Программа курса "Охрана окружающей среды"
Скачать 489.6 Kb.
|
| Программа курса "Охрана окружающей среды" ФЕН НГУ, 3 семестр, гр. 41,42, 43 ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (3 октября) Химическая эволюция Биосферы, факторы, ее определяющие. В.И.Вернадский о роли и биогеохимических функциях живого вещества. Экосистемы (биогеоценозы), взаимосвязь живых и косных компонент. Техногенные потоки веществ в современной биосфере. Химические загрязнения и их последствия. ОХРАНА АТМОСФЕРЫ (10 октября) Экологические проблемы атмосферы. Влияние углекислого газа. Влияние метана. Основные фотохимические процессы. Исследование фотохимических механизмов превращения органических соединений, характерных для природной среды, и модельных соединений. ХИМИЯ ГИДРОСФЕРЫ (17 октября) Гидросфера, гидрологический цикл. Химический состав поверхностных, подземных, океанических вод, роль процессов жизнедеятельности. Миграция и трансформация веществ в природных водах, роль кислотно-основных, окислительно-восстановительных условий, процессов комплексообразования. Загрязнения природных вод. Геохимия техногенных систем (применительно к отходам горно-рудной промышленности) (24 октября) Типизация техногенных систем (по составу, морфологическим типам, присутствующим реагентам). Основные факторы и механизмы изменения вещества. Перераспределение элементов и их различных форм нахождения в зависимости от изменения физико-химических параметров среды, возраста, наличия геохимических барьеров. Внешние связи. Миграция химических элементов с водными потоками, концентрация, формы нахождения, причины осаждения-растворения вторичных соединений. Формирование аномалий токсичных элементов в водах, донных осадках, почвах, растительности. Прогнозная оценка воздействия техногенных систем на природные компоненты. Возможные меры защиты окружающей среды от вредного влияния отходов. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМАХ (31 октября) Трансформация и транспорт веществ в окружающей среде. Содержание макро- и микрокомпонентов в природных средах. Элементный и вещественный анализ объектов окружающей среды. Современные методы определения микроэлементов в водах, почвах, донных осадках, растениях, атмосферных аэрозолях. Методы определения микроэлементов на уровне химических форм. Изучение трансформации микроэлементов на уровне химических форм в реальных природных и техногенных системах Неблагоприятные последствия ухудшения окружающей среды для здоровья человека и оценка их риска (14 ноября) Динамика промышленных выбросов и динамика заболеваемости и распространенности некоторых полифакторных заболеваний в последние 3 десятилетия. Неблагоприятные биологические эффекты химических соединений (в т.ч. специфические взаимодействия с молекулярными мишенями и неспецифическое повреждение биологических макромолекул). Субпопуляции, восприимчивые к неблагоприятным эффектам воздействия чужеродных соединений. Методологии оценки риска (США, ЕЭС, Россия). Адаптационные процессы взаимодействия живых организмов с химическими факторами внешней среды (28 ноября)Адаптация растений к условиям внешней среды, их взаимодействие с окружающей средой через вторичные метаболиты (токсины, гормоны), а также адаптация живых организмов через изменение ферментативной активности. Основные метаболические пути и способы их регуляции при меняющихся условиях внешней среды (ангидробиоз, аноксия, гипоксия, выключение активного метаболизма). Токсикологические аспекты экологической биохимии. Основные ферменты метаболизма 1-й фазы (цитохром Р450) и 2-й фазы (трансферазы), а также их участие в метаболизме чужеродных соединений-ксенобиотиков. Метаболизм пестицидов и других промышленных химикатов. Токсификация как негативное проявление действия ксенобиотиков. ПРОБЛЕМЫ НОРМИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (12 декабря) Судьба загрязняющих веществ и их воздействие на организмы в природных системах. Понятие «здоровье экосистемы». Различие подходов санитарно-гигиенического и экологического нормирования загрязняющих веществ в объектах окружающей среды. Принципы комплексного нормирования и мониторинга состояния природных экосистем. Примерные темы рефератов
