ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ

1. Объект, задачи курса. Исторический обзор исследований по проблемам загрязнения окружающей среды.

2. Природа, свойства, пространственно-временные характеристики различных загрязняющих веществ.

3. Влияние загрязнения атмосферы на человека, растительный и животный мир.

4. Особенности метеорежима городов. Температурный режим городов. Изменение ветра, турбулентности, влажности воздуха, облачности и осадков в городах.

5. Упорядоченный и диффузный перенос примесей в атмосфере.

6. Закономерности распространения загрязняющих веществ (примесей) в турбулентной среде. Численные модели загрязнения атмосферы.

7. Численные модели загрязнения атмосферы. Уравнение переноса примесей в турбулентной атмосфере. Факторы, определяющие изменение концентрации примесей во времени.

8. Уравнение баланса атмосферных примесей. Анализ отдельных членов уравнения.

9. Наблюдения за качеством атмосферного воздуха в населенных пунктах и за фоновым загрязнением. Прогноз фонового загрязнения воздуха в городе.

10. Проблема атмосферного озона.

11. Потенциал самоочищения атмосферы. Прогноз фонового загрязнения воздуха в городе.

12. Основные методы анализа веществ, загрязняющих атмосферу.

13. Загрязнения атмосферы подвижными источниками выбросов

14. Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ в водной среде. Виды нормирования ПДК. Принципы экологического нормирования ПДК.

15. Гидрологические факторы формирования и методы оценки качества поверхностных вод.

16. Классификация водотоков и водоемов применительно к их охране. Формирование качества вод.

17. Основные метеорологические, гидрологические величины и гидравлические эле­менты, необходимые для расчета разбавления сточных вод. Их определение.

18. Оценка качества воды в реках и водоемах в условиях антропогенного воздействия.

19. Классификация водотоков и водоемов применительно к их охране. Формирование качества вод.

20. Интегральные показатели оценки качества воды загрязненности рек и водоемов.

21. Прогнозирование качества водных ресурсов. Определение допустимого количества сбрасываемых вод. Статистические методы анализа и прогноза загрязнений.

22. Определение допустимого количества сбрасываемых вод.

23. Антропогенное воздействие на почву. Оценка и анализ загрязненности почв и снежного покрова по геохимическим показателям.

24. Основные понятия природной индикации и методики использования некоторых природных индикаторов.

25. Геохимические принципы эколого-географической систематики городов.

26. Эколого-геохимическая классификация городских ландшафтов.

27. Закономерности распространения загрязняющих веществ в

28. Картографирование загрязнения окружающей среды.

29. Интегральные показатели оценки качества поверхностных водотоков, атмосферного воздуха, почвы.

30. Устойчивость гео(эко)логической среды к антропогенному воздействию.

31. Геоинформационные системы как инструмент для контроля качества природных сред.

32. Глобальные проблемы загрязнения.

33. Глобализация и проблемы загрязнения ОС. Экономические аспекты загрязнения окружающей среды.

34. Картографирование загрязнения окружающей среды.

1 Объект, задачи курса. Исторический обзор исследований по проблемам загрязнения окружающей среды.

Проблема загрязнения среды обитания человека насчитывает несколько столетий (известен, например, эдикт (указ) Карла VI от 1382 г., запрещавший выпускать в Париже «дым тошнотворный и плохо пахнущий»). Однако до развития промышленности загрязнение среды носило ограниченный характер как по месту и времени распространения, так и по количеству и вредному воздействию загрязняющих веществ на живые организмы. Обстановка резко изменилась в связи с ростом промышленного производства и населения городов (урбанизацией).

Под загрязнением в экологии понимают неблагоприятное изменение окружающей среды, которое целиком или частично является результатом деятельности человека, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства среды и условия существования живых организмов. Эти изменения могут влиять на человека непосредственной или через воду и продукты питания. Они также могут воздействовать на человека, ухудшая свойства используемых им вещей, условия отдыха и работы.

В числе задач призванных решать геоэкологией находится задача изучения уровня загрязнения и деструкций компонентов глобальной геосистемы (атмосферы, Мирового океана, внутренних вод, литосферы, криосферы, биосферы), постоянный и повсеместный контроль их динамики.

Объектами наблюдения чаще всего выступают отдельные компоненты природной среды: атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, почвы и биота. Соответственно наибольшее развитие получили методы анализа атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, вод морей и океанов, почв, биоты.

