Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
(ГОУ ВПО ИГУ)
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ
Методическое указание и программа дисциплины
Иркутск 2010
Рецензент
Составитель канд. биол. наук, доцент Е. В. Потапова
В методическом указании приводится программа по дисциплине «Экологический мониторинг». Даны основные понятия изучаемой дисциплины по разделам, вопросы для контрольных работ и темы докладов и рефератов. Более подробно раскрыты некоторые вопросы содержания курса. Методическое указание предназначено для студентов IV-го курса географического факультета очной и заочной форм обучения специальности “Природопользование ”.
Библиогр.58 назв.
Редактор М.А. Айзиман
План 2010 г. Поз. 65
Подписано в печать 24.01.2010. Формат 60×84 1/16.
Бумага офсетная. Печать трафаретная.
Уч.-изд. л. 0,5. Усл. печ. л. 1,6. Тираж 50 экз.
РЕДАКЦИОННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ ОТДЕЛ
Иркутского государственного университета
664003, г. Иркутск, бульвар Гагарина, 36
Программа дисциплины
«ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ»
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
Цель курса
Формирование основы теоретических знаний и практических навыков долгосрочных наблюдений в рамках различных программ экологического мониторинга.
Задачами курса являются:
- изучение эффективности комплексной системы долгосрочных наблюдений;
- изучение многообразия методологических подходов мониторинга;
- определение понятия «качества окружающей среды»;
- изучение сути экологической доктрины РФ и других стран.
Место курса в профессиональной подготовке выпускника.
Дисциплина «Экологический мониторинг» является ядром экологического образования. На основе знания экологических законов единства в системе «природа-человек» способствует приобретению навыков научного анализа при подготовке студентов специальностей “Природопользование”, “Гидрология” и “Метеорология”.
Для освоения программы курса необходимы комплексные знания по общеобразовательным и специальным дисциплинам.
Требования к уровню освоения содержания курса.
В результате изучения дисциплины студенты должны знать:
Концепцию экологического мониторинга
Виды и сущность дистанционного и наземного мониторинга
Основы биомониторинга для оценки качества природных сред
Уровни систем мониторинга
Содержание Глобальной и Единой государственной системы экологического мониторинга
-
Сущность программ наблюдения в различных природных средах
Возможности экологического прогнозирования.
II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА
1. Научные основы экологического мониторинга. Определение экологического мониторинга и его задачи. Общая характеристика состояния окружающей природной среды и экологических систем. Критерии оценки состояния здоровья населения, животного и растительного мира, геоморфологического состояния территории. Загрязнение окружающей среды. Основные контролируемые параметры и нормирование загрязнения окружающей среды - предельно-допустимые концентрации (ПДК), предельно-допустимые выбросы (ПДВ), предельно-допустимые уровни (ПДУ), предельно-допустимые сбросы (ПДС) в воздухе, воде, почве, растительности, продуктах питания, биосубстратах.
2. Приоритетные контролируемые параметры природной среды и рекомендуемые методы. Прозрачность атмосферы. Двуокись серы. Озон. Окислы азота. Аммиак. Взвешенные в атмосферном воздухе частицы. Аэрозоли. Углекислый газ. Тяжелые металлы и другие элементы (свинец, кадмий, мышьяк, ртуть). Полихлордифенилы, пестициды и галлоидоуглероды. Концентрация водородных ионов. Сульфаты. Хлориды. Нитраты. Нитриты. Кальций, калий, натрий, магний и другие металлы. Электропроводность. Кислотность. Электрические и магнитные поля. Радиоактивные загрязнения. Микроорганизмы.
3. Виды мониторинга и пути его реализации. Организация и структура мониторинга состояния окружающей среды. Виды мониторинга: глобальный, региональный, национальный, локальный, медико-экологический, биологический, радиационный. Мониторинг природных сред: воздушной, водной, почв. Фоновый мониторинг. Мониторинг загрязнения и источников загрязнения. Средства реализации мониторинга: стационарные станции, передвижные посты, аэрокосмические системы, автоматизированные системы.
4. Фоновый мониторинг за содержанием загрязняющих веществ в природных средах. Фоновое загрязнение окружающей среды. Типовая программа наблюдений. Рекомендации по выбору места размещения станций комплексного фонового мониторинга. Технические требования к станциям комплексного фонового мониторинга.
Отбор проб природных объектов, предварительная подготовка, консервация и хранение. Отбор проб воздуха для определения химического состава атмосферных аэрозолей. Отбор проб атмосферных осадков. Отбор месячных проб атмосферных выпадений тяжелых металлов. Отбор проб снежного покрова. Отбор проб поверхностных и подземных вод. Отбор проб донных отложений. Отбор проб почвы. Отбор проб растительного материала. Отбор проб тканей животных.
Оценка сопоставимости результатов наблюдений на сети фоновых станций. Оценка сопоставимости результатов наблюдений за загрязнением объектов природной среды. Формы представления данных. Банки данных.
