Экологический мониторинг Экологический мониторинг

Уральский государственный лесотехнический университет»
Кафедра ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ЗАЩИТЫ БИОСФЕРЫ
Направление подготовки
Квалификация (степень) выпускника
280700.62 Техносферная безопасность
Бакалавр
Профиль подготовки
Инженерная защита окружающей среды
Экологический мониторинг
Разработчик программы:
Доцент кафедры, кхн
Т.И. Маслакова

Целью дисциплины является ознакомление
студентов с общим представлением о
мониторинге
как
о
многоцелевой
информационной системе о загрязнении
окружающей среды и обеспечение будущих
выпускников квалифицированным умением
для решения профессиональных задач с
учетом знаний, связанных с предупреждением
отрицательного воздействия деятельности
человечества на окружающую среду.






Изучение данного курса позволяет будущим выпускникам научиться
анализировать полученную информацию о состоянии природной
среды, получить знания, умения и навыки в области организации
контроля и оценки состояния окружающей природной среды,
достаточные для квалифицированной подготовки к работе со
следующими объектами профессиональной деятельности бакалавров:
человек и опасности, связанные с человеческой деятельностью;
опасности среды обитания, связанные с деятельностью человека;
опасности среды обитания, связанные с опасными природными
явлениями;
опасные технологические процессы и производства;
методы и средства оценки опасностей, риска;
правила нормирования опасностей и антропогенного воздействия на
окружающую природную среду.







Задачи данного курса могут быть сформулированы следующим
образом:
ознакомить с системой оценок состояния объектов окружающей
природной среды;
научить оценивать степень экологической опасности загрязнений
различного типа;
дать представление о прогнозировании последствий загрязнения
окружающей природной среды для состояния экосистем и здоровья
человека;
ознакомить с общими принципами по формированию мероприятий,
направленных на улучшение и восстановление качества окружающей
природной среды.
вооружить обучаемых теоретическими знаниями и практическими
навыками, необходимыми для организации взаимодействия с
организациями, осуществляющими мониторинг, и выполнения
практических работ по экологическому мониторингу.
ознакомить с выполнением работ по организации и ведению
мониторинга окружающей среды на уровне предприятия, фирмы,
региона, отрасли, народного хозяйства в целом;
ознакомить с проведением анализа состояния объектов наблюдения,
комплексного обоснования принимаемых и реализуемых решений.
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
В том числе:
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Самостоятельная работа (всего)
В том числе:
Проработка тем, вынесенных на самостоятельное
изучение
Подготовка к практическим занятиям
Вид промежуточной аттестации: зачет
Общая трудоемкость
часы
зачетные единицы
Всего
часов
36
Форма обучения
очное
заочное
36
8
14
22
36
14
22
36
4
4
64
20
20
40
16
+
16
+
24
+
72
2
72
2
72
2
Содержание дисциплины
1. Научные основы экологического мониторинга
1.1 Общая характеристика состояния окружающей среды
Основные положения неравновесной термодинамики и оценка изменения
состояния окружающей среды. Загрязнение окружающей среды.
1.2 Нормирование качества окружающей среды
Понятие о предельно допустимых загрязнениях окружающей среды.
Предельно-допустимые концентрации (ПДК), предельно-допустимые выбросы
(ПДВ), предельно-допустимые уровни (ПДУ), нормативно-допустимые сбросы
(НДС) в ближнем космосе, воздухе, воде, почве, растительности, продуктах питания.
Критерии состояния биосферы, здоровья людей.
1.3 Экологический мониторинг как основной метод контроля состояния
окружающей среды
Цели и задачи экологического мониторинга. Причины возникновения
системы экологического мониторинга. Обоснование необходимости организации
мониторинга состояния окружающей среды. Современные концепции комплексного
геоэкологического мониторинга.
Информационная система (мониторинг)
Наблюдения
Управление
Оценка
Фактического
состояния
Регулирование
Качества
среды
Прогноз
состояния
Прямая связь
Оценка
прогнозируемого
состояния
Обратная связь
Блок-схема системы мониторинга
Пример презентации из лекционного курса
Содержание дисциплины
2. Виды мониторинга и пути его реализации
2.1 Организация и структура мониторинга состояния окружающей среды
Классификация мониторинга по пространственным масштабам: глобальный,
региональный, локальный. Мониторинг по видам изучаемых объектов: мониторинг
отдельных природных сред и геоэкосистемный мониторинг. Классификация
мониторинга
по методам исследований: аэрокосмический, геохимический,
геофизический, индикационный, картографический. Фоновый мониторинг.
Мониторинг загрязнений и источников загрязнений.
2.2 Средства контроля окружающей среды
Санитарно-гигиенические
показатели. Экологические критерии. Оценка
степени антропогенных изменений природной среды. Пространственные и
временные показатели антропогенного изменения природной среды.
3. Единая государственная система экологического мониторинга России
3.1 Концепция и системный проект ЕГСЭМ
Основные положения ЕГСЭМ: нормативно-правовая база, единые требования
к средствам измерения и их метрологическому контролю, единая система
нормируемых и контролируемых параметров, система сбора и передачи данных,
типовые проекты службы экологического мониторинга для области, города,
принципы финансового и организационного обеспечения ЕГСЭМ.
3.2 Принципы организации регионального экологического мониторинга
Типовые проекты службы экологического мониторинга края, области, города.
Типовые проекты экологического мониторинга промышленных зон.
Классификация мониторинга
по методам ведения наблюдений:
авиационный
космический
дистанционный
биологический
Пример презентации из лекционного курса
Нормативы
качества
среды
Нормативы
качестваокружающей
(санитарно-гигиенические):
- предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ;
- предельно допустимый уровень (ПДУ) вредных физических
воздействий: радиации, шума, вибрации, магнитных полей и др. ;
- предельно допустимая концентрация (ПДК) в продуктах питания;
- нормативы СЗЗ
Нормативы воздействия (производственно-хозяйственные):
- предельно допустимый выброс (ПДВ) вредных веществ;
- нормативно допустимый сброс (НДС) вредных веществ;
- нормативы шума, вибрации, радиации и др.;
- нормативы использования химических веществ в хозяйстве;
- строительные, градостроительные правила
- предельно допустимая
окружающую среду.
Комплексные нормативы (экологические):
экологическая (антропогенная) нагрузка на
Пример презентации из лекционного курса
Пример презентации из лекционного курса
Содержание дисциплины
4. Всемирная метеорологическая организация и международный
мониторинг загрязнения биосферы
4.1 Всемирная метеорологическая организация как специализированное
средство ООН
Назначение сети станций ВМО для наблюдения за фоновым загрязнением
атмосферы. Виды станций, критерии места расположения и программы
наблюдений. Базовые станции.
4.2 Региональные станции и региональные станции с расширенной
программой наблюдений
Совместимость данных. Контроль качества наблюдений. Документация.
Регистрация и архивация. Единицы измерения.
5. Методы и организация комплексного геоэкологического мониторинга
5.1 Фоновый мониторинг.
Организация фонового мониторинга. Типовая программа наблюдений. Выбор места
станций комплексного фонового мониторинга и технические требования к ним.
Методы наземного слежения. Наземные стационарные наблюдения.
Пример презентации из лекционного курса
Критерии обоснования списка приоритетных химических
веществ, поступающих в окружающую среду в
результате антропогенной деятельности






