ЕН.03 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ. Методические указания к практическим занятиям и по организации самостоятельной работы

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Многопрофильный колледж

Политехническое отделение

ЕН.03 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Методические указания к практическим занятиям

и по организации самостоятельной работы

для обучающихся специальности

08.02.08 Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения

очной формы обучения

Составитель: Е.Н. Сунцова

преподаватель первой квалификационной категории

Тюмень

ТИУ

2022

ЕН.03. Экологические основы природопользования: методические указания к практическим занятиям и по организации самостоятельной работы для обучающихся специальности 08.02.08 Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения очной формы обучения/ сост. Е. Н. Сунцова; Тюменский индустриальный университет. – Тюмень: Издательский центр БИК ТИУ, 2022. – 35 с. – Текст: непосредственный.

Ответственный редактор: Е.В. Черемисина, председатель ЦК ООГСЭиОПД

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию
на заседании ООГСЭиОПД

«24» декабря 2021 года, протокол № 5

Аннотация

Методические указания по проведению практических занятий и организации самостоятельной работы по учебной дисциплине ЕН.03. Экологические основы природопользования для обучающихся по специальности 08.02.08 Монтаж и эксплуатация оборудования и систем газоснабжения. Данная дисциплина изучается в двух семестрах.

Методические указания состоят из пояснительной записки, основных теоретических положений рассматриваемой темы, примеров решения задач и задач в соответствии с программой учебной дисциплины и списком рекомендуемой литературы.

Данные методические указания окажут помощь преподавателям в организации практических занятий, а также могут использоваться обучающимся при повторении изученного материала и подготовке к зачету.

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка	4
Раздел 1. Особенности взаимодействия общества и природы	7
Тема 1.1. История развития экологической идеи в России	7
Тема 1.2 Взаимодействие человека и природы.	12
Практическое занятие №1: Основные понятия и законы экологии	15
Самостоятельная работа обучающихся № 1: подготовить рефераты на темы Способы ликвидации отходов; Крупнейшие техногенные аварии 20в начала 21 в. (с использованием интернет ресурсов)	15
Тема 1.3. Разнообразие окружающей среды. Биосфера	16
Практические занятия № 2 Пищевые цепи в экосистемах. Экологические пирамиды»; Глобальное изменение экологической среды и экологические требования к строительным материалам, изделиям, конструкциям и оборудованию; Нормирование качества окружающей среды. Определение ПДК загрязняющих веществ, виды ПДК, размерность ПДК	20
Самостоятельная работа обучающихся № 2 подготовка рефератов о редких видах растений и животных, занесенных в Красные книги.	22
Тема 1.4 Глобальные проблемы экологии	22
Тема 1.5 Загрязнение окружающей среды	24
Практические занятия № 3 Природные и сырьевые ресурсы и их использование; Характеристика основных типов загрязняющих веществ; Охрана атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов	30
Список рекомендуемой литературы	32

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Данные методические указания предназначены для подготовки обучающихся по специальности среднего профессионального образования 23.02.07 Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей.

Целью методических указаний является помощь обучающимся в приобретении практических навыков в Экологии

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

• осознавать взаимосвязь организмов и среды обитания;

• определять условия устойчивого состояния экосистем и причины возникновения экологического кризиса;

• соблюдать нормы экологической безопасности;

• определять направления ресурсосбережения в рамках профессиональной деятельности по специальности;

• использовать нормативные акты по рациональному природопользованию окружающей среды; использовать нормативные акты по рациональному природопользованию окружающей среды.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

• правила экологической безопасности при ведении профессиональной деятельности;

• основные ресурсы, задействованные в профессиональной деятельности;

• пути обеспечения ресурсосбережения;

• принципы мониторинга окружающей среды;

• задачи и цели природоохранных органов управления и надзора;

• принципы рационального природопользования.

В процессе освоения учебной дисциплины обучающийся получит возможность повысить уровень сформированности общих и профессиональных компетенций:

ОК 01. Выбирать способы решения задач профессиональной деятельности применительно к различным контекстам;

ОК 02. Осуществлять поиск, анализ и интерпретацию информации, необходимой для выполнения задач профессиональной деятельности;

ОК 03. Планировать и реализовывать собственное профессиональное и личностное развитие;

ОК 04. Работать в коллективе и команде, эффективно взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами;

ОК 05. Осуществлять устную и письменную коммуникацию на государственном языке Российской Федерации с учетом особенностей социального и культурного контекста;

ОК 06. Проявлять гражданско-патриотическую позицию, демонстрировать осознанное поведение на основе традиционных общечеловеческих ценностей;

ОК 09. Использовать информационные технологии в профессиональной деятельности;

ОК 11. Использовать знания по финансовой грамотности, планировать предпринимательскую деятельность в профессиональной сфере.

ПК 1.1. Конструировать элементы систем газораспределения и газопотребления;

ПК 1.2. Выполнять расчет систем газораспределения и газопотребления;

ПК 1.3. Составлять спецификацию материалов и оборудования на системы газораспределения и газопотребления.

ПК 2.1. Организовывать и выполнять подготовку систем и объектов к строительству и монтажу;

ПК 2.2. Организовывать и выполнять работы по строительству и монтажу систем газораспределения и газопотребления в соответствии с правилами и нормами по охране труда, требованиями пожарной безопасности и охраны окружающей среды;

ПК 2.3. Организовывать и выполнять производственный контроль качества строительно-монтажных работ;

ПК 2.4. Выполнять пусконаладочные работы систем газораспределения и газопотребления;

ПК 2.5. Руководство другими работниками в рамках подразделения при выполнении работ по строительству и монтажу систем газораспределения и газопотребления.

ПК 3.1. Осуществлять контроль и диагностику параметров эксплуатационной пригодности систем газораспределения и газопотребления;

ПК 3.2. Осуществлять планирование работ, связанных с эксплуатацией и ремонтом систем газораспределения и газопотребления;

ПК 3.3. Организовывать производство работ по эксплуатации и ремонту систем газораспределения и газопотребления;

ПК 3.4. Осуществлять надзор и контроль за ремонтом и его качеством;

ПК 3.5. Осуществлять руководство другими работниками в рамках подразделения при выполнении работ по эксплуатации систем газораспределения и газопотребления;

ПК 3.6. Анализировать и контролировать процесс подачи газа низкого давления и соблюдения правил его потребления в системах газораспределения и газопотребления.

ПК 4.1 Повышение эффективности производственно-хозяйственной деятельности при строительстве систем газораспределения и газопотребления

ПК 4.2 Контроль за соблюдением работниками правил и норм по охране труда, требований пожарной безопасности и охраны окружающей среды при производстве строительных работ

ПК 4.3 Руководство другими работниками в рамках подразделения и взаимодействие с сотрудниками смежных подразделений при производстве строительных работ систем газораспределения и газопотребления

ПК 4.4 Подготовка результатов строительных работ к сдаче заказчику

Методические указания по каждой теме практического занятия включают:

• краткую теоретическую справку по теме;

• цель занятия;

• задания и требования к выполнению задания;

• список используемой литературы.

Критерии оценки выполнения практических заданий и самостоятельной работы

1. Чёткость и грамотность в изложении материала;

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы;

3. Сделаны выводы по работе.

Формой промежуточной аттестации является дифференцированный зачет.

Раздел 1. Особенности взаимодействия общества и природы.

Тема1.1. История развития экологической идеи в России.

Количество часов: 2 часа.

Основные теоретические положения

Экология (от греч. οικος — дом, жилище, хозяйство, обиталище, местообитание, родина и λόγος — понятие, учение, наука) — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generalle Morphologie der Organismen»). Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.

Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов, т. е. изучение организации и функционирования над организменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.

Основные понятия экологии.

Основным понятием и основой таксономической единицей в экологии является «экосистема». Этот термин введен в употребление А. Тенсли в 1935 г., т.е. более полувека спустя после выделения экологии как отрасли научных знаний (1866).

Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.

Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз», введенный в литературу академиком В. Н. Сукачевым несколько позднее, чем «экосистема» - в 1942 г.

