Биологический мониторинг - экологический мониторинг, основанный на наблюдении за реакцией живых организмов на загрязнение окружающей среды.
Мониторинг окружающей среды делится на геофизический, геохимический, физико-географический мониторинг и биологический мониторинг.
Биологический мониторинг подразделяется на:
- мониторинг загрязнения биоты,
- мониторинг продуктивности биосферы,
- мониторинг исчезающих и находящихся на грани исчезновения видов
- мониторинг важнейших видов, популяций, сообществ и экосистем (генофонд)) (Бурдин, 1985).
В основе структуры биолог. мониторига лежат программы по изучению реакций на антропогенные воздействия биосистем разных уровней организации
Под биологическим мониторингом следует понимать систему наблюдений, оценки и прогноза любых изменений в биоте, вызванных факторами антропогенного происхождения (Израэль, 1977).
Преимущества методов биологического мониторинга в том, что можно:
1) получить как экспресс-анализ, так и оценки многолетнего загрязнения;
2) провести оценку допустимых антропогенных нагрузок на экосистемы с разной устойчивостью; 3) проследить скорость антропогенных изменений как локальных ценозов, так и биосферы в целом по ряду параметров, включая биоразнообразие;
4) определить характер воздействия защитных барьеров (Чернавская, Плескачева, 1999). Главной целью биологического мониторинга является наблюдение, оценка и прогноз состояния абиотической составляющей биосферы (в том числе изменение уровней загрязнения природной среды), ответной реакции экосистем на эти изменения и антропогенные изменения в экосистемах (Федоров, 1975).
Задачей биологического мониторинга является разработка и внедрение разнообразных биологических методов и способов оценки качества окружающей среды с помощью живых организмов. Основное внимание при этом уделяется созданию автоматических систем оповещения, в которых используется регистрируемая реакция биологического отклика организма на появление токсических веществ в системе.
Однако все методы биоиндикации неспецифичны, так как ответная реакция биоты на все виды стресса сходна, неопределенна. Поэтому по изменениям и нарушениям у живых организмов в экстремальных условиях часто нельзя однозначно назвать причину или стресс-фактор (Николаевский, 1998).
Биологический мониторинг призван прежде всего расширять и углублять систему знаний и методов о наблюдении, оценке и прогнозе состояния биотической составляющей биосферы в целях создания основы для управления качеством окружающей среды.
В состав биологического мониторинга входят три вида деятельности:
- разработка систем раннего оповещения, - диагностика
- прогнозирование.
Главными этапами деятельности при разработке систем раннего оповещения являются отбор подходящих организмов и создание автоматизированных систем, способных с достаточно большой точностью выделить сигнал "отклика" на фоне "шума". (биологические с-мы оповещения токсичности, водоросли – интенсивность фотосинтеза).
Диагностический мониторинг предполагает обнаружение, идентификацию и определение концентрации загрязняющих веществ в биотической составляющей на основе широкого использования организмов-мониторов (Бурдин, 1985). (мон-г загрязнения жив. орг. природных вод, мониторинг загр-я морской среды, мон-г загр-я биоты суши).
Наряду с диагностическими работами должны проводиться исследования, направленные на получение прогноза состояния биотической составляющей окружающей среды. Они могут идти по двум направлениям в зависимости от поставленной задачи и особенностей объекта исследований. Одно из них - биотестирование, другое – экотоксикологические иссл-я.
Биотестирование – биолог. оценка качества среды (атм. воздуха, почв) по реакциям тест-организмов. Тест-организмы – насекомые, высшие растения. Изучение порога отклика на генетич, клеточном и организменном уровнях.
Полученные при биотестировании данные исп-ся для:
- установления степени загр-я ОС токсикантами;
- для оценки нарушения состояния биотич. компонентов и для опр-я опасности здоровью человека, жив. и растений;
- для разработки мер контроля, стандартов качества ОС;
- для определения ПДК, ПДУ, а также для разработки конкретных программ мониторинга ОС.
