(210105.65 -ЭП) - Высшая школа экономики

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ
(Технический университет)
“УТВЕРЖДАЮ”
Декан ФИТ
____________ Е.Д. Пожидаев
«___»_______________2010 г.
Рабочая программа по дисциплине
«Экологический мониторинг»
Специальность:
Факультет
Кафедра
210105 «Электронные приборы и устройства»
Информатики и телекоммуникаций
Экология и право
Москва 2010
1. Цели и задачи дисциплины
1.1. Место и роль дисциплины «Экологический мониторинг»
Профессиональная деятельность, направленная на сохранение приемлемого
качества среды обитания, требует знания существа этой проблемы как в экологоправовом, так и в эколого-химическом аспектах. Любые изменения в окружающей среде
являются следствием изменений в содержании протекающих в ней сложных химических и
химико-биологических процессов. При этом накопление негативных изменений в
окружающей среде в основном связано с критическим масштабом и несовершенством
технической и хозяйственной деятельности человечества. Поэтому информация о
критических факторах антропогенного воздействия, о фактическом состоянии биосферы и
прогнозы ее будущего состояния представляет особую важность.
Проблема контроля качества природной среды, ее состояния приобрела
геофизический, экологический и социальный характер. В связи с этим важную роль
играет организация специальных систем и служб наблюдения, контроля и оценки
состояния природной среды, как в местах интенсивного антропогенного воздействия, так
и в глобальном масштабе. Очень важно создание таких систем наблюдения, которые
позволят выделить изменения состояния биосферы именно в результате человеческой
деятельности. Эти системы, получившие
название мониторинга антропогенных
изменений, естественно включают в себя подсистему мониторинга загрязнений
окружающей среды. Последняя основана на аналитических службах, использующих
широкий набор современных химических, физико-химических и биохимических методов
определения загрязнений в воздухе, воде, почве и снежном покрове.
Курс «Экологический мониторинг» направлен на изложение основных указанных
выше проблем.
Особенностью функционирования подсистемы мониторинга является широкий
охват объектов природной среды, сложность их состава, массовость аналитических
процедур и чрезвычайно низкий уровень определяемых концентраций вредных веществ –
обусловили необходимость изложения в настоящем курсе именно тех методов
аналитического контроля, которые обладают свойствами экспрессности, селективности и
чувствительности. При этом акцент сделан как на сами методы, так и на особенности их
использования при анализе конкретных природных объектов.
1.2. Цель и задачи изучения дисциплины
В соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта
высшего профессионального образования цель учебной дисциплины «Экологический
мониторинг» состоит в том, чтобы дать студентам необходимые представления о
наиболее важных системах мониторинга, его методах и подходах, о способах контроля
качества атмосферного воздуха, воды, почв и снежного покрова.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Образовательные задачи, которые ставит перед собой учебная дисциплина
«Экологический мониторинг», вытекают из требований вышеназванных установочных
документов к содержанию и уровню подготовки выпускника.
Эти задачи в форме минимально необходимого объема представлений, знаний и
умений сводятся к следующему.
Дать студентам представления:
 об основных методах контроля качества атмосферного воздуха, воды, почв, и
снежного покрова;
 о современных достижениях физики, химии и метрологии в области
инструментальных методов анализа;


о новейших методах анализа суперэкотоксикантов;
о системах мониторинга, в том числе о системе глобального мониторинга.
Дать студентам возможность получить информацию и практический опыт, чтобы
они могли знать и уметь использовать:
 основные физико-химические методы анализа для контроля качества окружающей
среды;
 экологические критерии качества окружающей среды при проведении
экологического мониторинга;
 метрологическое обеспечение применительно к анализу объектов окружающей
среды.
Усвоению дисциплины способствует самостоятельное выполнение заданий по
отдельным вопросам курса.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Виды учебной работы
Всего часов
Семестры
Общая трудоемкость дисциплины
32
IX
Аудиторные занятия
17
IX
Лекции
17
IX
-
-
15
IX
Лабораторные работы (ЛР)
Самостоятельная работа
Виды итогового контроля
зачет
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п
1
2
3
4
5
6
7
Раздел дисциплины
Введение
в
дисциплину
«Экологический мониторинг».
Контроль качества атмосферного
воздуха.
Вода и атмосферные осадки как
объект анализа.
Почва и снежный покров как
объекты анализа
Анализ состояния окружающей
среды.
Системы мониторинга.
Метрологические
аспекты
контроля качества окружающей
среды.
Лекции
1
2-6
7-8
9-10
11-12
13-15
16-17
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Введение в дисциплину «Экологический мониторинг».
Лекция 1. Введение.