5. Всемирная метеорологическая организация и международный мониторинг загрязнения биосферы. Всемирная метеорологическая организация (ВМО) как специализированное агентство Организации объединенных наций. Назначение сети станций ВМО для наблюдения за фоновым загрязнением атмосферы. Виды станций, критерии места расположения и программы наблюдений. Базовые станции. Региональные станции и региональные станции с расширенной программой наблюдения. Наблюдение за состоянием других сред. Совместимость данных. Контроль качества наблюдений. Документация. Регистрация и архивизация. Единицы измерения.
6. Национальный мониторинг Российской Федерации. Единая государственная система экологического мониторинга России (ЕГСЭМ). Концепция и системный проект ЕГСЭМ, их основные положения (нормативно-правовая база, единые требования к средствам измерения и их метрологическому контролю, единая система нормируемых и контролируемых параметров, система сбора и передачи данных, типовые проекты службы экологического мониторинга для области, города, принципы финансового и организационного обеспечения ЕГСЭМ). Принципы организации регионального экологического мониторинга. Типовые проекты службы экологического мониторинга края, области, города. Типовые проекты экологического мониторинга промышленных зон.
7. Региональный мониторинг. Задачи и организация. Примеры организации региональных систем мониторинга. Мониторинг Московского региона. Мониторинг бассейна Черного моря. Мониторинг бассейна Балтийского моря.
8. Медико-экологический мониторинг. Принципы получения и обработки информации о состоянии здоровья населения. Анализ существующего медико-экологического состояния территории с составлением комплекса карт, отражающих заболеваемость групп населения по отношению к антропогенно измененной окружающей среде.
9. Основы биологического мониторинга. Понятие о биоиндикаторах. Классификация биоиндикаторов, в том числе биохимических анализаторов запахов, анализаторов различных физических полей. Различные анализаторы биологических объектов, обитающих в воздухе, на суше и в воде. Позвоночные и беспозвоночные животные, растения - биоиндикаторы состояния водной среды обитания организмов. Ультразвуковая и электрическая локация водных объектов. Работы русских ученых Н. К. Кольцова и А. Г. Гурвича по проблеме существования морфологических полей. Биоиндикаторы, обеспечивающие экологическое равновесие в окружающей среде, осуществляющие биологический контроль за состоянием загрязнения биосферы. Перспективные методы биологического тестирования уровня токсического загрязнения природных вод, основанные на регистрации биолюминесценции бактерий; ростовой реакции бактерий; общей и замедленной флуоресценции водорослей; биоэлектрической реакции клеток харовой водоросли; выживаемости, двигательной активности и темпа роста инфузорий; выживаемости и плодовитости рачка дафния магна; реакции регенерации у гидр; фототаксиса коловраток; активности холинэстеразы. Мембранно-связанные ферментные комплексы как тест-системы для биологического мониторинга.
10. Локальный мониторинг. Организация локального мониторинга и его задачи. Мониторинг промышленного предприятия, теплоэлектростанции, атомной электростанции.
11. Автоматизированная система мониторинга воздушной среды города. Структура системы мониторингового наблюдения за состоянием воздушной среды крупного города. Выбор количества и оптимизация размещения постов наблюдения. Контролируемые параметры. Частота опроса датчиков. Обработка результатов. Алгоритмы функционирования системы. Алгоритмы обработки данных. Репрезентативность результатов измерений. Определение координат источников загрязнения.
12. Автоматизированный контроль качества природных и сточных вод. Общие принципы организации и пути автоматизации природных и сточных вод. Автоматический контроль качества природных и сточных вод. Устройство станции контроля. Оптимизация размещения станций контроля. Контролируемые параметры. Частота опроса датчиков. Обработка результатов и представление данных.
13. Мониторинг радиационного загрязнения природной среды. Источники радиационного загрязнения природной среды. Естественные и техногенные уровни радиационного фона. Радиационно-дозиметрическая аппаратура. Определение гамма- и бета-излучения. Определение радионуклидного состава загрязнения. Единицы измерения. Системы радиационного мониторинга.
14. Автоматизированные системы контроля окружающей среды (АСКОС). Основные функции и виды АСКОС. Информационные характеристики АСКОС. Анализ погрешностей аналитических измерений. Методы обработки результатов аналитических измерений. Техническая база построения АСКОС.
15. Аэрокосмический мониторинг. Дистанционный мониторинг. Задачи аэрокосмического мониторинга (АКМ). Продолжительность функционирования систем АКМ (базовый, текущий). Способы выявления изменений при АКМ. Требования к материалам аэрокосмических съемок для целей АКМ. Примеры АКМ разных уровней (состояния растительности, состояния почв, животного мира, структуры, ритмики и динамики экосистем биосферных станций). Технические средства. Геоинформационные системы, экологическое картографирование.
16. Экологическое моделирование и прогнозирование. Математические модели переноса вещества и прогнозирование локальной экологической обстановки. Химические и биохимические цепочки превращений. Использование результатов мониторинга и его перспективы.
|