Экосистемы (биогеоценозы) обычно включают два блока.

Первый из них состоит из взаимосвязанных организмов разных видов и носит название «биоценоз» (термин введен немецким зоологом К. Мебиусом в 1877 г.).

Второй блок составляет среда обитания, которую в данном случае называют «биотоп» или «экотоп».

Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями или их частями. Популяция – это относительно обособленная часть вида (состоит из особей одного вида), занимающая определенное пространство и способная к саморегулированию и поддерживанию оптимальной численности особей. Каждый вид в пределах занимаемой территории (ареала), таким образом, распадается на популяции.

Размеры их различны. В таком случае можно сказать, что биоценоз – это сумма взаимосвязанных между собой и с условиями среды популяций разных видов.

В экологии часто пользуются также термином «сообщество».

Содержание этого термина неоднозначно. Под ним понимается и совокупность взаимосвязанных организмов разных видов (синоним биоценоза), и аналогичная совокупность только растительных (фитоценоз, растительное сообщество), животных (зооценоз) организмов или микробного населения (микробоценоз).

Основные задачи дисциплины экология:

1. Объективная оценка состояния природных ресурсов. Оценка состояния природных ресурсов проводится по целому ряду параметров: количество, качество, степень загрязненности, влияние различных сфер человеческой деятельности на их воспроизводство и т.д.

2. Оптимизация взаимоотношений между человеком, с одной стороны, и отдельными видами и популяциями, экосистемами, с другой. Оптимизация взаимоотношений человека с природой рассматривается как необходимое условие существования человека.

3. Детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем.

Негативное воздействие человека на природные экосистемы может проявляться следующим образом.

1. Уничтожение отдельных членов экосистемы, что может лишить других ее членов возможностей существования. Уничтожение насекомых приводит к тому, что неко­торые рыбы и птицы лишаются своей пищи. Когда в больших количествах гибнут пчелы от отравления средствами защиты растений, падают урожаи фруктов, зависящие от опыления пчелами. Вмешательством человека с нежелательными последствиями можно назвать и непродуманное введение в экосистему таких видов животных и растений, которые раньше в ней отсутствовали. Например, новые чле­ны экосистемы, не сдерживаемые естественными врагами, которых нет в новом для них месте, иногда чрезвычайно размножаются. Так случилось с ондатрой, енотом-полоскуном, колорадским жуком в Центральной Европе, с кроли­ками в Австралии.

2. Загрязнение природы вредными и токсичными веществами. Ядовитые и вредные вещества, например, неочищенные сточные воды, отбросы, выхлопные газы, ра­диоактивные вещества, попав в экосистему, не исчезают бесследно. Даже низкие их концентрации, действуя долгое время, могут повредить человеку, животным и растениям. Как показывают наблюдения, некоторые яды могут передаваться по пищевым цепям и сетям. Например, тяжелые металлы (свинец и др.) передаются из растений корове, оттуда в молоко, а с молоком человеку. Инсектициды (пестициды) поступают с отравленными насекомыми в насекомоядную рыбу, а затем к человеку или птице, съевшей эту рыбу. Кроме того, в отдельных звеньях пищевой цепи может происходить нарастающее накопление ядов, если они не разлагаются и не выводятся из организма (подробнее см. разд. 3.3).

3. Загрязнение теплом. Тепловые отходы от работы си­стем охлаждения ТЭС и АЭС, которые попадают в реки, приводят к тому, что в реках повышается среднегодовая температура. Особенно опасны в этом отношении АЭС. Например, АЭС средних размеров, дающая 3000 МВт электроэнергии, производит в час более 5-10⁾ ккал бросового тепла. Тепловое загрязнение рек приводит к следующим отри­цательным эффектам для водных экосистем: усиливается восприимчивость организмов к токсичным веществам и к заболеваниям; обычная флора заменяется сине-зелеными водорослями, т. е. водоем "цветет"; при повышении температуры воды животным нужно больше кислорода, а его способность растворяться в теплой воде понижена.

Все эти негативные воздействия человека на природные экосистемы приводят к нарушению природного равновесия, уничтожению многих видов растений и животных и к другим необратимым последствиям, которые будут рассмотрены ниже.

Экологический кризис — это напряженное состояние взаимооношений между человечеством и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экономическим возможностям биосферы.

В более широком смысле экологический кризис понимается как фаза развития биосферы, на которой происходит качественное обновление живого вещества (вымирание одних видов и возникновение других).

Современный экологический кризис называют "кризисом редуцентов", т. е. определяющим его признаком является опасное загрязнение биосферы вследствие деятельности человека и связанное с этим нарушение природного равновесия.

Понятие "экологический кризис" впервые появилось в научной литературе в середине 1970-х гг.

Экологический кризис принято делить на две части: естественную и социальную.

Естественная часть свидетельствует о наступлении деградации, разрушении окружающей природной среды. Социальная сторона экологического кризиса заключается в неспособности государственных и общественных структур остановить деградацию окружающей среды и оздоровить ее. Обе стороны экологического кризиса тесно взаимосвязаны. Наступление экологического кризиса может быть остановлено только при рациональной государственной политике, наличии государственных программ и отвечающих за их выполнение государственных структур, развитой экономике и осуществлении экстренных мер по экологической защите.

Четыре закона экологии Барри Коммонера

В 1970-х годах биолог и эколог Барри Коммонер изложил в виде простых афоризмов четыре правила экологии, благодаря которым он приобрел широкую известность. Коммонеру удалось научно-популярным языком объяснить обществу опасности легкомысленного отношения к окружающей среде.

Будущий ученый появился на свет в 1917 году в Бруклине. Его отец и мать были еврейскими иммигрантами из Российской империи. После окончания университета со степенью бакалавра, в 1938 году Коммонер магистерскую степень получил, а в 1941 — докторскую. После Второй мировой войны больше 30 лет преподавал в университете Сент-Луиса физиологию растений. В пятидесятых годах XX века Барри Коммонер написал несколько книг о вреде ядерных испытаний для экосистемы планеты. В 1980-х года он переехал в Нью-Йорк, где получил должность главы Центра биологии и природных систем при городском колледже.

Его исследования в течении своей научной деятельности стали основой для написание нескольких научно-популярных трудов по экологии. В двух из них «Замыкающийся круг» (1974) и «Технология прибыли» (1976) ученый описал четыре экологических принципа. В своих законах Барри Коммонер опирается на принцип динамического равновесия.

Первый закон

Наиболее наглядной иллюстрацией принципа динамического равновесия выступает первый постулат, сформулированный Коммонером — «Все связано со всем».

В написанных работах ученый старался донести мысль о том, что в окружающем мире все компоненты связаны друг с другом. Если человечество портит что-то в одном месте биосферы, то это непременно влияет на другие. Любое воздействие, даже небольшое, влечет за собой последствия, в том числе и негативные.

Этот принцип иллюстрирует огромное количество связей между находящимися в экосистеме живыми существами и окружающей средой, биосферой и обществом, и компонентами множества систем.

В своей работе Коммонер опирался на научные труды своих предшественников. В одном из трудов для иллюстрации первого принципа он изложил историю из жизни Чарльза Дарвина. Как то раз к Дарвину за советом пришли сельские жители. Они просили ученого подсказать им, как поднять урожайность гречневой крупы. На что ученый посоветовал завести больше котов: они уничтожат грызунов, которые поедают крупу, в результате чего урожайность последней повысится.

Второй закон

Второй постулат гласит: «Все должно куда-то деваться». Он вытекает из фундаментального закона сохранения материи. В природе синтезируются только те вещества, которые могут впоследствии быть разрушены естественным образом. В соответствии с первым принципом, всякое загрязнение вернется к человеку обратно. Это позволяет по-новому рассматривать проблему отходов материальной промышленности. Синтезирование человечеством новых веществ, которые нельзя разрушить без вреда для окружающей среды, привело к проблеме накопления отходов, там где их не должно быть. Это же касается и добычи ископаемых: переработанная нефть приводит к загрязнению и ухудшению экологической обстановки.

