полиэтилена или полистирола или пластмассовым шпателем.

Для определения  химических веществ, пробу почвы  в лаборатории рассыпают по бумаге или кальке и разминают пестиком крупные комки. Затем вручную выбирают включения (корни растений, насекомых, камни, стекло, уголь, кости животных и т.п.), а также новообразования (друзы гипса, известковые журавчики и др.). Почву растирают в ступке пестиком (или на машине) и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Отобранные новообразования анализируют отдельно, подготавливая их к анализу так же, как пробу почвы.

Для определения  валового содержания минеральных компонентов  из просеянной пробы отбирают представительную пробу массой не более 20 г и растирают  ее в ступке из агата, яшмы или плавленого корунда (или на машине) до пудрообразного состояния.

При определении  водородного показателя почвы делают из нее водную вытяжку, а затем  измеряют ее рН.

Минерализация почвы определяется гравиметрическим методом. 

6 Документирование, интерпретация  и использование результатов 

наблюдений

 

Документирование  результатов — важная составляющая мониторинга. Документировать необходимо все стадии работы, начинай с отбора проб.

Отбор проб обычно оформляется протоколом, который подписывают все его  участники. Протокол отбора проб должен составляться непосредственно в момент пробоотбора.

Результаты  лабораторных исследований должны быть записаны в лабораторный журнал. Все первичные результаты (протоколы, рабочие журналы и прочая документация) должны сохраняться в течение всего времени, пока используются полученные результаты.

Данные, полученные в результате собственных  аналитических работ или в специализированной аккредитованной лаборатории, должны быть интерпретированы.

Интерпретация и представление  полученных результатов в значительной мере определяют возможности использования данных для принятия экологически значимых решений (таких, как отказ от одного из видов водопотребления или водопользования, требование пересмотра границы санитарно-защитной зоны предприятия и др.)

Основополагающим  условием для объективной оценки состояния окружающей среды является получение достоверных и сопоставимых аналитических данных. К результатам измерений, к способам их представления и интерпретации предъявляются достаточно строгие требования. Главное в мониторинге — оперативно отреагировать на ухудшение экологической ситуации.

Требования, предъявляемые к аналитическим  данным:

- достоверность, как в качественном, так и количественном отношениях. Достоверная информация должна адекватно отражать содержание определяемого вещества в объекте анализа. Основным фактором, влияющим на достоверность анализа, независимо от используемой методики и способов регистрации аналитического сигнала, является стадия пробоотбора, причем погрешность определений, обусловленная пробоотбором, может достигать сотен процентов. Необходимо использовать стандартные методы пробоотбора. Выполнение измерений без отбора проб позволяет избежать этого источника ошибок.

- сопоставимость. Это требование напрямую связано с необходимостью использования данных, полученных в различных лабораториях, причем их сопоставимость во многом зависит от погрешности анализа. Если точность результатов неодинакова, то сопоставлять их (а тем более делать на основании этого выводы) некорректно. 

Надежность аналитической информации зависит также от применения специфических средств обеспечения качества результатов анализа (таких, как градуированные стандарты и межлабораторные исследования). В общем виде контроль качества результатов химического анализа должен обеспечивать:

- контроль случайных погрешностей (воспроизводимости);

- контроль  систематических погрешностей (достоверности);

- контроль матричного эффекта  в отношении воспроизводимости, достоверности и точности;

- контроль  отклонений в пределах одной  серии; 

- установление причин отклонений и их устранение.

Способы оценки случайных погрешностей весьма разнообразны и, как правило, основаны на применении методов математической статистики.

Таким образом, в общем виде рекомендации для организаций, занимающихся мониторингом источников и факторов воздействия, могут быть сформулированы следующим  образом:

- неукоснительно выполнять требования, предъявляемые к пробоотбору, пробоподготовке, протоколированию, отбора образцов и проведению анализов;

- четко знать возможности применяемых  методов анализа;

- использовать только достоверный  численный материал;

- проводить  оценку случайных погрешностей, представлять результаты в виде  средних величин со стандартными отклонениями;

- обязательно использовать возможности  безаппаратурной (визуальной, органолептичеекой) регистрации эффектов воздействия;

- вести архив результатов исследований.

Регламент представления данных локального мониторинга следующий.

Сбор первичных данных локального мониторинга осуществляется территориальными органами Минприроды.

Природопользователи представляют территориальному органу Минприроды первичные данные локального мониторинга на бумажном и электронном носителях.

Первичные данные локального мониторинга, объектами  наблюдения которого являются выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросы сточных вод и поверхностные воды, представляются ежемесячно не позднее 15-го числа следующего месяца.