Экотоксикологические иссл-я. Охватывают: 1) определение скорости накопления, трансформации, распада и выведения токсич. в-в с помощью лабораторных иссл-й, а также при исп-и полевых искусственно-изолир. экосистем; 2) изучение движения токсических вещ-в по цепям питания.
Биоиндикация – изучение и использование различных биолог., физиолог, анатомич. и др параметров развития орг-мов, а также их сообществ для оценки внешних факторов воздействия и состояния ОС.
Объектами индикации м.б. различные природные тела или иные свойства и протекающие в них процессы. Показатели, которые при этом используются, назыв. индикаторами.
Биоиндикаторами могут быть живые орг-мы, обладающие хорошо выраженной реакцией на внешнее возд-е: различные виды бактерий, водорослей, грибов, растений и др. Ведущая роль при этом принадлежит фитоиндикации – изучению реакций растений на стрессовые возд-я. Чаще всего в качестве биоиндикаторов исп. лишайники (лихеноиндикация), мхи (бриоиндикация), сосудистые растения (широко исп-ся древесные растения – денроиндикация).
Показатели служащие для оценки качества окр среды делят на: 1) прямые показатели – фактор возд-я непосредств. обусл. существование живого орг-ма); 2) косвенные показатели – через изменение в среде обитания или трофич. связей; - частные и комплексные.
Биоиндикация:
- специфическая – данная биолог. реакция характерна для конкретного стрессора;
- неспецифич. – одна и та же реакция может быть вызвана разными стрессорами.
Задачи:
- оценка и прогноз ответных реакций экосистем (биосистем) на антропогенное изменение окружающей среды,
- разработка и внедрение разнообразных биометодов и способов оценки качества окружающей среды с помощью живых организмов.
Классификация (методы БИ исследований):
1. Биогеохимический. В основе – анализ химического состава биомассы живых организмов и определение интенсивности аккумуляции поллютантов. Позволяет осуществить специфическую индикацию антропогенных воздействий и определить характер поведения загрязняющих веществ в окружающей среде.
2. Спектрофотометрический – исследование спектрального отклика растений и растительности на загрязнение окружающей среды.
3. Микробиологический.
4. Фитоиндикационный – анализ хим. состава, морфологический, флористический, фитоценотический, лихено-, брио-, дендроиндикация.
5. Зооиндикационный.
6. Биоценотический – состав сообществ, анализ видового разнообразия др.
7. Биотестирование – метод определения степени токсического воздействия физических, химических и биологических факторов среды, потенциально опасных для организмов данной экосистемы.
Основные принципы применения БИ:
1. Относительная быстрота проведения исследований. Биоиндикационные исследования должны охватывать одну фенологическую фазу при сравнительно однородных метеорологических условиях (в период максимальной биологической продуктивности сообществ). При выпадении осадков необходимо переждать несколько дней для восстановления уровня поллютантов в компонентах природно-территоиальных комплексов.
2. Получение достаточно точных и воспроизводимых материалов (использование стандартных методик, оборудования, ГОСТы). Диапазон погрешностей по сравнению с другими методами тестирования не должен превышать 20%.
3. Отбор индикаторов с высокой встречаемостью и обилием. Биоиндикаторы должны быть хорошо изучены, и иметь на всей территории исследований однородные свойства.
Критерии при выборе биоиндикаторов:
- Широкий ареал
- Эвритопность (повсеместное распространение вида)
- Оседлость
- Антисинантропность (не сопутствующие человеку)
- Индикационная пластичность (свойств инвариантных свойств)
- Достаточная биомасса
- Простота добычи и учета
- Изученность вида и внутривидовых таксонов
Индикаторные критерии:
1) индивид. индикаторный критерий – ос-ти строения и функций отдельных особей в различн. экол. усл-ях;
2) ценотич. индикаторные критерии – хар-т сообщества живых орг-мов.
Уровни биоиндикации: 1)субклеточный (биохим и физиолог реакции); 2)анатомич, морфолог и биоритмич отклонения от норм; 3)основан на оценке видового состава; 4)биоценотич.