1.1. Предмет экологического мониторинга.
1.2. Основные методы экологического мониторинга. Мониторинг антропогенных
изменений. Мониторинг загрязнений окружающей среды.
1.3. Основные цели и задачи учебного курса «Экологический мониторинг».
1.4. Общая структура учебного курса. Основные разделы курса.
1.5. Значение контроля качества окружающей среды.
Раздел 2. Контроль качества атмосферного воздуха.
Лекция 2. Атмосферный воздух и воздух промышленной зоны.
2.1. Атмосферный воздух и воздух промышленной зоны. Загрязнители воздуха.
2.2. Особенности воздуха как объекта анализа. Стандарты качества воздуха. Методы
анализа загрязнителей воздуха.
2.3. Отбор проб воздуха и подготовка их к анализу. Улавливание твердых частиц и
аэрозолей. Выбор оптимальных условий пробоотбора и хранения.
Лекция 3. Химические методы анализа воздуха.
3.1. Качественное и количественное определение вредных веществ в воздухе. Методы
анализа воздуха.
3.2. Химические методы анализа воздуха.
Лекция 4. Физико-химические методы анализа воздуха. Хроматографические и
масс-спектрометрические методы.
4.1. Физико-химические методы анализа воздуха. Хроматографические метод. Метод
ионной хроматографии.
4.2. Масс-спектрометрический анализ воздуха. Хроматомасспектрометрия в анализе
городского воздуха и воздуха промышленной зоны.
Лекция 5. Физико-химические методы анализа воздуха. Спектральные и
электрохимические методы.
5.1. Спектральные методы анализа городского воздуха и воздуха промышленной
зоны.
5.2. Электрохимические методы анализа воздуха.
5.3. Дистанционные методы контроля загрязнителей в воздухе.
Лекция 6. Экспресс-методы анализа загрязнителей воздуха.
6.1. Экспресс-методы анализа загрязнителей воздуха. Газоанализаторы. Оптические
газоанализаторы. Термохимические, электрохимические и эмиссионные
газоанализаторы.
6.2. Контроль загрязненности воздуха радиоактивными веществами.
Раздел 3. Вода и атмосферные осадки как объект анализа.
Лекция 7. Особенности воды как объекта анализа.
7.1. Особенности воды как объекта анализа. Основные загрязнители. Химические и
физико-химические методы анализа воды.
7.2. Основные характеристики воды и их определение. Активность ионов водорода.
Пенистость. Щелочность. Кислотность.
Лекция 8. Определение вредных веществ в воде.
8.1. Качественное и количественное определение вредных веществ в воде.
8.2. Основные методы определения радиоактивных веществ в сточных водах.
Раздел 4. Почва и снежный покров как объекты анализа.
Лекция 9. Особенности почв и снежного покрова как объектов анализа.
9.1. Особенности почв, снежного покрова и льда как аналитических объектов при
организации контроля за их состоянием.
9.2. Типы антропогенных загрязнителей. Общие требования к отбору проб почв, снега и
льда.
9.3. Методы отбора и приготовления проб. Определение вредных веществ в пробах и
вытяжках.
Лекция 10. Наблюдение за состоянием почв. Показатели состояния.
10.1. Определение уровней загрязнения территорий радиоактивными веществами.
10.2. Показатели состояния почв – сезонные показатели\. Показатели долговременных
изменений. Показатели “ранней диагностики”.
10.3. Сеть стационарных наблюдений за состоянием почв.
Раздел 5. Анализ состояния окружающей среды.
Лекция 11. Основные задачи анализа состояния окружающей среды.
11.1. Основные задачи, этапы и роль анализа в оптимизации взаимодействия человека и
природы в процессе хозяйственной деятельности.
11.2. Стратегия регулирования качества окружающей среды. Приоритетные вопросы
регулирования качества окружающей среды.
Лекция 12. Экологические критерии качества окружающей среды.
12.1. Критерии ограничения антропогенных воздействий. Нормирование воздействий.
12.2. Допустимая нагрузка на элементы биосферы. Экологические критерии качества
окружающей среды.
12.3. Критический характер антропогенных воздействий.
Раздел 6. Системы мониторинга.
Лекция 13. Классификация систем мониторинга.
13.1. Понятие, задачи и схемы мониторинга.
13.2. Классификация систем мониторинга.
13.3. Мониторинг естественных и антропогенных изменений.
13.4. Экологический мониторинг.
13.5. Аэрокосмический мониторинг.
Лекция 14. Мониторинг загрязнений.
14.1. Нормальный биогеохимический фон и биогеохимические аномалии.
14.2. Мониторинг загрязнений. Приоритеты при организации мониторинга.
