ОПД.Ф16 Экол.мониторинг

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
ОПД.Ф.16 ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ
СПЕЦИАЛИСТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
020801.65 Экология (Экологическая экспертиза)
(код и наименование специальности/тей)
Утверждено на заседании
кафедры географии и экологии
естественно-географического факультета
(протокол № 10 от 14.05.2008 г.)
Зав. кафедрой ______________
/А.В. Николаев/
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.
1.1 Автор программы: Лештаев А.А., к.б.н., доцент, Александрова Е.Ю., к.п.н., доцент
кафедры естественных наук
1.2 Рецензенты:
- Полхов А.П., кандидат географических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры
географии и экологии;
- Рябцева М.Е., кандидат с.-х. наук, директор Центра лабораторного анализа и технических
измерений по Мурманской области.
1.3 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
Цель данного курса – сформировать у студентов основные понятия о современных
методах оценки состояния окружающей среды и степени антропогенного воздействия на неё.
Задачи курса: сформировать у студентов представления о назначении мониторинга и
его видах; системе методов наблюдения и наземного обеспечения; обратных связях и
управлении; методах контроля; значении биомониторинга в оценке качества окружающей
среды; мониторинге состояния водных ресурсов, лесного фонда, сельскохозяйственных земель,
геологической среды, биологических ресурсов.
Место курса в общей подготовке специалиста. Современное общество постоянно
сталкивается с экологическими проблемами, возникающими вследствие слишком сильного
давления хозяйственной деятельности человека на окружающую среду. Всё это происходит изза отсутствия правильного прогнозирования будущих последствий тех или иных влияний
человека на природу и недостаточно полного изучения результатов совершаемых или уже
совершённых воздействий на окружающую среду. Для того, чтобы правильно оценить
масштабы и экологические последствия этого воздействия, а также спрогнозировать будущие
результаты планируемых, но ещё не реализованных действий, будущим специалистам
необходимы знания основ экологического мониторинга – науки о методах оценки качества
природной среды.
На момент изучения курса студенты должны знать:
из курсов ботаники и зоологии основы систематики живых организмов, из курса общей
экологии – понятие о экосистеме, экологических факторах (в первую очередь антропогенных),
основы учения о биосфере как глобальной экосистеме, о геологическом и биологическом
круговороте веществ, о загрязнении окружающей среды и его видах; из курса химии
окружающей среды – о типах и свойствах различных загрязняющих веществ.
Требования к освоению содержания дисциплины.
После изучения данной дисциплины студенты должны знать:
 различные виды мониторинга окружающей среды (водных ресурсов, лесного
фонда, сельскохозяйственных земель, геологической среды, биологических
ресурсов);
 методы оценки окружающей среды и технические средства, используемые в
различных видах мониторинга;
 методы прогнозирования экологических последствий различных видов
антропогенного воздействия.
Студенты должны уметь:
 применять различные методы оценки окружающей среды;
 прогнозировать
возможные
экологические
последствия
различных
антропогенных воздействий на окружающую среду.
При подготовке учебной дисциплины «Мониторинг окружающей среды» были
использованы учебные пособия Израэля Ю.А. «Экология и контроль природной среды» и
Касьяненко А. А. «Контроль качества окружающей среды», а также учебно-методическое
4
пособие Афанасьева Ю. А. и Фомина С. А. «Мониторинг и методы контроля окружающей
среды».
1.4 Извлечение из ГОС ВПО по специальности.
Экологический мониторинг
Назначение мониторинга и классификация видов мониторинга; система методов
наблюдения и наземного обеспечения; обратные связи и управление; методы контроля;
биомониторинг в оценке качества окружающей среды; мониторинг состояния водных ресурсов,
лесного фонда, сельскохозяйственных земель, геологической среды, биологических ресурсов.
1.5. Объём дисциплины и виды учебной работы
№
п/п
1
Шифр и
Курс Семестр
Виды учебной работы в часах
наименование
Трудо- Всего ЛК ПР/СМ ЛБ Сам.
специальности
ёмкость ауд.
работа
020801
Экология
(Экологическа
я экспертиза)
3
4
6
7
100
(2 сем.)
60
10
16
10
10
4
10
40
Вид
итогового
контроля
(форма
отчётности)
экзамен
1.6 Содержание дисциплины и виды учебной работы
1.6.1 Содержание дисциплины и виды занятий в часах
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Наименование раздела, темы
Экологический мониторинг и его задачи
Основные виды мониторинга окружающей среды
Система методов наблюдения и наземного обеспечения,
используемая в экологическом мониторинге. Космический
мониторинг
Биологический мониторинг. Мониторинг биологических
ресурсов
Медико-биологический мониторинг
Мониторинг состояния геологической среды. Мониторинг
сельскохозяйственных земель.
Мониторинг состояния водных ресурсов
Мониторинг состояния атмосферы
Мониторинг состояния лесного фонда
Климатический мониторинг
Всего
Количество часов
Всего
ауд.
6
6
6
ЛК ПР ЛБ
СР
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
8
2
2
4
2
8
8
2
2
2
2
4
4
2
2
8
8
6
6
70
2
2
2
2
20
2
2
2
2
20
4
4
2
2
30
4
2
4
2
40
1.6.2 Содержание разделов дисциплины
Экологический мониторинг и его задачи
5
Экологический мониторинг как система контроля состояния окружающей среды. Задачи
мониторинга окружающей среды: определение качества окружающей среды и степени
антропогенного воздействия на неё, разработка предельно допустимых норм воздействия,
прогнозирование экологических последствий хозяйственной деятельности человека.
Основные виды мониторинга окружающей среды
Локальный, региональный и глобальный мониторинг окружающей
Биологический, медико-биологический, геохимический и климатический мониторинг.
среды.
Система методов наблюдения и наземного обеспечения, используемая в
экологическом мониторинге. Космический мониторинг
Полевые наблюдения: определение концентраций загрязняющих веществ и уровня
вредных физических воздействий, биоиндикация. Лабораторные методы: биотестирование,
лабораторные изолированные экосистемы. Математическое моделирование в экологическом
мониторинге. Космический мониторинг. Система станций экологического мониторинга.
Мониторинг на базе биосферных заповедников.
Биологический мониторинг. Мониторинг биологических ресурсов
Биологический мониторинг и его роль в системе глобального мониторинга биосферы.
Понятие о биоиндикации и биотестировании. Использование различных групп организмов в
биоиндикации и биотестировании. Методы учёта биологических ресурсов.
Медико-биологический мониторинг
Медико-биологический мониторинг и его роль в общей оценке здоровья населения.
Основные показатели здоровья населения. Антропогенные факторы, отрицательно влияющие
на здоровье населения.
Мониторинг состояния геологической среды
Мониторинг состояния сельскохозяйственных земель
Методы контроля загрязняющих веществ в почве. Требования к отбору проб. Приборы
контроля загрязняющих веществ в почве. Мониторинг опасных геологических процессов.
Методы оценки состояния сельскохозяйственных земель.
Мониторинг состояния водных ресурсов
Методы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных объектах.
Методы контроля загрязняющих веществ в донных отложениях. Требования к отбору проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных объектах, в
донных отложениях. Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в
поверхностных водных объектах. Контроль экологического состояния морей.
Мониторинг состояния атмосферы
Методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу. Требования к отбору проб. Приборы контроля загрязняющих веществ в
6
атмосферном воздухе и выбросах в атмосферу. Автоматизированные станции контроля
загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в атмосферу.
Мониторинг состояния лесного фонда
Показатели состояния лесов: размерно-возрастной состав различных видов деревьев,
видовой состав лесного сообщества, фенологическое и фитопатологическое состояние деревьев.
Роль космического мониторинга в оценке состояния лесного фонда.
Климатический мониторинг
Основные параметры оценки состояния климата. Методы изучения климата планеты. Приборы,
применяемые для климатических исследований. Всемирная сеть станций климатического
мониторинга.
1.6.3 Темы для самостоятельного изучения
№
п/п
Наименование раздела иди
темы
1
Экологический мониторинг и его
задачи
2
Основные виды мониторинга
окружающей среды
3
Система методов наблюдения и
наземного обеспечения,
используемая в экологическом
мониторинге. Космический
мониторинг
Биологический мониторинг.
Мониторинг биологических
ресурсов
Медико-биологический
мониторинг
4
5
6
7
Мониторинг состояния
геологической среды.
Мониторинг
сельскохозяйственных земель.
Мониторинг состояния водных
ресурсов
8
Мониторинг состояния
атмосферы
9
Мониторинг состояния лесного
фонда
10
Климатический мониторинг
Форма
самостоятельной
работы
вопросы для
самостоятельного
изучения
вопросы для
самостоятельного
изучения
Количество
часов
Форма
контроля
4
Опрос
4
вопросы для
самостоятельного
изучения, рефераты
4
Подготовка
сообщений,
выполнение
заданий
Подготовка
сообщений,
выполнение
заданий
вопросы для
самостоятельного
изучения, рефераты
вопросы для
самостоятельного
изучения, рефераты
вопросы для
самостоятельного
изучения, рефераты
2
Опрос
2
Подготовка
сообщений
2
Опрос
вопросы для
самостоятельного
изучения
вопросы для
самостоятельного
изучения
вопросы для
самостоятельного
изучения
вопросы для
самостоятельного
изучения
4
Опрос
2
Подготовка
сообщений
4
Опрос
2
Опрос
7
1.7 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
1.7.1 Тематика практических занятий
Практическое занятие 1
Мониторинг окружающей среды и его задачи
Вопросы для коллективного обсуждения
1.
Экологический мониторинг как система контроля состояния окружающей среды.
2. Задачи мониторинга окружающей среды: определение качества окружающей среды и
степени антропогенного воздействия на неё, разработка предельно допустимых норм
воздействия, прогнозирование экологических последствий хозяйственной деятельности
человека.
1.
Глобальная система мониторинга окружающей среды.
2.
Организация экологического мониторинга в России.
Задания для самостоятельной работы
1.
2.




Доклад на тему: «Организация регионального экологического мониторинга в
Мурманской области».
Доклад на тему: «Экологическое состояние Мурманской области».
Литература
Основная:
Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Практическое занятие 2
Основные виды мониторинга окружающей среды
Вопросы для коллективного обсуждения
1.
2.
3.
Локальный, глобальный и региональный мониторинг окружающей среды.
Биологический и медико-биологический мониторинг.
Геохимический и климатический мониторинг.
Задания для самостоятельной работы
1.
Доклад на тему «Организация глобального мониторинга окружающей среды».
8
2.
Доклад на тему «Организация экологического мониторинга в России».
Литература:


Основная:
Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Мотузова, Г. В. Экологический мониторинг почв : учебник для студ. вузов / Г. В.
Мотузова, О. С. Безуглова. - М. : Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 237 с.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.






Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Практическое занятие 3
Система методов и наблюдений, используемая в экологическом мониторинге.
Космический мониторинг
Вопросы для коллективного обсуждения
1.
Полевые наблюдения: определение концентраций загрязняющих веществ и уровня
вредных физических воздействий, биоиндикация.
2.
Космический мониторинг.
3.
Лабораторные методы: биотестирование, лабораторные изолированные экосистемы.
4.
Математическое моделирование в экологическом мониторинге.
5.
Система станций экологического мониторинга.
6.
Мониторинг на базе биосферных заповедников.
Задания для самостоятельной работы
1.
Доклад на тему: «Участие биосферных заповедников г. Мурманска в экологическом
мониторинге».
2.
Доклад на тему: «История становления и развития методов математического
моделирования в экологии».
Литература:
Основная:
 Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.
9








Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Практическое занятие 4
Биологический мониторинг
1.
2.
2.
3.
1.
2.
Вопросы для коллективного обсуждения
Биологический мониторинг и его роль в системе глобального мониторинга
биосферы.
Понятие о биоиндикации и биотестировании.
Использование различных групп организмов в биоиндикации и
биотестировании.
Методы учёта биологических ресурсов.
Задания для самостоятельной работы
Определение степени закисленности воды по изменению видового состава
модельной водной экосистемы.
Определение степени нарушенности модельной наземной экосистемы по
коэффициентам размножения индикаторных видов.
Литература:





Основная:
Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
10
1.
2.
2.
1.
2.
Практическое занятие 5
Медико-биологический мониторинг
Медико-биологический мониторинг и его роль в общей оценке здоровья
населения.
Основные показатели здоровья населения.
Антропогенные факторы, отрицательно влияющие на здоровье населения.
Задания для самостоятельной работы
Доклад на тему «Состояние здоровья населения России».
Доклад на тему «Состояние здоровья населения Мурманской области».
Литература:


Основная:
Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.








1.
2.
3.
2.
1.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
Практическое занятие 6
Мониторинг состояния геологической среды
Вопросы для коллективного обсуждения
Методы контроля загрязняющих веществ в почве.
Требования к отбору проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в почве.
Мониторинг опасных геологических процессов.
Задания для самостоятельной работы
Расчёт суммарного показателя загрязнения почвы.
11
2.
Расчёт показателя засоленности почвы.
Литература:

Основная:
Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Мотузова, Г. В. Экологический мониторинг почв : учебник для студ. вузов / Г. В.
Мотузова, О. С. Безуглова. - М. : Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 237 с.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.




1.
2.
3.
4.
2.
3.
1.
2.
3.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
Практическое занятие 7
Мониторинг состояния водных ресурсов
Вопросы для коллективного обсуждения
Методы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных
объектах.
Методы контроля загрязняющих веществ в донных отложениях.
Требования к отбору проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных
объектах, в донных отложениях.
Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в поверхностных
водных объектах.
Контроль экологического состояния морей.
Задания для самостоятельной работы
Расчёт предельно допустимых сбросов загрязняющих веществ.
Расчёт скорости распространения загрязняющих веществ в водотоке.
Доклад на тему: «Экологический мониторинг Кольского залива».
Литература:



Основная:
Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.
Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.
12







1.
2.
3.
2.
1.
2.
Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
Практическое занятие 8
Мониторинг состояния атмосферы
Вопросы для коллективного обсуждения
Методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу.
Требования к отбору проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу.
Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в атмосферном
воздухе и выбросах в атмосферу.
Задания для самостоятельной работы
Расчёт количества вторичных примесей в атмосфере по известному количеству и
доле трансформации первичных.
Расчёт радиуса распространения загрязняющих веществ в атмосфере за
определённый период времени.
Литература:

Основная:
Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.


Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
13




Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
1.
2.
2.
1.
2.
Практическое занятие 9
Мониторинг состояния лесного фонда
Показатели состояния лесов: размерно-возрастной состав различных видов
деревьев, видовой состав лесного сообщества, фенологическое и фитопатологическое
состояние деревьев.
Организация мониторинга лесных ресурсов.
Роль космического мониторинга в оценке состояния лесного фонда.
Задания для самостоятельной работы
Доклад на тему «Проблема сохранения лесов в мире».
Доклад на тему «Лесные ресурсы России».
Литература:

Основная:
Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.





Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
1.
2.
3.
4.
Практическое занятие 10
Климатический мониторинг
Вопросы для коллективного обсуждения
Основные параметры оценки состояния климата.
Методы изучения климата планеты.
Приборы, применяемые для климатических исследований.
Всемирная сеть станций климатического мониторинга.
14
Задания для самостоятельной работы
1. Доклад на тему «Парниковый эффект – миф или реальность?».
2. Доклад на тему «Киотское соглашение и его роль в охране окружающей среды».
Литература:






Основная:
Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.
Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
1.7.2 Тематика лабораторных работ.
Лабораторная работа № 1
Определение антропогенных нарушений почвы
Оборудование
Карта (план, схема) местности, пишущие принадлежности.
Выполнение работы
1. Выберите хорошо вам знакомый участок местности (вблизи школы, места жительства,
отдыха).
2. Укажите типы и группы антропогенных нарушений почвы, заполнив соответствующие
графы в таблице:
Таблица 1.
Типы и группы антропогенных нарушений почвы
Группы нарушений
В чем выражается нарушение
Сельскохозяйственные
Перекрытие почвенного профиля (укажите, чем)
Лесохозяйственные
Эрозия почв (ветровая, водная)
Группы нарушений
В чем выражается нарушение
Промышленные
Строительные
Механическое нарушение (уплотнение, переувлажнение, иссушение), замусоривание, пожарища, другое
Загрязнение почв (засоление, закисление, загрязнение нефтепродуктами, удобрениями, тя15
желыми металлами, радионуклидами, другое)
Транспортные
Перекрытие и уплотнение почвенного слоя
Рекреационные
Уплотнение, замусоривание, пирогенные нарушения
3. Опишите, по возможности подробнее, нарушения почв, заполнив таблицу:
Таблица 2.
Описание антропогенных нарушений почв (местонахождение: наименование населенных
пунктов, улиц, дорог, рек, ориентиров и т.п.)
Характеристика нарушений
Описание нарушений
Площадь распространения
Признаки выявленных нарушений
Форма участка, протяженность, ширина, общая
площадь и т.п.
(Укажите, в чем выражаются нарушения)
Стадия нарушения
Начальная, развитая и др.
Вид антропогенных воздействий,
явившихся причиной нарушений
(Укажите вид воздействия)
Влияние на природный комплекс
Интенсивность — низкая, средняя, высокая,
очень высокая; продолжительность,
периодичность
(Укажите, в чем выражается влияние)
Группа нарушений
(Укажите группу нарушений)
Возможные пути устранения
(снижения) воздействия
(Впишите ваши предложения)
Характер воздействий
1. Сделайте общие выводы об экологическом состоянии почвы исследуемого участка.

Литература: Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране
окружающей среды. – М.: ВЛАДОС, 2001.
Лабораторная работа № 2
Определение кислотности почвы
ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТУАЛЬНОЙ КИСЛОТНОСТИ
Актуальную (активную) кислотность определяют в водной почвенной вытяжке. Для этого
необходимо поместить в пробирку или колбу 2 г почвы, добавить 10 мл дистиллированной
воды: полученную суспензию 1:5 хорошо встряхнуть и дать отстояться осадку; в надосадочную
жидкость внести полоску индикаторной бумаги и, сравнивая ее цвет с цветной таблицей,
сделать вывод о величине pH почвы. Кроме того, pH почвы можно измерить с помощью pHметра, опустив его электроды, предварительно промытые дистиллированной водой, в
почвенную вытяжку. После измерения электроды вновь необходимо сполоснуть дистиллятом.
16
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБМЕННОЙ КИСЛОТНОСТИ
Обменную кислотность устанавливают в солевой почвенной вытяжке после
взаимодействия почвы с раствором нейтральной соли (чаще всего хлорида калия). Для
определения обменной кислотности обычно пользуются теми же методами, что и для
определения актуальной (индикаторная бумага, рН-метр). По показателям рН солевой вытяжки
часто решают вопрос о необходимости известкования почв и о дозах извести.
Таблица 12
Дозы извести в зависимости от рН солевой вытяжки почв
рН солевой
вытяжки
< 4.5
4.6
4.8
5,0
5.2
5.4
5.5
Необходимос
ть
известковани
я
Острая
Сильная
Средняя
Средняя
Слабая
Слабая
Не требуется
Доза извести, т/га
на легких
на тяжелых
почвах
почвах
4.0
3.4
3.0
2,5
2,0
2,0
6,0
5.5
5.0
4.5
4.0
3,5
-
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ КИСЛОТНОСТИ
При обработке почвы раствором нейтральной соли не все поглощенные ионы водорода
переходят в раствор, т.е. в этом случае не выявляется вся потенциальная кислотность. Более
полно ионы водорода из почвы можно вытеснить, действуя на почву раствором щелочной соли.
Место водорода в почве занимает натрий, а в растворе образуется эквивалентное количество
уксусной кислоты (в случае использования раствора ацетата натрия, который чаще всего и
применяется для определения гидролитической кислотности почвы). Путем титрования
фильтрата раствором щелочи легко определить количество образующейся уксусной кислоты, а
по ней - количество поглощенного водорода. Поэтому в тех случаях, когда необходимо особо
тщательно обследовать почву, определяют гидролитическую кислотность и по ее значению
рассчитывают дозу извести.
Из 40 г воздушно-сухой почвы и 100 мл 1 М раствора ацетата натрия готовят солевую вытяжку.
После фильтрования отбирают 50 мл, переносят в коническую колбу, добавляют 2-3 капли
фенолфталеина и оттитровывают 0,1 М раствором едкого натра до устойчивой розовой окраски
раствора. Значение гидролитической кислотности выражают в молях на I кг почвы. Расчет
ведут по формуле:
Нг=0,0857∙V∙K,
где V - объем раствора щелочи, израсходованный на титрование 50 мл почвенной вытяжки, мл;
К - поправка к концентрации 0.1 М раствора едкого натра (вводится в том случае, когда
концентрация раствора щелочи несколько отличается | от 0,1 М):
K=CNaOH/0,1.
При расчете нормы извести по результатам определения гидролитической кислотности надо
перейти от тех единиц, в которых измеряем с кислотность почвы, к количеству извести,
17
необходимой для нейтрализл ции пахотного слоя почвы на площади 1 га. C учетом всех
постоянны1, величин формула для расчета дозы извести (т/га) приобретает вид:
Х=0,15 • Нг,
где:
Нг - гидролитическая кислотность, моль кг.
При изменении кислотности почвы изменяется степень подвижности катионов металлов,
происходит биоаккумуляция наиболее подвижных катионов в тканях растений. Эти
закономерности отражены в таблице 11.
Таблица 11
Подвижность микроэлементов в зависимости от кислотности почвы
Реакция
Pb Cr Ni V As Cо Cu Zn Cd Hg S
почвы
Кислые
СП СП СП СП СП ГП П П П
П
П
почвы
Нейтральные почвы
ПН СП СП П П
СП СП П ГП СП П
Щелочные
ПН ПН ПН П П
ПН СП СП СП ПН П
почвы
Примечание: ПН - практически неподвижные; СП слабоподвижные: П - подвижные.
Важной характеристикой почв является их буферность. Буферные свойства почв,
богатых глиной и гумусом, выражены особенно хорошо. И наоборот, бедные гумусом песчаные
почвы защищены от внешнего воздействия хуже, изменение величины рН при антропогенном
воздействии протекает в них резче, чем в почвах с хорошими буферными свойствами.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 3
Определение содержания сероводорода в почве, загрязненной нефтепродуктами
С участием анаэробных микроорганизмов в почве происходят различные процессы
разрушения органических веществ. Некоторые бактерии используют для окисления органики
кислород сульфатов, при этом выделяется сероводород. Такие процессы наблюдаются на
болотах, в зонах приливов и отливов, в устьях рек, в некоторых почвах, где содержится
большое количество органических веществ.
Сероводород H2S - бесцветный газ, растворим в воде и органических растворителях,
является сильным восстановителем. Водный раствор H2S имеет кислую реакцию и является
слабой кислотой. ПДК сероводорода 0,4 мг/кг почвы.
Методика предназначена для определения в почве H2S в местах, где постоянно имеется
загрязнение нефтепродуктами, особенно в прибрежной почве рек и других водоемов, куда
сбрасываются сточные воды, загрязненные нефтепродуктами.
Определение основано на окислении сероводорода йодом, выделившимся при
взаимодействии йодида калия с КМпО4 в кислой среде. Нижний предел обнаружения - 0,32
мг/кг почвы, точность измерения 25%, измеряемые концентрации - 0,32-2300 мг/кг.
Оборудование, реактивы, материалы
18
1) аппарат для встряхивания; 2) бумага фильтровальная; 3) коническая колба на 200 мл с
пробкой; 4) пипетки на 1 мл; 5) бюретки для титрования; 6) воронка; 7) бюкс; 8) сушильный
шкаф; 9) эксикатор с осушителем (конц. Н2SО4 или безводный СаСl2); 10) калий перманганат
КМпО4, х. ч., 0,01 М раствор; 11) натрий тиосульфат Na2SO3, 0,005 М раствор. Растворяют 0,79
г в колбе вместимостью 1 л в дистиллированной воде; 12) серная кислота Н£О4, пл. 1,84 г/см3,
разбавленная 1:3; 13) калий йодид KI, х. ч., 10%-ный раствор; 14) крахмал растворимый, 1%ный раствор.
Растворы готовят на дистиллированной воде. Материал: почва, загрязненная нефтепродуктами.
Ход работы
Помещают 100 г почвы в коническую колбу, приливают 200 мл дистиллированной воды,
колбу закрывают пробкой и встряхивают 3 мин. Затем раствор фильтруют через складчатый
фильтр. Вносят в коническую колбу 100 мл фильтрата, добавляют несколько капель Н2SО4,
приливают 1 мл 10 %-ного раствора KI, взбалтывают и приливают из бюретки 0,01 М раствор
КМпО4 до появления желтой окраски. Избыток йода оттитровывают раствором Na2S2O3, прибавляя к концу титрования несколько капель 1 %-ного раствора крахмала. Разность между
объемами прилитого 0,01 М раствора КМпО4 и раствора Na2S2O3, израсходованного на
титрование, соответствует количеству 0,01 М раствора йода, израсходованного на окисление
H2S в 100 мл фильтрата. 1 мл 0,01 н раствора йода соответствует 0,17 мг H2S.
Пример расчета: разность между объемами 0,01 М раствора КМпО4 и раствора Na2S2O3,
израсходованного на титрование, равна 3 мл. Следовательно, содержание Н2S в 100 мл
фильтрата составляет 0,17 • 3 = 0,51 мг. В 200 мг фильтрата, т.е. в 100 г почвы содержится 1,02
мг Н2S. Отсюда: концентрация С в почве H2 S составляет (мг/кг)
С=1000  1,02/100=10,2 мг/кг
Одновременно с анализом образца почвы определяют влажность для пересчета
результата на абсолютно сухую почву.
Определение влажности почвы: берут чисто вымытый тонкий стеклянный стаканчик с
пришлифованной стеклянной крышкой (бюкс), доведенный в сушильном шкафу при
температуре 100- 105°С до постоянной массы. Массу бюкса устанавливают взвешиванием на
аналитических весах с точностью до 0,0001 г. Навеску почвы помещают в бюкс. Для
высокогумусных глинистых почв с высокой влажностью достаточно 15-20 г, навеска для более
бедных и сухих почв должна быть 15-50 г. Ориентировочную массу навески можно определить
быстро на технических весах, точный вес определяется на аналитических весах. Затем бюкс
открывают, крышку устанавливают в вертикальном положении, и помещают в сушильный
шкаф. Температура нагрева 105° С в течение 8 часов. Песчаные почвы нагревают 3 ч при этой
же температуре, загипсованные почвы - 8 ч при 80±2°С. Высушенные навески переносят в
эксикатор, через 20-30 мин закрывают. В эксикаторе для осушения воздуха находится H2SO4
(конц.) или безводный СаСl2.
После остывания навески взвешивают на аналитических весах и снова помещают в
сушильный шкаф на 1 час для песчаных почв, и на 2 часа для остальных почв при той же
температуре. Сушить и взвешивать надо до тех пор, пока разница между последними взвешиваниями не будет меньше 0,0003 г.
Влажность почвы W в % вычисляется по формуле:
(
m

m
)
100
W
1 0
,
(
m
m
)
0
где:
т1 -масса влажной почвы со стаканчиком, г;
т0 - масса высушенной почвы со стаканчиком, г;
19
т - масса стаканчика, г.
Вычисления проводят с точностью до 0,1 %. Концентрация исследуемого вещества в почве С
мг/кг вычисляется по формуле:
C
A
K,
B
где:
А - количество исследуемого вещества, найденное в пробе, мкг;
B - масса исследуемой почвы, г;
К - коэффициент пересчета на абсолютно сухую почву:
100
K
100
W

