Учебной дисциплины экологический мониторинг рекомендуется для на

ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Рекомендуется для направления

022000 «Экология и природопользование»

Квалификация (степень) выпускника – бакалавр

1. Целью освоения курса “Экологический мониторинг” является: обучение студентов умению организовать мониторинг в заданном районе, правильно определить источники загрязнений и физических воздействий в нем, выбрать оптимальные методы анализа загрязнителей, дать рекомендации по уменьшению негативных последствий загрязнения и физических воздействий в изучаемом районе, а также ознакомить студентов с организацией и результатами мониторинга в Европе, Российской Федерации, Московском регионе.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина относится к профессиональному циклу Б-3 — базовая (обще профессиональная) часть.

Модуль: прикладная экология.

Курс «Экологический мониторинг» обобщает знания, полученные при изучении биологических, физических, химических, географических проблем экологии, показывает источники информации и методы ее получения для всестороннего изучения экологии различных регионов. В курсе используются данные о влиянии загрязнителей и физических воздействий на различные среды, в том числе и на биоту.

Студент должен знать фундаментальные разделы математики в объеме, необходимым для владения математическим аппаратом экологических наук для статистической обработки информации и анализа данных по экологии и природопользованию; иметь знания в области информатики и современных геоинформационных технологий; навыки использования программных средств, умение создавать базы данных и использовать ресурсы интернета.

Освоение данной дисциплины необходимо для модуля «Основы природопользования»: оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС), правовые основы природопользования и охраны окружающей среды; для модуля «Прикладная экология»: нормирование и снижение окружающей среды, техногенные системы и экологический риск; для участия в учебных и производственных практиках.

Освоение данного курса позволяет выпускникам правильно организовать и провести мониторинг заданной территории или объекта и на основе его результатов принять научно-обоснованные решения по охране окружающей среды в заданном районе.

Для вариативных дисциплин: химико-аналитический контроль, оценка воздействия на окружающую среду и здоровье человека, современные проблемы экологии и природопользования, биоиндикация, моделирование, расчет и прогноз загрязнений, общественный экологический мониторинг, мониторинг условий труда и быта, мониторинг загрязнения пищевой продукции.

3. Требования к результатам освоения дисциплины.

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

знать теоретические основы экологического мониторинга и обладать способностью к использованию теоретических знаний в практической деятельности (ПК-7).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать: – основные нормативные документы, определяющие проведение мониторинга и использование его результатов;

– информацию о состоянии окружающей среды, полученную при проведении мониторинга в 80-90-х годах ХХ века, прежде всего относящуюся к РФ;

– основные принципы организации и проведения мониторинга различных уровней (от глобального до локального);

– общие законы переноса загрязняющих веществ в различных средах и уметь использовать их при организации мониторинга;

системы ведомственных мониторингов;

Уметь: – давать рекомендации по охране окружающей среды и рациональному природопользованию на основе анализа результатов мониторинга;

– проводить расчеты распространения загрязняющих веществ в окружающей среде;

– организовать общественный экологический мониторинг.

Владеть: – методами химического анализа, а также методами отбора и анализами геологических и биологических проб;

– основными методами индикации и анализа загрязняющих вредных веществ;

– измерительно-аналитическими приборами.

4. Структура и содержание дисциплины «Экологический мониторинг»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц 108часов.

Распределение часов по темам и видам работ.

Номера и наименование разделов и тем

Всего часов учебных занятий

Аудиторные занятия

В том числе

Самостоят. работа

Виды контроля

Лекции

Семинары

Контрольные работы

Тема 1. Виды мониторинга

1

1

1

Тема 2. Глобальный мониторинг

5

3

1

2

2

Тема 3. Национальный экологический мониторинг

12

6

2

4

К.р.

6

К.р.1

Тема 4. Поведение загрязнителей в окружающей среде

10

4

2

2

6

Тема 5. Фоновый мониторинг

16

6

2

4

К.р.

