mu

УДК 574, 504.03, 504.75, 502

Экология: метод. указ. и индивид. задания для студентов ИДО, обучающихся по напр. 100700 «Торговое дело», 080100 «Экономика» / сост. А.Н. Вторушина; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 26 с.

Методические указания и индивидуальные задания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности «____»

____________ 2011 г., протокол № ____.

Зав. каф. ЭБЖ профессор, доктор химических наук ________________ С.В. Романенко

Аннотация

Методические указания и индивидуальные задания по дисциплине «Экология» предназначены для студентов ИДО, обучающихся по направлениям 100700 «Торговое дело», 080100 «Экономика». Данная дисциплина изучается в одном семестре.

Приведено содержание основных тем дисциплины, указан перечень практических занятий. Приведены варианты заданий для индивидуальной домашней работы, даны методические указания по ее выполнению.

2

1. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ

Основной целью обучения по дисциплине «Экология» является формирование у студентов экологического мировоззрения и умения использовать экологические законы и принципы для принятия проектных решений в своей профессиональной деятельности.

Дисциплина нацелена на подготовку бакалавров к:

•научно-исследовательской и производственно-технологической работе в профессиональной области, связанной с контролем соблюдения экологической безопасности работ, разработкой малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий,

•поиску и анализу профильной научно-технической информации, необходимой для решения конкретных инженерных задач, в том числе при выполнении междисциплинарных проектов.

Дисциплина раскрывает концептуальные основы экологии, начиная

срассмотрения общеэкологических закономерностей (взаимоотношений отдельных организмов со средой обитания, структуры и функционирования популяции, экосистемы и биосферы). Далее рассматриваются вопросы демографии и здоровья населения, рационального природопользования, инженерной защиты окружающей среды, а также основы экономики природопользования.

Задача дисциплины – обучение грамотному восприятию явлений, связанных с жизнью человека в окружающей его природной среды, формирование современного представления о биосфере, о человеке как части природы, о единстве и ценности всего живого, о невозможности выживания человечества без сохранения биосферы и соблюдения экологических принципов использования природных ресурсов.

Дисциплина «Экология» относится к дисциплинам математического и естественно-научного цикла (Б.2). Она непосредственно связана

стакими дисциплинами этого цикла как физика, химия, математика и опирается на освоенные при изучении данных дисциплин знания и умения. Кореквизитом для дисциплины «Экология» является курс «Безопасность жизнедеятельности» базовой части профессионального цикла ООП.

2.СОДЕРЖАНИЕТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛАДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Проблемы взаимодействия общества и природы

Предмет, цель и содержание дисциплины «Экология». История развития, структура экологии, ее системность. Основные понятия и оп-

3

ределения. Этапы взаимодействия человеческого общества и природы. Причины обострения взаимоотношения человека и природы в условиях научно-технического прогресса. Экологические катастрофы и их причины. Современный экологический кризис. Пути выхода из экологического кризиса.

Рекомендуемая литература: [1–8].

Методические указания

Необходимо усвоить, что является предметом изучения экологии, и подразумевается под термином «экология». Знать методы, используемые для проведения экологических исследований, принцип структурирования экологических знаний. Уметь описывать воздействие человеческого общества на природу на каждом этапе эволюции человека, дать характеристику современного состояния биосферы

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Обозначить область интересов экологии в структуре организации материи по Миллеру.

2.Перечислить системные законы экологии, дать пояснение к каждому из них.

3.Перечислить основные этапы взаимодействия человеческого общества и природы. Отметить отрицательное влияние человека на природу на каждом из этапов.

4.Привести возможные пути выхода из экологического кризиса.

5.Основные тезисы концепции устойчивого развития.

Тема 2. Закономерности развития биосферы

Биосфера и ее составляющие. Границы биосферы. Учение В.И. Вернадского о биосфере и средах жизни. Категории веществ в биосфере. Классификация живого вещества биосферы по трофическому статусу. Классификация живого вещества биосферы по экологическим функциям. Термодинамика экологических систем. Эволюция биосферы. Понятие о ноосфере. Классификация экологических факторов. Лимитирующие факторы. Закономерности действия экологических факторов. Закон минимума Либиха. Закон толерантности Шелфорда. Толерантность. Адаптация. Экологическая ниша. Экологические факторы различных сред жизни. Экологические системы. Классификация экологических систем. Наземные экосистемы. Водные экосистемы. Морские экосистемы. Пространственная и видовая структура. Гомеостаз экосистемы. Стабильность и устойчивость экосистем. Сукцессия. Трофические цепи и сети. Продуктивность экосистем. Экологические пирамиды.

4

Основные принципы функционирования экосистем. Круговорот веществ в биосфере. Действие человека на биогеохимические циклы. Популяции, их структура и динамика.

Рекомендуемая литература: [1–8, 10, 16].

Методические указания

Необходимо усвоить основные принципы функционирования экосистем, правила построения трофических цепей и передачи энергии и вещества в них, способы выражения продуктивности экосистем при помощи экологических пирамид. Знать показатели, характеризующие динамику развития популяции и способы их расчета. Уметь описывать закономерность действия экологических факторов на примере любого лимитирующего фактора для живого организма.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Биосфера, границы биосферы.

2.Учение В.И. Вернадского о биосфере.

3.Основные законы, определяющие функционирование биосферы.

4.Функции живого вещества.

5.Классификация живого вещества по типу питания и по экологическим функциям. Примеры различных групп организмов.

6.Классификация экологических факторов.

7.Абиотические факторы водной среды.

8.Закономерности действия экологических факторов.