Второй закон основывается на принципе перераспределения бытового мусора и безотходного экологического производства. При создании новых технологий стоит учитывать, чтобы они были менее ресурсозатратными, а также использовали продукты переработки. Кроме того стоит применять наиболее щадящий способ утилизации мусора.

Третий закон

Третий принцип сформулированный американским биологом гласит: «Природа знает лучше». Он основан на теории эволюции. Существующие в современном мире организмы и комбинации результат долгого процесса эволюции и естественного отбора. Из огромного количества веществ в результате процесса отбора остались те соединения, которые наиболее приемлемы для земных условий и имеют разлагающие их ферменты. Природа посредством конкурентной борьбы видов за существование оставляла только сильнейшие организмы устойчивые к конкретным климатическим условиям.

Активные преобразования человеком экологической среды (экоцида), биогеоценозов (ценозоцида), а также истребление растений и животных (геноцида) может привести к необратимым последствиям, в результате которых мир перестанет быть пригодным для существования человечества. Без точного знания функционирования законов экосистем и биоценозов и последствий их изменения невозможны никакие «улучшения» природы. Необдуманное вмешательство человека с целью решения проблем может привести к еще большему урону. Массовый отстрел воробьев в Азии, наносящие, по мнению жителей, вред посевам культур, послужил причиной того, что их место заняли насекомые. Последние лишившись естественных врагов увеличили свою популяцию и нанесли еще больший вред посевам. Изменения в экологической цепи привели к большему сокращению урожайности.

Четвертый закон

Последний принцип, выведенный Коммонером, основывается на законе разумного природопользования и гласит: «Ничто не дается даром» или «За все приходится платить». Этот закон объединяет в себе три предыдущих. Биосфера, как всеобъемлющая экосистема, является единым целым. Победа в одном месте сопровождается поражением в другом.

Экономия средств на защите окружающей среды оборачивается для человека осложнением здоровья, природными катастрофами и снижением благоприятных условий для жизни. Все что было получено из нее в результате человеческого труда, в конечном итоге должно быть возмещено.

В своих законах Коммонер выносит на первый план всеобщую связь природных процессов. Прогресс любой природной системы возможен только при использование материальных, энергетических и информационных ресурсов окружающей ее среды.

Тема 1.2 Взаимодействие человека и природы.

Количество часов: 2 часа.

Основные теоретические положения

Вся история человеческого общества - это история его борьбы за выживание, история взаимодействия с окружающей средой. Ограниченному уровню развития производства в условиях первобытного общества соответствовал ограниченный радиус его воздействия на природу, главным образом охоты и собирательства. Природа полностью господствовала над человеком.

С возникновением земледелия и животноводства произошел коренной перелом в отношении человека к окружающей природе. Человек перешел от полной зависимости от природы к ее использованию.

Все виды воздействия человека на природу можно объединить в четыре типа: преднамеренное, непреднамеренное, прямое и косвенное (опосредованное).

Преднамеренное воздействие происходит в процессе материального производства с целью удовлетворения определенных потребностей общества. К ним относятся: добыча полезных ископаемых, строительство гидротехнических сооружений (водохранилищ, оросительных каналов, ГЭС), вырубка лесов для расширения земледельческих площадей и для получения древесины и др.

Непреднамеренное воздействие возникает побочно с первым типом воздействия, в частности, добыча полезных ископаемых открытым способом приводит к понижению уровня грунтовых вод, к загрязнению воздушного бассейна, к образованию техногенных форм рельефа (карьеры, терриконы, хвостохранилища). Строительство ГЭС сопряжено с образованием искусственных водохранилищ, которые воздействуют на среду: вызывают повышение уровня грунтовых вод, меняют гидрологический режим рек и т. д. При получении энергии из традиционных источников (уголь, нефть, газ) происходит загрязнение атмосферы, поверхностных водотоков, подземных вод и пр.

Как преднамеренные, так и непреднамеренные воздействия могут быть прямыми и косвенными.

Прямые воздействия имеют место в случае непосредственного влияния хозяйственной деятельности человека на среду, в частности ирригация (орошение) непосредственно воздействует на почву и изменяет все процессы, связанные с ней.

Косвенные воздействия происходят опосредованно -- через цепочки взаимосвязанных влияний. Так, преднамеренные косвенные воздействия -- это применение удобрений и непосредственно влияние на урожайность культур, а непреднамеренные -- влияние аэрозолей на количество солнечной радиации (в особенности в городах) и т. д.

Создание цивилизации, "второй природы" все более отдаляло человека от "первой" дикой природы, укрепляло его защищенность от природных явлений, делало его относительно независимым от климата, размеров территории, наличия естественных биоресурсов. Одновременно, отторжение человека от природы ослабляло человека как биологический вид. Изменение образа жизни, пищи, а вместе с нею и биохимии организма, приводило к изменению наследственности и генетического кода человека.

Каждый живой организм, в том числе и человек, в известном смысле несет в себе полный набор элементов периодической таблицы Менделеева, которые обеспечивают его здоровье, жизнедеятельность, нормальный обмен веществ. Выпадение из такого "набора" одного-двух элементов чревато самыми серьезными последствиями. Микроэлементы, легко попадающие в организм человека и также легко выводящиеся из него, оказываются жизненно необходимыми.

Обращение микроэлементов в природе является долгим и сложным. Из почвы они вымываются водой, собираются растениями, с которыми они перерабатываются травоядными животными, оседая в их мышечных тканях и, уже оттуда, поступают в организм человека с животной пищей. Так через пищу человек "напрямую" связан с почвой, на которой живет, с подстилающими ее горными породами и образующими минералами.

Почва - не что иное, как сложная система взаимодействия лежащих под ней пород, укоренившихся на них растительных сообществ, микроорганизмов и простейших животных.

Растительность, несомненно, является началом и главным основным элементом органического мира, поскольку только растения обладают способностью превращать неорганические вещества в органические, вырабатывать живые ткани из таких неживых материалов как солнечный свет, углекислота, вода и минеральные соли. Поэтому, чем бы человек ни занимался, охотой, земледелием или животноводством, он прямо или косвенно зависит от растений, все равно, питается ли он их плодами или получает их в уже переработанном виде с мясом травоядных животных.

Жизнь человека находится в самой тесной связи с геохимией и биохимией окружающей среды. Отсутствие в пище того или иного микроэлемента приводит к нарушению нормального обмена веществ, а в случае затянувшегося процесса - к развитию тяжелых наследственных заболеваний. Возникновение ряда эпидемических заболеваний происходит как результат обеднения почвы, истощенной непрерывной пахотой, и исчезновения в ней микроэлементов, жизненно необходимых для человеческого организма.

Поэтому, чем интенсивнее земледельческая активность оседлого населения, тем сильнее изменяется окружение, характерная для каждой зоны совокупность растительных и животных сообществ.

Комплекс происходящих изменений заставляет меняться самого человека, его орудия труда и охоты, образ жизни. Борьба за существование из плана физического оказывалась перенесенной в область знания, область мысли. Если прежде выживал более сильный и выносливый, то теперь человек уже не мог полагаться только на физическую силу. Его жизнь определялась тем, с какой из социальных групп он был связан.

Важнее физического состояния стало состояние социальное, место, которое человек занимал в иерархическом сообществе. Человек, воздействуя на окружающую природу и изменяя ее, в результате, должен был изменяться сам. Человек, как и другие виды живых организмов, способен адаптироваться, то есть приспосабливаться к условиям окружающей среды.

Адаптацию человека к новым природным и производственным условиям можно охарактеризовать как совокупность социально-биологических свойств и особенностей, необходимых для устойчивого существования организма в конкретной экологической среде. Жизнь каждого человека можно рассматривать как постоянную адаптацию, но наши способности к этому имеют определенные границы. Если человек не мог приспособиться к изменившимся условиям, он погибал или оказывался в своеобразном эволюционном тупике, где с трудом поддерживал уровень жизни, некогда достигнутый.