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 4
Определение меди
Содержание меди в почвах составляет в среднем 15-20 мг/кг. Медь и ее соединения очень
токсичны для почвенной микрофлоры, для всех представителей водной флоры и фауны, для
теплокровных и человека.
Основными антропогенными источниками поступления меди в окружающую среду являются
предприятия цветной металлургии, транспорт, содержащие медь удобрения и пестициды,
процессы сварки, гальванизации, сжигание углеродного топлива.
Наиболее широко распространенным методом определения меди является экстракционный
метод с диэтилдитиокарбаматом свинца. Определение меди основано на образовании
растворимого в органических растворителях окрашенного комплекса ионов Си2* с
диэтилдитиокарбаматом. Этот реагент образует окрашенные комплексы не только с медью, но
и с рядом других элементов, поэтому, чтобы определение было селективным, необходимо
строгое соблюдение рН. Реакция проходит в щелочной среде, где возможно образование
гидроксидов ряда металлов, с которыми может соосаждаться медь. Поэтому используется
раствор диэтилдитиокарбамата свинца в хлористом углероде (СС14). Образовавшийся комплекс
меди растворяют в хлороформе, в присутствии анионов лимонной кислоты. При этом
гидроксиды железа, цинка, марганца и другие остаются в водной фазе.
Оборудование, реактивы, материалы
1) ротатор; 2) делительная воронка; 3) пробирки на 20 мл; 4) колбы конические на 200 мл
с пробками; 5) пипетки на 1 мл, 10 мл с делениями и на 5 мл и без делений; 6) бюретка; 7)
мерные колбы на 100 мл, 1000 мл; 8) раствор диэтилдитиокарбамата свинца в СС14: 664 мг
диэтилдитиокарбамата поместить в 2-литровую делительную воронку и прилить 1 л СС14,
прибавить 486 мг нитрата свинца, растворенного в 100 мл бидистиллята и встряхивать в
течение 5 мин. После разделения фаз нижний слой СС14 с растворенным в нем диэтилдитиокарбаматом свинца фильтруют в темную склянку. Раствор хранят в холодильнике; 9)
5%-ный лимонно-кислый аммоний: 50 г химически чистой соли растворить в 1 л
бидистиллированной воды; 10) разбавленный аммиак готовят разбавлением концентрированного аммиака в 2 раза; 11) стандартный раствор меди: 3,928 г сульфата меди (CuSO4 • 5Н2О),
содержащих 1 г меди, растворить в 1 л бидистиллированной воды и прибавить 5 мл
20
концентрированной H2SO4. Для приготовления шкалы стандартных растворов этот раствор разбавляют в 100 раз. Получают раствор, содержащий 100 мкг/мл меди. Ионы меди сильно
сорбируются стеклом, поэтому рабочий стандартный раствор готовят в день употребления; 12)
раствор НС/1 н: 82 мл конц. HCI (d= 1,19) разбавить дистиллированной водой до 1 л.
Материал: почва, загрязненная медью.
Приготовление почвенной вытяжки
Для извлечения подвижной меди из некарбонатных дерново-подзолистых почв
применяют 1 н раствор HCI. Соотношение между объемами почвы и раствора 1:10, время
экстракции 1 час при взбалтывании на ротаторе.
Ход работы
В делительную воронку влить 10-25 мл вытяжки, прилить 5 мл 5%-ного лимоннокислого
аммония и по фенолфталеину нейтрализовать разбавленным аммиаком до розовой окраски.
Затем в воронку из бюретки прилить 15 мл раствора диэтилдитиокарбамата свинца в СС14 и
энергично встряхивать в течение 2 мин. После разделения фаз отфильтровать нижний слой
СС14, окрашенный в коричневый цвет, в пробирку с притертой пробкой или прямо в 2-х
сантиметровую кювету фотоколориметра. Оптическую плотность определять при 436 нм
(синий светофильтр) относительно чистого СС14.
Шкалу стандартных растворов готовят таким же образом в пределах от 1 до 20 мкг Си.
Содержание меди в пробе определяют по калибровочному графику и вычитают из него
результат холостого опыта. Расчет ведут по формуле:
X
aV0
,
HV
1
где:
X - содержание меди, мг/кг;
а - содержание меди, найденное по графику, мкг;
V0 - исходный объем вытяжки, мл;
V1 - объем вытяжки, взятый для определения, мл;
Н - навеска почвы, г.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 5
Определение азота нитратов
Избыточный азот накапливается в почве обычно в форме нитратов. Метод определения основан
на взаимодействии нитратов с дисульфоновой кислотой с образованием тринитрофенола
(пикриновой кислоты), который при подщелачивании раствора дает окрашенное в желтый цвет
нитросоединение в количестве, эквивалентном содержанию нитратов:
3HNO3 + C6H3(HSO3)2OH = C6Н2(NO2)3OH + 2H2SO4 + H2O
C6H2(NO2)3OH + КОН = C6H2(NO2)3OK + H2O
Определение ведется колориметрически.
21
20 г свежей почвы взвесить на технических весах, перенести в колбу объемом 150-200
мл и добавить 0,5-3 г активированного угля. Прилить 100 мл дистиллированной воды и
взбалтывать в течение 3 мин. Отфильтровать в сухую посуду через воронку с четырьмя слоями
складчатых фильтров. Не следует наливать в воронку больше 1/2 ее объема.
Если фильтрат мутный, добавить 1 мл осадителя - смесь 13%-ного раствора
сернокислого алюминия и 7%-ного раствора щелочи. После тщательного взбалтывания снова
отфильтровать через ту же воронку с чистым фильтром. Взять для анализа 25-50 мл. Анализ
азота нитратного в почве проводят так же, как и при анализе его содержания в воде (см. работу
Mb 76).
Рассчитать концентрацию азота нитратного С мг/100 г абсолютно сухой почвы по
формуле:
ap
100
K
С
,
H
где:
а - содержание азота нитратного по графику, мг;
р - разведение 100/50;
К - коэффициент влажности почвы;
Н - навеска почвы, г.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 6
Определение перманганатной окисляемости воды
Под окисляемостью воды понимают количество кислорода искусственно введенного
окислителя (например, КМпО4 или КгСr2О7), идущее на окисление содержащихся в воде
органических веществ. Различают перманганатную (КМпО4) и бихроматную (K2Cr2O7)
окисляемость.
Кроме органических веществ могут окисляться некоторые неорганические восстановители,
например, NO2-, Fe2+, Mn2+, Н2S и др. При значительном содержании восстановителей их
влияние на величину окисляемости учитывается при расчете.
Происхождение и содержание органических веществ, находящихся в природных водах, весьма
разнообразны. Различны и их химические свойства по отношению к кислороду: одни вещества
устойчивы к окислению, другие, наоборот, легко окисляются. Прямое определение
органических веществ в природных водах является сложной и трудоемкой задачей. Поэтому
пользуются более простыми косвенными методами. Один из них - это метод перманганатной
окисляемости, дающий представление о содержании в воде легко окисляющихся органических
веществ. Метод бихроматной окисляемости соответствует полному окислению органических
веществ (легко и трудно окисляющихся), за исключением некоторых белковых соединений.
Обычно перманганатная окисляемость составляет 40-50 % от истинной окисляемости
органических веществ, то есть полного окисления органического углерода до СОг.
Повышенная окисляемость может указывать на загрязнение воды. Наименьшую окисляемость
(до 1-2 мг/л О2) имеют глубокие подземные воды, относящиеся к 1-му классу. Окисляемость
подземных вод, относящихся ко 2-му и 3-му классам, может быть повышена, но не более 5 и 15
мг/л О2 соответственно. В грунтовых водах окисляемость обычно выше (до 2-4 мг/л), причем
тем больше, чем выше цветность воды. Поэтому высокая окисляемость при небольшой
цветности вероятнее указывает на загрязнение воды. В воде открытых водоемов окисляемость
повышается до 5-6 мг/л в реках и до 6-8 мг/л в водохранилищах, достигая еще больших величин
22
в водах болотного происхождения. Вода считается пригодной для хозяйственных и питьевых
целей, если перманагантная окисляемость ее не превышает 3,0 мг/л О2.
Установлено, что с повышением содержания в воде органических веществ увеличивается и ее
бактериальное загрязнение.
Определение основано на том, что КМпО4, будучи в кислой среде сильным окислителем,
реагирует с присутствующими в воде восстановителями (органические вещества, соли железа
(II), нитраты). Ион Мп*7О4 принимает при этом 5 электронов и переходит в двухвалентный
катион Мпг+ по уравнению:
МпО4- + 8Н+ + 5ê  Мп2+ + 4Н2О
Избыток КМпО4 реагирует с вводимой в раствор щавелевой кислотой:
2Мп О4- + 5Н2С2О4 + 6Н+  2Мпг+ + 10СО2 + 8Н2О
Не вступившая в реакцию щавелевая кислота оттитровывается КМпО4 по приведенному
уравнению.
Точность метода 0,4 мг/л О2, если окисляемость не превышает 4 мг/л О2; при более высокой
окисляемости - 10 %.
Оборудование, реактивы, материалы
1) бюретка для титрования; 2) пипетки 10 мл, 15 мл, 50 мл, 100 мл; 3) колба коническая
термостойкая 250 мл; 4) электроплитка; 5) стеклянная воронка; 6) раствор перманганата калия
0,01 н (КМпО4); 7) раствор щавелевой кислоты 0,01 н (H2C2O4); 8) серная кислота H2SO4 (1:3),
предварительно ее окисляют на холоде раствором КМпО4 до слабо-розовой окраски для
удаления возможных восстановителей.
Материал: вода поверхностного источника.
Ход работы
В термостойкую колбу отмеряют пипеткой 100 мл (или меньше) исследуемой пробы в
зависимости от содержания в ней органических веществ (при окисляемости до 10 мг/л О2
можно брать 100 мл пробы). При объеме пробы меньше 100 мл доводят общий объем до 100 мл
дистиллированной водой. В колбу приливают 5 мл Н2SО4 (1:3) и 15 мл 0,01 н раствора КМпО4.
Затем нагревают пробу до появления первых пузырьков пара, и с этого момента содержимое
колбы кипятят 10 мин. Во избежание разбрызгивания содержимого колбы при нагревании
необходимо в горло колбы вставить стеклянную воронку.
В процессе кипячения могут произойти следующие изменения первоначального
фиолетового цвета раствора перманганата:
1) жидкость обесцвечивается, что свидетельствует о большом содержании в данном
объеме пробы восстанавливающих веществ. В таком случае определение повторяют и берут
меньший объем исследуемой пробы;
2) жидкость приобретает коричнево-бурый цвет, что свидетельствует о недостаточном
количестве Н2SО4. В таком случае в раствор следует добавить еще 5 мл Н2SО4 и продолжить
определение;
3) жидкость приобретает красноватый оттенок или остается после 10-минутного
кипячения окрашенной в фиолетовый цвет. Это свидетельствует о том, что определение идет
правильно.
В окрашенную жидкость приливают пипеткой 15 мл 0,01 н раствора Н2С2О4 (количество
раствора должно строго соответствовать первоначальному объему КМпО4, добавленному в пробу при кипячении). Содержимое колбы при этом обесцвечивается, Н2С2О4 окисляется
23
атомарным кислородом, который образуется при распаде КМпО4. Так как частично КМпО4
расходуется на окисление органических веществ в исследуемой пробе, при добавлении в пробу
15 мл раствора Н2С2О4 создается ее избыток. Не доливая бюретки с раствором КМпО4 титруют
пробу до появления устойчивой слабо-розовой окраски от одной прибавленной капли КМпО4.
Записывают суммарное количество КМпО4, израсходованное как на окисление органических
веществ в пробе, так и на окисление 15 мл Н2С2О4. Обозначим его через А.
Определение нормальности КМпО4
Для определения поправочного коэффициента к нормальности КМпО4, затраченного на
окисление 15 мл НгС2О4 (обозначим его как В),
в колбу, в которой производился анализ, приливают пипеткой 15 мл стандартного 0,01 н
раствора Н2С2О4 (в зависимости от первоначально прилитого объема КМпО4) и пробу титруют
вновь до слаборозовой окраски (температура пробы при титровании должна быть - 50-60°С).
Поправочный коэффициент к нормальности КМпО4 вычисляют по формуле:
n HCO
K мл 2 2 4
n
KMnO
мл
4
Вычисление результатов производится по формуле:
8
NK
(
A

