На страже чистоты

+1 выяснил, где и как проверяется качество воздуха, воды и зеленых насаждений Москвы

Иллюстрация Евгении Власовой

Аналитическая инспекция ГПБУ «Мосэкомониторинг» находится в двухэтажном особняке рядом с Донским монастырем. Здесь расположены лаборатории, которые выясняют, каким воздухом дышат москвичи, по какой почве ходят и какую воду пьют. Начальник аналитической инспекции Марина Петрова рассказала +1 о нюансах исследовательской работы.

Лаборатория — это четко регламентированные процессы, выверенные методики и рутинные действия. Когда лаборанты анализируют пробы, они не знают, откуда взят тот или иной образец. Когда на задание едет передвижная лаборатория, она действует по заранее определенной программе измерений. Беспристрастность имеет важное значение в нашей работе. Мы следим за соблюдением технологических процессов и получением достоверного результата.

Здание аналитической лаборатории «Мосэкомониторинга» в Москве

Лаборант в отделе анализа воды, определение уровня pH в пробах воды

Рабочее место лаборанта для выполнения титриметрических анализов

Начальник аналитической инспекции «Мосэкомониторинга» Марина Петрова

1/4

Здание аналитической лаборатории «Мосэкомониторинга» в Москве

Наша инспекция приступает к работе в двух случаях: после поступления жалобы в Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы и при обращении прокуратуры. В первом случае в департаменте составляют программу, на какие вещества необходимо сделать анализы, — мы организуем выезд и проверяем. Каждое измерение регламентировано и проводится согласно определенной методике. Мы исследуем состояние окружающей среды: почву, воду, зеленые насаждения, воздух и выбросы промышленных предприятий. Последние выделяются в отдельную категорию, потому что их замеры чаще всего связаны с жалобами или экстренными выбросами и требуют особого подхода.

Воздух

Если бы мы знали, как «измерить запах», о чем нас часто просят в обращениях жители столицы, то уже давно бы это делали. Запах свидетельствует о присутствии в воздухе какого-либо химического вещества. Ароматы ванили, хлеба, духов приятны в небольших количествах, особенно когда вы проходите мимо булочной или парфюмерного магазина. Однако навязчивый запах чаще всего неприятен. С этой проблемой мы и разбираемся, пытаясь понять, какое вещество его вызывает.

Человеческий нос — очень чувствительный орган. Он способен уловить запахи еще до того, как тот или иной элемент превысит предельно допустимую концентрацию в воздухе (ПДК). Это установленные нормы, с которыми мы сравниваем результаты анализов. Сероводород и диметилсульфид (им пахнут продукты гниения органики) издают неприятных запах задолго до того, как будет превышен допустимый для здоровья человека порог.

Проведение анализа воздуха на содержание фенолов
Проведение анализа воздуха на содержание фенолов

Я могу пояснить на примере меркаптана. Этим веществом пахнет газ. Его добавляют специально для того, чтобы вовремя обнаружить утечку. Когда житель жалуется на запах газа, наша лаборатория выезжает брать анализ на меркаптан. Дальше его надо «поймать» и привезти в лабораторию. Вещество это хитрое: оно может цепляться за поверхности, по которым проходят, например, лабораторные трубки, — поэтому действия должны быть четкими, а трубки и приборы — соответствовать принятым стандартам. Наша лаборатория аттестована в Росреестре, а аттестованные лаборатории применяют одни и те же зарегистрированные методики. Мы можем проводить анализы 160 веществ, по каждому из которых есть свой стандарт.

Зеленые насаждения

Бывает, что у нас возникает потребность в новых методиках. Например, московские власти решили расширить программу оценки влияния противогололедных реагентов на грунты, воды и воздух, а также попросили добавить анализ состояния вегетативных частей растений. Старая методика регламентировала, как отбирать пробы, на каком расстоянии от шоссе и тому подобное, однако не позволяла оценить воздействие реагентов на корни, стебли, листья.

В результате мы вместе с методистами из научных институтов разработали новые методики, протестировали их, потом оформили в государственный реестр. Времени на подготовку стандарта уходит около года, потому что необходимо множество данных, которые подтверждают правильность намеченных действий. Разрабатывая «вегетативную» методику, мы выясняли, насколько компоненты реагентов задерживаются в растениях: на поверхности, листьях, в древесине. С поверхности брали смывы, а древесину разлагали — и отслеживали макрокомпоненты реагентов, которые могли в ней остаться. Сейчас методика утверждена, и раз в три года мы проводим по ней соответствующий анализ.

Случается, что мы переходим с одной методики на другую — допустим, при покупке нового прибора. Адаптация в этом случае занимает до полугода. В переходный период приходится дублировать анализы по старой и новой методикам, чтобы их сопоставить.

Вегетативные части растений, приготовленные для анализа влияния противогололедных реагентов
Вегетативные части растений, приготовленные для анализа влияния противогололедных реагентов

Спектральный анализатор измеряет содержание азота, углерода и серы в почве, то есть показывает, насколько она питательна для растений. Такой анализ мы проводим по заказу департамента — например, для мониторинга на площадках наблюдения, а также при приемке работ по замене грунта.

Почвы Москвы становятся чище

В соответствии с комплексным геохимическим показателем, который характеризует уровень загрязнения тяжелыми металлами, почва 92% обследованных в 2018 году территорий Москвы отнесена к категории слабого (допустимого) загрязнения. За последние восемь лет это значение выросло более чем вдвое. Вместе с тем более чем в два раза снизилось содержание органических загрязнителей в почве — в частности, стойкого органического токсиканта бенз(а)пирена и нефтепродуктов. В 2018 году концентрация бенз(а)пирена впервые за весь период наблюдений — с 2005-го — не превысила установленный норматив, а уровень загрязнения почв нефтепродуктами достиг абсолютно минимальных наблюдаемых значений — в 10 раз ниже нормативно установленного «допустимого уровня загрязнения». 

