Система экологического мониторинга объектов культурно-бытового назначения

Библиографическое описание статьи для цитирования:
Шамсутдинова З. Р., Каратаев О. Р. Система экологического мониторинга объектов культурно-бытового назначения // Научно-методический электронный журнал «Концепт». – 2013. – Т. 3. – С. 2046–2050. – URL: http://e-koncept.ru/2013/53412.htm.
Аннотация. В работе обсуждается проблема экологической безопасности плавательных бассейнов, и предлагаются пути её решения. Для решения проблемы обеспечения экологической безопасности плавательных бассейнов предлагается внедрение комплексного управления технологией водоподготовки, основанная на анализе загрязняющих веществ водной и воздушной сред плавательного бассейна.
Комментарии
Нет комментариев
Оставить комментарий
Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы комментировать.
Текст статьи
Шамсутдинова Зухра РазифовнаСтудент 2 курса Казанского национального исследовательского технологического университета, город Казаньzuhrush92@mail.ruКаратаев Оскар РобиндаровичКандидат технических наук, доцент кафедры машиноведения Казанского национального исследовательского технологического университета, город Казаньoskar_karataev@mail.ru

Система экологического мониторинга объектов культурнобытового назначения.

В работе обсуждается проблема экологической безопасности плавательных бассейнов,и предлагаются пути её решения. Для решения проблемы обеспечения экологической безопасности плавательных бассейнов предлагается внедрение комплексного управления технологией водоподготовки, основанная на анализе загрязняющих веществ водной и воздушной сред плавательного бассейна.

Ключевые слова: экологические проблемы, водоподготовка, воздухообмен, экологическая безопасность, гигиенические нормативы, автоматизированная система, пробоотбор и пробоподготовка.

I.ВведениеСовременный плавательный бассейн представляет собой сложную систему, включающую функционально связанные между собой строительные сооружения и технологические устройства. Надлежащее санитарногигиеническое состояние в плавательных бассейнах обуславливается эффективной работой системы технологического водоснабжения и водоотведения. То есть экологическая безопасность водной среды плавательных бассейнов зависит от микробновирусных загрязнений и концентраций токсичных примесей, присутствующих в воде.Для обеззараживания воды плавательного бассейна чаще всех применяют метод хлорирования, в результате которого в процессе обработки воды выделяется газообразный хлор, который обладает высокой окислительной способностью и вступает в реакции с органическими веществами, присутствующими в воде в качестве макропримесей. В результате этих реакций в воде образуются легкокипящие хлорорганические соединения, оказывающие негативное влияние на организм человека [1]. Они попадают в организм человека через верхние дыхательные пути и оказывают негативное влияние на слизистую оболочку органов дыхания, глаза, кожу, изменяют вкус и запах воды, способствуют накоплению вредных примесей в воздушной среде плавательных бассейнов. При этом было установлено влияние учебнотренировочных занятий в плавательных бассейнах, вода которых загрязнена легколетучими хлорорганическими соединениями, на возникновение различных профессиональных заболеваний у пловцов. В этом случае легколетучие хлорорганические соединения под действием различных факторов окружающей среды из воды плавательных бассейновмогут мигрировать в воздушную среду, что повышает степень негативного воздействия на организм человека. Кроме того, в воздушную среду плавательных бассейнов через вентиляционную систему здания, а также за счет инфильтрации через дверные и оконные проемы поступают антропогенные загрязнения от работы промышленных предприятий и автомобильного транспорта, что усугубляет негативную экологическую обстановку в целом [23].А одним из основных представителей побочных продуктов дезинфекции является хлороформ, который встречается в воде наиболее часто и в более высоких концентрациях, чем остальные летучие хлорорганические соединения. Воздушная средаплавательных бассейнов содержит тем большехлороформа, чем выше его концентрация в водной среде, больше температура воды и воздуха и степень перемешивания воды. Поэтому для обеспечения экологической безопасности воды плавательных бассейнов необходимо разработать систему локального экологического мониторинга, которая базируется на определении концентрации загрязняющих веществ инструментальными методами. В последнее время для решения этих проблем при определении загрязнений водной среды наиболее часто используют инструментальные методы анализа, в том числе и газовую хроматографию [45]. Идентификацию хлороорганичсеких соединений в водной среде осуществляют с использованием кинетических газохроматографических методов в виде различных производных [6], а также путем предварительной двухстадийной химической модификации [78]. Для санитарнохимического контроля питьевой воды часто используют статический парофазный газохроматографический анализ [910]. При этом, как правило, для повышения чувствительности и устранения ограничений, возникающих при непосредственном дозировании образца пробы в хроматографическую колонку используют методы предварительного обогащения пробы, основанные на жидкостной, твердофазной и газовой экстракции, а также статическом и динамическом парофазном анализе. При аналитическом мониторинге экологического состояния окружающей среды необходим переход от контроля концентрации отдельных соединений к определению и оценке комплекса различных веществ [11]. Поэтому развитие аналитичсеких методов исследования на основе использования современных физикохимических методов должен быть направлен на расширение перечня химических веществ, идентифицированных в окружающей природной среде. В этой связи в последнее время значительно расширились возможности газовой хроматографии в результате использования высокоэффективных капиллярных и поликаппилярных хроматографических колонок, а также детекторов, обладающих высокой селективностью разделения к определенным классам соединений. Среди детекторов, обладающих наиболее высокой селективностью к галогенорганическим соединениям, широко применяется детектор по захвату электронов. Существующие в настоящее время методики анализа не всегда обеспечивают достоверный контроль за концентрированием вредных веществ.II.Постановка задачиВ этой связи разработка системы экологического мониторинга водной и воздушной сред с использованием газохроматографических методов является достаточно актуальной задачей, так как её результаты направлены на оптимизацию технологии водоподготовки плавательных бассейнов, что позволяет обеспечить экологически безопасную жизнедеятельность человека и сократить риск возникновения у него профессиональных заболеваний.III.РезультатыСистему локального экологического мониторинга окружающей среды района плавательного бассейна можно представить схемой, приведенной на рис.1.



