10

К.р.2

Тема 6. Региональный и локальный экологический мониторинг

14

4

2

2

10

Тема7. Биомониторинг. Мониторинг физических воздействий и геофизических явлений.

16

6

2

4

Защита рефератов

10

Рефераты

Тема 8. Основные итоги мониторинга РФ. Заключение.

2

2

2

Всего часов

108

32

14

18

44

Экзамен

2.СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Темы и содержание лекций

Тема 1. Виды мониторинга. Международная программа «Человек и биосфера» 1970г. Определение понятия мониторинга. Основные задачи и схемы мониторинга. Классификация подходов к созданию многоцелевого мониторинга. Мониторинг загрязнения биосферы. Классификация по факторам и источникам воздействия – виды мониторинга Экологический мониторинг. Экологический фактор. Мониторинг климата. Мониторинг человека.

Тема 2. Глобальный мониторинг. Глобальный, национальный, региональный и локальный (импактный) мониторинг. Фоновый мониторинг. Мониторинг физических и биологических воздействий на окружающую среду. Обзор видов мониторинга, их организации и взаимосвязи. Выработка мер по защите биосферы, а также другие пути использования результатов мониторинга.

Природные и антропогенные источники загрязнения окружающей среды. Мониторинг источников загрязнения.

Трансграничный перенос загрязнений. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС). Задачи и организация глобального мониторинга. Объекты глобального мониторинга: атмосфера, гидросфера, почва, биота. Сеть станций для проведения наблюдений в системе глобального мониторинга. Перечни определяемых загрязнителей. Оксиды углерода, серы, азота. Озон. Взвешенные частицы. Свинец, кадмий, ртуть, мышьяк. Полиароматические углеводороды. Пестициды. Кислотность (рН). Главные катионы и анионы.

Радиоактивность. Электромагнитные поля. Микроорганизмы. Гидрометеорологические параметры.

Основные контролируемые параметры и нормирование загрязнения окружающей среды: воздуха, воды, почвы, растительности, продуктов питания. (ПДК, ПДВ, ПДС, ПДУ). Критерии состояния здоровья населения, фауны и флоры.

Мониторинг абиогенных составляющих окружающей среды.

Отбор проб среды, их предварительная обработка. Выбор оптимальных методов химического анализа загрязнителей. Математическая обработка результатов анализов. Международная и национальная тарификация методов анализа. Стандартизация методов анализа.

Программы мониторинга в рамках ВМО. Программа ЕМЕП. Программа МАБ.

Использование результатов глобального мониторинга для решения экологических проблем отдельных стран и регионов.

Тема 3. Национальный экологический мониторинг.

Организация и задачи. Общегосударственная система наблюдения и контроля (ОГСНК) в России. Ведомства и организации, ведущие наблюдения за окружающей средой. Единая Государственная система экологического мониторинга (ЕГСЭМ) в РФ.

Роль и функции Министерства природных ресурсов РФ в ЕГСЭМ. Функции Росгидромета в ЕГСЭМ. Мониторинг земель, недр, лесов, обитателей вод, водной среды, геологической среды, промышленной безопасности, воздействия факторов среды обитания на состояние здоровья человека, источников антропогенного воздействия на окружающую природную среду. Задачи Минобороны РФ, Минатома РФ, Роскартографии и ряда других ведомств в разработке, развертывании и развитии ЕГСЭМ. Передача функций Госкомэкологии МПР.

Системы сбора и передачи информации, ее использование органами управления. Государственный доклад о состоянии окружающей среды в Российской федерации. Банки данных о состоянии окружающей среды.

Сеть станций наблюдения, их оснащение и сотрудничество. Специфика перечня и источников загрязнителей при проведении национального и регионального мониторинга.

Некоторые особенности национального мониторинга в США, Великобритании и т. д.

Организация и основные результаты национального мониторинга в РФ по отдельным природным средам, объектам и регионам.

Тема 4. Поведение загрязнителей в окружающей среде. Классификация загрязнителей и их источников. Среднее время жизни загрязнителя в атмосфере и дальность их распространения. Виды источников загрязнения атмосферы и водной среды, их влияние на распространение загрязнителей.