Лекция 15. Глобальная система мониторинга.
15.1. Критерии приоритетности, основанные на свойствах загрязнителей и возможностях
организации измерений.
15.2. Реализация глобальной системы мониторинга в рамках программы ЮНЕП.
Реализация системы мониторинга загрязнителей в Российской Федерации.
Раздел 7. Метрологические аспекты контроля качества окружающей среды.
Лекция 16. Метрологические аспекты контроля качества окружающей среды.
16.1. Предмет и задачи метрологии применительно к анализу объектов окружающей
среды. Основные сведения о метрологической службе Российской Федерации.
16.2. Новые направления в контроле качества окружающей среды.
Лекция 17. Обзорная лекция.
4.3. Календарный план лекционных занятий
мониторинг».
№
недели
1
2
3
4
по дисциплине «Экологический
№
Тема лекции
лекции
1
Введение.
2
Атмосферный воздухи воздух промышленной зоны.
3
Химические методы анализа воздуха.
4
Физико-химические методы анализа воздуха. Хроматографические
и масс-спектрометрические методы.
5
Физико-химические методы анализа воздуха. Спектральные и
электрохимические методы.
6
Экспресс-методы анализа загрязнителей воздуха.
7
Особенности воды как объекта анализа.
8
Определение вредных веществ в воде.
9
Особенности почв и снежного покрова как объектов анализа.
10
Наблюдение за состоянием почв. Показатели состояния.
11
Основные задачи анализа состояния окружающей среды.
12
Экологические критерии качества окружающей среды.
13
Классификация систем мониторинга.
14
Мониторинг загрязнений.
15
Глобальная система мониторинга.
16
Метрологические аспекты контроля качества окружающей среды.
17
Обзорная лекция.
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
5. Лабораторный практикум – не предусмотрен
6. Самостоятельная работа
№
№
п/п раздела
дисцип
лины
1
2
2
2
3
2
4
3,4
5
2-4
6
3
7
2
Содержание задания
Кол-во
часов
Сроки
(номер недели),
форма контроля
Устройство и принцип работы
спектрофотометра.
Определение
концентрации
диоксида
углерода в воздухе методом инфракрасной
спектроскопии.
1
2 нед., отчет
2
4 нед., опрос на
лекции
Определение паров ртути в воздухе.
1
5 нед., отчет
Определение кислотности в пробах воды,
атмосферных осадках и в вытяжках из
почв..
Определение экспозиционной дозы
рентгеновского излучения при работе
электронно-лучевой установки.
Определение загрязнений в воде методом
электропроводности.
Изучение влияния парниковых газов на
поглощение в атмосфере теплового
излучения.
2
7 нед., опрос на
лекции
2
9 нед., отчет
2
11 нед., отчет
2
13 нед., опрос на
лекции опрос на
лекции
8
2-4
Потенциометрический метод анализа.
1
14 нед., отчет
9
2-4
Хроматографические методы анализа.
Хроматография на порошковых носителях.
Всего часов:
2
16 нед., отчет
15
Итоговый
результат – зачет
по самостоятельной работе
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. Рекомендуемая литература
а) Основная литература
1. Богдановский Г.А. Химическая экология. М.: Изд-во МГУ, 2003.
2. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. -М.:
Высшая школа. 2004.
б) Дополнительная литература
3. Горелик Д.О. Конопелько Л.А. Мониторинг загрязнения атмосферы и источников
выбросов. -М.: Издательство стандартов. 1992.
4. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.:
Гидрометеоиздат, 1984.
5. Экологический мониторинг. Методы биологического и физико-химического
мониторинга / Под ред. Д.Б. Гепашвили. –Н.Новгород: Изд-во ННГУ, 2003.
7.2. Средства обеспечения дисциплины – не предусмотрены.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по специальности
210105
«Электронные приборы и устройства».
Составили: проф., д.т.н. Саенко В.С., проф., д.т.н. Пожидаев Е.Д.
Настоящая рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Экология и
право» « 30 » августа 2010 г. (протокол № 1 ) и рекомендована к применению в учебном
процессе.
Зав.кафедрой «Экология и право»
_______________
С.А. Боголюбов
Программа согласована с выпускающей кафедрой.
Срок действия программы продлен на:
201__/201__ уч. год _____________________
(подпись зав.кафедрой)
Срок действия программы продлен на:
201__/201__ уч. год _____________________
(подпись зав.кафедрой)
Срок действия программы продлен на:
201__/201__ уч. год _____________________
(подпись зав.кафедрой)
Срок действия программы продлен на:
201__/201__ уч. год _____________________
(подпись зав.кафедрой)