распространенность,
токсичность,
персистентность (лат. persiste — упорствовать) —
продолжительность сохранения биологической активности в
окружающей среде или её отдельных объектах - в почве,
атмосфере, гидросфере, растениях, тканях и т. д.),
способность к накоплению в природных объектах,
передача по пищевым цепям с накоплением в живых
организмах, вредное воздействие на экосистемы,
трансформация в более опасные соединения и т.д.
Содержание дисциплины
5.2 Прямой и дистанционный мониторинг.
Ультразвуковая, эхо-, микроволновая, лазерная локация. Структура системы
мониторинга. Организация и оптимизация размещения постов наблюдения.
Системы сбора и обработки данных. Репрезентативность результатов измерений.
5.3 Аэрокосмический мониторинг.
Задачи аэрокосмического мониторинга. Аэрокосмический мониторинг
различного уровня: состояния растительности, почв, животного мира; структуры,
ритмики, динамики экосистем, биосферных станций. Технические средства.
Геоинформационные системы, экологическое картографирование.
5.4 Основы биологического мониторинга
о
биоиндикаторах.
Классификация
биоиндикаторов.
Понятие
Морфологические поля. Перспективные методы биотестирования, основанные на
биолюминесценции бактерий; ростовой реакции бактерий; общей и замедленной
флуоресценции водорослей; биоэлектрической реакции клеток; выживаемости,
двигательной активности и темпе роста инфузорий; выживаемости, плодовитости,
реакции
Методы аэрокосмического мониторинга
Методы
морского
(наводного) и
наземного
базирования
Авиационный
Космический
Схема аэрокосмического мониторинга
Пример презентации из лекционного курса
Пример презентации из лекционного курса
Содержание дисциплины
5.5 Мониторинг состояния отдельных природных сред регенерации
различных организмов
Мембранно-связанные ферментные комплексы как тест-системы для
биомониторинга. Исследования биоразнообразия как основа биомониторинга.
Международная
программа «Биологическое разнообразие». Реализация
Конвенции о биоразнообразии в России. Перспективные методы
биотестирования.
5.6 Мониторинг радиоактивного загрязнения природной среды
Источники радиоактивного заражения природной среды и динамика их
развития. Естественный и техногенные уровни радиационного фона.
Определение радионуклидного состава загрязнений. Системы радиационного
мониторинга.
5.7 Медико-экологический мониторинг
Принципы получения и обработки информации о количестве и качестве
здоровья населения, проживающего в регионах с неблагоприятной
экологической обстановкой. Анализ существующего медико-экологического
состояния территории с составлением комплекса карт, отражающих
заболеваемость групп населения по отношению к антропогенно-измененной
окружающей среде.
Пример презентации из лекционного курса
Содержание дисциплины
6. Мониторинг состояния отдельных природных сред
6.1 Мониторинг состояния атмосферного воздуха.
Источники загрязнения атмосферного воздуха. Классификация выбросов.
Сеть наблюдений за уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Посты
стационарные, маршрутные, подфакельные. Принципы выбора мест
расположения стационарных постов. Виды программ наблюдений за
загрязнением воздуха. Организация мониторинга атмосферного воздуха на
отдельно взятом промышленном объекте. Обоснование перечня
загрязняющих веществ, подлежащих контролю. Краткая характеристика
приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
6.2 Мониторинг загрязнения вод суши, морей и океанов
Источники загрязнения водоемов. Классификация сточных вод.
Основные опасные загрязняющие вещества. Сеть наблюдений за состоянием
водных объектов. Принципы выбора контрольных точек для оценки уровня
загрязнения водоемов. Гидрохимические и гидробиологические наблюдения.
6.3 Мониторинг состояния почв
Организация систем мониторинга загрязнения почвы в зависимости от
назначения земельных угодий. Принципы выбора площадок для отбора проб
почвы. Проводимые исследования.