На низших уровнях преобладает прямая специфическая индикация, на верхних – косвенная неспецифич.
Признаки загрязнения экосистем:
1) нарушение в проницаемости биолог. мембран
2) нарушение процессов фотосинтеза
3) преждевременное включение механизмов старения (определяют содержание гормонов и др)
4) изменение энергетич. баланса
5) изменение минерального обмена
6) изменение углеводного и липидного обмена
7) изменение состава жирных кислот.
Анатомич. и морфолог. изменения:
- некрос – омертвление тканей, опадание листьев – дефолиация, изменение формы клеток и структуры тканей, изменение формы роста, биоритмические изменения хлороз, флористические – оценка видового состава и биолог. разнообразия, хар-р распространения вида, динамика ареала, расширение ареала синантропных видов, популяционный анализ (продуктивность, плотность, возрастная стр-ра, смертность и др.).
Например, у мхов и лишайников при неблагопроиятных условиях увеличив. сод-е фенольных соединений в тканях.
Метод прорастания семян:
1.выращивание проростков на изучаемом субстрате (почва, вода)
2. полив проростков исследуемым раствором
3.полив м/у семидольками проростков двудольных растений.
Категории загрязнений: взвешенные в-ва (пыль), углеводороды и др летучие орг. соед-я, угарный газ, оксиды азота, оксиды серы – диоксины, свинец и др тяж метеллы, озон, кислоты.
50 Принципы отбора проб различных объектов среды, а также выбора мест для осущ-я проботбора и самого мониторинга.
Выбор места отбора проб производится с учетом географических, геологических, экологических особенностей изучаемого региона, с учетом возможного характера распределения загрязнения в пространстве и во времени.
Методы анализа при проведении наблюдений – стратегия получения адекватной информации об объекте исследования на основе данного анализа.
Стадии аналитического процесса:
- Отбор пробы;
- Пробоподготовка;
- Измерение.
Эти стадии – равнозначные звенья цепи, несущие объективные и субъективные источники погрешностей.
Проба должна быть представительна относительно объекта исследования. Информация, полученная от пробы, должна математически точно отражать информацию объекта. Это требование выполнимо, когда анализу подвергается весь объект. Обычно получаются различные приближения. Задача – получить статистически усредненный образец (легко осуществимо в жидкой фазе). Достигается отбором одной большой пробы или многих в разных точках с последующим механическим усреднением или растворением.
В воздушной среде образец получают прокачкой через фильтры или поглотители (газ, аэрозоль).
Сосуды должны быть инертны к загрязнителям (пенопласт, фторопласт – для жидкостей; стекло для нефтепродуктов; пластик, ткань – для твердых проб). Жидкости упаковываются герметично и консервируются.
Принципы отбора проб воздуха:
- отбирают с высоты 2 метра;
- точки наблюдений отбора проб располагают вдоль направлений преобладающих ветров (по розе ветров);
- размещаются точки отбора проб на различном расстоянии от источника загрязнений;
- точки наблюдений располагаются каждые 100 метров (по основным направлениям ветра, 4-х направлений достаточно).
Как правило, обязательным является контроль на границе санитарно-защитной зоны, если предприятие.
Осреднение (за 20 минут) воздушного образца достигается путем продолжительной прокачки воздуха через фильтры (поглотители - сорбенты).
Отбор проб воды
Чаще всего на водоеме отбираются так называемые разовые пробы. Однако при обследовании водоема может возникнуть необходимость отбора и серий периодических и регулярных проб — из поверхностного, глубинного, придонного слоев вод и т.д. Пробы могут быть отобраны также из подземных источников, водопровода и т.п. Усредненные данные о составе вод дают смешанные пробы.
В нормативных документах определены основные правила и рекомендации, которые следует использовать для получения репрезентативных проб. Репрезентативной (от англ. representative – представительный, показательный) считается такая проба, которая в максимальной степени характеризует качество воды по данному показателю, является типичной и не искаженной вследствие концентрационных и других факторов. Различные виды водоемов (водоисточников) обуславливают некоторые особенности отбора проб в каждом случае.