рис.1 Система локального экологического мониторинга окружающей среды плавательных бассейнов

Как видно из этой схемы основным функциональным элементом этой системы является диагностика экологического состояние окружающей природной среды, которая основана на газохроматографических методах определения концентрации загрязняющих веществ с использованием высокоэффективных хроматографических колонок и селективных детекторов, обладающих высокой чувствительностью. Результаты этой диагностики позволяют проводить перспективный прогноз экологических рисков, связанных с эксплуатацией плавательных бассейнов и экспертную оценку прогнозируемого состояния. Кроме того на основе результатов диагностики представляется возможным управлять и регулировать качество водной и воздушной среды плавательных бассейнов, моделировать различные экологические ситуации, обрабатывать полученные экспериментальные результаты, а также принимать технические и технологические решения, направленные на оздоровление окружающей природной среды и обеспечение экологической безопасности человека.Для разработки хроматографического анализа были приготовлены искусственные смеси легкокипящих хлорорганических соединений, которые присутствуют в воде плавательных бассейнов в качестве приоритетных загрязнителей. Экспериментальную часть работы проводили на хроматографе Кристаллюкс4000 М с электронозахватным детектором и насадочными хроматографическими колонками длиной 3м, внутренним диаметром 3мм, заполненными различными сорбентами. В качестве сорбента использовали Система локального экологического мониторинга окружающей среды плавательного бассейнаДиагностика экологического состоянияИнформационное аналитическоеобеспечениеВодная средаВоздушная средаПерспектива прогнозаОценка прогнозируемого состоянияСбор, хранение, обработка и передача информацииПринятие решениястандартную неподвижную жидкую фазу SE54 широко применяемую в газовой хроматографии [13].В табл.1 приводятся физикохимические и хроматографические свойства легколетучих хлорорганических соединений. Как видно из таблицы все исследуемые соединения находятся в интервале температур кипения от 35 до 145 оС. Относительный удерживаемый объем, приведенный в таблице указывает на более высокую селективность разделения компонентов, имеющие близкие температуры кипения для окиси три (βцианэтил) фосфина (табл.1, вещество II) по сравнению с известными аналогами SE54 (табл.1, вещество I).

Таблица 1.Физикохимические и хроматографические свойства окиси три (βцианэтил) фосфин хлорорганических соединений Iсорбент SE54, IIсорбент№ п.п.НаименованиеФормулаТ кип,оСПДК, мг/лКласс опасностиυотн(I) [13](II) [14]1.1,1дихлоэтиленCCl2=CH297,000,0310,560,422.ДихлорметанH2CCl240,00

0,700,583.ХлороформCHCl361,200,2021,001,004ГипохлоритуглеродаCCl476,600,00221,371,435.1,2ДихлорэтанCH2ClCH2Cl83,500,00321,531,746.ТрихлоэтиленCCl2=CHCl86,900,00721,661,827.ДибромхлорметанCHBr2Cl120,000,1022,442,258.ТетрахлорэтиленCCl2=CCl2121,200,0722,302,439.ТрибромметанCHBr3145,500,1022,982,84