Пост - заранее выбранное для наблюдений
место (точка местности), на котором
размещается павильон или автомобиль,
оборудованный соответствующими
приборами.
Пример презентации из лекционного курса
Динамика водоотведения по Свердловской
области (млн м3)
Пример презентации из
лекционного курса
Загрязнение почв Свердловской области тяжелыми
металлами
Пример презентации из лекционного курса
Содержание дисциплины
7. Глобальный мониторинг состояния и изменения биосферы
7.1 Глобальный мониторинг и критерии оценки изменения биосферы.
7.2 Наземные наблюдения за состоянием биосферы и его изменениями.
7.3 Дистанционное зондирование биосферы.
7.4 Прогнозирование изменений биосферы.
8. Методы математического моделирования и анализа данных в
системе экологического мониторинга
8.1 Статистические показатели, используемые для анализа экологических
данных.
Анализ однородности рядов данных наблюдений за качеством
окружающей среды. Комплексные показатели оценки антропогенной нагрузки
на окружающую среду. Индекс загрязнения атмосферного воздуха. Индекс
загрязнения воды. Суммарный показатель загрязнения почвы. Интегральная
оценка техногенной нагрузки на окружающую среду.
8.2 Математическое моделирование и прогнозирование экологической
ситуации.
Моделирование концентраций загрязняющих веществ в приземном слое
атмосферного воздуха от различного вида источников. Элементы
корреляционного и регрессионного анализов для оценки причинноследственных связей в системе экологического мониторинга.
№ раздела
2
2,6
2, 6
8
8
8
Наименование раздела дисциплины
(модуля)
Наименование
практических работ
Трудоемкость (часы)
Практические
заочное
очное занятия
Виды мониторинга и пути его
реализации.
Организация и осуществление
производственного экологического
мониторинга (презентация на основе
данных предприятия, где студент
проходил практику)
Виды мониторинга и пути его
Организация системы экологического
реализации. Мониторинг состоя- мониторинга атмосферного воздуха
ния отдельных природных сред промышленного города
Виды мониторинга и пути его
Организация системы экологического
реализации. Мониторинг состоямониторинга качества воды
ния отдельных природных сред
Методы математического моделирования и анализа данных в
Расчет загрязнения атмосферы
системе экологического
выбросами одиночного источника
мониторинга
Методы математического модеМоделирование процесса переноса
лирования и анализа данных в
примесей при сбросе в водоемы и
системе
экологического
почву
мониторинга
Методы математического модеМоделирование процесса переноса
лирования и анализа данных в
примесей при
системе
экологического
выбросе в атмосферу
мониторинга
Итого:
4
2
2
4
2
4
4
4
22
4
Лист контрольных мероприятий студента очной формы
обучения
Научные основы экологического мониторинга
Виды мониторинга и пути его реализации
Единая
государственная
мониторинга России
система
Презентация по заданной
теме
Текущее тестирование
Выполнение расчетного
домашнего задания
Максимально
возможная сумма баллов
0-1
0-1
1
0-4
0-1
6
экологического
Всемирная метеорологическая организация и
международный мониторинг загрязнения биосферы
Методы и организация комплексного геоэкологического
мониторинга
Мониторинг состояния отдельных природных сред
Глобальный мониторинг состояния и изменения биосферы
Методы математического моделирования и анализа данных
в системе экологического мониторинга
Обязательный минимум для допуска к зачету
Выполнение
индивидуального
домашнего задания
Перечень и содержание
разделов дисциплины
Выполнение практических
работ
Посещаемость
занятий
Текущая аттестация
0-1
0-1
0-1
0-1
0-1
4-8
2
4
2
0-1
2
12
0-1
0-1
2
4
0-1
0-1
2
4
0-1
4-12
5
12
0-1
1
1
5
14
0
47
24
Лист контрольных мероприятий студента заочной
формы обучения
6
Презентация по заданной теме
2
Текущее тестирование
4-8
Выполнение расчетного домашнего задания
1-4
Выполнение индивидуального домашнего задания
Выполнение практических работ
Перечень и содержание
разделов дисциплины
Посещаемость
занятий
Текущая аттестация
Максимально
возможная сумма
баллов
Виды мониторинга и пути его реализации.
Мониторинг состояния отдельных природных
сред
12
Обязательный минимум для допуска к экзамену
12
8
УЧЕБНО--МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
УЧЕБНО
Основная литература:
1.
Тихонова И.О., Кручинина Н.Е., Десятов А.В.. Экологический мониторинг водных
объектов: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Энергои ресурсосберегающие процессы в хим. технологии, нефтехимии и биотехнологии" М. :
ФОРУМ : Инфра-М , 2012. 152 с. : ил.
2.
Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование :
учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки
"Биология" и биолог. специальностям /под ред.: О. П. Мелеховой, Е. И. Сарапульцевой.
М. : Академия, 2010. 288 с.
3.
Биологический контроль окружающей среды. Генетический мониторинг: учебное
пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению "Биология" и биолог.
специальностям / под ред.: С. А. Гераськина, Е. И. Сарапульцевой. М. : Академия, 2010.
208 с
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.garant.ru