Исходя из методов слежения (средств получения информации) целе­сообразно выделить следующие виды анализа: аэрокосмический, геохимический, геофизический, индикационный, картографический. Получение информации может осуществляться путем дистанционного зон­дирования, с помощью стационарных, полустационарных и маршрутных наблюдений.

При проведении наземных наблюдений широко используются геофи­зический, геохимический и индикационный методы. Сущность геофизического метода состоит в изучении процессов поступления и превращения вещества и энергии в геосистемах и экосис­темах на основе использования балансового подхода. Наблюдения проводятся на стационарах и в полустационарных условиях на постоянных участках и профилях с применением точных измерительных прибо­ров по специальной программе и методике. Программа включает инст­рументальное определение, элементов радиационного, теплового и вод­ного балансов, исследование тепло- и влагообмена между компонента­ми природной среды, водно-теплового режима.

Геохимический метод заключается в изучении функционирования и развития природных систем с помощью анализа миграции химических веществ и элементов. Геохимический метод дает возможность определить закономерности изменения химического состава природных компонентов и комплексов, их устойчивость к различным веществам и способности к самоочищению, выявить вероятность формирования техногенных ано­малий, скорости распространения и пространственные масштабы загряз­нения. Индикационный метод заключается з определении состояния одного объекта по состоянию другого, связанного с первыми более доступ­ного для изучения. В мониторинговых наблюдениях ведущую роль иг­рает биоиндикация (выявление изменений природной среды с помощью живых организмов или их сообществ), а главным индикатором выетупает растительный покров.

Дальнейший прогресс в познании процессов загрязнений связан с развитием – аэрокосмических методов. Этот вид мониторинга основан на бесконтактной регистрации (дис­танционной индикации) электромагнитных волн отраженного солнечно­го света и собственного излучения поверхности Земли с самолетов, вертолетов и различных космических аппаратов. Преимущество дистан­ционной индикации (прежде всего из космоса) перед другими методами, заключается в возможности достаточно частой повторности (и даже непрерывности) наблюдений во времени, получении на одном изображе­нии обширных и отдаленных территорий, возможности пространственно-временного анализа одновременно нескольких компонентов природы в их взаимосвязи. Только съемки из космоса могут обеспечить непрерывное слежение за антропогенными нарушениями природы в масш­табе всей биосферы в целом.

Аэрокосмический мониторинг позволяет выявить очаги и характер нарушений природных объектов с минимальной инерцией во времени; установить и картографировать степень, скорость и пространственные масштабы загрязнения и составить прогноз последствий хозяйственной деятельности человека.

В методах природной индикации индикаторы - компоненты природы, реагирующие своим изменени­ем на антропогенное воздействие. Существенное различие между физическими (инструментальными) измерениями отдельных параметров под влиянием техногенного воздействия и их природной индикацией состоит в том, что если у первого (инструментального) метода оценивается первоначально состояние фактора и вторично возможная реакция природной среды или системы, то у второго (природной инди­кации) сначала оценивается состояние системы под воздействи­ем фактора, и вторично - качественные характеристики влияющего фактора.

По способу реакции на изменение среды природные индика­торы подразделяются на два основных типа - сенсорные и ак­кумулятивные. Сенсорные отличаются высокой чувствительностью на загрязняющие вещества. Они не только реагируют на воздействие токсичных веществ уменьшением продолжительности жизни, биологической продуктивности, но и отражают внешним видом их повышенные концентрации. Аккумулятивные природные индикаторы, напротив выдерживают значительные нагрузки и накапливают большое ко­личество загрязняющих веществ. В следствие этого, способность накапливать токсические соединения мало отражается на их внешних морфологических признаках.

Наиболее перспективным путем решения проблемы прогнозирования является математическое моделирование процессов протекающих в биосфере. При этом особое значение приобретает машин­ная имитация - проигрывание на ЭВМ возможных вариантов поведения (смены состояний) природных систем под влиянием изменения внешних факторов. Математические модели, построенные по этому принципу, на­зывают имитационными. Они позволяют логически увязать эмпирические звания о различных процессах, протекающих в природных системах, и на основе машинного эксперимента получить непротиворечивые коли­чественные данные об их изменении во времени и пространстве.