Отношение человека (субъекта) к природе (объекту) определяется двумя независимыми величинами:

- Наличием необходимых природных ресурсов;

- Уровнем вооруженности субъекта.

Под субъектом может подразумеваться человек, производственный коллектив или сообщество в целом. Результат в любом случае будет зависеть от качественных характеристик указанных величин, находящихся в зависимости от географических условий и от уровня развития материальной и духовной культуры общества. Практически, начало всех изменений окружающей среды в результате деятельности человека заключается в самом человеке.

В условиях научно-технической революции все более усложняются взаимоотношения человека с окружающей его природной средой. Научно-техническая революция порождает невиданные ранее возможности для эксплуатации сил природы, но вместе с тем и для ее загрязнения, разрушения, уничтожения.

Современный этап воздействия человека на природу является антропогенным и характеризуется следующими особенностями:

• в систему воздействия человека на природу включается новый элемент - его разум, позволяющий осуществлять целенаправленную эксплуатацию природы, вооружив людей орудиями труда, которые во много раз усиливают воздействие человека на окружающую среду;

• влияние антропогенного фактора на окружающую среду характеризуется постоянным ростом давления на природу в меру совершенствования средств труда и пространственного расширения деятельности человека: прямого (экстенсивного) и по растущему числу сфер (интенсивного);

• исключительную значимость в деятельности антропогенного фактора играет все большее ускорение развития человечества. В этих условиях природа не успевает восстановить равновесие экологических систем, нарушенное вмешательством человека;

• возрастает использование человеком ресурсов природы;

• происходит целенаправленное изменение человеком природы (ландшафтов, растений, животных) и биоценоза (совокупность живых компонентов) отдельных регионов;

• происходит нарастание все более масштабных побочных, часто непредвиденных и не предполагавшихся, последствий человеческой деятельности.

Практическое занятие№1.

Основные понятия и законы экологии

Количество часов: 6 часа.

Цель практического занятия: сформировать основные понятия и законы экологии.

Задание 1. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради ответьте на поставленные вопросы:

1. Дать определение экосистема

2. Виды антропогенных нагрузок

3. Дать определение антропогенная нагрузка

4. Виды загрязнений

5. Дать определение биосферы

6. Виды экосистем

7. Основные этапы биосферы

Задание 2. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради составить краткий словарь терминов по дисциплине «Экологические основы природопользования» (до 40 терминов)

Задание 3. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради заполните таблицу 1 (не менее 10 ученых).

Таблица 1

Вклад отечественных ученных в экологическую проблематику

Ученый	Год жизни	Вклад в экологию
1…10

Задание 4. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради заполните таблицу 2.

Таблицы2

«Абиотические и биотические факторы среды»

Абиотические	Биотические	Антропогенные

Критерии оценки:

1. Чёткость и грамотность в изложении материала;

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы;

3. Сделаны выводы по работе.

Литература: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3

Самостоятельная работа обучающихся № 1: подготовить рефераты на темы Способы ликвидации отходов; Крупнейшие техногенные аварии 20в начала 21 в. (с использованием интернет ресурсов)

Количество часов: 1 час.

Задание: Опираясь на конспект лекций, интернет ресурс и изучив рекомендуемую литературу оформить реферат по предложенным темам:

1. Рост народонаселения и продовольственная проблема;

2. Самые грязные и экологические чистые города мира (ТОП 10).

3. Самые грязные и экологические чистые города России (ТОП 10).

4. Создание атомных электростанций и их угроза для человека и окружающей среды.

5. Тепловое загрязнение водных бассейнов.

6. Человек в биосфере: этапы взаимодействия общества с природой.

7. Экологическая безопасность как составная часть национальной безопасности РФ.

8. Экологические катастрофы и их причины.

Литература: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3

Критерии оценки:

1. Чёткость и грамотность в изложении материала

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы по теме доклада.

3. Сделаны выводы по работе.

Тема 1.3. Разнообразие окружающей среды. Биосфера

Количество часов: 2 часа.

Цель: Изучить основные понятие Биосферы.

Основные теоретические положения

Термин «экосистема» был введен в науку А. Тенсли в 1935 году для обозначения любого единства, включающего все организмы на данном участке и взаимодействующего с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенную трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ.

Экосистема – относительно устойчивая система динамического равновесия, в которой организмы и неорганические факторы являются полноправными компонентами.

Не любая комбинация «жизнь – среда» является экосистемой: по Ю. Одуму (1975), экосистемами могут быть названы только те объединения жизни и окружающей среды, которые характеризуются определенной стабильностью и обладают четко функционирующим внутренним круговоротом веществ. С количественной точки зрения экосистемой может считаться только то объединение «сообщество – среда», объем внутреннего обмена веществ которого больше внешнего. В понимании некоторых зарубежных и отечественных авторов, экосистема охватывает пространство любой протяженности и размерности – от капли прудовой воды, аквариума до океана и всей поверхности планеты.

Экосистема – элементарная функциональная единица биосферы.

Обычно структура экосистемы рассматривается в трех планах:

1) компонентный – состав и количественное соотношение различных видовых популяций, жизненных форм и других структурных элементов;

2) пространственное распределение отдельных элементов;

3) совокупность всех связей, в первую очередь цепей и циклов питания, топических, форических и других взаимоотношений. Некоторые исследователи, например Ю. Одум (1975), ставят знак равенства между экосистемой и биогеоценозом. Другие (например В.Н. Сукачев, 1940) считают, что между ними есть сходство, но они не идентичны. Связующими факторами в биогеоценозе являются: природа субстрата, тип рельефа и почвы, т. е. понятие биогеоценоз, по Сукачеву, носит явно хорологические черты.

Экосистема рассматривается в основном не с пространственных, а с трофических позиций. Таким образом, экосистема и биогеоценоз не являются абсолютными синонимами. Соотношение биогеоценоза и экосистемы может быть представлено так: биогеоценоз – это экосистема в границах фитоценоза, или, точнее: категории экосистемы и биогеоценоза совпадают на уровне растительного сообщества и принципиально расходятся как выше, так и ниже этого уровня. В целом же биогеоценоз выступает по отношению к экосистеме как частное к общему.

В экосистеме можно выделить два компонента – биотический и абиотический. Биотический делится на автотрофный – организмы, получающие первичную энергию для существования из фото- и хемосинтеза (продуценты), и гетеротрофный – организмы, получающие энергию из процессов окисления органического вещества (консументы и редуценты).

Это и есть компоненты, формирующие трофическую структуру экосистемы.

Единственным источником энергии для существования экосистемы и поддержания в ней различных процессов являются продуценты, усваивающие энергию солнца. Солнечная энергия поглощается в биосфере неравномерно.

Энергия солнца поглощается лишь частично, и на каждый новый трофический уровень переходит лишь около 10 %, что обуславливает ограниченную длину цепей питания (обычно 5–6 уровней).

Каждая экосистема характеризуется присущей ей совокупностью свойств и структурой. С точки зрения структуры в экосистеме выделяют:

• климатический режим, определяющий температуру, влажность, режим освещения и прочие физические характеристики среды.

• неорганические вещества, включающиеся в круговорот.

• органические соединения, которые связывают биотическую и абиотическую части в круговороте вещества и энергии.

• продуценты – автотрофные организмы, создающие первичную продукцию.

• консументы – гетеротрофы, поедающие другие организмы (хищные) или крупные частицы органического вещества.

Выделяют консументы первого, второго и третьего порядка.

Консументы 1-го порядка питаются продуцентами – корова, карп, пчела.

Консументы 2-го порядка питаются консументами первого порядка – волк, щука, оса.

Консументы 3-го порядка – хищники – тигр, акула.

– Редуценты – гетеротрофы, в основном грибы и бактерии, которые разрушают мёртвое органическое вещество, минерализуя его, тем самым возвращая в круговорот.

Последние три компонента формируют биомассу экосистемы. С точки зрения функционирования экосистемы выделяют следующие функциональные блоки организмов (помимо автотрофов):

– Биофаги – организмы, поедающие других живых организмов.

– Сапрофаги – организмы, поедающие мёртвое органическое вещество.

