Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам для магистратуры
Покупка
Тематика:
Общая экология
Издательство:
Директ-Медиа
Авторы:
Бутовский Руслан Олегович, Короткова Анна Альбертовна, Лештаев Алексей Александрович, Мамонтов Сергей Николаевич, Швец Ольга Викторовна
Год издания: 2019
Кол-во страниц: 249
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-4499-0173-6
Артикул: 796939.01.99
Доступ онлайн
В корзину
Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам предназначено для совершенствования образовательного процесса в магистратуре по направлению подготовки 06.04.01 Биология, направленности Биоразнообразие и экологическая безопасность. Пособие содержит основной теоретический материал по экологическим дисциплинам направленности, а также методические рекомендации к проведению лабораторных работ.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
Р. О. Бутовский А. А. Короткова А. А. Лештаев С. Н. Мамонтов О. В. Швец Учебно-методическое пособие ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ ДЛЯ МАГИСТРАТУРЫ Направление подготовки 06.04.01 Биология Направленность Биоразнообразие и экологическая безопасность Под редакцией А. А. Коротковой Москва Берлин 2019
УДК 504(075) ББК 20.1я73 Б93 Кафедра биологии и экологии Тульского государственного педагогического университета им. Л. Н. Толстого Авторский коллектив: Бутовский Р.О. – д. биол. н., профессор. Короткова А.А. – д. биол. н., профессор. Лештаев А.А. – к. биол. наук. Мамонтов С.Н. – к. биол. наук. Швец О.В. – к. биол. н., доцент. Рецензенты: В. В. Иванищев – профессор, д. биол. н., заведующий кафедрой биологии и технологии живых систем Тульского государственного педагогического университета им. Л. Н. Толстого. Е. В. Смирнова – к. биол. н., начальник отдела охраны окружающей среды и государственной экологической экспертизы департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов и экологии Тульской области. Бутовский, Р. О. Б93 Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам для магистратуры / Р. О. Бутовский [и др.] ; под ред. А. А. Коротковой. – Москва; Берлин : Директ-Медиа, 2019. – 249 с. ISBN 978-5-4499-0173-6 Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам предназначено для совершенствования образовательного процесса в магистратуре по направлению подготовки 06.04.01 Биология, направленности Биоразнообразие и экологическая безопасность. Пособие содержит основной теоретический материал по экологическим дисциплинам направленности, а также методические рекомендации к проведению лабораторных работ. УДК 504(075) ББК 20.1я73 ISBN 978-5-4499-0173-6 © Бутовский Р. О., Короткова А. А., Лештаев А. А., Мамонтов С. Н., Швец О. В., текст, 2019 © Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019
Содержание ЛЕШТАЕВ А. А. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ..................................................... 5 Тема 1. Экологическая безопасность как приоритетный принцип устойчивого развития мира и регионов .................................... 5 Тема 2. Экологические ситуации ............................................................. 14 Тема 3. Природные основы формирования экологических ситуаций ..................................................................................................... 27 Тема 4. Техногенные экологические катастрофы .................................. 35 Тема 5. Методы оценки экологических ситуаций и уровня экологической опасности ......................................................... 48 КОРОТКОВА А. А. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ .............................................................................. 54 Тема 1. Экологическое законодательство Российской Федерации. .... 54 Тема 2. Основные положения промышленной экологии ...................... 59 Тема 3. Основные аспекты экологической безопасности ..................... 64 Тема 4. Экологический контроль ............................................................ 71 Тема 5. Управление персоналом в области охраны окружающей среды ................................................................................... 75 ШВЕЦ О. В. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ............................ 82 Тема 1. Введение. Основы экологической эпидемиологии и оценки риска ........................................................................................... 82 Тема 2. Основные методы экологической эпидемиологии и оценки риска ........................................................................................... 85 Тема 3. Основы оценки качества окружающей среды и опасности ее загрязнения для здоровья населения ............................. 90 Тема 4. Основы паразитологии и медицинской зоологии .................. 113 ЛЕШТАЕВ А. А. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ...................................................................... 118 Тема 1. Природно-ресурсный потенциал сельскохозяйственного производства. Ресурсные циклы ............................................................ 118 Тема 2. Сельскохозяйственные системы. Почвенно-биотический комплекс, как основа агроэкосистемы ......... 120 Тема 3. Функционирование агроэкосистем в условиях техногенеза. Экологические проблемы химизации ............................. 124
