Экологический риск. Методы анализа и управления риском. Определение экологически приемлемого риска. Обеспечение экологической безопасности в Российской Федерации. Экологический мониторинг.
Международное сотрудничество в области охраны окружающей среды. Концепция устойчивого развития.
3. Антропогенное воздействие на окружающую среду.
Загрязнение
Системный подход при изучении взаимодействия объектов энергетики с окружающей средой. Уровни и нормы воздействия на природную среду. Характеристика наиболее распространенных загрязнителей окружающей природной среды на объектах энергетики: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота; органические соединения – сажа, нефтепродукты; тяжелые металлы – ртуть, свинец; другие химические загрязнители; шумы и вибрации; радиоактивное и электромагнитное излучения; тепловое загрязнение. Влияние загрязнений на экосистемы и здоровье людей. Нормирование антропогенного воздействия.
4. Методы защиты окружающей среды
от антропогенного воздействия, рациональное природопользование.
Экозащитная техника и технологии
Источники загрязнения водных объектов. Нормирование качества воды. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде. Контроль качества воды. Способы очистки сточных вод. Замкнутые (оборотные) системы водопользования.
Источники загрязнения атмосферного воздуха. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосферном воздухе (ПДК), предельно допустимые выбросы вредных веществ (ПДВ), временно согласованные выбросы. Определение приземных концентраций выбросов вредных веществ. Санитарно-защитные зоны. Методы и средства очистки атмосферного воздуха от загрязнений. Контроль качества атмосферного воздуха.
Антропогенное воздействие на биотические сообщества. Утрата биологического разнообразия. Защита биотических сообществ.
Определение уровня допустимой эксплуатации возобновимых природных ресурсов.
Загрязнение земель и почв. Рекультивация земель.
Охрана недр. Охрана ландшафтов в зонах эксплуатации объектов энергетики.
Пути снижения расхода природных ресурсов на объектах энергетики. Утилизация и переработка отходов. Токсичные производственные отходы.
Радиоактивные отходы. Меры обеспечения радиационной безопасности в РФ.
Основные источники и методы защиты от электромагнитных полей на объектах энергетики.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ КУРСА
Обратите внимание на актуальность курса, которая связана с надвигающейся экологической катастрофой. Основная причина ее в том, что человек, являясь самым сильным существом на планете и не имея поэтому серьезных врагов, выделился из природной среды и противопоставил себя ей. Детально изучите признаки экологической катастрофы, выводы “Римского клуба”, принципы устойчивого развития, выработанные конференцией в Рио-де-Жанейро.
Изучите особенности биосферы и ноосферы. Научитесь пояснять свойства биосферы как централизованной, открытой, саморегулирующейся и отличающейся большим разнообразием системы, обладающей механизмами для круговорота веществ.
Уясните отличия двух подходов к изучению явлений в экологии: экосистемного и популяционного. Обратите внимание на различие биогеоценоза и экосистемы. Изучите структурную схему биогеоценоза. При ознакомлении с законами Коммонера необходимо определить, как они согласуются с деятельностью человека.
Необходимо уяснить отличия живого вещества от косного, биокосного, биогенного, антропогенного. Основными свойствами живого вещества являются высокая химическая активность, высокая скорость протекания реакций и обновления живого вещества, способность быстро занимать все свободное пространство, активность движения вопреки принципу роста энтропии, устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти, высокая адаптация. Научитесь пояснять каждое из свойств, как они проявляются у живых организмов. Отличайте свойства и функции живого вещества. Ознакомьтесь с фондами круговоротов вещества. Изучите схемы круговоротов воды, углерода, азота, фосфора. Выявите особенности круговоротов элементов в тропиках, второстепенных элементов. Изучите пути возврата элементов в круговорот.
Свойства энергии определены 1-м и 2-м законами термодинамики. Уясните важное отличие движения вещества и энергии в биосфере, заключающееся в невозможности круговорота энергии, и научитесь обосновывать это утверждение. Важной характеристикой качества энергии является энтропия. Необходимо понять ее физический смысл и уметь объяснять отсутствие противоречия в существовании живых организмов, являющихся открытыми системами, 2-му закону термодинамики. Все процессы в живых организмах сопровождаются ростом внутренней энтропии организма DSi >0 и потреблением из окружающей среды отрицательной энтропии DSе <0. В организме остается свободная энергия – разница энтропии продуктов реакции и энтропии исходных компонентов DSe=Sпрод-Sисх<0, затрачиваемая на дыхание и создание продукции.