B
)
1000
мг
/лО

2
V
где:
8 - эквивалентная масса кислорода;
К - поправочный коэффициент к нормальности КМпО4;
N - нормальность раствора КМпО4 (0,01 н);
А - количество КМпО4, затраченное на окисление органических веществ и 15 мл Н2С2О4, мл;
В - количество КМпО4, израсходованное на окисление 15 мл НгС2О4, мл;
V - объем пробы воды, взятой для анализа, мл.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 7
Определение ионов аммония
Ионы аммония определяют фотометрически по реакции с реактивом Несслера. Принцип
метода основан на том, что аммоний с реактивом Несслера образует йодид меркураммония,
который окрашивает раствор в желто-коричневый цвет. Интенсивность окраски
пропорциональна содержанию аммония в воде.
NH4+ + 2КгНgI4 + 2КОН  NH2Hg2I3 + 5KI + 2НгО + К+
Так как соли кальция и магния, обычно содержащиеся в природных водах, при
взаимодействии с реактивом Несслера могут выпасть в осадок, их связывают раствором
виннокислого натрия-калия (сегнетовой солью). Диапазон определяемых концентраций
аммония - 0,05-4 мг/л.
Как правило, в чистых природных водах содержится 0,01-0,1 мг/л аммонийных солей.
Предельно допустимые концентрации аммиака в воде водоемов 2 мг/л (по азоту).
24
Оборудование, реактивы, материалы
1) фотоколориметр; 2) электроплитка; 3) мерные колбы на 50 мл, 100 мл; 4) пипетки на 1 мл, 10
мл с делениями, на 10 мл без делений; 5) раствор сегнетовой соли KNaC4H4O6 • 4Н2О - растворяют 50 г соли при нагревании в дистиллированной воде, доводят раствор до 100 мл,
перемешивают, фильтруют, добавляют 5 мл 10%-ного раствора NaOH и кипятят 30 мин (для
удаления следов NH.J). Объем раствора вновь доводят до 100 мл; 6) реактив Несслера (щелочной
раствор тетраиодмеркурата калия K2Hgl4, торговый препарат); 7) безаммиачная вода дистиллированную воду с добавкой щелочи (25 мл 5%-ного раствора NaOH на 1 л воды)
кипятят 1 час; 8) стандартный раствор NH4CI. Основной раствор: растворяют в безаммиачной
воде 296,5 мг безводного NH4CI, высушенного при 100° С, и разбавляют такой же водой до 100
мл; 1 мл полученного раствора содержит 100 мкг NH4. Рабочий раствор: разбавляют
безаммиачной дистиллированной водой 5 мл основного стандартного раствора до 100 мл; 1 мл
полученного раствора содержит 5 мкг NH4+. Материал: вода водоема.
Ход работы
К 100 мл пробы воды добавляют 0,2 мл раствора сегнетовой соли и 0,2 мл реактива
Несслера, перемешивают и через 10 мин измеряют оптическую плотность раствора при 425 нм
в кювете толщиной 1 см на фоне дистиллированной воды. Из полученного значения оптической
плотности вычитают оптическую плотность холостой пробы. Концентрацию ионов аммония в
пробе определяют по калибровочному графику.
Построение калибровочного графика
В мерные колбы на 50 мл наливают 0,1,2,3,4,6 и 10 мл стандартного раствора NH4CI
концентрации 5 мкг NH4+ в 1 мл. Разбавляют до метки безаммиачной водой, перемешивают,
отбирают из каждой колбы по 10 мл и переносят в пробирки. Концентрация ионов аммония в
растворах составляет 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,6 и 1 мг/л. Определение ионов аммония ведут по
методике, описанной выше. Из полученных значений оптических плотностей вычитают
оптическую плотность холостого раствора.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 8
Определение нитритного азота
Метод основан на способности нитритных ионов давать интенсивно окрашенные
диазосоединения с первичными ароматическими аминами. При определении используется
реакция с сульфаниловой кислотой и -нафтиламином (реактив Грисса).
Чувствительность метода - 0,5 мкг в 1 л. При большом содержании нитритов
исследуемую воду необходимо разбавлять.
Определению мешают взвешенные вещества, мутность, окраска воды, а также сильные
окислители и восстановители. Мутность и цветность удаляют фильтрованием и
коагулированием. К 300 мл пробы прибавляют 0,5 г активированного угля или гидроксида аммония. Влияние окислителей и восстановителей в сильно загрязненных пробах устраняют
соответствующим разбавлением пробы дистиллированной водой.
Оборудование, реактивы, материалы
25
1) фотоколориметр; 2) электроплитка; 3) мерные колбы на 25 мл, 100 мл, 1000 мл; 4) пипетки на
1 мл, 5 мл с делениями и 1 мл, 5 мл без делений; 5) стакан на 1 00- 1 50 мл ; 6) реактив Грисса,
10%-ный раствор. Если нет готового сухого препарата, то его готовят: 0,1 г а-нафтиламина
растворяют в 100 мл дистиллированной воды при кипячении в течение 15 мин. Раствор
охлаждают, добавляют 5 мл ледяной уксусной кислоты и 100 мл 1%-ного раствора
сульфаниловой кислоты. Смесь хранят в склянке из темного стекла; 7) уксусная кислота, 12%ный раствор. 25 мл ледяной уксусной кислоты разбавляют дистиллированной водой до 200 мл;
8) гидроксид аммония, суспензия для коагуляции; 9) стандартные растворы нитрита натрия
NaNО2. Оснбвной стандартный раствор: 4,927 г высушенного при 1 10°С NaNO2 растворяют в
мерной колбе на 1 л в дистиллированной воде, доводят до метки. 1 мл раствора содержит 1000
мкг азота нитритного; 10) рабочий стандартный раствор. Разбавляют основной стандартный
раствор дистиллированной водой в мерной колбе сначала в 50 раз, а затем полученный раствор
еще в 10 раз. 1 мл рабочего стандартного раствора содержит 2 мкг азота нитритного. Раствор
консервируют прибавлением 1 мл хлороформа. Хранят в склянке из темного стекла.
Материал: вода водоема.
Ход работы
100 мл исследуемой осветленной или предварительно разбавленной воды (чтобы в ней
содержалось до 0,004 мг азота) помещают в колбу или стакан, приливают 5 мл реактива Грисса
и перемешивают. Окраска появляется через 40 мин и сохраняется неизменной в течение 3
часов. Через 40 мин растворы фотометрируют в кюветах толщиной 5 см с зеленым
светофильтром (X = 530 нм) по отношению к дистиллированной воде с добавлением реактива
Грисса.
Содержание нитритов находят по калибровочному графику или визуальным сравнением
интенсивности окраски пробы и шкалы
стандартных растворов.
При очень малом содержании нитритов, когда окраска в исследуемой пробе не
проявляется в течение 30 мин, пробу воды и стандарты следует подогревать в течение 10 мин
до 70°С (в одинаковых условиях), охладить и фотометрировать с этими стандартами.
Построение калибровочного графика В ряд мерных колб вносят рабочий стандартный
раствор в количестве 0,1; 0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 1,0; 1,5; 2,0 мл, что соответствует содержанию
0,2; 0,4; 0,8; 1,2; 1,6; 2; 3; 4 мкг азота нитритов. В колбу доливают дистиллированную воду до
метки и прибавляют 5 мл 10%-ного раствора реактива Грисса, перемешивают и через 40 мин
фотометрируют. Калибровочный график строят в координатах: оптическая плотность содержание азота нитритов (мкг). Целесообразно строить два калибровочных графика, для
содержания азота нитритов от 0 до 4 мкг и от 0 до 1,6 мкг.
Содержание азота нитритов (мг/л) рассчитывают но формуле:
A1000
X
,
V
где:
А - количество азота нитритов, найденное по калибровочному
графику (мкг);
V - объем пробы, взятой для анализа (мл).

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
26
Лабораторная работа № 9
Определение нитратного азота
Предельно допустимая концентрация нитратов в воде водоемов 10 мг/л (по азоту).
Метод основан на реакции между нитратами и фенолдисуль-фокислотой с образованием
нитропроизводных фенола, которые со щелочами образуют окрашенные в желтый цвет
соединения.
Определению мешают хлориды в концентрациях более 10 мг/л, их влияние устраняется в ходе
анализа добавлением сульфата серебра. Определению мешают цветность воды более 20-25°С; в
этом случае к 150 мл исследуемой воды добавляют 3 мл суспензии гидроксида аммония, пробу
тщательно перемешивают и после отстаивания в течение нескольких минут осадок
отфильтровывают, выбрасывая первую порцию фильтра.
Чувствительность метода 0,1 мг/л азота нитратов.
Оборудование, реактивы, материалы
1) фотоколориметр; 2) водяная баня; 3) обратный холодильник; 4) фарфоровые чашки; 5)
стеклянные палочки; 6) мерные колбы на 100 мл, 1000 мл; 7) пипетки на 1 мл, 5 мл с делениями
и на 1 мл, 5 мл без делений; 8) колбы на 100 мл; 9) фенолдисульфокислота. 25 г
кристаллического бесцветного фенола (если препарат окрашен, то его необходимо очистить
перегонкой) растворяют в 150 мл серной кислоты пл. 1,84 г/ см3 и нагревают в течение 6 час на
водяной кипящей бане в колбе с обратным холодильником. Раствор хранят в склянке из
темного стекла с притертой пробкой; 10) сульфат серебра, раствор. 4,4 г Аg2SО4 растворяют в
дистиллированной воде и доводят объем до 1 л в мерной колбе. 1 мл раствора эквивалентен
приблизительно 1 мг хлор-иона. Раствор хранят в склянке из темного стекла с притертой
пробкой; 11) гидроксид аммония, суспензия для коагуляции; 12) аммиак, 25 %-ный раствор; 13)
стандартный раствор нитрата калия KNO3: 0,7216 г KNO3, высушенного при 105°С до
постоянной массы, растворяют в дистиллированной воде в мерной колбе и доводят объем до 1
л. Для консервации прибавляют 1 мл хлороформа. В 1 мл раствора содержится 0,1 мг
нитратного азота.
Материал: вода водоема.
Ход работы
Для анализа отбирают 100 мл (или менее) прозрачной воды или фильтрата, добавляют
раствор Ag2SO4 в количестве, эквивалентном содержанию хлор-иона в пробе. Выпаривают в
фарфоровой чашке на кипящей водяной бане досуха (осадок AgCI отфильтровывают в том
случае, если содержание хлоридов превышает 15 мг в исследуемом объеме). После охлаждения
сухого остатка добавляют в чашку 1 мл фенолдисульфокислоты и сразу же растирают
стеклянной палочкой до полного смешения с сухим остатком. Добавляют 15-20 мл дистиллированной воды и через 10-15 мин - 5 мл концентрированного аммиака до максимального
развития окраски. Раствор переносят в
мерную колбу на 100 мл, ополаскивают чашку небольшими порциями
дистиллированной воды и сливают их в колбу, доводят до метки дистиллированной водой.
Оптическую плотность определяют на фотоколориметре с синим светофильтром (X, =
480 нм) в кюветах с толщиной 2 см по отношению к дистиллированной воде с добавлением
всех реактивов.
Содержание азота нитратного определяют по калибровочному графику. Можно
проводить визуальное определение, сравнивая интенсивность окраски пробы и шкалы
стандартных растворов.
Построение калибровочного графика
27
0,2; 0,5; 1,0; 2,0 мл стандартного раствора выпаривают в фарфоровых чашках досуха и
продолжают, как при анализе пробы.
Получают шкалу растворов с содержанием 0,02; 0,05; 0,10; 0,15; 0,20 мг азота нитратов.
Фотометрируют и строят калибровочный график в координатах: оптическая плотность содержание азота
нитратов (мг).
Содержание азота нитратов (мг/л) рассчитывают по формуле:
A1000
X
,
V
где:
А - количество азота нитратов, найденное по калибровочному
графику или по шкале стандартных растворов (мг);
V - объем пробы, взятой для анализа (мл).

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 10
Определение растворенного кислорода по Винклеру
Количество кислорода, растворенного в воде имеет большое значение для оценки
состояния водоема. Его снижение указывает на резкое изменение биологических процессов в
водоемах, а также на загрязнение водоемов веществами, биохимически интенсивно окисляющимися.
Концентрация растворенного кислорода в воде зависит, кроме того, от природных
факторов - атмосферного давления, температуры воды, содержания растворенных солей.
Концентрация кислорода в воде для питьевого и бытового использования должна быть не менее
4 мг/л в любой период года.
Принцип метода определения основан на использовании растворенного кислорода,
содержащегося в определенном объеме воды, для окисления гидроксида марганца (II) в
гидроксид марганца (III):
MnSO4 + 2NaOH = Мп(ОН)г + Na2SO4
4Мп(ОН)г + О2 + Н2О = 4Мп(ОН)3
Гидроксид марганца (III), в свою очередь, окисляет в кислой среде KI:
2Мп(ОН)3 + 3H2SO4 + 2KI = 2MnSO4 + K2SO4 + I2 + 6НгО
Iг + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6
Предел обнаружения растворенного кислорода по этому методу составляет 0,05 мг/л.
Оборудование, реактивы, материалы
1) склянки с притертой пробкой на 120 мл; 2) пипетки на 1 мл, 2 мл; 3) конические колбы на
250-300 мл; 4) бюретка для титрования; 5) мерные колбы на 50 мл, 500 мл; 6) сульфат или
хлорид марганца (II) раствор. Растворяют 200 г MnSO4 • 2Н2О (или 240 г MnSO4 • 4НгО или 182
28
г MnSO4 • Н2О или 212, 5 г МпС1г • 4Н2О) в дистиллированной воде и доводят объем до 1/2 л.
Фильтруют через бумажный фильтр. Разбавленный раствор в кислой среде при добавлении KI
не должен выделять свободного йода; 7) щелочной раствор KI: а) растворяют 75г КI в 50 мл
дистиллированной воды. При подкис -лении разбавленный раствор не должен выделять йод; б)
растворяют 250 г NaOH или 350 г КОН в 250 мл дистиллированной прокипяченой воды (для
удаления СО2). Оба раствора смешивают и доводят объем до 1/2 л; 8) серная кислота пл. 1,84
г/мл, разбавленный раствор 1:1; 9) тиосульфат натрия Nа2S2О3 • 5Н2О, 0,01 н; 10) крахмал, 1 %ный раствор.
Материал: вода водоема.
Ход работы
Пробы воды отбирают в прокалиброванные стеклянные емкости с притертой пробкой
вместимостью 120 мл. Склянки опускают на глубину 0,5 м, вынимают и сразу закрывают
пробкой, чтобы под пробкой не образовались пузырьки воздуха. После этого сразу же на месте
отбора фиксируют кислород, для чего в склянки при помощи пипетки на 1 мл, погружая ее до
дна, вносят 1 мл раствора MnSO4 или МпС12. Другой такой пипеткой в верхнюю часть склянки
вносят 1 мл щелочного раствора KI. Склянку осторожно закрывают пробкой, при этом из
склянки выливают 2 мл исследуемой воды, т. е. столько, сколько налили реактивов. Затем
жидкость перемешивают перевертыванием. В таком состоянии оставить пробу для
транспортировки.
Перед титрованием (осадок должен хорошо осесть) приливают 2 мл H2SO4 (1:1). Раствор
H2SO4 вносят пипеткой в нижнюю часть склянки, при этом часть жидкости переливается через
крап. Закрывают склянку пробкой по тем же правилам и перемешиваю! до растворения осадка
Мп(ОН)3.
После этого всю пробу переливают в коническую колбу для титрования вместимостью
250 300 мл и быстро титруют 0,01 н раствором тиосульфата натрия при непрерывном
помешивании до слабо-желтого цвета, после чего прибавляют I мл раствора крахмала и
продолжают титровать до исчезновения синей окраски.
Расчет содержания растворенного кислорода в воде X (мг/л) производится по формуле:
A
H
8
1000
X

,
V
V
1
2
где:
А - объем тиосульфата натрия, пошедшего на титрование, мл;
Н - нормальность Nа2S2О3 с учетом поправки;
V1 - объем пробы в склянке, мл (120 мл);
V2 - объем реактивов, добавленный до образования Мп(ОН)2, (2 мл);
1000 - пересчет на 1 л;
8 - эквивалентная масса кислорода, соответствующая 1 мл 1 н раствора Na2S2O3.
A
0
,08
K
1000
X