Тема 4. Экологические проблемы в условиях интенсификации аграрного производства. Экологические стрессы ................................ 133 Тема 5. Оптимизация сельскохозяйственного производства .............. 138 БУТОВСКИЙ Р. О., КОРОТКОВА А. А. ЭКОТОКСИКОЛОГИЯ .......... 147 Тема 1. Экотоксикология как наука ....................................................... 147 Тема 2. Антропогенные воздействия ..................................................... 149 Тема 3. Источники поступления опасных химических соединений в окружающую среду и их превращения ......................... 156 Тема 4. Экотоксиканты. Экологические эффекты загрязнителей. .... 165 Тема 5. Почвенная и водная экотоксикология ...................................... 171 Тема 6. Экологическое нормирование .................................................. 177 МАМОНТОВ С. Н. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ........................................................................ 185 Тема 1. Основы экологии ........................................................................ 185 Тема 2. Глобальные экологические проблемы современности .......... 187 Тема 3. Природные ресурсы и рациональное природопользование.. 190 Тема 4. Влияние природопользования на основные геосферы ........... 193 Тема 5. Распространение загрязняющих веществ и рациональное размещение производства ........................................... 203 Тема 6. Основы экономики природопользования ................................ 208 Тема 7. Правовые основы природопользования ................................... 214 ЛЕШТАЕВ А. А. ОХРАНА ПРИРОДЫ .................................................... 218 Тема 1. Введение. Предмет, задачи и цели курса «Охрана природы». .................................................................................. 218 Тема 2. Природные ресурсы, их классификация и антропогенное воздействие на них ..................................................... 220 Тема 3. Трансформация биосферы в процессе природопользования................................................................................ 223 Тема 4. Экономический механизм природоохранной деятельности ............................................................. 225 Тема 5. Экологическое нормирование, оценка состояния и мониторинг биосферы. Система экологического контроля ............. 228
Лештаев А. А. Современные подходы к экологической безопасности Тема 1. Экологическая безопасность как приоритетный принцип устойчивого развития мира и регионов Теоретический материал Экологическая безопасность, создание и усиление экологиче- ского правопорядка в России производятся на основании принятого в марте 1992 г. федерального закона «Об охране окружающей при- родной среды». В законе содержатся общие положения организации охраны природы в целом в современных реалиях. Охрана отдельных природных объектов регулируется другими правовыми актами. Экологическое право имеет следующие основные задачи: 1) охрана природной среды (а через нее и здоровья человека); 2) предупреждение вредного воздействия хозяйственной или иной деятельности; 3) оздоровление окружающей природной среды, улучшение ее качества. Для реализации этих задач в природоохранном законодательстве существует три группы норм: – нормативы качества окружающей среды, – экологические требования к хозяйственной и другой деятельности, влияющей на окружающую среду, – механизм исполнения этих требований. Нормативы качества окружающей среды – это предельные нормы воздействия (химического, физического, биологического): ПДК вредных веществ, ПДВ, ПДС, ПДУ. Разработкой и утверждением нормативов занимаются специальные институты государства Госсанэпиднадзор, Росприроднадзор, Ростехнадзор, Россельхознад- зор и т. д. Нормативы качества среды должны выполняться в обязательном порядке всеми предприятиями и учреждениями. Соответствие экологическим требованиям также обязательно для всех субъектов хозяйственной деятельности любых форм собственности и подчинённости. Надзорные учреждения в области охраны окружающей природной среды могут контролировать и запрещать любую хозяйственную деятельность на всех её стадиях: от проекта до эксплуатации производственных объектов.
Природоохранное законодательство обеспечивает право каждого гражданина РФ на здоровую и благоприятную природную среду, предоставляет возможности гражданам и общественным организа- циям требовать предоставления экологической информации, назна- чения экологической экспертизы, обращаться в административные и судебные органы с заявлением о приостановлении или прекраще- нии деятельности экологически вредных объектов, подавать иски в суды всех уровней о возмещении вреда, причиненного здоровью и имуществу. Механизм реализации экологического права работает по двум направлениям: экономическому и административно-правовому. К экономическим методам реализации природоохранного законода- тельства относят субсидии, кредиты, снижение платежей за пользо- вание природными ресурсами и налоговые льготы для предприятий, активно проводящих природоохранные мероприятия на производ- стве и выпускающих экологически безопасную продукцию, а также взимание штрафов с предприятий-нарушителей и сбор платы за пользование природными ресурсами и загрязнение окружающей природной среды. Для организации административно-правового воздействия при- родоохранные органы проводят экологическую экспертизу, осу- ществляют экологический контроль, запрещают экологически вредную деятельность, привлекают к ответственности за экологиче- ские правонарушения. Основой службы экологического контроля является организация экологического мониторинга. Этим занимается Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Роскомгидромет). В ее компетенции находятся режимные наблю- дения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверх- ности вод, морской среды, лесной растительности, химическим составом осадков, снежного покрова, уровнем радиации. Помимо этой службы государственный экологический контроль на террито- рии РФ осуществляют следующие ведомства: Госсанэпиднадзор – в области санитарно-эпидемиологической безопасности населения, Министерство сельского хозяйства РФ – в области оценки загряз- нённости почв и сельскохозяйственной продукции, Комитет РФ по земельным ресурсам и землеустройству – в области состояния зе- мель, Комитет РФ по геологии – в области состояния недр, Росатом- надзор – в области радиационной безопасности населения.