Общие законы распространения загрязнителей в различных средах. Законы диффузии Фика. Решение дифференциальных уравнений диффузии для различных сред и условий распространения загрязнителей.

Распространение загрязнителей в различных средах без перемешивания. Молекулярная диффузия в атмосфере и водной среде. Распространение загрязнителей в почве и донных осадках.

Турбулентная диффузия. Коэффициенты турбулентной диффузии. Рассеяние загрязнителей при выбросе из дымовых труб, факторы его определяющие, общие закономерности, методы расчета по ОНД-86. Рассеяние загрязнителей в водной среде, его расчет для рек, водохранилищ, морей.

Межфазный перенос загрязнителей. Принципы моделирования трансграничного и местного переноса загрязнителей.

Тема 5. Фоновый мониторинг.

Обоснование необходимости фонового мониторинга. Организация глобального фонового мониторинга в рамках международных программ ГСМОС, БАПМОН и ЕМЕП. Выбор и репрезентативность точек проведения наблюдений при фоновом мониторинге.

Базовые и региональные станции фонового мониторинга, требования к ним. Расширенные и сокращенные программы наблюдений. Сопостовимость результатов наблюдений.

Перенос загрязняющих веществ в фоновые районы и возможности его расчета. Биосферные заповедники. Их сеть в СССР – РФ (с 1992 г.), странах Восточной Европы и других странах мира. Программы наблюдений в биосферных заповедниках. Гидрометеорологические наблюдения. Особенности выбора методов анализа загрязняющих веществ при проведении фонового мониторинга.

Основные результаты многолетних наблюдений в биосферных заповедниках. Фоновое загрязнение воздуха, атмосферных осадков, природных вод, донных отложений, почвы и растительности в РФ и других странах мира по данным биосферных заповедников. Влияние метеорологических условий, времен года на фоновые загрязнения. Некоторые итоги многолетних наблюдений за фоновыми загрязнениями на примере Кавказского биосферного заповедника – одного из наиболее чистых районов в европейской части РФ.

Тема 6. Региональный и локальный экологический мониторинг. Мониторинг г. Москвы и Московской области как пример регионального мониторинга. Средства и задачи мониторинга Московского региона. Источники загрязнителей, их ведомственная принадлежность, размещение и мощность. Мониторинг атмосферы и атмосферных осадков. Мониторинг водных объектов. Аналитические средства проведения мониторинга.

Стационарные, передвижные и подфакельные посты. Автоматизированные и аэрокосмические системы мониторинга. Оптимизация этих систем, определяемые параметры, их обработка.

Мониторинг физических факторов воздействия в г. Москве. Шумовое, электромагнитное и радиационное загрязнения, их источники и методы мониторинга. Медико-экологический мониторинг.

Основные итоги мониторинга Московского региона и потребители информации. Организация и основные результаты экологического мониторинга других субъектов Федерации.

Специфика задач и организации локального мониторинга. Источники информации о состоянии окружающей среды при локальном мониторинге.

Примеры локального мониторинга. Мониторинг промышленного предприятия. Мониторинг района размещения ТЭС. Радиационный, химический и биологический мониторинг в регионе АЭС. Мониторинг теплового загрязнения. Мониторинг ионизирующих излучений. Мониторинг загрязнения окружающей природной среды природными и искусственными радиоактивными изотопами (радиохимический мониторинг). Мониторинг регионов интенсивной геологической разведки и добычи полезных ископаемых. Мониторинг воздуха и атмосферных осадков в городе с населением до 500 тыс. человек (на примере города Братска и др.).

Мониторинг источника загрязнения. Мониторинг особо опасного объекта. Системы автоматического контроля.

Дистанционные методы аэрокосмического мониторинга и особенности этих методов.

Тема 7. Биомониторинг. Мониторинг физических воздействий и геофизических явлений.