,
120

2
где:
К - поправочный коэффициент.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
29
Лабораторная работа № 11
Определение запыленности воздуха
Пыль является аэрозолем. Аэрозоли представляют собой частицы вещества (твердые или
жидкие) во взвешенном состоянии. Они распространены в приземном слое, тропосфере и
стратосфере. Время жизни их различно: от нескольких часов до многих лет. В тропосфере
различают 3 типа распределения частиц: фоновое, океаническое и континентальное. Частицы
попадают в атмосферу с Земли в готовом виде, но значительная их часть образуется в результате химических реакций между газообразными, жидкими и твердыми веществами,
включая пары воды.
Большое количество аэрозолей образуется в результате естественных природных процессов, но
немалая их доля имеет антропогенное происхождение. По самым осторожным оценкам количество частиц ежегодно попадающих в воздушный бассейн Земли в результате деятельности
человека - около 1 миллиарда тонн в год. Химический состав частиц различен, это диоксид
кремния - песок, токсичные металлы, пестициды, углеводороды и др. Максимальный
антропогенный вклад приходится на сульфаты. Аэрозоли в стратосфере менее разнообразны,
чем в тропосфере. Основным твердым компонентом стратосферы является сульфат аммония.
Основной источник антропогенных аэрозолей - процесс горения. Энергетика и транспорт дают
2/3 общего количества антропогенных аэрозолей. Среди прочих источников аэрозолей металлургические предприятия, производство строительных материалов, химические
производства.
Аэрозоли способны изменять климат Земли, осаждаясь в альвеолах легких, они вызывают
тяжелое заболевание у людей - пневмо-кониозы. Частицы аэрозоли могут нести на себе
радиоактивность, вирусы, микробы, грибки, вызывать смоги и кислые дожди, то есть создавать
угрозу не только живым существам, но и машинам, механизмам, приборам, качеству чистых
материалов. Кроме того, пыль уносит с выбросами ценные материалы и может стать причиной
разрушительных взрывов.
Для количественной характеристики запыленности воздуха в настоящее время используется
преимущественно весовой метод (гравиметрия). Кроме того существует счетный метод.
Весовые показатели определяют массу пыли в единице объема воздуха. Это прямые методы
измерения запыленности. Существует также группа косвенных методов измерения
запыленности. Под косвенными понимают методы измерения как с выделением пыли из
воздуха, так и без выделения, основанные на определении ее массы путем использования
различных физических явлений (интенсивности излучения, электрического поля, оптической
плотности и т. д.).
Наиболее распространенным является гравиметрический метод определения весовой
концентрации пыли. Через аналитический фильтр просасывают определенный объем
запыленного воздуха. Массу всей витающей пыли без разделения на фракции рассчитывают по
увеличению массы фильтра. Лучшими являются фильтры из ткани ФПП. Метод применяется
для определения разовых и среднесуточных концентраций пыли в воздухе населенных пунктов
и санитарно-защитных зон в диапазоне 0,04-10 мг/м3.
Оборудование, реактивы, материалы
1) улавливающее устройство: фильтродержатель, фильтр из ткани ФПП, аспиратор для отбора
проб, стакан-насадка на фильтродержатель, металлический, разборный, конусовидный - для
регулирования пропускаемого воздуха с учетом скорости ветра; 2) аналитические весы; 3)
эксикатор; 4) пинцет с пластмассовыми наконечниками; 5) чашки стеклянные диаметром 10 см;
6) барометр; 7) психрометр; 8) анемометр.
Материал: воздух населенного пункта.
Работа рассчитана на 2 учебных часа.
30
Ход работы
Фильтр из ткани ФПП выдерживают в течение 40-60 мин в весовой комнате,
взвешивают, помещают в пакет и доставляют на место отбора, где его вкладывают в
фильтродержатель, который крепко завинчивают. Перед отбором проб проверяют
герметичность фильтродержателя, для чего его входное отверстие закрывают пробкой и
включают прибор: при герметичном присоединении расходомер воздуха показывает ноль.
Отбор проб проводят со скоростью 250-400 л/мин, чтобы навеска пыли на фильтре была
не менее 4 мг. Отбор ведется не более 30 мин. После протягивания воздуха фильтр пинцетом
извлекают из держателя, складывают вчетверо запыленной поверхностью внутрь и помещают в
тот же пакет, из которого он был взят. В лаборатории фильтр выдерживают в течение 40-60 мин
при комнатной температуре и доводят до постоянной массы. Если отбор проводился при
относительной влажности, близкой к 100%, то фильтр помещают в стеклянной чашке в
эксикатор с плавленым хлористым кальцием на 30-50 мин, а затем уже выдерживают при
комнатной температуре 40-50 мин.
Обработка результатов
Концентрацию пыли С мг/м:) вычисляют по формуле:
C=M/V0,
где:
М - масса пыли на фильтре, равна разности масс запыленного и
чистого фильтра, мг;
V0 - объем аспирированного воздуха, приведенный к нормальным условиям, м3.
Под нормальными условиями подразумевается температура 0°С и атмосферное давление
1013 гПа (760 мм рт. ст.):
V
273
t P
V
0
(
273

t)1013
где:
Vt - объем аспирированного воздуха при температуре t и атмосферном давлении Р гПа,
м3;
273 - коэффициент расширения газов;
1013 - нормальное давление, ГПа.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 12
Определение диоксида серы
Соединения серы попадают в атмосферу как естественным путем, так и в результате
антропогенной деятельности. В роли естественного источника выступает поверхность суши и
океана. Соединения серы образуются в процессе разрушения органических веществ с помощью
анаэробных микроорганизмов. Предполагается, что выделение серы биологическим путем не
превышает 30-40 млн. т/год, что составляет 1/3 всего выделяемого количества серы. При
извержении вулканов в атмосферу наряду с большим количеством диоксида серы попадают
сероводород, сульфаты и элементарная сера (2%). Поступает сера в атмосферу и с поверхности
океанов в виде сульфатов.
31
В результате антропогенной деятельности в атмосферу попадает значительное
количество серы, главным образом в виде диоксида (59-69%).
Среди источников этого соединения на первом месте стоит сжигание угля (70%
антропогенных выбросов). В процессе горения сера превращается в сернистый газ, а часть серы
остается в золе в твердом состоянии. При сгорании нефтепродуктов сернистого газа образуется
гораздо меньше. Основными источниками образования ЗОг наряду с сжиганием ископаемого
топлива является металлургическая промышленность (переработка сульфидных руд свинца,
меди и цинка), а также предприятия по производству серной кислоты и переработке нефти.
Диоксид серы - наиболее вредный газ из распространенных загрязнителей воздуха. Он
вызывает заболевания дыхательных путей, ведет к возникновению хронического бронхита.
В атмосфере SO2 под действием кислорода окисляется до SO3, последний растворяется в
капельках влаги с образованием серной кислоты. Это приводит к выпадению кислотных
дождей. Если в атмосфере содержится аммиак, то идет образование сульфата аммония. В своем
большинстве твердые аэрозольные частицы представляют собой сульфаты и туманообразную
H^SO4. Содержание таких частиц в городах достигает 10 мг/м3. Предельно допустимая концентрация максимально разовая для SO2 - 0,5 мг/м3, среднесуточная - 0,05 мг/м3, класс
опасности SO2 - 3.
Метод определения основан на окислении SO2 в процессе его улавливания из воздуха
раствором перекиси водорода с последующим количественным определением осадка,
образующегося при взаимодействии сульфат-иона с хлоридом бария. Влияние сульфатов и
серной кислоты устраняют улавливанием их на фильтр АФА, который помещают перед
поглотительным прибором в пластмассовом фильтродержателе. Метод рекомендуется для
определения разовых концентраций. Чувствительность определения 5 мкг f в анализируемом
объеме пробы. Диапазон измеряемых концент-> раций 0,08-1,5 мг/м3 при отборе пробы
объемом 80 л.
Оборудование, реактивы, материалы
1) улавливающее устройство: аспиратор для отбора проб, поглотительный прибор Рихтера,
пластмассовый фильтродержатель с фильтром АФА; 2) аналитические весы; 3) барометр; 4)
термометр; 5) фотоколориметр; 6) глицерин (х. ч.) или этиленгликоль (х. ч.); 7) соляная кислота,
конц. (пл. 1,19 х. ч.); 8) спирт этиловый, ректификат; 9) перекись водорода (Н2О2), х. ч.; 10)
калий сернокислый, безводный (х. ч.), K2 SO4; 11) поглотительный раствор: 10 мл 30%-ной Hf>2
растворяют в 1 л воды, 0,3%-ный раствор НгО2 хранят в темной склянке не более недели; 12)
барий хлористый, составной реактив: 5,85 г кристаллического хлористого бария (ВаСl2 • 2Н2О)
растворяют в 50 мл воды. Затем приливают 150 мл этилового спирта и 150 мл глицерина или
этиленгликоля. Величину рН смеси доводят до 2,5-2,8 конц. соляной кислотой HCI. Раствор
оставляют на 48 часов и в случае появления осадка фильтруют через фильтр «синяя лента».
Срок хранения 2 месяца; 13) исходный стандартный раствор. Безводный сернокислый калий
мелко растирают и сушат при температуре 120-150 "С в течение 2 часов. Навеску 0,2720 г
растворяют в 100 мл воды. Этот раствор соответствует содержанию 8Ог 1000 мкг/мл; 14)
рабочий стандартный раствор. Готовят 10-кратным разбавлением исходного стандартного
раствора поглотительным раствором. Полученный раствор соответствует содержанию SO2 100
мкг/мл.
Материал: воздух населенного пункта.
Работа рассчитана на 4 часа.
Ход работы
Для определения разовой концентрации исследуемый воздух со скоростью 4 л/мин
протягивают в течение 20 мин через поглотительный прибор Рихтера, содержащий 6 мл
поглотительного раствора. Для очистки воздуха от аэрозолей сульфатов и серной кислоты, ме32
шающих определению, перед поглотительным прибором помещают пластмассовый
фильтродержатель
с
фильтром
АФА,
присоединенный
встык.
Металлический
фильтродержатель применять нельзя.
В лаборатории уровень раствора в поглотительном приборе доводят до 6 мл дистиллированной
водой. Для анализа 5 мл раствора пробы переносят в пробирку и добавляют 1 мл раствора
BaCl2.
Содержимое пробирки тщательно встряхивают и через 10 мин определяют оптическую
плотность раствора в кювете толщиной 10 мм при длине волны 400 нм относительно нулевой
пробы.
Время от добавления последнего реактива До измерения оптической плотности для всех проб
должно быть одинаковым. Одновременно проводят измерение нулевой пробы, для чего 5 мл
поглотительного раствора анализируют аналогично. Оптическая плотность нулевой пробы
должна быть не более 0,01. Количество SO2 в пробах находят с помощью калибровочного
графика. Анализ проб можно проводить и визуально.
Расчет концентрации С мг/м3 в атмосферном воздухе проводят по формуле:
С
a m
,
V0 b
где:
а - общий объем пробы в поглотительном приборе (6 мл);
b - объем пробы для анализа (5 мл);
т - количество SO2 в пробе, найденное по калибровочному графику, мкг;
V0 - объем протянутого воздуха, приведенный к нормальным условиям, л.
Построение калибровочного графика
В мерные колбы на 100 мл наливают 1, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20 мл рабочего стандартного
раствора (100 мкг/мл). Разбавляют до метки поглотительным раствором. Концентрация SO2 в 5
мл стандартного раствора в мерных колбах составляет соответственно 5,10, 20, 30, 40, 60, 80,
100 мкг. Для приготовления шкалы стандартов отбирают в пробирки по 5 мл каждого стандарта
и проводят операции по методике, описанной выше.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 13
Определение диоксида азота
Азот образует смесь различных оксидов, но лишь NO и NO2 имеют значение как
атмосферные загрязнители. Обычно суммарные концентрации NO и NO2 в атмосфере
обозначаются как NOX.
Оксиды азота играют основную роль в образовании фотохимического «смога», влияют
они и на разрушение озонового слоя, ведут также к образованию кислых дождей. Загрязнение
атмосферы оксидами азота в целом сравнительно невелико. Но в районах с развитой
химической промышленностью имеются локальные зоны повышенного содержания NO и NO2
в воздухе.
Монооксид азота NO - бесцветный газ, образующийся в больших количествах в
цилиндрах двигателей внутреннего сгорания при взаимодействии Ог с N? В дальнейшем он
окисляется кислородом до двуокиси азота NO2.
33
Диоксид азота представляет собой коричнево-бурый газ, ядовитый, с неприятным
запахом. При растворении NO2 в воде образуется азотная кислота. В отличии от серной азотная
кислота может долгое время оставаться в атмосфере в газообразном состоянии, так как она
плохо конденсируется. Пары азотной кислоты поглощаются в атмосфере каплями облаков или
частицами аэрозоля.
Образование оксидов азота в процессах сжигания связано с окислением атмосферного
азота и, в меньшей степени, с окислением органических соединений азота, содержащихся в
топливе. С повышением температуры количество оксидов азота значительно увеличивается.
Основным источником выбросов NОХ, не связанных с сжиганием топлива, является
производство азотной кислоты. Оксиды азота образуются в природе и как результат
превращений органического азота. Энергетика и транспорт выбрасывают в атмосферу 36% из
почти 60 млн. т ежегодных выбросов оксидов азота, т. е. в масштабах, сравнимых с
естественным выделением соединений азота. Газообразный NО2 токсичен (2 класс опасности),
является также сильным коррозионно-активным агентом. Предельно допустимая концентрация
максимально разовая составляет 0,085 мг/м3, среднесуточная 0,04 мг/м3.
Метод определения содержания диоксида азота в воздухе с реактивом Грисса-Илосвая
основан на взаимодействии двуокиси азота и сульфаниловой кислоты с образованием
диазосоединения, которое, реагируя с -нафтиламином, дает азокраситель. Последний
окрашивает раствор от бледно-розового до красно-фиолетового цвета. По интенсивности
окраски раствора определяют количество NO2. Озон в концентрации, не превышающей
концентрацию NO2 в 3 раза, не мешает определению. Чувствительность определения ОД мкг в
анализируемом объеме пробы. Диапазон измеряемых концентраций составляет 0,03-0,64 мг/м3
при отборе пробы воздуха 5 л.
Оборудование, реактивы, материалы 1) улавливающее устройство: аспиратор для
отбора проб, поглотительный прибор Рихтера; 2) аналитические весы; 3) барометр; 4)
термометр; 5) фотоколориметр; 6) калий йодистый, х. ч,; 7) натрий азотистокислый, х. ч.; 8)
поглотительный раствор: 20 г KI растворяют в 250 мл воды. Полученный раствор должен быть
бесцветным и храниться в банке из темного стекла. Срок хранения 2 недели; 9) натрий
сернистокислый, х. ч., 0,06%-ный раствор. 0,03 г /Va^SOg растворяют в 50 мл воды. Раствор
готовят перед анализом; 10) уксусная кислота, х. ч., 12%-ный раствор. 64 мл концентрированной кислоты помещают в мерную посуду на 500 мл и доводят до метки водой; 11)
сульфаниловая кислота, ч. д. а., 5 г сульфаниловой кислоты растворяют в 150 мл 12%-ного
раствора уксусной кислоты. Хранят раствор в плотно закрытой склянке из темного стекла; 12)
а-нафтиламин, ч. д. а. 0,2 г а-нафтиламина растворяют в 20 мл воды при нагревании на водяной
бане до образования лиловых капель на дне колбы. Раствор осторожно сливают в темную
склянку, оставляя осадок в колбе, и приливают к раствору 150 мл 12%-ного раствора уксусной
кислоты; 13) составной реактив (реактив Грисса-Илосвая). Перед анализом смешивают
растворы а-нафтиламина и сульфаниловой кислоты в отношении 1:1; 14) исходный
стандартный раствор: 2-3 г азотистокислого натрия растирают и сушат при температуре 5060°С в течение 2 часов. Навеску NaNO2 0,1500 г растворяют в мерной колбе емкостью 100 мл. 1
мл полученного раствора соответствует 1000 мкг Л/О2; 15) раствор, 1 мл которого
соответствует 10 мкг Л/О^ готовят разведением стандартного раствора поглотительным
раствором в 100 раз; 16) рабочий стандартный раствор. Готовят 10-кратным разбавлением
раствора, содержащего 10 мкг/мл NO2 поглотительным раствором. 1 мл рабочего раствора
соответствует 1 мкг NO2. Исходный стандартный раствор сохраняется в течение 2 недель в
склянке из темного стекла. Рабочий стандартный раствор готовят перед анализом. Материал:
воздух населенного пункта. Работа рассчитана на 4 часа.
Ход работы
34
Для определения разовой концентрации NО2 исследуемый воздух протягивают через
поглотитель Рихтера, наполненный 6 мл поглотительного раствора, со скоростью 0,25 л/мин в
течение 20 мин. Во время отбора пробы следует избегать освещения поглотительного прибора
солнечными лучами. Срок хранения отобранных проб не более 2 суток.
В лаборатории уровень раствора в поглотительном приборе доводят до метки 6 мл
дистиллированной водой. Для анализа 5 мл раствора из каждой пробы переносят в пробирку и
добавляют по 0,5 мл составного реактива.
Содержимое пробирок тщательно встряхивают и через 20 мин (непосредственно перед
измерением) в пробирки приливают по 15 капель 0,06%-ного раствора Na^SO3 и еще раз
встряхивают. Оптическую плотность измеряют в кюветах толщиной 10 мм при I длине волны
540 нм относительно воды. Время от добавления составного реактива до измерения оптической
плотности всех проб должно быть одинаковым.
Количество NO2 в пробах находят по калибровочному графику. Одновременно проводят
измерение оптической плотности нулевой пробы.
Расчет концентраций диоксида азота в воздухе проводят по формуле:
С
a m
,
V0 b
где:
а - общий объем пробы в поглотительном приборе (6 мл);
b - объем пробы для анализа (5 мл); т - количество NO2 в пробе, найденное по
калибровочному графику, мкг;
V0 - объем протянутого воздуха, приведенный к нормальным
условиям, л.
Построение калибровочного графика
В мерные колбы на 50 мл наливают 1,2,4,6,8,10,20 мл рабочего стандартного раствора (1
мкг/мл). Разбавляют до метки поглотительным раствором. Концентрация ЫОг в 5 мл
стандартного раствора в мерных колбах составляет соответственно 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0; 2,0
мкг.
Для приготовления шкалы стандартов отбирают в пробирки по 5 мл каждого стандарта и
проводят операции по методике, описанной выше.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 14
Определение аэрозоля серной кислоты и растворимых сульфатов
Максимальный антропогенный «вклад» в загрязнение атмосферы взвешенными
частицами приходится на сульфаты и серную кислоту.
Метод определения аэрозоля серной кислоты и растворимых сульфатов основан на
взаимодействии сульфатов с хлористым барием. Количество сульфатов определяется по
интенсивности помутнения растворов. Определению мешают нерастворимые аэрозоли; их
влияние устраняют фильтрованием.
ПДКП1аХ. р. для серной кислоты - 0,3 мг/м3, ПДКс.с. - 0,1 мг/м3.
Метод рекомендуется для определения разовых концентраций. Чувствительность
определения 4 мкг в анализируемом объеме пробы. Диапазон измеряемых концентраций
составляет 0,005-0,100 мг/м3 при отборе пробы воздуха объемом 2 м3.
35
Оборудование, реактивы, материалы
1) улавливающее устройство: аспиратор для отбора проб, фильтродержатель пластмассовый с
фильтром АФА-ХП-18; 2) стеклянный фильтр с пористой пластиной; 3) фотоколориметр; 4)
барометр; 5) термометр; 6) реактивы и материалы те же, что и для определения SO2.
Работа рассчитана на 3 часа.
Ход работы
Исследуемый воздух протягивают через фильтр АФА со скоростью 40 л/мин в течение 20 мин.
После отбора фильтр переносят пинцетом в стаканчик на 25 мл, смачивают 0,2 мл этилового
спирта и приливают 10 мл горячей воды. Содержимое стаканчика перемешивают стеклянной
палочкой в течение 10 мин. Нерастворившуюся часть аэрозоля отфильтровывают через
стеклянный фильтр с пористой пластинкой.
Для определения сульфат-ионов из пробы отбирают 4 мл фильтрата, добавляют 1 мл раствора
ВаС12. Одновременно готовят нулевой раствор, для чего чистый фильтр обрабатывают
аналогично пробе. Через 15 мин, предварительно встряхнув, определяют оптическую плотность
раствора в кювете толщиной 10 мм при длине волны 400 нм относительно дистиллированной
воды. Время от добавления раствора ВаС12 до измерения оптической плотности растворов для
всех проб должно быть одинаковым.
Значение оптической плотности нулевого раствора должно быть не более 0,01. Если она
превышает это значение, необходимо проверить чистоту посуды и измерительных кювет,
качество приготовленных растворов. Количество аэрозоля серной кислоты и растворимых
сульфатов в пробе определяют с помощью калибровочного графика по разности результатов
измерений оптической плотности растворов пробы и нулевого раствора.
Построение калибровочного графика
В мерные колбы на 50 мл наливают 0,5; 1; 2; 3; 4 мл рабочего стандартного раствора (100
мкг/мл), 0,6; 0,8; 1 мл исходного стандартного раствора (1000 мкг/мл). Разбавляют до метки
дистиллированной водой. Концентрация SO42- в 4 мл стандартного раствора составляет
соответственно 4; 8; 16; 24; 32; 48; 64; 80 мкг.
Для приготовления шкалы стандартов используют по одному фильтру, предназначенному для
отбора проб и проводят все операции согласно ходу анализа. Одновременно измеряют
оптическую ~лотность нулевой пробы.
Расчет концентраций аэрозоля серной кислоты и растворимых сульфатов проводят по формуле:
где:
а - общий объем пробы (10 мл);
to - объем пробы для анализа (4 мл);
m - количество SO42- в пробе, найденное по калибровочному графику, мкг;
V0 - объем протянутого воздуха, приведенный к нормальным условиям.

Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 15
Оценка качества воды малых рек и озер по биотическому индексу Вудивисса
О чистоте воды природного водоема можно судить по видовому разнообразию и обилию
животного населения.
36
Чистые водоемы заселяют пресноводные моллюски, личинки веснянок, поденок,
вислокрылок и ручейников. Они не выносят загрязнения и быстро исчезают из водоема. Как
только в него попадают сточные воды.
Умеренно загрязненные водоемы заселяют водяные ослики. Бокоплавы, личинки мошек
(мокрецов), двустворчатые моллюски-шаровики, битинии, лужанки, личинки стрекоз и пиявки.
Чрезмерно загрязненные водоемы заселяют малощетинковые кольчецы (трубочники),
личинки комара-звонца (мотыли) и ильной мухи (крыска).
Для определения биотического индекса необходимо взять пробу воды из водоема с помощью
водного сачка. Проба включает небольшое количество воды с илом и беспозвоночных
животных, обнаруженных в сачке. Перед разбором проба промывается на сите, все
обнаруженные беспозвоночные переносятся в чистую воду, налитую в чашки Петри или
эмалированные ванночки. Содержимое чашек Петри тщательно разбирается и определяется по
видам и группам видов беспозвоночных животных.
В исследуемой пробе определяют ключевые виды (табл. 2) и группы сопутствующих
видов. Под группой сопутствующих видов в одних случаях понимают род, или семейство, или
класс беспозвоночных, в других – каждый вид. Определив количество групп и число ключевых
видов, находим в ( табл.1 ) вертикальный столбец и горизонтальную графу и на их пересечении
и определяем биотический индекс.
Если водоём получает от 0 до 2 баллов — он сильно загрязнён, относится к полисапробной
зоне, водное сообщество находится в сильно угнетённом состоянии. Оценка 3–5 баллов говорит
о средней степени загрязнённости (альфа-мезосапробный), а 6–7 баллов — о незначительном
загрязнении водоёма (бета-мезосапробный). Чистые (олигосапробные) реки обычно получают
оценку 8–10 баллов, а особенно богатые водными обитателями участки могут быть оценены и
более высокими значениями индекса.
Таблица 1
Определение биотического индекса пресноводных экосистем по донным беспозвоночным
37
Общее количество групп
6-10
11-15
Ботический индекс
7
8
Ключевые организмы
0-1
2-5
Личинки
поденок
имеются
Личинки
веснянок
имеются
Личинки
ручейников
имеются
Бокоплавы
имеются
Водяные
ослики
имеются
Червитрубочники
или красные
личинки
хирономид
имеются
Все
другие
названные
группы
отсутствуют
Более
одного
вида
Один вид
Более
одного
вида
Один вид
Более
одного
вида
Один вид
Все прочие виды
отсутствуют
Все прочие виды
отсутствуют
-
6
-
5
7
6
8
7
9
8
10
-
6
5
7
6
8
7
9
8
4
3
4
4
5
5
6
6
7
7
2
3
4
5
6
Все прочие виды
отсутствуют
1
2
3
4
-
Некоторые
0
организмы,
не
требующие
растворенного
кислорода. Могут
присутствовать
(личинки мух)
1
2
-
-

16-20
9
Литература: Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А.
Лештаев ; Федер. агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ,
2007.
Лабораторная работа № 16
Оценка состояния древостоя с использованием простейшей шкалы
Оценка состояния древостоя производится для установления вредного влияния
антропогенных факторов. Оценка производится следующим образом.
1. Внутри ключевого участка закладывается пробная площадка 100 м2.
2. Определяются виды деревьев, растущих на пробной площадке.
3. С помощью шкалы визуальной оценки деревьев по внешним признакам (табл. 1)
определяются баллы состояния отдельных деревьев каждого вида – b1, b2, b3 и т. д.
4. Вычисляется средний балл состояния для каждого вида деревьев но формуле:
bi
Ki 
, где:
Ni
Кj - коэффициент состояния i-ro вида деревьев;
38
bi - баллы состояния отдельных деревьев;
Ni - общее число учтенных деревьев i-ro вида;
∑ - сумма.
5. Коэффициент состояния лесного древостоя в целом (К) определялся как среднее
арифметическое средних баллов состояния различных деревьев на пробной площадке:
Таблица 1. Шкала визуальной оценки деревьев по внешним признакам
Ki , где
K
R
Кi - коэффициент состояния i-ro вида;
R - число видов деревьев.
6. Состояние древостоя оценивается по следующим критериям:
К < 1,5 - здоровый древостой (I)
К = 1,6-2,5 - ослабленный древостой (II)
К = 2,6-3,5 - сильно ослабленный лес (III)
К = 3,6-4,5 - усыхающий лес (IV)
К > 4,6 - погибший лес (V)
Балл
1
2
3
4
5

Таблица 1. Шкала визуальной оценки деревьев по внешним признакам
Характеристика состояния
Здоровые деревья, без внешних признаков повреждения, величина
прироста соответствует норме
Ослабленные деревья. Крона слабо ажурная, отдельные ветви усохли.
Листья и хвоя часто с желтым оттенком. У хвойных деревьев на стволе
сильное смолотечение и отмирание коры на отдельных участках
Сильно ослабленные деревья. Крона изрежена, со значительным
усыханием ветвей, сухая вершина. Листья светло-зеленые, хвоя с
бурым оттенком и держится 1-2 года. Листья мелкие, но бывают и
увеличены. Прирост уменьшен или отсутствует. Смолотечение
сильное. Значительные участки коры отмерли
Усыхающие деревья. Усыхание ветвей по всей кроне. Листья мелкие,
недоразвитые, бледно-зеленые с желтым оттенком, отмечается ранний
листопад. Хвоя повреждена на 60 % от общего количества. Прирост
отсутствует. На стволах признаки заселения короедами, усачами,
златками (буровая муха, отверстие на коре и древесине)
Сухие деревья. Крона сухая. Листьев нет, хвоя желтая или бурая,
осыпается или осыпалась. Кора на стволах отслаивается или полностью опала. Стволы заселены ксилофагами (потребители древесины).
Литература: Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране
окружающей среды. – М.: ВЛАДОС, 2001.
1.8 Учебно-методическое обеспечение дисциплины
1.8.1 Рекомендуемая литература

Основная:
Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
39

Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Мотузова, Г. В. Экологический мониторинг почв : учебник для студ. вузов / Г. В.
Мотузова, О. С. Безуглова. - М. : Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 237 с.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.