Среда обитания человека отличается от среды обитания других живых существ. Она включает в себя как естественные компоненты (воздух, воду, почву, живые организмы и т. п.), так и искусственные (жилые и производственные помещения, транспорт, связь и т. п.). Согласно Н. Ф. Реймерсу среда обитания человека делится на не- сколько компонентов. Первый компонент – это естественная при- родная среда (леса, степи, пустыни, водоёмы, океан, ледники). Второй компонент – это природная среда, частично изменённая че- ловеком (сельхозугодья, парки, скверы, культурные растения, до- машние животные). Третьим компонентом является искусственная среда, созданная человеком – артеприрода (транспорт, связь, комму- никации, жильё и т. п.). Четвертым компонентом является соци- ально-психологическая среда, образованная различными формами отношений между людьми (в семье, в трудовом коллективе, в пра- вовом поле и т. п.). Факторы как естественной, так и искусственной среды обитания могут оказывать на человека различное влияние. Опасные факторы окружающей среды обычно делят на химические, физические и био- логические. Химические опасные факторы среды могут быть природного и антропогенного происхождения. Один из главных загрязнителей среды – транспорт, в первую очередь автомобильный. Также боль- шой вклад в загрязнение среды вносят энергетика, промышленность и сельское хозяйство. Самыми распространёнными вредными хими- ческими веществами, входящими в состав выбросов и сбросов, яв- ляются соединения тяжелых металлов, пестициды, радиоактивные вещества, углеводороды, фенолы, фреоны, сажа, оксиды серы и азота, угарный газ, сероводород, аммиак, кислоты, щёлочи, соли. Физических факторов окружающей среды, воздействующих на человека, также очень много. В зависимости от их происхождения они бывают природными или антропогенными. Природными факторами являются влажность и температура воз- духа, атмосферное давление, ветер, солнечное и космическое излу- чение, атмосферное электричество, гравитационное и магнитное поле Земли, естественная радиоактивность. К антропогенным фак- торам относятся искусственные свет, шум, тепло, радиация, элек- тромагнетизм. При выходе за рамки допустимых норм все эти факторы могут отрицательно влиять на здоровье человека. Биологические опасные факторы – это совокупность биологиче- ских компонентов, воздействие которых на человека или
окружающую среду связано с их способностью в естественных или искусственных условиях оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей. Биологические факторы могут быть как природ- ного, так и антропогенного происхождения. К ним можно отнести организмы (дикие, синантропные и домашние животные, дикорас- тущие, сорные и культурные растения и грибы, простейшие, бакте- рии, вирусы), а также биологически активные вещества (ферменты, гормоны, токсины, антибиотики, углеводы, липиды, аминокис- лоты). Они могут оказывать как положительное, так и отрицатель- ное воздействие на человека (например, корова, с одной стороны – источник молока, с другой – опасности). В последнее время антропогенное давление на природу возрас- тает. В последнее время в результате этого воздействия на нашей планете появился ряд глобальных экологических проблем, а во мно- гих регионах случились локальные экологические катастрофы. В настоящее время воздействие человека на природу происходит в четырёх основных аспектах: 1. Изменение облика поверхности Земли (распашка степей, вы- рубка лесов, мелиорация, создание искусственных озёр и морей, за- регулирование стока рек в моря и т. п.). 2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса входя- щих в её состав веществ (добыча полезных ископаемых, терриконы пустой породы, выбросы и сбросы вредных веществ в атмосферу, воду и почву, нарушения в гидрологическом цикле). 3. Климатические изменения (глобальное потепление, таяние ледников, опустынивание). 4. Изменения флоры и фауны (сокращение биоразнообразия, виды-вселенцы, создание новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов). Атмосферный воздух необходим человеку для жизни, поэтому его необходимо защищать от загрязнения. Методы защиты воздуха от загрязнения выбираются в зависимости от типа источника выбро- сов, агрегатного состояния загрязнителя, размера частиц примесей. Прежде всего, из газодымового выброса необходимо удалить твёрдые частицы. Среди сухих пылеулавливающих аппаратов сле- дует отметить тканевые и волокнистые фильтры, пылевые камеры, жалюзийные аппараты, циклоны. Из мокрых – барботажные аппа- раты, струйные газоомыватели, скрубберы, аппараты Вентури. Из электростатических – электрофильтры. Улавливание примесей в
этих аппаратах происходит за счёт центробежной и гравитационной сил, инерции, диффузии, электростатического притяжения. Для очистки от газовых примесей применяются адсорбционные аппараты, поглощающие вредные примеси с помощью различных сорбентов и аппараты каталитического окисления, переводящие ядовитые соединения путём химических реакций в нетоксичные. Лабораторная работа 1. Правовые, нормативно-технические и организационные основы обеспечения экологической безопасности Цель: изучить правовые, нормативные и организационные ос- новы экологической безопасности. Вопросы для обсуждения: 1. Дайте определение экологической безопасности. 2. В чём сущность концепции устойчивого развития. 3. Перечислите основные принципы экологической безопасно- сти. Ход работы: 1. Перечислите в таблице 1 законы РФ, в которых затрагиваются вопросы экологической безопасности, и опишите их краткое содер- жание. Таблица 1. Законы, регламентирующие вопросы экологической безопасности Законы Краткое содержание 2. Перечислите в таблице 2 основные экологические нормативы и дайте их определения. Таблица 2. Основные экологические нормативы Названия нормативов Определение нормативов 3. Перечислите в таблице 3 министерства и ведомства РФ, занимающиеся вопросами экологической безопасности, и их основные функции.