Данное разделение по типу питания обеспечивает круговорот биовещества в экосистеме. Между отмиранием органического вещества и повторным включением его составляющих в круговорот вещества в экосистеме может пройти существенный промежуток времени.

Все эти компоненты взаимосвязаны в пространстве и времени и образуют единую структурно-функциональную систему. Среди составляющих также выделяют экотоп, климатоп, эдафотоп, биотоп и биоценоз.

Экотоп – территория (или акватория) местообитания организмов, характеризующаяся определённым сочетанием экологических условий: почв, грунтов, микроклимата и т.д., при этом не измененная деятельностью организмов (новообразованные формы рельефа).

Климатоп – воздушная (или водная) часть экосистемы, отличающаяся от окружающей своим составом, воздушным (водным) режимом, влажностью (соленостью) и / или другими параметрами.

Эдафотоп – почва как часть среды, преобразуемой организмами.

Биотоп – преобразованный биотой экотоп или, более точно, участок территории, однородный по условиям жизни для определённых видов растений или животных или же для формирования определённого биоценоза.

Биоценоз – исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп). Биоценозы ограничиваются распределением детерминантов (определителей) зооценозов (консорций – популяций растений вместе с сопровождающими их организмами), в которых доминирующие виды растений создают условия для жизни других организмов.

Живой, или биотический, компонент экосистемы характеризуется животным миром и разнообразными видами взаимоотношений между ними:

Мутуализм

Тесные взаимовыгодные отношения, при которых присутствие каждого из видов-партнёров становится обязательным, называются мутуализмом.

Можно привести многочисленные примеры мутуализма или обоюдовыгодных отношений особей разных видов. Таковы, например, взаимоотношения узкоспециализированных к опылению растений (инжир, дурман, орхидейные) с опыляющими их видами насекомых. Или взаимоотношения воловьих птиц и носорогов. Птицы кормятся насекомыми-паразитами на коже носорога, а их взлёт служит ему сигналом об опасности.

Взаимоотношения, при которых один из партнёров получает пользу, не нанося ущерба другому, как уже было отмечено ранее, называются комменсализмом. Проявления комменсализма разнообразны, поэтому в нём выделяют ряд вариантов:

Нахлебничество – потребление остатков пищи хозяина. Таковы, например, взаимоотношения львов и гиен, подбирающих остатки недоеденной пищи, или акул с рыбами-прилипалами.

Сотрапезничество – потребление разных веществ или частей одной и

той же пищи. Например: взаимоотношения между различными видами почвенных бактерий-сапрофитов, перерабатывающих разные органические вещества из перегнивших растительных остатков, и высшими растениями, которые потребляют образовавшиеся при этом минеральные соли.

Квартиранство – использование одними видами других (их тел или их жилищ) в качестве убежища или жилища. Такой тип взаимоотношений широко распространён у растений.

Наглядный пример комменсализма дают некоторые усоногие рачки, прикрепляющиеся к коже кита. Они получают при этом преимущество – более быстрое передвижение, а киту не причиняют практически никаких неудобств.

В целом же у партнёров нет никаких общих интересов, и каждый отлично существует сам по себе. Однако подобные союзы облегчают одному из участников передвижение или добывание пищи, поиск убежища.

Комменсализм особенно часто встречается среди морских животных.

Хорошо известны отношения, связывающие некоторых рыб с акулами.

Рыбки-лоцманы, питающиеся объедками со «стола» акулы, беспрестанно снуют небольшими косячками у её носа. Другим примером являются животные, нора которых служит убежищем для различных «гостей», питающихся объедками со стола хозяина.

Паразитизм

При паразитизме организмы одного вида (паразита) живут за счёт питательных веществ или тканей организма другого вида (хозяина).

Паразитизм близок к хищничеству, однако в отличие от настоящего хищника паразит не убивает хозяина сразу. Обычно он использует живого хозяина как место своего временного или постоянного проживания.

Паразит изнуряет, но не губит хозяина, поскольку последний обеспечивает его существование.

Паразитов подразделяют на основные категории: микропаразиты, макропаразиты, экзопаразиты, эндопаразиты.

Нейтрализм – такой вид взаимоотношений, когда оба вида независимы и не оказывают друг на друга никакого влияния.

Конкуренция – каждый из видов оказывает на другой неблагоприятное действие. Виды конкурируют в поисках пищи, укрытия, мест кладки яиц и т. п. Оба вида называют конкурирующими.

Сотрудничество – оба вида образуют сообщество. Оно не является обязательным, так как каждый вид может существовать отдельно, изолированно, но жизнь в сообществе им обоим приносит пользу.

Амменсализм – тип межвидовых взаимоотношений, при котором в совместной среде обитания один вид подавляет существование другого вида, не испытывая противодействия.

Хищничество – такой тип взаимоотношений, при котором представители одного вида поедают (уничтожают) представителей другого, т.е. организмы одного вида служат пищей для другого.

Рис.1. Биотические связи

Практическое занятие№2.

Пищевые цепи в экосистемах. «Экологические пирамиды».

Глобальное изменение экологической среды и экологические

требования к строительным материалам, изделиям, конструкциям

и оборудованию. Нормирование качества окружающей среды.

Определение ПДК загрязняющих веществ, виды ПДК,

размерность ПДК

Цель: 1. Сформировать понятие как экосистема в глобальном изменении экологической среды и экологические требования к строительным материалам, изделиям, конструкциям и оборудованию

2. Сформировать умение и навыки анализа информации по определению ПДК загрязняющих веществ, виды ПДК, размерность ПДК

Задание 1. Опираясь на конспект лекций и рекомендуемую литературу, письменно в тетради заполните таблицу 3.

Таблица 3

Компоненты экосистемы

Группы	Название	Определение
Неживые компоненты	неорганические вещества
	органические
	соединения
	климатический режим
Живые компоненты	продуценты
	консументы
	редуценты

Задание 2. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради заполните таблицу 4.

Таблица 4

Типы взаимодействий в экосистеме

Типы взаимодействия	«+»/«-»	Пример
Нейтрализм
Сотрудничество
Аменсализм
Паразитизм
Конкуренция
Мутуализм
Комменсализм
Хищничество

Задание 3. Опираясь на конспект лекций и рекомендуемую литературу, письменно в тетради ответьте на поставленные вопросы:

1. Дать определение антропогенная нагрузка

2. Виды загрязнений

3. Источники загрязнений

4. Экологические последствия

5. Дать определение экосистема?

6. Дать определение продуценты и какова их роль в экосистеме?

7. Дать определение консументы и какова их роль в экосистеме?

8. Дать определение редуценты и какова их роль в экосистеме?

9. Дать определение автотрофы и гетеротрофы?

Задание 4. Опираясь на конспект лекций и рекомендуемую литературу, письменно в тетради ответьте на поставленные вопросы:

1. Определить ПДК ацетона, бензилового спирта, изовалериановой кислоты, гексана, глицерина, диэтиламина, анилина, уксусного ангидрида, трихлорэтилена в воздухе рабочей зоны по физико-химическим характеристикам.

2. Сравнить ПДК одного и того же вещества для воздуха рабочей зоны, атмосфеного воздуха населенных мест, воды и почвы. Объяснить их различия.

Литература: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3

Критерии оценки:

1. Чёткость и грамотность в изложении материала;

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы;

3. Сделаны выводы по работе.

Самостоятельная работа обучающихся № 2 подготовка рефератов о редких видах растений и животных, занесенных в Красные книги.

Количество часов: 1 час.

Задание Опираясь на конспект лекций, интернет ресурс и рекомендуемую литературу, оформить реферат по предложенным темам:

1. Экологические проблемы современности - причины и возможные пути их решения;

2. Экологический бумеранг (ответные реакции природы);

3. Последствие вырубки леса;

4. Исчезающие виды животных Приморского края (ТОП 10);

5. Биоразнообразие как жизненный ресурс планеты.

Литература: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3

Критерии оценки:

1. Чёткость и грамотность в изложении материала

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы по теме доклада

3. Сделаны выводы по работе.