Дополнительная
Основы мониторинга:
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
Атмосфера:
 Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
 Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг
атмосферы. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
Гидросфера:
 Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Литосфера:
 Мотузова Г.В., Безуглова О.С. Экологический мониторинг почв. – М.: Гаудеамус, 2007.
– 240 с.
Техносфера:
 Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Методы исследований и контроля для организации мониторинга окружающей среды:
 Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля
окружающей среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ),
2009. - 648 c.
 Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
1.9 Материально-техническое обеспечение дисциплины
1.9.1 Перечень используемых технических средств
1. Кадоскоп.
2. Видеотехника.
3. Микрокалькулятор.
40
1.9.2 Перечень используемых пособий
1.Плакаты.
2.Слайды.
3. Видеофильмы.
4. Наглядные образцы.
1.10 Примерные зачётные тестовые задания.
1. Воспроизводство рыбы испытывает затруднения при значении pH:
а) <5,8;
б) <4,6;
в) <6,0;
г) <5,5.
2. Районы опустынивания в глобальном мониторинге являются индикаторами:
а) состояния почв;
б) изменений гидрологического цикла;
в) климатических изменений;
г) биогенного круговорота веществ.
3. Многозональной называется съёмка со спутника:
а) разных природных зон;
б) разных экономических районов;
в) одновременно в разных частях спектра;
г) зон с различной степенью антропогенного воздействия.
4. Тяжёлые металлы в океане в основном концентрируются:
а) в глубоководных районах;
б) в районах интенсивного размножения планктона;
в) в океанических впадинах;
г) прибрежных и шельфовых зонах.
5. Одним из самых распространённых результатов антропогенного воздействия на водные
экосистемы является их:
а) пересыхание;
б) эвтрофикация;
в) обмеление;
г) изменение температуры воды.
6.Полевые наблюдения за экосистемами позволяют выявить…
7. Экспериментальные методы экологического мониторинга дают возможность…
8. Задачей математического моделирования в экологическом мониторинге является…
9. Для съёмки со спутников предпочтительны слёдующие виды излучения:
а) ультрафиолетовое;
б) световое;
в) инфракрасное;
г) рентгеновское.
10. Гумусность почвы со спутников определяется …
41
11. Вид организмов, использующийся в качестве биоиндикаторов, должен отвечать
следующим требованиям…
12. Критическим называется уровень воздействия, при котором происходит:
а) полное разрушение экосистемы;
б) появление в экосистеме ранее не типичных для неё видов;
в) нарушение круговорота веществ в экосистеме;
г) исчезновение из экосистемы отдельных видов.
13. Геофизическая составляющая экологического мониторинга океана включает…
14. В состав геохимической составляющей экологического мониторинга океана входят…
15. Биологическая составляющая мониторинга океана состоит из наблюдений за…
16. Биологические показатели экологического мониторинга на индивидуальном уровне
должны включать…
17. Быстрыми называются реакции организмам на токсическое воздействие, наступающие в
течение:
а) получаса;
б) часа;
в) пятнадцати минут;
г) мгновенно.
18. В БИОСОТах могут использоваться следующие группы организмов…
19. Главными показателями токсичности при использовании и в БИОСОТах моллюсков
являются…
20. Главными показателями токсичности при использовании в БИОСОТах рыб являются…
1.11 Примерный перечень вопросов к экзамену
1. Экологический мониторинг как система контроля состояния окружающей среды.
2. Задачи мониторинга окружающей среды: определение качества окружающей среды и
степени антропогенного воздействия на неё, разработка предельно допустимых норм
воздействия,
прогнозирование
экологических
последствий
хозяйственной
деятельности человека.
3. Локальный, региональный и глобальный мониторинг окружающей среды.
4. Экологический мониторинг суши.
5. Экологический мониторинг океана.
6. Полевые наблюдения: определение концентраций загрязняющих веществ и уровня
вредных физических воздействий, биоиндикация.
7. Лабораторные методы: биотестирование, лабораторные изолированные экосистемы.
8. Математическое моделирование в экологическом мониторинге.
9. Космический мониторинг.
10. Система станций экологического мониторинга. Мониторинг на базе биосферных
заповедников.
11. Биологический мониторинг и его роль в системе глобального мониторинга
биосферы.
42
12. Понятие о биоиндикации и биотестировании. Использование различных групп
организмов в биоиндикации и биотестировании.
13. Методы учёта биологических ресурсов.
14. Медико-биологический мониторинг и его роль в общей оценке здоровья населения.
15. Основные показатели здоровья населения.
16. Антропогенные факторы, отрицательно влияющие на здоровье населения.
17. Методы контроля загрязняющих веществ в почве. Требования к отбору проб.
18. Приборы контроля загрязняющих веществ в почве.
19. Мониторинг опасных геологических процессов.
20. Методы оценки состояния сельскохозяйственных земель.
21. Методы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных
объектах. Методы контроля загрязняющих веществ в донных отложениях.
22. Методы контроля загрязняющих веществ в донных отложениях. Требования к отбору
проб. Приборы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных
водных объектах, в донных отложениях.
23. Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в поверхностных
водных объектах.
24. Контроль экологического состояния морей.
25. Методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу. Требования к отбору проб.
26. Приборы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу. Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в
атмосферном воздухе и выбросах в атмосферу.
27. Показатели состояния лесов: размерно-возрастной состав различных видов деревьев,
видовой состав лесного сообщества, фенологическое и фитопатологическое
состояние деревьев.
28. Роль космического мониторинга в оценке состояния лесного фонда.
29. Основные параметры оценки состояния климата.
30. Методы изучения климата планеты.
31. Приборы, применяемые для климатических исследований.
32. Всемирная сеть станций климатического мониторинга.
1.12 Комплект экзаменационных
естественных наук















билетов:
имеется
в
наличии
1.13 Примерная тематика рефератов
История становления и развития глобального мониторинга.
Экологический мониторинг как наука.
Биомониторинг океана.
Биомониторинг суши.
Геохимический мониторинг планеты.
Мониторинг радиоактивного загрязнения.
Экологический мониторинг Мурманской области.
Космический мониторинг.
Киотское соглашение и его роль в охране окружающей среды.
Экологический мониторинг городской среды.
Экологический мониторинг сельской местности.
Роль авиации в мониторинге окружающей среды.
Мониторинг сточных вод.
Мониторинг атмосферного воздуха.
Глобальная система климатического мониторинга.
43
на
кафедре





Парниковый эффект – миф или реальность?
Мониторинг озонового слоя.
Мониторинг опустынивания.
Глобальный мониторинг лесов.
Глобальный мониторинг земель
1.14 Примерная тематика курсовых работ.
 Экологический мониторинг атмосферного воздуха Мурманской области.
 Экологический мониторинг Кольского залива.
 Экологический мониторинг почв Мурманской области.
 Экологический мониторинг пресных вод Кольского полуострова.
 Экологический мониторинг болот Мурманской области.
1.15 Примерная тематика дипломных работ.
 Водоросли как биоиндикаторы загрязнения морской среды.
 Растения как биоиндикаторы загрязнения почв тяжёлыми металлами.
 Простейшие как индикаторы сапробности вод.
 Численность синантропных видов птиц как показатель состояния дел в области
утилизации бытовых отходов.
1.16 Методика исследования.
Главная методика исследования – лабораторный эксперимент.
1.17 Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания
знаний студентов по данной дисциплине.
Посещение всех занятий, сдача коллоквиумов по всем разделам курса на «4» или «5», не
менее шести выступлений на лабораторных занятиях, подготовка двух сообщений –
автоматическая сдача экзамена или зачёта.
Посещение всех лабораторных занятий и не менее трёх четвертей лекционных, сдача всех
коллоквиумов на «3» - допуск к экзамену (зачёту).
РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины и контрольные задания для
студентов заочной формы обучения
2.1 Методические рекомендации.
Необходимо сначала ознакомиться с целью и задачами мониторинга, изучить методы
контроля загрязняющих веществ в почве, воздухе и воде, затем овладеть методиками
мониторинга биологических ресурсов и здоровья населения. Отдельное внимание следует
уделить сейсмическому и климатическому мониторингу.
2.2 Задания для студентов заочной формы обучения.
1. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 56 мг/мл.
Концентрация этих веществ в реке до места сброса составляет 45 мг/мл. Река используется для
питьевого водоснабжения. Допустим ли сброс в неё сточных вод с такой концентрацией
взвешенных веществ? Объём сброса сточных вод составляет 700 м3/ч. Рассчитайте величину
ПДС.
2. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 16 мг/мл.
Концентрация этих веществ в реке до места сброса составляет 35 мг/мл. Река используется для
44
питьевого водоснабжения. Допустим ли сброс в неё сточных вод с такой концентрацией
взвешенных веществ? Объём сброса сточных вод составляет 650 м3/ч. Рассчитайте величину
ПДС.
3. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 63 мг/мл.
Концентрация этих веществ в озере до места сброса составляет 62,5 мг/мл. Озеро используется
для рыбохозяйственных целей. Допустим ли сброс в неё сточных вод с такой концентрацией
взвешенных веществ? Объём сброса сточных вод составляет 610 м3/ч. Рассчитайте величину
ПДС.
4. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 41 мг/мл.
Концентрация этих веществ в озере до места сброса составляет 40,25 мг/мл. Озеро используется
для рыбохозяйственных целей. Допустим ли сброс в неё сточных вод с такой концентрацией
взвешенных веществ? Объём сброса сточных вод составляет 525 м3/ч. Рассчитайте величину
ПДС.
5. В сточной воде присутствуют свинец в концентрации 3,2 мг/л (ПДК=0,1 мг/л), бензол – 1,8
мг/л (ПДК=0,5 мг/л) и нитрохлорбензол в концентрации 0,4 мг/л (ПДК=0,05 мг/л). Определите,
допустим ли сброс этих веществ в таких концентрациях в водоём, рассчитайте величину их
предельно допустимых сбросов, если объём сброса сточных вод составляет 600 м3/ч.
6. В сточной воде присутствуют присутствуют мышьяк в концентрации 1,2 мг/л (ПДК=0,05
мг/л), анилин – 1,1 мг/л (ПДК=0,1 мг/л) и фенол в концентрации 0,1 мг/л (ПДК=0,001).
Определите, допустим ли сброс этих веществ в таких концентрациях в водоём, рассчитайте
величину их предельно допустимых сбросов, если объём сброса сточных вод составляет 600
м3/ч.
7. Рассчитайте репродуктивную способность территории по водным поверхностным ресурсам,
если площадь территории равна 4 га, модуль поверхностного стока составляет 0,3 л/м 2, а
коэффициент поверхностного стока составляет 0,4.
8. Рассчитайте репродуктивную способность территории по водным поверхностным ресурсам,
если площадь территории равна 3 га, модуль поверхностного стока составляет 0,5 л/м 2, а
коэффициент поверхностного стока составляет 0,8.
9. Рассчитайте репродуктивную способность почвенно-растительного покрова, если площадь
данной территории равна 5 га, коэффициент эродированности почв составляет 0,5, а время
преобразования почвы составляет 27 лет.
10.
Рассчитайте репродуктивную способность почвенно-растительного покрова, если
площадь данной территории равна 7 га, коэффициент эродированности почв составляет 0,2, а
время преобразования почвы составляет 29 лет.
11.
Рассчитайте репродуктивную способность растительного покрова, если ежегодная
продуктивность составляет 15 т/га, а плошадь исследуемого участка – 8 га.
12.
Рассчитайте репродуктивную способность растительного покрова, если ежегодная
продуктивность составляет 12 т/га, а плошадь исследуемого участка – 6 га.
13.
Определите, каким загрязнителем атмосферы вызваны следующие симптомы поражения
растений: лист бурый с жёлтыми или белыми некротическими пятнами.
14.
Определите, каким загрязнителем атмосферы вызваны следующие симптомы поражения
растений: лист оливковый или тёмно-коричневый, побуревший с краёв.
15.
Определите, каким загрязнителем атмосферы вызваны следующие симптомы поражения
растений: торможение роста, уменьшение размеров, массы, на листьях белые пятна.
16.
Определите, каким загрязнителем атмосферы вызваны следующие симптомы поражения
растений: кончики хвои красновато-бурые, на листьях тёмно-бурые и чёрные пятна.
17.
Определите, каким загрязнителем атмосферы вызваны следующие симптомы поражения
растений: растения карликовые, листья мелкие; кончики листьев желтеют, деформируются,
отмирают.
18.
Рассчитайте приземную концентрацию пыли в точке, расположенной на расстоянии
X=1800 м от источника загрязнений и находящейся на ветровой оси при следующих параметрах
45
источника: H=50 м, D=0,6 м, V1=4,24 м3/с, Т=400С; М=40 г/с; F=2. Параметры района
расположения источника: А=180, T=200C, M=40 г/с; F=2.
19.
Рассчитайте загрязнения проезжей части нефтепродуктами, если среднегодовая
интенсивность движения автомобилей на исследуемом участке составляет 10000 авт./сут,
коэффициент условий движения равен 1, дорога имеет 4 полосы движения, а удельный выброс
нефтепродуктов в почву составляет 0,25 т/км.
20.
Рассчитайте концентрацию соединений свинца в почве на расстоянии 10 м от оси
автодороги, если его концентрация в почве вблизи дорожного полотна составляет 0,4 мг/кг;
коэффициент рассеивания равен 0,42; ветровой коэффициент равен 0,7; коэффициент
возвышения – 0,2.
РАЗДЕЛ 3. Содержательный компонент теоретического материала.
Лекция 1
Экологический мониторинг и его задачи
1.
2.
3.
План
Экологический мониторинг как система контроля состояния окружающей среды.
Задачи мониторинга окружающей среды.
Глобальная система мониторинга окружающей среды.
Основные положения и понятия
Экологический мониторинг, качество окружающей среды, степень антропогенного
воздействия, экологическое прогнозирование, методы экологического мониторинга (полевые
наблюдения, экспериментальные исследования, математическое моделирование).
1.
2.
3.
4.
5.
Вопросы для самоконтроля
Что такое мониторинг окружающей среды?
Каковы задачи мониторинга вы знаете?
Каково значение полевых наблюдений в экологическом мониторинге?
В чём заключается роль эксперимента в экологическом мониторинге?
Какую функцию выполняет математическое моделирование в
экологическом мониторинге?
Лекция 2
Основные виды мониторинга окружающей среды
План
Локальный, региональный, национальный
и глобальный мониторинг
окружающей среды
5.
Биологический, медико-биологический, геохимический и климатический
мониторинг.
6.
Наземный, авиационный и космический мониторинг.
7.
Мониторинг земель, вод, атмосферного воздуха.
Основные понятия и положения
Виды мониторинга: локальный, региональный, национальный, глобальный,
биологический, медико-биологический, геохимический, климатический, наземный,
авиационный, космический, земель, вод, атмосферного воздуха.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие виды экологического мониторинга вы знаете?
2. Какие организации осуществляют национальный мониторинг РФ?
3. Какая международная служба осуществляет глобальный экологический мониторинг?
4.
46
4. Какие процессы
5. Какова основная цель геохимического мониторинга?
Лекция 3
Система методов наблюдения и наземного обеспечения, используемая в
экологическом мониторинге. Космический мониторинг
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Полевые наблюдения.
Лабораторные методы.
Математическое моделирование.
Космический мониторинг.
Система станций экологического мониторинга.
Фоновый мониторинг.
Основные понятия и положения
Определение концентраций загрязняющих веществ и уровня вредных физических воздействий,
биоиндикация, биотестирование, лабораторные изолированные экосистемы, математическая
модель экосистемы, космический мониторинг, фоновый мониторинг.
Вопросы для самоконтроля
Что такое загрязняющее вещество?
Что такое вредное физическое воздействие?
Что такое биоиндикация?
В чём заключается сущность биотестирования?
Для каких целей используются в экологическом мониторинге
изолированные экосистемы?
6. Какие спутники применяются в РФ для космического мониторинга?
1.
2.
3.
4.
5.
лабораторные
Лекция 4
Биологический мониторинг. Мониторинг биологических ресурсов
План
1.Биологический мониторинг и его роль в системе глобального мониторинга биосферы.
2. Понятие о биоиндикации и биотестировании.
3. Использование различных групп организмов в биоиндикации и биотестировании.
4. Методы учёта биологических ресурсов.
Основные понятия и положения
Биологический мониторинг, биоиндикация, биотестирование, биологические ресурсы.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Какие организмы в экосистемах чаще всего выбираются в качестве биоиндикаторов?
Какие группы организмов используются в биотестировании?
Какие методы учёта растительных ресурсов вам известны?
Какими способами учитывается численность животных?
Лекция 5
Медико-биологический мониторинг
1.
План
Медико-биологический мониторинг и его роль в общей оценке здоровья
населения.
47
Основные показатели здоровья населения.
Антропогенные факторы, отрицательно влияющие на здоровье населения.
2.
3.
Основные понятия и положения
Медико-биологический мониторинг, здоровье, факторы риска.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Как определяет понятие «здоровье» Всемирная организация здравоохранения?
Почему именно состояние здоровья детей является наиболее достоверным
показателем в медико-биологическом мониторинге?
Какие показатели здоровья населения вы знаете?
Какие факторы отрицательно влияют на здоровье населения?
Лекция 6
Мониторинг состояния геологической среды
Мониторинг состояния сельскохозяйственных земель
1.
2.
3.
4.
5.
План
Методы контроля загрязняющих веществ в почве.
Требования к отбору проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в почве.
Мониторинг опасных геологических процессов.
Методы оценки состояния сельскохозяйственных земель.
Основные понятия и положения
Кислотность, гумусность, загрязнение нефтепродуктами, загрязнение тяжёлыми
металлами, опасные геологические процессы (оползень, просадка, подтопление,
землетрясение).
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Какие аспекты включает в себя мониторинг земель?
Что такое государственный земельный кадастр?
По каким показателям оценивают состояние почв?
Какие опасные геологические процессы вы знаете?
Лекция 7
Мониторинг состояния водных ресурсов
1.
2.
3.
4.
5.
План
Методы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных
объектах.
Методы контроля загрязняющих веществ в донных отложениях. Требования к отбору
проб.
Приборы контроля загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водных
объектах, в донных отложениях.
Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в поверхностных водных
объектах.
Контроль экологического состояния морей.
Основные понятия и положения
Показатели качества воды (физические, бактериологические, гидробиологические,
химические), контрольный створ.
48
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Что такое государственный водный кадастр?
Перечислите основные показатели качества воды.
Какие методы контроля качества воды вы знаете?
Как осуществляется контроль состояния морской среды?
Лекция 8
Мониторинг состояния атмосферы
План
1. Методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу.
2. Требования к отбору проб.
3. Приборы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и выбросах в
атмосферу.
4. Автоматизированные станции контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе и
выбросах в атмосферу.
Основные понятия и положения
Методы контроля загрязняющих веществ в атмосфере: флуоресцентный,
люминесцентный, хроматографический, пламенно-ионизационный, гравиметрический,
лидарный; шумомер.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Вопросы для самоконтроля
Какие требования предъявляются к отбору проб воздуха?
Для чего нужен аспиратор?
Какие методы применяются для контроля газообразных загрязнителей
атмосферы?
С помощью каких методов определяют содержание механических примесей в
воздухе?
Как называется прибор, измеряющий уровень шумности?
Какие виды автоматизированных станций контроля качества воздуха вы знаете?
Лекция 9
Мониторинг состояния лесного фонда
План
1. Показатели состояния лесов: размерно-возрастной состав различных видов деревьев,
видовой состав лесного сообщества, фенологическое и фитопатологическое состояние
деревьев.
2. Методы оценки состояния лесного древостоя.
3. Роль космического мониторинга в оценке состояния лесного фонда.
Основные понятия и положения
Степень поражённости деревьев, болезни растений, заражённость вредителями, пробная
площадка, космические фотографии.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие показатели состояния древесной растительности вы знаете?
2. Какие методы оценки состояния древостоя вам известны?
3. Какие вредные факторы воздействуют на состояние лесной растительности?
49
4. Какова роль космического мониторинга в оценке лесного фонда?
Лекция 10
Климатический мониторинг
1.
2.
3.
4.
План
Основные параметры оценки состояния климата.
Методы изучения климата планеты.
Приборы, применяемые для климатических исследований.
Всемирная сеть станций климатического мониторинга.
Основные положения и понятия
Среднегодовая температура, глобальное потепление, парниковый эффект, опасные
метеорологические явления.
1.
2.
3.
4.
Вопросы для самоконтроля
Какие параметры оценки климата вам известны?
Какие методы применяют для изучения климата?
Какие приборы применяются для климатических исследований?
Расскажите о всемирной сети станций климатического мониторинга.
Литература для подготовки к лекционным занятиям №1-10:
Основная:
 Биологический контроль окружающей среды : биоиндикация и биотестирование : учеб.
пособие для студ. вузов. / под ред. О. П. Мелеховой, Е. И. Егоровой. - М. : Академия,
2007. – 287 с.
 Гершензон В.Е. и др. Информационные технологии в управлении качеством среды
обитания: Учеб. пос. для вузов. - М.: Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 384 с.