Основная литература 1. Богдановский Г.А. Химическая экология. 1994, М., Изд МГУ. 2. Химия окружающей среды. Под ред. Дж.О.М.Бокриса. 1982,М.,"Мир". 3. Исидоров В.А. Экологическая химия. С.-Петербург, 2002. 4. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. 1982, М., "Мир". 5. Андруз Дж., Бримблекумб П., Джиккелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. (1999) М.: Мир. 6. Шуваева О.В. Современное состояние и проблемы элементного анализа вод различной природы. Аналитический обзор. Новосибирск, 1996. 48с. 7. Харборн Дж. Введение в экологическую биохимию. 1985, М., Мир,. 308 с. 8. Хочачка П., Сомеро Дж. Биохимическая адаптация. 1988, М., Мир,. 568 с. 9. Гуляева Л.Ф., Райс Р. Биологические эффекты токсических соединений (курс лекций). 2005, Изд-во Новосибирского Гос. Ун-та-- 208 с. Дополнительная литература 1. Коптюг В.А. Химия и устойчивое развитие. В журн. "Химия в интересах устойч. развития", 1993, т.1, №3. 2. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. 1996-1997, Кн. 1-5. М., Недра. 3. Сухенко С.А. Ртуть в водохранилищах: новый аспект антропогенного загрязнения биосферы. Аналитический обзор, сер.«Экология», вып. 36. Изд-во ГПНТБ, Новосибирск, 1995, 59 с. 4. Кузубова Л.И., Шуваева О.В., Аношин Г.Н.. Метилртуть в окружающей среде. Распространение, образование в природе, методы определения. Аналитический обзор, серия «Экология», вып.59, Изд-во ГПНТБ, Новосибирск, 2000. 5. Милашкевский А.З., Павлоцкая Ф.И. и др. Содержание и формы нахождения микроэлементов в приземном слое воздуха и атмосферных осадках. Геохимия, 1977, N 11, с.1673. Рекомендуемый режим освоения дисциплины – по материалам каждой прослушанной лекции ознакомиться с соответствующими разделами основной литературы. По завершении лекционного курса выбрать тему реферата, для подготовки которого использовать дополнительную литературу, а также курсы лекций по разным разделам химии. Реферат следует структурировать (введение, формулировка цели работы, основная часть, выводы или заключение, список использованной литературы). Зачет по курсу – по материалам реферата, который в печатном виде нужно сдать на кафедру химии окружающей среды (к. 306) до 19 декабря Дополнительные материалы к лекциям БИОСФЕРА (эволюция, состав, структура) Окружающая человека среда - Биосфера Земли, структура и химический состав которой претерпели существенные изменения в ходе эволюции, в значительной степени - благодаря химической работе живого вещества (В.И.Вернадский). Именно химические аспекты функционирования Биосферы в естественном и нарушенном состояниях будут рассматриваться в данном курсе лекций. Представим эволюцию Биосферы в масштабе годичного исчисления (1сут = 12,6 млн.лет, 1 час – 525 тыс. лет, 1 мин = 8750 лет, 1 сек – 146 лет):
млн.лет и гидросферы, наличие 16 час - ископаемые остатки осадочных пород, почв… древнейших людей 1 дек. Развитие млекопитающих начало освоения суши 23 ч. 54 мин. - появление 400 первые рыбы Точка Пастера [O2] 1% совр. Homo sapiens 1 ноя. Развитие позвоночных Снижение [CO2] в атмо- 23 ч 58 мин - развитие земледелия и гидросфере 23 ч 59 мин 58 сек - начало пром. революции, возникновение
в морях, появл.беспозвоночных 1 сент. Первые клетки, характ. для Точка Юри [O2]0.1% животных и высш. растений от современного 1 авг. Первые сложноорг. клетки Формирование единого Мирового океана В атмосфере - продукты дегазации мантии