Тема 1.4 Глобальные проблемы экологии

Количество часов: 2 часа.

Основные теоретические положения

Признаки современного экологического кризиса:

• опасное загрязнение биосферы;

• истощение энергетических запасов;

• сокращение видового разнообразия.

Опасное загрязнение биосферы связано с развитием промышленности, сельского хозяйства, развитием транспорта, урбанизацией. В биосферу поступает огромное количество токсичных и вредных выбросов хозяйственной деятельности. Особенностью этих выбросов является то, что эти соединения не включаются в естественные обменные процессы и накапливаются в биосфере. При сжигании нефти выделяется сернистый газ, который в естественные процессы обмена не включается, а накапливается в нижних слоях атмосферы, взаимодействует с водой и выпадает на землю в виде кислотных дождей.

Согласно статистике среди всех источников загрязнения на первом месте - выхлопные газы автотранспорта (до 70% всех болезней в городах вызвано ими), на втором - выбросы тепловых электростанций, на третьем — химическая промышленность . Не менее загрязнены сегодня гидросфера (прежде всего ядови­тыми стоками) и почвы (кислотными дождями и сточными водами, в том числе радиоактивными).

Загрязнения Мирового океана. Мир океан составляет 97% всей воды на планете. Мировой океан дает 1/6 часть всех белков животного происхождения, потреб­ляемых населением планеты в пищу. Океану, особенно его прибережной зоне, принадлежит ведущая роль в поддержании жизни на Земле, ведь около 70% кислорода, поступающего в атмосферу планеты, вырабатывается в процес­се фотосинтеза планктона. Таким образом, Мировой океан играет огромную роль в поддержании устойчивого равновесия биосферы, и его охрана является одной из актуальных международных экологических задач.

Особое опасение вызывает загрязнение Мирового океана вредными и токсичными веществами, в том числе нефтью и нефтепродуктами, радиоактивными веществами.

Наиболее распространенными веществами, загрязняю­щими океан, являются нефть и нефтепродукты. В Мировой океан ежегодно поступает в среднем 13—14 млн. т нефтепродуктов. Нефтяное загрязнение опасно по двум причинам: во-первых, на поверхности воды образуется пленка, которая лишает доступа кислорода к морской флоре и фауне; во-вторых, нефть сама по себе является токсичным соединением, которое имеет большой период полураспада, при содержании нефти в воде 10—15 мг/кг гибнут планктон и мальки рыб. Настоящими экологическими катастрофами можно назвать крупные разливы нефти при крушении супертанкеров.

Особенно опасным является радиоактивное загрязнение при захоронении радиоактивных отходов (РАО). Первоначально основным способом избавления от радиоактивного мусора было захоронение РАО в морях и океанах. Это были, как правило, низкоактивные отходы, которые упаковывали в 200-литровые металлические барабаны, заливали бетоном и сбрасывали в море. Первое такое захоронение РАО произвели США в 80 км от побережья Калифорнии. До 1983 г. 12 стран практиковали сброс РАО в открытое море. В воды Тихого океана за период с 1949 г. по 1970 г. было сброшено 560 261 контейнеров с РАО.

Чернобыльская авария высветила новые факторы так называемого экологического напряжения. Даже в тех районах, в которых загрязнение территории радионуклидами не вызывает непосредственной угрозы здоровью населения, все же наблюдается более острое протекание обычных заболеваний. Это свидетельствует как о прямом влиянии малых доз облучения, так и о косвенном, через экологическое напряжение. Радиофобия у населения зараженных районов — проявление такого напряжения.

Косвенное влияние на человека оказывает дальний перенос техногенных веществ. Например, кислотные осадки, особенно в виде снега, регулярно отмечаются в Истринском районе. Такие осадки опасны для человека не столько своим прямым действием, сколько косвенным (через почву). Они ухудшают ее физико-химические свойства и нарушают питание растений, а следовательно, пагубно сказываются на здоровье животных, повышают токсическое действие других загрязнителей и т. п. Человек, являясь потребителем растительной и животной пищи, подвергается поражению веществами, загрязнившими биосферу на значительном расстоянии от места выпадения кислотных осадков.

Тема 1.5 Загрязнение окружающей среды

Количество часов: 2 часа.

Основные теоретические положения

Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюции биосфера выработала способность к саморегуляции и нейтрализации негативных процессов. Достигалось это посредством сложного механизма круговорота веществ.

Однако по мере возникновения, совершенствования и распространения новых технологий (охота, земледельческая культура, промышленная революция) планетарная экосистема, адаптированная к воздействию природных факторов, все в большей степени стала испытывать влияние новых небывалых по мощности и разнообразию воздействий. Вызваны они человеком, а потому называются антропогенными. Под антропогенными воздействиями понимают деятельность, связанную с реализацией экономических, военных, рекреационных, культурных и других интересов человека, вносящую физические, химические, биологические и другие изменения в природную среду.

Американский эколог Б. Коммонер (1974) выделил пять видов вмешательства человека в экологические процессы:

упрощение экосистемы и разрыв биологических циклов;

• концентрация рассеянной энергии в виде теплового загрязнения;

• рост ядовитых отходов от химических производств; введение в экосистему новых видов;

• появление генетических изменений в организмах растений и животных.

Подавляющая часть антропогенных воздействий носит целенаправленный характер, т. е. осуществляется человеком сознательно во имя достижения конкретных целей. Существуют и антропогенные воздействия стихийные, непроизвольные, имеющие характер последействия. Например, к этой категории воздействий относятся процессы подтопления территории, возникающие после ее застройки и др. Анализ экологических последствий антропогенных воздействий позволяет разделить все их виды на положительные и отрицательные (негативные). К положительным воздействиям человека на биосферу можно отнести воспроизводство природных ресурсов, восстановление запасов подземных вод, полезащитное лесоразведение, рекультивацию земель на месте разработок полезных ископаемых и некоторые другие мероприятия. Отрицательное (негативное) воздействие человека на биосферу проявляется в самых разнообразных и масштабных акциях: вырубке леса на больших площадях, истощении запасов пресных подземных вод, засолении и опустынивании земель, резком сокращении численности и видов животных и растений и т. д.

К числу основных глобальных факторов дестабилизации природной среды относятся:

• рост потребления природных ресурсов при их сокращении;

• рост населения планеты при сокращении для обитания территорий;

• деградации основных компонентов биосферы, снижение способности природы к самоподдержанию;

• возможные изменения климата и истощение озонового слоя Земли;

• сокращение биологического разнообразия;

• возрастание экологического ущерба от стихийных бедствий и техногенных катастроф;

• недостаточный уровень координаций действий мирового сообщества в области решения экологических проблем.

Загрязнение как вид воздействия человека на биосферу

Загрязнением называют поступление в окружающую природную среду любых твердых, жидких и газообразных веществ, микроорганизмов или энергий (в виде звуков, шумов, излучений) в количествах вредных для здоровья человека, животных, состояния растений и экосистем. По объектам загрязнения различают: загрязнение поверхностных и подземных вод, загрязнение атмосферного воздуха, загрязнение почв и т. д. В последние годы актуальными стали и проблемы, связанные с загрязнением околоземного космического пространства. Природными загрязнителями могут быть пыльные бури, вулканический пепел, селевые потоки и др. Источниками антропогенного загрязнения, наиболее опасного для популяций любых организмов, входящих в состав экосистем, являются промышленные предприятия (химические, металлургические, целлюлозно-бумажные, строительных материалов и др.), теплоэнергетика, транспорт, сельскохозяйственное производство и другие технологии. Под влиянием урбанизации в наибольшей степени загрязнены территории крупных городов и промышленных агломераций. По видам загрязнений выделяют химическое, физическое и биологическое загрязнение.

Антропогенные воздействия на атмосферу. Вопрос о воздействии человека на атмосферу находится в центре внимания специалистов и экологов всего эффект», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей, связаны именно с антропогенным загрязнением атмосферы.