Таблица 3. Министерства и ведомства РФ, занимающиеся вопросами экологической безопасности Министерства и ведомства Их функции 4. Руководство металлургического комбината решило сократить площадь санитарно-защитной зоны предприятия с целью увеличения места для парковки. Какие экологические опасности это несёт? Каким экологическим нормативам противоречит данное решение? 5. В центре г. Тулы располагаются крупные промышленные предприятия. Насколько такое расположение противоречит нормам экологической безопасности? Как правильно должны быть расположены в Туле заводы и фабрики согласно экологическим нормативам? 6. На территории национального парка планируется организовать промышленную рубку леса. Правомерно ли это решение? Лабораторная работа 2. Опасные и вредные факторы окружающей среды, воздействие их на человека, нормирование Цель: изучить опасные и вредные факторы окружающей среды, воздействие их на человека и нормирование. Вопросы для обсуждения: 1. Дайте определение понятия «предельно допустимая концен- трация». 2. Для каких вредных факторов применяется предельно допусти- мый уровень воздействия? 3. Что такое синергический эффект? Ход работы: 1. Перечислите и опишите в таблице 1 основные компоненты среды обитания человека по Н. Ф. Реймерсу. Таблица 1. Основные компоненты среды обитания человека (по Н. Ф. Реймерсу) Название компонента Сущность компонента Роль в жизни человека
2. Перечислите и опишите в таблице 2 основные факторы есте- ственной среды обитания, оказывающие влияние на здоровье чело- века. Таблица 2. Естественные факторы среды, отрицательно влияющие на здоровье человека Факторы Характер воздействия Нормирование 3. Перечислите и опишите в таблице 3 основные факторы искус- ственной среды обитания, оказывающие влияние на здоровье чело- века. Таблица 3. Искусственные факторы среды, отрицательно влияющие на здоровье человека Факторы Характер воздействия Нормирование 4. Предложите меры по снижению шумового воздействия желез- ной дороги, проходящей в черте города. 5. В последнее время для снижения химического загрязнения воздуха в черте городов предлагается повсеместный переход на электротранспорт (трамваи, троллейбусы, электромобили). Насколько обосновано такое решение? Лабораторная работа 3. Антропогенные воздействия на окружающую среду Цель: изучить основные воздействия на окружающую среду. Вопросы для обсуждения: 1. Что такое антропогенные факторы? 2. Какие виды загрязнений вы знаете? 3. Каким вредным антропогенным воздействиям подвергается почвенная среда? Ход работы: 1. Перечислите основные загрязнители воздушной среды и опи- шите их в таблице 1.
Таблица 1. Основные загрязнители воздушной среды Загрязнитель Источник Воздействие на окружающую среду и здоровье человека 2. Перечислите основные загрязнители водной среды и опишите их в таблице 2. Таблица 2. Основные загрязнители водной среды Загрязнитель Источник Воздействие на окружающую среду и здоровье человека 3. Перечислите основные загрязнители почвенной среды и опи- шите их в таблице 3. Таблица 3. Основные загрязнители водной среды Загрязнитель Источник Воздействие на окружающую среду и здоровье человека 4. Перечислите в таблице 4 механические воздействия на почвы и их влияние на её свойства. Таблица 4. Механические воздействия на почву Воздействие Источник Влияние на структуру почвы 5. Перечислите и опишите в таблице 5 причины сокращения би- оразнообразия: 6. На малой реке планируется строительство мини-ГЭС. К каким отрицательным экологическим последствиям это может привести? Как можно постараться их уменьшить? 7. К каким отрицательным последствиям для озера может приве- сти вырубка леса, растущего на его берегах?
Доступ онлайн
В корзину