1 июня Восстановительная среда с высокой 1 мая Рост разнообразия бактерий кислотностью поверхностных вод, 3400 1 апр Первые фотосинт. бактерии миграция металлов - в низших 1 март Появл. колоний бактерий степенях окисления, кристаллизация и 1 февр Первые бактерии дифференциация изверженных пород 4600 1 янв Процессы генериров. органич. молекул Современный химический состав Биосферы обусловлен длительной работой "живого вещества" (по В.И.Вернадскому). Учитывая темпы развития техносферы, масштабы, пути и формы техногенного потока химических элементов, реализующиеся в рамках Биосферы, их воздействие на структуру и функционирование биоценозов, этот состав и процессы его поддержания могут быть нарушены. Биосфера - единый комплекс живых и косных компонент, связанных обменом веществом и энергией, в термодинамическом плане - почти закрытая, но существенно неизолированная система; длительное и крупномасштабное совершение работы обусловлено потоком внешней энергии в форме излучения Солнца: Н. Км Экзогенные потоки Массы: Земли - 6 1023 т 2.3 105эрг/см2сек ; 2.5 106т/год атмосферы - 5 1015 т 20 ---------------------Внешняя граница------------ Внутренние потоки: гидросферы - 1.6 1018 т Н2О: атм.осадки 5.2 1014 т/г литосферы - 1.7 1018 т в т.ч. соли 7.5 109 т/г биомасса суши - 2.5 1012 т 0 ___________________________________ речн.сток 3.7 1013 т/г океана - 7 10 9 т в т.ч. соли 5 109 т/г Живое вещество /год.продуктивность/ суши - 1.7 1011 т/г 10 океана - 8 1010 т/г ---------------------Внутренняя граница ------------ Биол.оборот (т/г): С - 1.3 1011, О - 3 1011, N - 5.4 109, Ca,K 109, Эндогенные потоки Si, P, S, Mg, Cl, Na…> 108
Именно живое вещество выполняет роль преобразователя энергии излучения в форму, способную осуществлять химическую работу. Биогеохимические функции живого вещества (В.И.Вернадский) /газовые, кислотно-основные, концентрационные 1 и 2 рода, окислительно-восстановительные, биохимические 1 и 2 рода/ реализуются совокупностью: продуцентов (350 тыс.видов, 2.4 1012 т), создающих первичную продукцию - органич.в-во - из простых неорганических в-в; питающихся ими консументов (1.5 млн.видов, 2.3 1010 т) - вторичная продукция; редуцентов (75 тыс.видов, 1.2 1010 т), разлагающих первичную и вторичную продукцию до простых неорганических веществ, замыкающих цикличность вещества. Упрощенно эти процессы можно представить равновесием ( - продуценты, - редуценты): 106СО2 + 122Н2О + 16NH3 + H3PO4 + Ca,Mg,K,Na,Fe,Si… + (h) (СН2О)106(NH3)16H3PO4(Ca,Mg,K,S,Na,Fe,Si…) + 138O2; в анаэробных условиях вместо О2 в качестве окислителя редуценты могут использовать нитрат или сульфат, тогда продуктами разложения биомассы будут N2, H2S. Высокое разнообразие форм (видов) живого вещества, сложившееся в ходе эволюции, обеспечивает устойчивое функционирование сообществ (биоценозов) при вариациях внешних условий. При этом цикличность использования косного вещества определяется кинетической согласованностью разнонаправленных процессов. По условиям использования внешней энергии и косного вещества наземные и водные сообщества отличаются. Разумно выделить менее крупные, чем Биосфера, но целостные объекты, для которых сохраняются такие свойства, как способность длительное время сохранять свои структурные и функциональные характеристики. Биогеоценоз (Сукачев, 1940) - однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (геоценоз) компонент и динамическим взаимодействием между ними, целостная, многокомпонентная, самоподдерживающаяся, имеющая активную средообразующую функцию, исторически сложившаяся и очерченная рамками ландшафта природная система. Менее содержательный, но получивший большее распространение термин – экосистема - (Тенсли, 1935): единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии. Биогеоценозы (экосистемы) являются более открытыми (по веществу) объектами, чем Биосфера в целом, но их границы не могут быть произвольными и должны отвечать условию сохранения структурных и функциональных характеристик. Устойчивость (буферная емкость) биогеоценозов (экосистем) к изменению внешних условий (химического состава, потоков веществ и энергии) зависит от разных факторов и, как правило, повышается по мере усложнения видового разнообразия живых компонент. При внешнем воздействии, превышающем буферную емкость данной экосистемы, она может