IV.ВыводыПо результатам работы предложенный сорбент приготовленныйокиси три (βцианэтил) фосфинаструктурной формулы О=Р(CH2CH2CN)3обладает более высокой селективностью разделения легкокипящих хлорорганических соединений и его можно рекомендовать как избирательный сорбент для контроля содержания токсичных хлорорганических примесей в воде объектов культурнобытового назначения.Список цитируемой литературы 1.Авалиани С.Л. Оценка реальной опасности хмических веществ на основе анализа зависимости концентрации (доза) –статус организма./ Авалиани С.Л., Иродова Е.В., Печенникова Е.В, Шимонова Т.Е.// Гигиена и санитария –1997. №2. –С.5860.2.Перикова Е.С. Проблема обеззараживания воды закрытых плавательных бассейнов./ Перикова Е.С., Каратаев О.Р., Танеева А.В., Новиков В.Ф.// Научнотеоретический журнал «Теория и практика физической культуры» 2008. №2. –С.8790.3.Каратаев О.Р. Миграция хлороформа в воздушную среду закрытых плавательных бассейнов. / Каратаев О.Р., Перикова Е.С., Танеева А.В., Новиков В.Ф.// Научнотеоретический журнал «Теория и практика физической культуры» 2008. №12. –С.8083.4.Каратаев О.Р., Танеева А.В., Карташова А.А., Новиков В.Ф. Основы газохроматографического анализа. Под ред.проф.Новикова В.Ф. –Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2007. –244 с.5.

Каратаев О.Р., Танеева А.В.,Карташова А.А., Новиков В.Ф. Инструментальные методы анализа. Концентрирование примесей и хроматография. Под ред.проф.Новикова В.Ф. Ч.I–Казань: Казанский государственный энергетический университет, 2009. –300 с.6.Коренман Я.И. Идентификация и определение хлорфенолов в питьевой воде кинетическим газохроматографическим методом./ Коренман Я.И, Груздев И.В., Кондратенок Б.М.// Журнал аналитической химии –2006. –Т.56. №6 –С.574578. 7.Коренман Я.И. Газохроматографическое определение хлорфенолов в питьевойводе с предварительной двухстадийной химической модификации./ Коренман Я.И, Груздев И.В., Кондратенок Б.М.// Химия и технология воды –2000. –Т.22. №3 –С.290296. 8.Козубова Л.И., Морозов С.В. Органические загрязнения питьевой воды. Аналитический обзор. –Новосибирск. –Вып.26. –289 с.9.Vitenberg A. G.Methods of equilibrium concentration for the gas chromatographic determination of trace volatiles.// Journal of Chromatographyia. v.556. Issues 12, 6 September 1991, P.124.10.

Витенберг А.Г., Иоффе Б.В. Газовая экстракция в хроматографическом анализе. Парофазныйанализиродственныеметоды.

Ленинград.

Химия. –1982г.–280с. 11.Малышева А.Г. Проблемы химикоаналитического обеспечения социальногигиенических мониторинга./ Малышева А.Г. //Гигиена и санитария –2004. №5. –С.3134. 12.Определение концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе. Сборник методических указаний. МУК 4.1.591964.164596; 4.1.66297, 4.1.66697. Издание оригинальное. М.: Минздрав России, 1997. –86 с.13.Бандман А.Н., Войтенко Г.А., Волкова Н.В.Ю Дикун П.П. и др. Вредные химические вещества. Галогенпроизводные углеводородов. Справочное издание под ред.Войтенко Г.А., Н.В.Волкова др. –Ленинград.: Химия. –1990 –732с.14.Новиков В.Ф. Органические производные фосфора и мышьяка в качестве неподвижных фаз для газовой хроматографии/ Новиков В.Ф.// Журнал органической химии –1993. –Т.67 №4 –С.848853.15.Каратаев О.Р. Система экологического мониторинга плавательного бассейна.16.Каратаев О.Р. Миграция хлороформа в воздушную среду закрытых плавательных бассейнов. / Каратаев О.Р., Перикова Е.С., Танеева А.В., Новиков В.Ф.// Научнотеоретический журнал «Теория и практика физической культуры» 2008. №12. –С.8083.

Shamsutdinova Zukhra Razifovna2nd year student of KNITU, Kazanzuhrush92@mail.ru Karataev Oskar RobindarovichCandidate of Technical Sciences, Associate Professor of Mechanical Engineering of KNITU, Kazanoskar_karataev@mail.ru

System of environmental monitoring of objects of cultural and community appointment.

The research is discuss the problem of ecological safety of swimming pools and offering the ways of its decision. To solve a problem of ecological safety provision of swimming pools system of complex management of the waterconditioning technology, based on the analysis of polluting substances of water and air mediums of a swimming pool is offered.

Keywords: environmental problems, waterconditioning, interchange of air, ecological safety, the hygienic specifications, automated system, sampling and sample & apos´s preparation.