Пробы из рек и водных потоков отбирают для определения качество воды в бассейне реки, пригодности воды для пищевого использования, орошения, для водопоя скота, рыборазведения, купания и водного спорта, установления источников загрязнения.
Для определения влияния места сброса сточных вод и вод притоков, пробы отбирают выше по течению и точке, где произошло полное смешение вод. Следует иметь в виду, что загрязнения могут быть неравномерно распространены по потоку реки, поэтому обычно пробы отбирают в местах максимально бурного течения, где потоки хорошо перемешиваются. Пробоотборники помещают вниз по течению потока, располагая на нужной глубине.
Пробы из природных и искусственных озер (прудов). Учитывая длительность существования озер, на первый план выступает мониторинг качества воды в течение длительного периода времени – несколько лет, а также установление последствий антропогенных загрязнений воды (мониторинг ее состава и свойств). Качество воды в водоемах (как озерах, так и реках) носит циклический характер, причем наблюдается суточная и сезонная цикличность. По этой причине; ежедневные пробы следует отбирать в одно и тоже время суток, а продолжительность сезонных исследований должны быть не менее 1 года, включая исследования серий проб, отобранных в течение каждого времени года.
Пробы влажных осадков (дождя и снега) чрезвычайно чувствительны к загрязнениям, которые могут возникнуть при использовании недостаточно чистой посуды, попадании инородных (не атмосферного происхождения) частиц и др. Считается, что пробы влажных осадков не следует отбирать вблизи источников значительных загрязнений атмосферы — например, котельных или ТЭЦ, открытых складов материалов и удобрений, транспортных узлов и др. В подобных случаях проба будет испытывать значительное влияние указанных локальных источников антропогенных загрязнений.
Образцы осадков собирают в специальные емкости, приготовленные из нейтральных материалов. Дождевая вода собирается при помощи воронки (диаметром не менее 20 см) в мерный цилиндр (или непосредственно в ведро).
Отбор проб снега обычно проводят, вырезая керны на всю глубину (до земли), причем делать это целесообразно в конце периода обильных снегопадов (в начале марта).
Пробы грунтовых вод отбирают для определения пригодности грунтовых вод в качестве источника питьевой воды, а также для технических или сельскохозяйственных целей; для определения влияния на качество грунтовых вод потенциально опасных хозяйственных объектов; при проведении мониторинга загрязнителей грунтовых вод.
Грунтовые воды изучают, отбирая пробы из артезианских скважин, колодцев, родников. Следует иметь в виду, что качество воды в различных водоносных горизонтах может значительно различаться, поэтому при отборе пробы грунтовых вод следует оценить доступными способами глубину горизонта, из которого отобрана проба, возможные градиенты подземных потоков, информацию о составе подземных пород, через которые пролегает горизонт. Поскольку в точке отбора пробы могут создаться концентрации различных примесей, отличные от их концентраций в водоносном слое, необходимо откачивать из скважины (или из родника, делая в нем углубление) воду в количестве, достаточном для обновления воды в скважине, водопроводе, углублении и т.п.
Пробы воды uз водопроводных сетей отбирают в целях определения общего уровня качества водопроводной воды, поиска причин загрязнения распределительной системы, контроля степени возможного загрязнения питьевой воды продуктами коррозии и др.
Для получения репрезентативных проб при отборе проб воды из водопроводных сетей соблюдают следующие правила:
1. отбор проб проводят после спуска воды в течение 10-15 мин — времени, обычно достаточного для обновления воды с накопившимися загрязнителями;
2. для отбора не используют концевые участки водопроводных сетей, а также участки с трубами малого диаметра (менее 1,2 см);
3. для отбора используют, по возможности, участки с турбулентным потоком – краны вблизи клапанов, изгибов;
4. при отборе проб вода должна медленно течь в пробоотборную емкость до ее переполнения.
При отборе проб следует обращать внимание (фиксировать в протоколе) на сопровождавшие отбор проб гидрологические и климатические условия, такие как осадки и их обилие, паводки, застойность водоема и др.