Атмосферный воздух выполняет и сложнейшую защитную экологическую функцию, предохраняя Землю от абсолютно холодного космоса и потока солнечных излучений. В атмосфере идут глобальные метеорологические процессы, формируются климат и погода, задерживается масса метеоритов.

Атмосфера обладает способностью к самоочищению. Оно происходит при вымывании аэрозолей из атмосферы осадками, турбулентном перемещении приземного слоя воздуха, отложении загрязненных веществ и т. д.

Однако в современных условиях возможности самоочищения природных систем атмосферы серьезно подорваны. Под массированным натиском антропогенных загрязнений в атмосфере стали проявляться весьма нежелательные экологические последствия, в том числе и глобального характера. По этой причине атмосферный воздух уже не в полной мере выполняет свои защитные, терморегулирующие и жизнеобеспечивающие экологические функции.

Под загрязнением атмосферного воздуха следует понимать любое изменение его состава и свойств, которое оказывает негативное воздействие на здоровье человека и животных, состояние растений и экосистем. Загрязнение атмосферы может быть естественным (природным) и антропогенным (техногенным). Естественное загрязнение воздуха вызвано природными процессами. К ним относятся вулканическая деятельность, выветривание горных пород, ветровая эрозия, массовое цветение растений, дым от лесных и степных пожаров и др.

Антропогенное загрязнение связано с выбросом различных загрязняющих веществ в процессе деятельности человека. По своим масштабам оно значительно превосходит природное загрязнение атмосферного воздуха.

Главные загрязнтели (поллютанты) атмосферного воздуха, образующиеся в процессе производственной и ид серы (SO2), оксиды азота (NOX), оксид углерода (CO) и твердые частицы. На их долю приходится около 98% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в 4 атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований других вредных веществ, среди которых отмечены формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и другие. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах России. Еще одной формой загрязнения атмосферы является локальное избыточное поступление тепла от антропогенных источников. Признаком теплового (термического) загрязнения атмосферы служат так называемые термические зоны, например, «остров тепла» в городах, потепление водоемов и т. п.

Основные источники загрязнения атмосферы. Тепловые и атомные электростанции. Котельные установки. В процессе сжигания твердого или жидкого топлива в атмосферу выделяется дым, содержащий продукты полного (диоксид углерода и пары воды) и неполного (оксиды углерода, серы, азота, углеводороды и др.) сгорания.

Черная и цветная металлургия. При выплавке одной тонны стали в атмосферу выбрасывается 0,04 т твердых частиц, 0,03 т оксидов серы и до 0,05 т оксида углерода, а также в небольших количествах такие опасные загрязнители, как марганец, свинец, фосфор, мышьяк, пары ртути и др. В процессе сталеплавильного производства в атмосферу выбрасываются парогазовые смеси, состоящие из фенола, формальдегида, бензола, аммиака и других токсичных веществ. Существенно загрязняется атмосфера также на агломерационных фабриках, при доменном и ферросплавном производствах

Химическое производство. Выбросы этой отрасли хотя и невелики по объему (около 2% всех промышленных выбросов), тем не менее, ввиду своей весьма высокой токсичности, значительного разнообразия и концентрированности представляют значительную угрозу для человека и всей биоты. На разнообразных химических производствах атмосферный воздух загрязняют оксиды серы, соединения фтора, аммиак, нитрозные газы (смесь оксидов азота), хлористые соединения, сероводород, неорганическая пыль и т. п.

Выбросы автотранспорта. В мире насчитывается несколько сот миллионов автомобилей, которые сжигают огромное количество нефтепродуктов, существенно загрязняя атмосферный воздух, особенно в крупных городах. Так, в Москве на долю автотранспорта приходится 80% от общего количества выбросов в атмосферу. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания (особенно карбюраторных) содержат огромное количество (в случае применения этилированного бензина).

Различают два типа смога: зимний смог (лондонский тип) и летний (лос-анджелесский тип). Лондонский тип смога возникает зимой в крупных промышленных городах при неблагоприятных погодных условиях (отсутствие ветра и температурная инверсия).

Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный, а вернее, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут фотооксидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся: 1) возможное потепление климата («парниковый эффект»); 2) нарушение озонового слоя; 3) выпадение кислотных дождей. Большинство ученых в мире рассматривают их как крупнейшие экологические проблемы современности.

Антропогенные воздействия на гидросферу . Под загрязнением водоемов понимают снижение их биосферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств (нарушение прозрачности, окраски, запахов, вкуса), увеличении содержания сульфатов, хлоридов, нитратов, токсичных тяжелых металлов, сокращении растворенного в воде кислорода воздуха, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных бактерий и других загрязнителей

Основные виды загрязнения. Наиболее часто встречается химическое и бактериальное загрязнение вод. Значительно реже наблюдается радиоактивное, механическое и тепловое загрязнение.

Химическое загрязнение быть органическим (фенолы, нафтеновые кислоты, пестициды и др.) и неорганическим (соли, кислоты, щелочи), токсичным (мышьяк, соединения ртути, свинца, кадмия и др.) и нетоксичным. При осаждении на дно водоемов или при фильтрации в пласте вредные химические вещества сорбируются частицами пород, окисляются и восстанавливаются, выпадают в осадок и т. д., однако, как правило, полного самоочищения загрязненных вод не происходит. Очаг химического загрязнения подземных вод в сильно проницаемых грунтах может распространяться до 10 км и более.

Бактериальное загрязнение выражается в появлении в воде патогенных бактерий, вирусов (до 700 видов), простейших, грибов и др. Этот вид загрязнений носит временный характер.

Весьма опасно содержание в воде, даже при очень малых концентрациях, радиоактивных веществ, вызывающих радиоактивное загрязнение. Наиболее вредны «долгоживущие» радиоактивные элементы, обладающие повышенной способностью к передвижению в воде (стронций-90, уран, радий-226, цезий и др.). Радиоактивные элементы попадают в поверхностные водоемы при сбрасывании в них радиоактивных отходов, захоронении отходов на дне и др. В подземные воды уран, стронций и другие элементы попадают как в результате выпадения их на поверхность земли в виде радиоактивных продуктов и отходов и последующего просачивания в глубь земли вместе с атмосферными водами, так и в результате взаимодействия подземных вод с радиоактивными горными породами. Механическое загрязнение характеризуется попаданием в воду различных механических примесей (песок, шлам, ил и др.).

Механические примеси могут значительно ухудшать органолептические показатели вод. Применительно к поверхностным водам выделяют еще их загрязнение (а точнее, засорение) твердыми отходами (мусором), остатками лесосплава, промышленными и бытовыми отходами, которые ухудшают качество вод, отрицательно влияют на условия обитания рыб, состояние экосистем.

Тепловое загрязнение связано с повышением температуры вод в результате их смешивания с более нагретыми поверхностными или технологическими водами. При повышении температуры происходит изменение газового и химического состава в водах, что ведет к размножению анаэробных бактерий, росту гидробионтов и выделению ядовитых газов

Основные источники загрязнения поверхностных и подземных вод. Процессы загрязнения поверхностных вод обусловлены различными факторами. К основным из них относятся:

1. сброс в водоемы неочищенных сточных вод;

2. смыв ядохимикатов ливневыми осадками;

3. газодымовые выбросы;

4. утечки нефти и нефтепродуктов.

Истощение вод следует понимать как недопустимое сокращение их запасов в пределах определенной территории (для подземных вод) или уменьшение минимально допустимого стока (для поверхностных вод). И то и другое приводит к неблагоприятным экологическим последствиям, нарушает сложившиеся экологические связи в системе человек биосфера

Истощение поверхностных вод проявляется в прогрессирующем снижении их минимально допустимого стока. На территории России поверхностный сток воды распределяется крайне неравномерно. Около 90% общего годового стока с территории России выносится в Северный Ледовитый и Тихий океаны, а на бассейны внутреннего стока (Каспийское и Азовское море), где проживает свыше 65% населения России, приходится менее 8% общего годового стока.