http://www.unesco.org

http://www.unep.org

http://www.unesco.ru

http://www.wwf.ru

http://www.biobat.ru

http://www.ineca.ru

http://www.priroda.ru
Дополнительная литература:
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и
биотестирование: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по
направлению подготовки "Биология" и биолог. специальностям / под ред.: О. П.
Мелеховой, Е. И. Сарапульцевой. М. : Академия, 2008. 288 с.
2. Экологический мониторинг: учебно-методическое пособие для преподавателей,
студентов, учащихся / под ред. Т. Я. Ашихминой. М.: Академический Проект :
Альма Матер, 2008. 416 с.
3. Мотузова Г. В., Безуглова О. С. Экологический мониторинг почв: учебник для
студентов вузов, обучающихся по специальности и направлению подготовки
высшего проф. образования 013000 (020701) и 510700 (020700) "Почвоведение"
М.: Гаудеамус : Академический проект, 2007. 237 с
4. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: учебное пособие
для студентов вузов, обучающихся по специальности "Охрана окружающей
среды и рациональное использование природных ресурсов" /под ред. Т. В.
Гусевой М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2007. 192 с.
5. Никифоров А.Ф., Липунов И.Н., Василенко Л.В. Природопользование и охрана
окружающей среды. Екатеринбург: УГЛТУ, 2007. 223 с.
6. Константинов В.М., Челидзе Ю.Б. Экологические основы природопользования.
М.: Академия, 2007. 208 с.
Дополнительная литература:
7. Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н. Экология и охрана
окружающей среды при химическом загрязнении: учебное пособие. М.:
Высшая школа, 2006. 334 с.
8. Экологический мониторинг : учебно-методическое пособие для
преподавателей, студентов, учащихся : учебное пособие для вузов / под ред.
Т. Я. Ашихминой. Киров: Константа; М.: Академический Проект, 2006. 416
с.
9. Алексеев Л.С. Контроль качества воды: учебник для студентов средне
специальных учебных заведений. М.: ИНФРА-м, 2004. 154 с.
10. Экологический мониторинг: учеб. пособие для студентов вузов / Науч. ред.
Ю. Г. Ярошенко. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2003. 268 с.
11. Охрана окружающей среды: учебник для вузов по экологическим
специальностям / под. ред. А.С. Степановских. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.
560 с.
12. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический
мониторинг супертоксикантов : учебное пособ. М. : Химия, 1996. 319 с.