Посуда для отбора проб должна быть чистой. Чистота посуды обеспечивается предварительным мытьем ее горячей мыльной водой (стиральные порошки и хромовую смесь не использовать!), многократным споласкиванием чистой теплой водой. В дальнейшем для отбора проб желательно использовать одну и ту же посуду. Сосуды, предназначенные для отбора проб, предварительно тщательно моют, ополаскивают не менее трех раз отбираемой водой и закупоривают стеклянными или пластмассовыми пробками, прокипяченными в дистиллированной воде. Между пробкой и отобранной пробой в сосуде оставляют воздух объемом 5-10 мл. В общую посуду отбирают пробу на анализ только тех компонентов, которые имеют одинаковые условия консервации и хранения.
Отбор проб растительности.
Необходимо соблюдать следующее:
- отбирать одновозрастные экземпляры;
- отбирать среднюю пробу с нес-ких экземпляров растений (8-10 экземпляров)
- проводить отбор проб с одной высоты по всей окружности кроны деревьев
- проводить отбор проб на анализ хим в-в по отдельным органам: листья, ветви, кора, древесина и т.д.
- для проведения сравнит. оценки отбирать на кажд. эталонной площади пробы 8-10 видов растений, повсеместно встреч-хся на изучаемой тер-и.
- отбор проб на хим анализ с целью изучения биогеохим. закономерностей миграции в-ва по пищевым цепям рекомендуется проводить в период максим биолог. продуктивности сообществ. В р-нах с гумидным климатом оптимальным сроком считается июль-начало августа.
Отбор проб почвы.
Точечные пробы отбирают методом конверта по диагонали или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков.
Метод конверта является наиболее распространенным способом отбора смешанных почвенных образцов и чаше всего применяются для исследования почвы гумусового горизонта. При этом из точек контролируемого элементарного участка (или каждой рабочей пробоотборной площадки) берут 5 образцов почвы. Точки должны быть расположены так, чтобы мысленно соединенные прямыми линиями, давали рисунок запечатанного конверта (длина стороны квадрата может составлять от 2 до 5 – 10 м). Обычно при изучении почвы отбирают пробы гумусового горизонта с глубины около 20 см., что соответствует штыку лопаты. Из каждой точки отбирают около 1 кг (по объему около 0,5 л), но не менее 0,5 кг почвы. Почвенные образцы упаковывают в полиэтиленовые или полотняные мешочки и прилагают к ним этикетки (сопроводительные талоны).
Объединенную пробу почвы готовят из точечных проб. При определении в почве поверхностно – распределяющихся веществ (ПАУ, тяжелые металлы, радионуклиды и др.) точечные пробы обычно отбирают с помощью трубчатого пробоотборника послойно на глубине 0,5 и 20 см массой до 0,2 кг. При оценке загрязнения почвы летучими соединениями или веществами с высокой способностью к вертикальной миграции (нитрозоамины) пробы отбирают по всей глубине почвенного профиля в герметично закрывающиеся емкости. При невозможности быстрого анализа на месте пробы хранят в условиях, как правило, описанных в методиках анализа.
Определенные трудности возникают при отборе почвы для радиологических исследований, что связано с перераспределением радионуклидов в ландшафтах после поступления из атмосферы. Для снижения влияния рельефа, вида почв и растительности, а также возможности сравнения данных, отбор образцов должен производиться таким образом, чтобы их радиоактивность характеризовала как можно большую территорию, а места отбора были ограничены участками с горизонтальной поверхностью и минимальным стоком. Кроме того, образцы радиоактивных проб должны отбираться с открытых целинных участков в ненарушенной структурой. На обследуемом участке желательно выполнить предварительную гамма – радиометрическую съемку.