Образцы грунта для анализа
Образцы грунта для анализа

Вода

Мы исследуем сточную, поверхностную и подземную воду в рамках мониторинга Москвы-реки и ее притоков, а также озер и прудов. Анализы по состоянию воды в реке берутся раз в месяц, по ним накоплена многолетняя база данных. Но, опять же, наше дело — проведение анализа, а дело аналитического отдела — собирать данные, строить графики и отслеживать динамику.

Реконструкция и благоустройство улучшают качество воды

По данным экологического мониторинга, с 2015 года в Москве-реке в районе Курьяново и ниже по течению отмечается снижение на 42% содержания аммония — основного индикатора канализационно-бытовых сточных вод, что является положительным эффектом проводимой реконструкции и модернизации городских очистных сооружений. Меры по благоустройству территории города, в том числе понижение уровня газонов, озеленение открытых участков, повышение эффективности уборки с применением вакуумной техники и увеличением частоты циклов уборки, способствуют сокращению объема загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты столицы вместе с поверхностным стоком (нефтепродукты, взвешенные вещества, некоторые металлы). За 10 лет уровень загрязнения вод нефтепродуктами снизился почти вдвое.

Один из самых продолжительных анализов — общий анализ воды. Он длится шесть суток и, в числе прочих данных, показывает биохимическое потребление кислорода или общее содержание легкоокисляемой органики. Чем больше кислорода потребляется при анализе, тем больше окислителей. Чем их больше, тем хуже качество воды. Окислители свидетельствуют о наличии в ней органических соединений. В луже или болоте окислителей больше, чем в проточной воде. Причиной излишнего окисления могут быть водоросли и химия. Этот анализ проводится в щадящих условиях, то есть при температуре 20 °C и в темноте. Это приближено к естественным условиям водоемов, когда организмы не подвергаются экстремальным воздействиям температур и реагентов.

Климат-камера, где хранятся тест-объекты для определения качества воды

Постановка эксперимента по определению токсичности воды на цериодафниях

Пробы воды

Изображение состояния тест-объектов (цериодафний) под микроскопом в токсичной и чистой воде

Анализ на определение нитритов в пробах воды

1/5

Климат-камера, где хранятся тест-объекты для определения качества воды

Есть другой анализ воды — химическое потребление. Он показывает наличие органики всех видов. Этот показатель вычисляется в жестких условиях, то есть при высоких температурах и в присутствии сильных окислителей — хроматов и серной кислоты.

Эти два анализа необходимы для оценки эффективности работы очистных сооружений по соотношению биологического и химического потребления. На оба этих показателя, а также на их соотношение есть нормативы, с которыми мы сравниваем результаты. Нормативы для биологического потребления применяются в рыбоводческих хозяйствах для оценки пригодности воды для рыбы, а нормативы химического прописаны в санитарно-гигиенических стандартах.

Кроме того, по воде есть интегральный показатель — токсичность. Для его измерения служат речные рачки — цериодафнии — и специальный вид зеленых водорослей. Фактически это наши инструменты — тестовые объекты. Рачки настолько маленькие, что их можно рассмотреть только в микроскоп. В зависимости от того, насколько токсична вода, меняется внешний вид рачков и водорослей. Если показатель очень высок, то они гибнут.

На токсичность также проверяют отходы. Например, обнаружили несанкционированную свалку и хотят выяснить, насколько она опасна. В этом случае нам привозят образцы, мы разлагаем этот мусор до жидкости, тестируем на рачках и водорослях, потом присваиваем отходам класс токсичности. Между прочим, они разные для человека и для окружающей среды. По рачкам и водорослям мы также устанавливаем класс токсичности для окружающей среды.

Оборудование

Хромато-спектрометры могут анализировать составы образцов. Этот прибор, с виду похожий на белый пластиковый ящик, стоит несколько миллионов рублей. Чтобы он сработал, необходимо должным образом подготовить пробу. В данном случае — превратить мусор, почву или древесину в жидкость, то есть сначала разложить, а потом отфильтровать и получить пробу. Ее нужно поставить в спектрометр и запустить прибор. А уже внутри по спектру машина определит состав образца, а также что это за вещество и к какому классу опасности оно относится. Хромато-спектрометр сравнивает образец с загруженными в него данными.

У нас в распоряжении несколько спектрометров, и они основаны на разных принципах: один разлагает вещество на атомы в графитовой печи, другой — при горении в пламени, третий — превращает в плазму.

Хромато-спектрометр

Хромато-масс-спектрометр

1/2

Хромато-спектрометр

Новые приборы ускоряют и упрощают работу лаборантов. 30 лет назад некоторые анализы проводили с помощью жидкой ртути, что крайне негативно влияло на здоровье людей. Однако не во всех случаях требуется дорогостоящее оборудование. Есть элементарные исследования, которые позволяют определить содержание вещества в пробе. Одно из них — титрование. Это когда один раствор смешивается с другим, и по изменению окраски определяется наличие определенного вещества. В частности, титрование повсеместно используется для анализа воды. Когда к нам приезжают телевизионщики, я советую заснять то, как вода меняет цвет. Этот процесс красиво смотрится в кадре.

Çàãðóçêà...