Именно в этих районах наблюдается истощение поверхностных водных ресурсов и дефицит пресной воды продолжает расти. Связано это не только с неблагоприятными климатическими и гидрологическими условиями, но и с активизацией хозяйственной деятельности человека, которая приводит ко все более возрастающему загрязнению вод, снижению способности водоемов к самоочищению, истощению запасов подземных вод, а следовательно, к снижению родникового стока, подпитывающего водотоки и водоемы.

К другим весьма значительным видам воздействия человека на гидросферу следует отнести: создание крупных водохранилищ, коренным образом преобразующих природную среду на прилегающих территориях, и изъятие на хозяйственные цели большого количества воды из впадающих в водоемы рек, что приводит к сокращению и усыханию многих внутренних водоемов (Аральское море, Мертвое море и др.).

Практические занятия №3

Природные и сырьевые ресурсы и их использование.

Характеристика основных типов загрязняющих веществ.

Охрана атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов

Количество часов: 4 часа.

Цель: 1. Сформировать основные понятия о природных и сырьевых ресурсах и их использование;

2. Сформировать основные типы загрязняющих веществ и понятие об охране атмосферного воздуха, водных и земельных ресурсов.

Задание 1. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради ответьте на поставленные вопросы:

1. Нарисовать схемы:

• классификации природных ресурсов по происхождению;

• классификации природных ресурсов по признаку исчерпаемости;

• классификации природных ресурсов по видам хозяйственного использования.

2. Перечислите возможные ресурсы Тюменской области.

3. Охарактеризуйте и дайте классификацию следующим природным ресурсам по всем рассмотренным выше признакам: нефть, поверхностные воды реки Сура, Иссинский карьер Пензенской области, Ясеневая дубрава пос. Золотаревка.

Задание 2. Опираясь на конспект лекций и таблицу 5, и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради заполнить таблицу 6 .

Таблица 5

Источники загрязнения окружающей среды, Характеристика основных загрязнений окружающей среды

Тип загрязнения	Вид загрязнения, источник, краткая характеристика	Экологические последствия
Физическое	Шумовое - действие различных уровней звукового воздействия	Ухудшение слуха, повышение кровяного давления, образование язв, утомляемость
Физическое	Тепловое- влияние тепловых полей на водную и воздушную среду Теплотрассы, подземные газопроводы, коммуникации	Рост температуры воздуха, ухудшение климата, термокарст, наледи и др.
Физическое	Электромагнитное - высоковольтные линии электропередач, антенны радио и передающих станций, компьютеры, микроволновые печи, радиотелефоны.	Головные боли, повышенная утомляемость, чувство апатии
Физическое	Инфразвуковое - взрывы, трансформаторы, автоэстакады	Потеря зрения, ощущение усталости
Физическое	Радиоактивное	Онкологические заболевания
Химическое	Промышленные яды, ядохимикаты, бытовые химикаты	Психические расстройства, врожденные дефекты
Биологическое	Сточные воды предприятий пищевой и кожевенной промышленности, бытовые и промышленные свалки, канализационная сеть	Отравления, аллергии, инфекционные заболевания

Перечислите виды физического (параметрического) загрязнения и приведите источники возникновения и возможные последствия

Таблица 6

Вид физического загрязнения	Источник возникновения	Возможные последствия для человека

Задание 3. Опираясь на конспект лекций и изучив рекомендуемую литературу письменно в тетради ответьте на поставленные вопросы:

1. Общее понятие о загрязнении;

2. Виды загрязнений;

3. Источники загрязнений;

4. Последствия загрязнения;

5. Контроль загрязнений.

Литература: 1.1, 1.2, 2.1, 2.2, 2.3

Критерии оценки:

1. Чёткость и грамотность в изложении материала

2. Обучающийся четко и без ошибок ответил на все вопросы

3. Сделаны выводы по работе

Список рекомендуемой литературы

Основные источники

1. Гальперин М.В. Экологические основы природопользования: учебник /М.В.Гальперин. – 2-е издание, испр. – Москва : ИД ФОРУМ: ИНФА- М, 2017.- 256 с. - Текст: непосредственный.

2. Гурова, Т. Ф. Основы экологии и рационального природопользования : учебник и практикум для среднего профессионального образования / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2018. — 223 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-9916-9935-8. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblio-online.ru/bcode/414989 (дата обращения: 01.06.2021).

3. Корытный, Л. М. Экологические основы природопользования : учебное пособие для среднего профессионального образования / Л. М. Корытный, Е. В. Потапова. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2018. — 374 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-10303-8. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblio-online.ru/bcode/429705 (дата обращения: 01.06.2021).

Дополнительные источники:

1. Алёхина, Г. П. Учебно-полевая практика по экологии : учебное пособие / Г. П. Алёхина, С. В. Хардикова. — Оренбург : ОГУ, 2015. — 105 с. — ISBN 978-5-7410-1369-4. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/98090 (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

2. Игнатова, Г.А. Глобальная экология (курс лекций) : учебное пособие / Г.А. Игнатова. — Орел : ОрелГАУ, 2016. — 102 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/106955 (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

3. Романова, О.В. Экологические основы природопользования : методические указания / О.В. Романова. — Красноярск : КрасГАУ, 2015. — 90 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/103869 (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

4. Журнал: Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии / учредитель Учреждение Российской академии наук Институт экологии Волжского бассейна РАН ; главный редактор журнала Саксонов С. В. – Самара. 1991 – . – Ежекв.—ISSN 1609-0705. - URL: http://www.ssc.smr.ru/ssc_sl.html (дата обращения: 01.06.2021).— Текст : электронный.

5. Журнал: Строительство: наука и образование / учредитель Московский государственный строительный университет; главный редактор журнала Теличенко В. И. – Москва. 2011 – . – Ежекв. — ISSN 2305-5502. — URL: http://www.nso-journal.ru/index.php/sno (дата обращения: 01.06.2021). - Текст : электронный

6. Журнал: Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология / учредитель Иркутский государственный университет; главный редактор журнала Аргучинцев А. В. – Иркутск. 2008 – . – Ежекв. — ISSN 2073-3372. — URL: http://izvestiabio.isu.ru/ru (дата обращения: 01.06.2021). - Текст : электронный.

Электронные издания (электронные ресурсы)

1. Гарант : информационно-правовой портал : сайт. – Москва. 1990 — . — URL: https:// www.garant.ru (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. — Текст : электронный.

2. КонсультантПлюс : справочная правовая система : сайт. — Москва. 1992 — . — URL: https:// /garant.ru (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. — Текст : электронный.

3. Мероприятия по охране природы на стадии производства строительно-монтажных работ. - Текст : электронный // Технология строительства [сайт]. — URL: http://www.construction-technology.ru/13/meropr.php (дата обращения: 01.06.2021).

4. РУКОНТ : национальный цифровой ресурс : межотраслевая электронная библиотека : сайт f консорциум «КОТЕКСТУМ». — Сколково. 2010 — . — URL: https://rucont.ru (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для авториз. пользователей. — Текст : электронный.

5. Экологические основы природопользования: краткий курс лекций - Текст : электронный // Единое окно доступа к образовательным ресурсам: информационная система [сайт]. — URL: http://window.edu.ru/window/library (дата обращения: 01.06.2021).

6. Юрайт : образовательная платформа : сайт. – URL: https://urait.ru/(дата обращения: 26.08.2019). — Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. — Текст : электронный.

7. eLIBRARY.RU : научная электронная библиотека : сайт. — Москва. 2000 — . — URL: https://etibrary.ru (дата обращения: 01.06.2021). — Режим доступа: для зарегистрир. пользователей. — Текст : электронный.

Учебное издание

ЕН.03. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Методические указания к практическим занятиям

и организации самостоятельной работы

Составитель:

СУНЦОВА Елена Николаевна

Ответственный редактор:

Е.В. Черемисина, председатель ЦК ООГСЭиОПД

В авторской редакции

Подписано в печать __________ Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л.

Тираж 30экз. Заказ № ____

Библиотечно-издательский комплекс

федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего образования

«Тюменский индустриальный университет».

625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.

Типография библиотечно-издательского комплекса.

625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.

32