Классификация методов анализа

Анализ является главным средством контроля за загрязненностью окружающей среды. Анализ состояния окружающей среды может проводиться посредством химических, физических и биологических методов.

Химические методы базируются на химических (в том числе электрохимических) реакциях. Сюда можно отнести и методы, называемые физико-химическими.

Физические методы основаны на физических явлениях и процессах (взаимодействия вещества с потоком энергии).

Биологические методы основаны на явлениях жизни (например на оценке состояния отдельных представителей вида, сообществ, биогеоценозов, подвергающейся воздействию загрязненной среды).

Но эта классификация является условной. Так, например, фотометрические и люминесцентные методы могут рассматриваться как химические и как чисто физические, а в ядерно-физических методах иногда используются химические реакции (радиохимические методы).

Биологические методы основаны на том, что живые организмы реагируют на присутствие вредных веществ появлением изменений своих жизненных функций, вплоть до исчезновения вида, или аккумулирует вредные вещества. Биологические методы разделяются на методы биоиндикации и биотестирования. Биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения. Биотестирование представляет собой методический прием, основанный на оценке действия контролируемого фактора среды по реакции биологических объектов.

Использование биологических объектов для анализа имеет ряд сложностей. Во-первых, реакция биологических объектов существенно зависит от факторов окружающей среды. Например, в холодные дни метаболический обмен веществ более ограничен и, следовательно, действие вредных веществ или их аккумуляция не столь активны, как в теплые дни. Во-вторых, сложно с помощью биологических объектов получить данные, которые преобразуются в цифровую форму.

Биологические методы анализа имеют и ряд преимуществ по сравнению с другими методами: во-первых, они являются прямыми методами исследования воздействия загрязняющих веществ на живые организмы; во-вторых, использование этих методов обеспечивает измерение суммарного токсического эффекта; в-третьих, эти методы позволяют изучать зависимости между концентрацией токсикантов и состоянием биологических объектов (зависимости доза-эффект). Но из-за ограничений применения для получения достоверных результатов биологические методы анализа необходимо использовать только совместно с химическими и физико-химическими методами.

Для выявления химического состава компонентов окружающей среды наиболее важными являются методы химического анализа. Проведение химического анализа начинают с отбора и подготовки пробы к анализу.

В целом химический анализ включает в себя следующие стадии:

1) пробоотбор;

2) разложение проб;

3) разделение компонентов;

4) обнаружение (идентификация) компонентов;

5) определение содержания компонентов в пробе.

Следует отметить, что все стадии анализа связаны между собой. Так, тщательно измеренный аналитический сигнал не дает правильной информации о содержании определяемого компонента в пробе, если неправильно проведены пробоотбор или подготовка пробы к анализу. Погрешность при отборе пробы часто определяет общую точность определения компонентов и делает бессмысленным использование высокоточных методов.

Предъявляются довольно жесткие требования к качеству природных объектов: содержание нормируемых компонентов колеблется в пределах 100-1000 мкг/л (для весьма токсичных 1-2 мкг/л) - для воды и 1-100 мкг/м³ и меньше - для воздуха. Следовательно, основная сложность в оценке качества атмосферного воздуха, природных и сточных вод, почвенного покрова заключаются в том, что определение компонентов необходимо проводить на уровне концентрации 10^-7-10^-10 %.