Измерения рекомендуется производить на высоте 1 м от поверхности и не ближе 2 – 5 м от стен строений. Одновременно с радиоактивными образцами почвы отбирают и пробы растительности. При изучении миграции радионуклидов в наземных экосистемах каждого ландшафта выбирают наиболее характерные участки на протяжении всего профиля от водораздела к пониженным элементам рельефа. Для отбора образцов закладывают разрезы размером 70х150 см и глубиной 1 – 2 м (в зависимости от типа почв) и отбирают пробы по горизонтали непрерывно по всему разрезу. Толщина отбираемых для радиометрических анализов слоев обычно не превышает 2 – 5 см.
Специфической процедурой является отбор проб с твердых, гладких и не сорбирующих поверхностей (глина, стекло, кафель, пластмасса, металл, лакокрасочные покрытия и др.). Для этой цели применяют ватно – марлевые или ватные тампоны, смоченные водой или органическим растворителем. Иногда берут мазки или смывы со стен, полов, окон производственных помещений (с площади примерно 0,5 м2), а с поверхности зданий соскабливают внешний слой покрытия толщиной 1 – 2 мм с площади 0,1 – 0,25 м2.
Отбор проб донных отложений
Донные отложения отбирают для определения характера, степени и глубины проникновения в них ЗВ, изучения закономерностей процессов самоочищения, выявления источников вторичного загрязнения и учета воздействия антропогенного фактора на водные экосистемы.
Проба при этом должна характеризовать не столько донные грунты, сколько водный объект или часть за определенный промежуток времени. В водоемах и водотоках точки отбора проб выбирают с учетом распределения донных отложений и их перемещения. Отбор таких проб обязателен в местах максимального накопления донных отложений (места сброса сточных вод и впадения боковых потоков, приплотинные участки водохранилищ), а также в местах, где обмен загрязняющими веществами между водой и донными отложениями наиболее интенсивен (судоходные фарватеры рек, перекаты, участки ветровых волнений). При оценке влияния сточных вод на степень загрязненности донных отложений и динамики накопления ЗВ в них пробы отбирают выше и ниже места сброса в характерные фазы гидрологических режимов изучаемых водных объектов.
Способ отбора проб донных отложений выбирают в зависимости от свойств определяемых веществ и поставленной задачи. Для оценки сезонного поступления ЗВ и их поверхностного распределения в донных отложениях проб отбирают из верхнего слоя, а при исследовании распределения ЗВ по годам донные отложения отбирают послойно. При этом пробы, отобранные на различных горизонтах, помещают в разную посуду. Отобранные пробы хранят в охлажденном состоянии (от 0 до –3оС) или в замороженном состоянии (до –20оС).
Выбор места контроля загрязнения и поиск его источника с целью первичной оценки и/или отбора проб
Место для первичной оценки или отбора пробы выбирается в соответствии с целями анализа и на основании внимательного изучения всей имеющейся предварительной информации, а также натурного исследования местности или контролируемого объекта, причем должны учитываться все обстоятельства, которые могли бы оказать влияние на состав взятой пробы или результат первичной оценки наличия и уровня загрязнения (воздействия). В зависимости от вида анализируемой среды данная процедура имеет некоторые особенности.
При поиске точек отбора проб воды из поверхностных природных источников особенно внимательно надо отслеживать притоки реки и возможные источники загрязнения выше по течению от предполагаемого места первичной оценки ли пробоотбора.
Место выбора проб сточных вод оценивается и выбирается только после подробного ознакомления с технологией производства, потреблением и сбросом воды, местоположением цехов объекта, системой его канализации, назначением и работой отдельных элементов систем очистки.
Створы отбора и оценки проб устанавливают на водоемах примерно в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах и водохранилищах – в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.
Обычно принято отбирать пробы воды одного створа в 3 точках (у обоих берегов и в фарватере), но можно и в 1-2 точках (при ограниченных технических возможностях или на небольших водоемах) – в зависимости от характера водопользования и с учетом условий водного режима в данном пункте или распределения сточных вод в водоеме.
При централизованном водоснабжении в населенном пункте пробы воды из водоема можно брать в точке водозабора по глубине и по ширине реки. Для характеристики источника централизованного водоснабжения при существующем водозаборе допускается отбор и первичная оценка проб непосредственно после насосов первого подъема.
Поиск и выбор места отбора, а также первичной оценки проб воздуха (как в отношении других сред) проводят в предполагаемых зонах максимального загрязнения окружающей природной среды (например, в факеле выброса и в зонах его возможного прохождения на расстоянии до объекта от сотен метров до нескольких километров, обычно на высоте до 1,5 м от земли) или непосредственно вблизи нахождения людей и других биообъектов, для которых данный выброс может оказаться вредным или опасным.
В рабочей зоне пробы воздуха следует отбирать в местах постоянного или максимально длительного пребывания людей, при характерных производственных условиях с учетом особенностей технологического процесса, уровня, физико-химических свойств, а также класса опасности и биологического действия выделяющихся химических загрязняющих веществ или физических факторов воздействия, температуры и влажности окружающей среды.
Выбор места для отбора проб биоты является специфической задачей биомониторинга. Данная процедура имеет принципиальную особенность – индикационный характер поиска места для такого пробоотбора. Он заключается в том, что наблюдения за показаниями состояния растительности и животного мира должно показывать исследователю, где ему отбирать пробы биообъектов для последующего анализа на предмет их загрязненности.
Стабилизация, хранение, и транспортировка проб для анализа
Пробы объектов окружающей среды могут отбираться как непосредственно перед анализом, так и заблаговременно. В последнем случае применяются промежуточные операции хранения и стабилизации проб.
Хранение проб, в том числе содержащих следовые количества исследуемых веществ, осложнено проблемой их потерь за счет сорбции на стенках сосудов, а также разрушения в растворителях и на поверхностях носителей под действием кислорода, света и других факторов внешней среды. В воде протекают процессы окисления – восстановления, биохимические процессы с участием бактерий и других живущих в ней объектов, а также физические и физико-химические процессы сорбции, седиментации и др.
В водных растворах, например нитраты в присутствии органики могут восстанавливаться до нитритов или даже до ионов аммония (в отсутствии органики эти процессы могут идти в обратную сторону из-за наличия в воде растворенного кислорода), а сульфаты – до сульфитов. Растворенный кислород может расходоваться на окисление органических веществ. Могут изменяться и органолептические свойства воды – запах, цвет, мутность, вкус.
Некоторые элементы и их соединения способны довольно легко адсорбироваться на стенках сосудов (Fe, Al, Cu, Cd, Mn, Cr, Zn, PO43- и др.). Из стекла (особенно темного) или пластмассы бутылей, напротив, ряд микроэлементов и следы веществ могут выщелачиваться (B, Si, Na, K). Указанные процессы иногда довольно значительно сказываются на ухудшении достоверности и точности анализа, поэтому данная группа технологических процедур хранения и стабилизации проб имеет важное значение.
Применение экспрессных методов анализа на месте помогает избежать многих осложнений с изменениями состояния анализируемых проб, однако это удается далеко не всегда, поэтому необходимо иметь представление о процессах, идущих в средах при хранении проб, а также знать правила его правильного осуществления. В зависимости от предполагаемой продолжительности хранения отобранных проб иногда применяют процедуры их консервации. При этом универсального консервирующего средства не существует, поэтому для анализа отбирают несколько проб, каждую из которых консервируют, добавляя соответствующие химикаты.
Применение консервирующих средств полностью не предохраняет определяемое вещество или саму среду от изменения. Поэтому стараются даже консервированные пробы анализировать сразу или на следующий день, но не позднее, чем на третьи сутки после отбора пробы. При этом консервация сточных вод вообще весьма затруднительна.
В операцию поиска источника или места пробоотбора часто также включается задача идентификации характера воздействия или загрязняющего вещества (установление его природы, расшифровка состава основных компонентов смеси). При отсутствии технической возможности или необходимости в идентификации она должна заменяться более простой задачей обнаружения, т. е. подтверждения факта наличия загрязняющего вещества в среде. В случае обнаружения вредного физического фактора целесообразно сразу проводить количественное измерение его уровня.