Изучите структуру трофической цепи, ее элементы, две ее основных части – пастбищную и детритную. Уясните отличие автотрофов и гетеротрофов. Энергетические потребности человека, в отличие от остальных живых организмов, в большей части вынесены за пределы человеческого тела в сферу производственной деятельности.
Важнейшее свойство живых организмов – способность создавать и наращивать органическое вещество – продукцию. Уясните понятия “биомасса”, “продуктивность”, отличие первичной от вторичной, чистой от валовой продуктивности. Дополнительное вложение энергии, увеличивающее продуктивность, – энергетическая субсидия. Трофическую структуру экосистемы изображают в виде пирамиды биомассы или энергии. Изучите принципы построения пирамид для различных экосистем. Выявите процессы, происходящие при разложении живого вещества.
Отдельные элементы среды обитания, на которые организмы реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются экологическими факторами или факторами среды. Среди факторов среды выделяют обычно три группы факторов: абиотические, биотические и антропогенные. Уясните, какими законами определяется соответствие между живыми организмами и средой обитания, как организмы адаптируются к факторам среды. По степени направленности действия среди факторов среды обитания выделяют периодические факторы (суточные, годовые и т.п.); повторяющиеся без строгой периодичности (наводнения, ураганы, землетрясения и т.п.); факторы однонаправленного действия (изменение климата, заболачивание и т.п.); случайные и неопределенные факторы.
Необходимо отличать виды взаимосвязей (пищевые, топические, форические, фабрические) и взаимоотношений: симбиоз (мутуализм, протокооперация), комменсализм, хищничество (паразитизм), конкуренция, аменсализм, нейтрализм, существующие между организмами, – уметь объяснить, как они проявляются в экосистемах. Изучите признаки экологической ниши и правило конкурентного исключения Гаузе, составляющие видовой структуры экосистем.
Любая экосистема постоянно находится в состоянии динамики (изменений), вызванной как изменением факторов среды, то есть внешними возмущениями, так и внутренними процессами. Различают циклическую динамику и поступательную (сукцессию). В зависимости от причин сукцессии различают эндодинамические и экзодинамические сукцессии. Уясните, как изменяет поступательную динамику деятельность человека. Выявите основное отличие гетеротрофной и автотрофной сукцессий. В ходе процесса развития экосистемы происходит изменение энергетики, видового разнообразия, совершенствование круговоротов. Научитесь пояснять данные закономерности. Различают два вида устойчивости: резидентная устойчивость (стабильность) – способность оставаться в устойчивом (равновесном) состоянии при воздействии, и упругая устойчивость (собственно устойчивость) – способность быстро восстанавливаться при снятии воздействия. Уясните, какие механизмы обеспечивают устойчивость и стабильность экосистем. Методика построения ориентированных графов приведена в [9,40,42,45].
Любая популяция характеризуется биологическими и групповыми свойствами. Биологические свойства присущи как популяции в целом, так и составляющим ее организмам, они характеризуют жизненный цикл популяции. Групповые свойства присущи только группе в целом. Это статистические параметры: плотность, рождаемость, смертность, выживаемость, возрастная структура. Уясните, как определяют изменение во времени численности, структуры популяции. Изучите виды кривых выживаемости и роста популяции, механизмы регулировки численности особей популяции. Стабильность (равновесие) популяции определяется соотношением между биотическим потенциалом – максимально возможным ростом популяции и сопротивлением среды, внутренними механизмами (обратными связями). Распределение особей в популяции может быть равномерным, случайным, групповым. Распределение определяет территориальную структуру популяции. Уясните особенности “безопасных поселений”.
Изучите, как воздействует человек на биосферу и каков результат этих воздействий. Уровень воздействия достиг такого масштаба, что начал определять эволюционные процессы в экосистемах. Уясните порядок определения темпов роста населения. Рост количественно оценивается следующими показателями: общие коэффициенты рождаемости и смертности (ОКР и ОКС), суммарный коэффициент рождаемости (СКР), время удвоения численности. Изучите порядок построения половозрастных пирамид и их типы. Пути решения проблем народонаселения: увеличение производства продуктов питания, распределение сельскохозяйственной продукции, помощь развивающимся странам, снижение рождаемости.