перейти в другое состояние, характеризующееся иным набором структурных и функциональных характеристик, что влечет и изменение направленности и кинетики реализующихся в ней химических процессов. Такие нарушения могут быть вызваны как непосредственным, так и опосредованным воздействием, за границами данной экосистемы (напр., изменение состава и количества речного стока повлияет на прибрежные и океанические экосистемы). При этом принципиальное значение имеет само понятие загрязнения природной среды (в отличие от более общего понятия загрязнения объектов, имеющих специализированное назначение (производственные и бытовые помещения, питьевая вода, продукты питания и т.п.), для которых нормативы чистоты устанавливаются с учетом санитарно-гигиенических и иных требований. Загрязнение природной среды – введение человеком, прямо или косвенно, вещества или энергии, влекущее за собой неблагоприятные последствия такого характера, как угроза здоровью людей, нанесение вреда живым ресурсам, экосистемам, ценностям ландшафта, а также помехи законным видам использования природных ресурсов. |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | И охраны окружающей среды администрации города ижевска доклад об экологической обстановке Администрация города/Структурные подразделения Администрации города Ижевска/Управление природных ресурсов и охраны окружающей среды... |  | 20. 1 О-92 Охрана окружающей среды в Рунете Охрана окружающей среды в Рунете [Текст] : веблиогр список / гбук "Самар обл универс науч б-ка", информ библиогр отд.; сост. И. Л.... |
| В амурской области Издание доклада профинансировано из областного бюджета в рамках подпрограммы «Обеспечение экологической безопасности и охрана окружающей... | | Учебной дисциплины наименование дисциплины Охрана окружающей среды... Дисциплина "Охрана окружающей среды" обязательная дисциплина цикла оп, объединяющая тематику безопасного взаимодействия человека... |
| Загрязнение окружающей среды и экологические проблемы География мировых природных ресурсов. Загрязнение и охрана окружающей среды | | Основная образовательная программа по специальности 280201. 65 –... Цель ооп – обеспечение углубленной фундаментальной и профессиональной подготовки в области охраны окружающей среды, которая обеспечит... |
| Рабочая программа дисциплины «биоразнообразие и охрана окружающей среды» В связи с этим, наиболее актуальной задачей является задача экологического воспитания нового поколения, творчески применяющего экологические... | | Це ль и з а д а ч и ди с цип л ины Дисциплина «Безопасность жизнедеятельности (охрана окружающей среды)» относится к вариативной части (дисциплины по выбору студентов)... |
| Учебно-методический комплекс дисциплины нанотехнологии Специальность... Специальность – 280201. 65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Экологический глобус «Охрана природы – охрана здоровья» – к Всемирному дню охраны окружающей среды |
| Учебно-методический комплекс дисциплины химия окружающей среды Специальность... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального... | | Рабочая программа по учебным дисциплинам профессионального модуля... Мкд 04. 02 «Охрана окружающей среды и природоохранные мероприятия» разработана на основе Федерального государственного образовательного... |
| Постановление от 06 апреля 2012 г. N 99-пр об утверждении государственной... В соответствии с Федеральным законом от 10 января 2002 г. N 7-фз "Об охране окружающей среды", в целях улучшения экологической ситуации... | | Об утверждении государственной программы Ивановской области «Охрана... Ивановской области «Охрана окружающей среды Ивановской области на 2014 2020 годы» |
| Программа элективного курса предпрофильной подготовки для учащихся... В законе Российской Федерации «Об охране окружающей среды» в статье 72 «Преподавание основ экологических знаний в образовательных... | | Тема: География мировых природных ресурсов. Загрязнение и охрана окружающей среды |