Основы биомониторинга. Понятие о биоиндикаторах. Растения – биоиндикаторы состояния воздушной и водной сред. Лишайники как один из видов биоиндикаторов загрязнения атмосферы в городах и районах крупных промышленных предприятий. Древесная растительность как биоиндикатор состояния атмосферы и почв города. Концентрирование загрязнителей гидробионтами. Микробиологическое тестирование загрязнения поверхностных вод.

Международные программы биомониторинга.

Мониторинг электромагнитных полей и шума. Источники этих физических воздействий на ОС. Организации, ведущие их мониторинг.

Землетрясения, извержение вулканов, сходы снежных лавин и другие природные катастрофы. Их причины и мониторинг. Организации, ведущие мониторинг, системы оповещения населения.

Тема 8. Основные итоги мониторинга РФ. Заключение.

Ежегодный государственный доклад о состоянии окружающей природной среды в РФ, содержание, разработка, использование.

Обзор итогов экологического мониторинга территории РФ в конце ХХ-го начале ХХI-го веков (города, поверхностные и морские воды, растительный и животный мир).

Классические и новейшие методы мониторинга. Роль мониторинга в решении экологических проблем сегодня и в будущем.

5. Рекомендуемые образовательные технологии

Две компьютерные работы: в рамках семинарских занятий студентами выполняются две компьютерные работы (4 часа) с использованием имитационных программ:

Работа 1 — «АNCOS», которая позволяет детально ознакомиться с системой автоматизированного наблюдения и контроля окружающей среды (АНКОС), наглядно увидеть ее функциональные возможности и на нескольких конкретных примерах наблюдать работу системы.

Работа 2 — имитационная игра «NEXTAR» связана с перспективными системами слежения за качеством городского атмосферного воздуха. Она имитирует работу диспетчера-эколога городского центра и требует определенных навыков и опыта взаимодействия с системой. Приобрести такой опыт можно с помощью имитационной программы «NEXTAR».

Разбор конкретной ситуации на основе мониторинговых данных за 3 года с места учебной практики по экологическому мониторингу.

Встреча с представителями общественных организаций по разбору темы «Организация общественного экологического мониторинга» и выдача рекомендаций.

Мастер-класс специалистов и экспертов по теме «Экологический мониторинг города и конкретной территории».

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Курс изучается в VI семестре. По отдельным разделам курса, студенты выполняют две контрольные работы. По одному из разделов (по выбору) каждый студент пишет реферат.

Итоговой формой аттестации является экзамен, проводимый, в основном, в устной форме, которому обычно предшествует тестирование.

Семинарские занятия.

Семинар 1. Математическая обработка результатов исследований.

Виды ошибок измерений, их причины, возможность устранения или оценки. Формулы для нахождения интервала надежности полученных данных. Проведение расчетов.

Типовые задачи:

Задача №1.

При анализе почвы в параллельных пробах нашли 5,45; 5,32, 5,39; 5,24; 5,48, 5,37 и 5,19 мкг мышьяка/г. Проведите математическую обработку этих результатов.

Задача №2.

При анализе пробы ила получили следующие результат 0,324; 0,362; 0,339; 0,346; 0,412; 0,337 и 0,358 мг селена/кг. Проведите математическую обработку этих результатов.

Задание на дом: 2 – 3 типовых задачи.

Семинар 2. Расчет характеристик методов анализа объектов ОС.

Обзор методов химического анализа, применяемых в мониторинге.

Характеристики методов химического анализа (производительность, стоимость, точность, чувствительность, предел обнаружения).

Расчет чувствительности и предела обнаружения по экспериментальным данным. Оценка применимости некоторого метода для анализа пробы ОС.

Решение типовых задач.

Задача №1.

Для построения калибровочного графика при определении кремния были получены следующие данные:

Кремний, мкмоль/л 20 50 70 100 1150,11 0,24 0,33 0,48 0,56

Значения фона составили: 0,014; 0,012; 0,011; 0,016 и 0,012. Найдите чувствительность и предел обнаружения метода.

ПДК кремния в воде ~ 10-50 мг/л. Какие объемы таких вод следует отбирать для анализа?



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст