Автоматизация анализа природных вод
Автоматизация анализа природных вод является одним из важнейших направлений развития методов контроля за состоянием природной среды, особенно в условиях интенсивного промышленного загрязнения природных водных объектов. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что антропогенное загрязнение природных вод во многих случаях имеет бессистемный, периодический, а не беспрерывный характер. Например, в соответствии с технологией очистки промышленные сточные воды часто сосредотачивают в отстойниках, где происходит их частичное очищение вследствие протекания физико-химических и биологических процессов и только после этого воды сбрасываются в речку или водохранилище. Довольно часто в природные водные бассейны неочищенные сточные воды предприятий попадают вследствие аварий на производстве или по причине отсутствия на предприятии очистных сооружений или они плохо функционируют. Очевидно, что в таких случаях эффективный контроль за экологическим состоянием водного объекта можно осуществлять только непрерывным или частым периодическим анализом качества природной воды.
Необходимо также иметь в виду, что организация надёжного периодического контроля за химическим составом воды больших водных объектов – водохранилищ, больших озёр и рек – путём отбора десятков и сотен проб во время экспедиций является сложным делом и требует значительных затрат, а осуществление непрерывного и частого периодического контроля за качеством воды в этих объектах вообще невозможно.
Автоматизированный или полуавтоматизированный химический анализ и определение некоторых физических показателей природных вод может выполняться с помощью автоматической станции контроля (АСК) или передвижных гидрохимических лабораторий (ПГХЛ), которые оснащены специальной измерительной аппаратурой.
С помощью помпы и системы отбора проб вода подаётся к блокам первичных преобразователей (детекторов), каждый из которых контролирует один из показателей. Сигналы от первичных преобразователей прямо пропорциональны значениям показателей, которые контролируются. Далее электрические сигналы через многоканальный измерительный преобразователь попадают в блок сбора и обработки информации, который с использованием ЭВМ одновременно выполняет функцию управления всеми блоками автоматического комплекса. Наконец, после обработки полученной информации она может поступать через блок аппаратуры передачи в вычислительный центр, где сосредоточены гидрохимические данные о состоянии всех водных объектов, расположенных в определённом географическом районе.
Рис.7. Блок-схема автоматической станции контроля (АСК) качества природных вод
Режим работы АСК может быть стационарным (непрерывным) или периодическим, в зависимости от целей контроля.
Передвижные гидрохимические лаборатории (ПГХЛ) размещаются на специальных грузовых автомобилях с автономным электрохимическим питанием от аккумуляторов или генератора двигателя. В их состав может входить не только электрохимическая и оптическая измерительная аппаратура, которая является основой АСК, а также более сложные анализаторы, например, газожидкостной хроматограф для определения органических соединений, ионный хроматограф для определения катионов и анионов солевого состава воды, атомно-абсорбционный спектрограф для определения тяжёлых металлов и т.д.
Современное развитие науки и техники обусловило возникновение таких перспективных методов контроля за состоянием природных водных объектов как дистанционные и, в частности, аэрокосмические. Они являются чрезвычайно эффективными во время изучения экологического состояния значительных акваторий океанов, морей, больших озёр, водохранилищ и рек.
- Кафедра прикладной экологии и охраны окружающей среды
- Характеристика объектов окружающей среды
- Химический состав, классификация и некоторые особенности природных вод
- Подразделения вод согласно минерализации
- Состав поверхностых вод суши
- Характерные интервалы концентрации биогенных элементов в поверхностных водах суши (в скобках пдк, мг/л)
- Зависимость содержания nh3 от рН воды при разных температурах
- Содержание микроэлементов в поверхностных водах суши и биометаллах
- Молекулярные массы комплексных соединений микроэлементов
- Характерные интервалы концентраций органических соединений природного происхождения в поверхностных водах суши в мг с/л.
- Состав подземных вод
- Состав воздуха и атмосферных осадков
- Химический состав чистого воздуха
- Химический состав почв.
- Группы водосборной площади Днепра
- Химический состав донных отложений
- Содержание основных компонентов и микроэлементов в донных отложениях
- Общая схема анализа и основные этапы
- Характеристика методов анализа
- Общая характеристика методов анализа объектов окружающей среды
- Особенности анализа воздуха
- Отбор проб
- Подготовка проб к анализу.
- Особенности анализа почв и донных отложений.
- Отбор проб и их подготовка к анализу
- Основные этапы анализа
- Особенности анализа природной воды. Виды проб и техника их отбора
- Отбор проб с водных объектов
- Консервация, транспортировка и хранение проб воды
- Определение химических ингредиентов в растворённом состоянии, коллоидно-дисперсной форме и взвесях
- Концентрирование микрокомпонентов
- Зависимость количества экстракций n для 99 % извлечения веществ от коэффициента разделения (d) и кратности концентрирования (vвод./vорг.)
- Удаление веществ, мешающих анализу
- Автоматизация анализа природных вод
- Статистическая обработка результатов анализа
- Зависимость t от n при различных р