Лештаев А. А. Экологический мониторинг : метод. пособие / А. А. Лештаев ; Федер.
агентство по образованию, Мурм. гос. пед. ун-т. - Мурманск : МГПУ, 2007.

Мотузова, Г. В. Экологический мониторинг почв : учебник для студ. вузов / Г. В.
Мотузова, О. С. Безуглова. - М. : Академический Проект : Гаудеамус, 2007. - 237 с.

Экологический мониторинг : учеб.-метод. пособие для преподавателей, студентов,
учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. - М. : Академический Проект : Альма Матер,
2008. - 416 с.







Дополнительная
Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. – М.: Альма Матер, 2008. – 416 с.
Вартанов А. З., Рубан А. Д., Шкуратник В. Л. Методы и приборы контроля окружающей
среды и экологический мониторинг. – М.: Горная книга (МГГУ), 2009. - 648 c.
Дмитриенко В.П., Сотникова Е.В., Черняев А.В. Экологический мониторинг
техносферы. – М.: Лань, 2012. – 368 с.
Козинцев В. И., Орлов В. М., Белов М. Л., Городничев В. А., Стрелков Б. В. Оптикоэлектронные системы экологического мониторинга природной среды. – М.: МГТУ им.
Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.
Мелехова О., Сарапульцева Е. Биологический контроль окружающей среды.
Биоиндикация и биотестирование. – М.: Академия, 2010. - 288 с.
Соколова Г.Н., Пушенко С.Л., Бударь Ю.В. и др. Мониторинг и контроль за состоянием
атмосферного воздуха: Учебное пособие для вузов. – М.: 2002.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Тарасов В.В.. Экологический мониторинг атмосферы. –
М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 136 с.
50


Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятков А.В. Экологический мониторинг водных
объектов. – М.: Форум, Инфра-М, 2012. – 152 с.
Фёдорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды. –
М.: ВЛАДОС, 2001.
РАЗДЕЛ 4. Словарь терминов (Глоссарий).
Абсорбция – поглощение жидких и газообразных веществ всем объёмом твёрдого поглотителя.
Биоиндикация – использование живых организмов для оценки состояния окружающей среды в
полевых исследованиях.
Биоиндикатор – биологический вид, обитающий в данной экосистеме, по генетическим,
физиологическим, репродуктивным или морфологическим характеристикам которого в
полевых исследованиях судят о состоянии данной экосистемы.
Биологический мониторинг – это оценка состояния окружающей среды на основании
характеристик биологических объектов.
Биотестирование – использование живых организмов для оценки состояния окружающей
среды в лабораторных условиях.
Биотестер – биологический вид, по генетическим, физиологическим, репродуктивным или
морфологическим характеристикам которого в лабораторных исследованиях судят о состоянии
окружающей среды.
Геофизический мониторинг – контроль физических процессов в географической оболочке
Земли, влияющих на состояние окружающей среды. Включает в себя климатический
мониторинг и мониторинг геологических процессов.
Геохимический мониторинг – контроль химического состава среды обитания, отслеживание
переноса загрязняющих веществ.
Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) – международная служба,
осуществляющая глобальный экологический мониторинг.
Глобальный экологический мониторинг – контроль состояния окружающей среды всей
планеты в целом.
Гравиметрический метод – метод контроля загрязнения воздуха твёрдыми частицами,
основанный на определении массы загрязнителя в определённом объёме воздуха.
Космический мониторинг – использование в экологическом мониторинге космических
аппаратов.
Лидарный метод – метод определения загрязнения воздуха взвешенными частицами по
степени интенсивности рассеивания ими лазерного луча.
Многозональная съёмка – фотосъёмка одного и того же объекта в различных частях спектра.
Мониторинг атмосферного воздуха — это система наблюдений за состоянием атмосферного
воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и
прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.
Мониторинг вод – система наблюдений за состоянием водных объектов.
Мониторинг геологических процессов - система наблюдений за протеканием геологических
явлений.
Мониторинг земель — система наблюдения за состоянием земельного фонда для
своевременного выявления и оценки изменений, предупреждения и устранения последствий
негативных процессов.
Пламенно-ионизационный метод газового анализа - определение концентрации
газообразных загрязнителей по увеличению электропроводности водородного пламени в
результате его ионизации.
Флуоресцентный метод газового анализа – определение концентрации газообразных
загрязнителей по интенсивности их свечения при облучении.
51
Хемилюминесцентный метод газового анализа - определение концентрации газообразных
загрязнителей по интенсивности их свечения в ходе химической реакции.
Хроматография – разделение веществ с разной молекулярной массой на пористом носителе.
РАЗДЕЛ 5. Практикум по решению задач.
5.1 Примеры решения задач.
1. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 63 мг/мл.
Концентрация этих веществ в озере до места сброса составляет 62,5 мг/мл. Озеро используется
для рыбохозяйственных целей. Допустим ли сброс в него сточных вод?
Решение: Предельно допустимая концентрация веществ в воде вычисляется по формуле:
Сст ≤ Св+ 0,75 (мг/л),
где Cст – концентрация взвешенных веществ в сточных водах, Св - концентрация взвешенных
веществ в водоёме.
Сст = 62,5 + 0,75 = 62,8
Сст<Св, => сброс сточных вод данного предприятия в озеро допустим.
2. В сточной воде присутствуют свинец в концентрации 3,2 мг/л (ПДК=0,1 мг/л), бензол – 1,8
мг/л (ПДК=0,5 мг/л) и нитрохлорбензол в концентрации 0,4 мг/л (ПДК=0,05 мг/л). Определите,
допустим ли сброс этих веществ в таких концентрациях в водоём.
Решение: Для определения возможности сброса токсичных веществ в водоём применяется
формула:
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + … Сn/ПДКn ≤ 1,
где Сn – концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, ПДКn – предельно допустимая
концентрация этих веществ в воде.
Таким образом:
3,2/0,1 + 1,8/0,5 + 0,4/0,05=43,6
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + … Сn/ПДКn > 1, => сброс данных сточных вод в водоём недопустим.
5.2 Тексты задач.
1.
2.
Концентрация взвешенных веществ в сточной воде предприятия составляет 41 мг/мл.
Концентрация этих веществ в озере до места сброса составляет 40,25 мг/мл. Озеро
используется для рыбохозяйственных целей. Допустим ли сброс в неё сточных вод с
такой концентрацией взвешенных веществ? Объём сброса сточных вод составляет 525
м3/ч. Рассчитайте величину ПДС.
В сточной воде присутствуют присутствуют мышьяк в концентрации 1,2 мг/л
(ПДК=0,05 мг/л), анилин – 1,1 мг/л (ПДК=0,1 мг/л) и фенол в концентрации 0,1 мг/л
(ПДК=0,001). Определите, допустим ли сброс этих веществ в таких концентрациях в
водоём.
РАЗДЕЛ 6. Изменения в рабочей программе, которые произошли после утверждения
программы.
52
Характер
изменений в
программе
Номер и дата протокола
заседания кафедры, на
котором было принято
данное решение
Обновлен
список
литературных
источников
2012 г.
Подпись
заведующего
кафедрой,
утверждающего
внесённое
изменение
Подпись декана
факультета
(проректора по
учебной работе),
утверждающего
данное изменение
РАЗДЕЛ 7. Учебные занятия по дисциплине ведут.
Ф.И.О., учёное
звание и степень
преподавателя
Светлова М.В., ст.
преподаватель,
Александрова
Е.Ю., к.п.н., доцент
каф. естественных
наук
Учебный год
Факультет
Специальность
2011-2012
2012-2013
ЕФКиБЖД
020801.65
Экология
(Экологическая
экспертиза)
53