9.Понятие «экологическая система». Структура экосистемы.

10.Понятие «сукцессия». Виды сукцессии.

11.Продуктивность. Первичная и вторичная продуктивность.

12.Большой и малый круговороты веществ.

13.Круговороты воды, углерода, азота, кислорода, фосфора. Влияние человека на круговороты веществ.

Тема 3. Человечество в экосистеме Земли

Демографическая история человечества. Демографический взрыв. Основные демографические показатели. Демографическая ситуация в России. Урбанизация. Формы управления современными демографическими процессами. Устойчивое развитие человечества и природы на Земле.

Рекомендуемая литература: [1–8, 10–12, 15].

5

Методические указания

Необходимо уметь охарактеризовать современное демографическое состояние нашей планеты, знать возможные пути развития человечества и формы управления современными демографическими процессами.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Основные демографические показатели.

2.Формы управления современными демографическими процес-

сами.

3.Пути решения демографических проблем.

4.Факторы, лимитирующие развитие человечества.

5.Проблемы питания и производства продовольствия.

6.Проблемы здоровья народонаселения.

Тема 4. Принципы рационального природопользования

Классификация природных ресурсов Земли. Состояние исчерпаемых возобновимых ресурсов. Факторы, влияющие на исчезновение флоры и фауны. Охрана животного и растительного мира. Факторы, снижающие плодородие почв и мероприятия по охране почв. Состояние исчерпаемых невозобновимых ресурсов. Рациональное использование невозобновимых ресурсов. Использование вод и шельфов Мирового океана. Охрана и рациональное использование недр. Использование вторичных ресурсов, создание малоотходных технологий.

Рекомендуемая литература: [1–8, 13].

Методические указания

Необходимо уметь классифицировать природные ресурсы по степени исчерпаемости, возобновимости и др. Знать принципы рационального природопользования, уметь приводить примеры рационального природопользования для любого производственного объекта. Изучить современное состояние флоры и фауны, основные причины утраты биологического разнообразия и меры по его сохранению.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Классификация природных ресурсов Земли.

2.Дайте определения исчерпаемых и неисчерпаемых ресурсов. Приведите примеры и обоснуйте ваш выбор.

3.Охрана животного и растительного мира.

4.Охрана и рациональное использование недр.

6

Тема 5. Современное состояние и охрана атмосферы

Основные экологические нормативы. Структура и состав атмосферы. Экологические функции атмосферы. Классификация загрязняющих атмосферу веществ. Последствия загрязнения атмосферы: парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смог; их влияние на здоровье людей и окружающую среду. Контроль и управление качеством атмосферного воздуха. Средства защиты атмосферы. Устройства для очистки технологических выбросов в атмосферу от аэрозолей. Способы очистки выбросов от паро- и газообразных примесей.

Рекомендуемая литература: [1, 4, 9, 16].

Методические указания

Необходимо знать основные экологические нормативы и их классификацию, основные загрязнители атмосферы и последствия их воздействия на состояние окружающей среды. Уметь обосновано выбирать средства защиты атмосферы в зависимости от источника загрязнения.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Состав и структура атмосферы.

2.Перечислите последствия загрязнения атмосферы; их влияние на здоровье людей и окружающую среду.

3.Перечислите основные источники загрязнения атмосферы антропогенного и естественного происхождения.

4.Основные загрязнители и способы поступления их в атмосферу.

5.Приведите примеры устройств по очистке технологических выбросов от аэрозолей, паро- и газообразных примесей.

Тема 6. Современное состояние и охрана гидросферы, литосферы

Водные ресурсы. Фундаментальные свойства воды. Назначение воды. Проблема чистой воды. Показатели качества воды. Источники и виды загрязнения гидросферы. Биологическое, химическое и физическое загрязнение вод. Пути выхода из водного кризиса. Способы очистки сточных вод: механические, физико-химические, биологические методы. Современные технологии водоочистки. Антропогенные воздействия на литосферу. Воздействия на почву, горные породы и их массивы, недра. Методы защиты литосферы. Классификация твердых отходов. Переработка твердых отходов.

Рекомендуемая литература: [1, 4, 9, 16].

7

Методические указания

Изучить фундаментальные свойства и назначение воды, показатели качества воды, источники и виды ее загрязнения. Необходимо знать способы очистки сточных вод и методы, на которых они базируются. Освоить понятие антропогенного воздействия на литосферу. Знать методы современные методы переработки твердых отходов.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Перечислите и охарактеризуйте основные источники загрязнения гидросферы.

2.Структура гидросферы. Основные физико-химические показатели воды.

3.Истощение подземных и поверхностных вод.

4.Приведите примеры основных загрязнителей подземных и поверхностных вод.

5.Перечислите и охарактеризуйте основные источники загрязнения литосферы. Причины нарушения верхних слоев земной коры

6.Перечислите основные методы переработки и утилизации твердых отходов в нашей стране.

7.Приведите классификацию твердых отходов.

8.Основные методы защиты литосферы.

9.Рекультивация.

10.Вторичное использование материалов.

Тема 7. Нормативные и правовые основы охраны окружающей среды

Нормативно-правовые основы охраны окружающей среды в России. Объекты природоохранного законодательства. Закон об охране окружающей природной среды. Современная концепция экологического мониторинга как система контроля и управления окружающей средой.

Рекомендуемая литература: [1, 4–5, 14, 17].

Методические указания

Необходимо знать основные правовые документы в области экологического права, виды ответственности за правонарушения природоохранного законодательства. Усвоить понятие экологический вред и экономические механизмы охраны окружающей среды.

8

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Экологический мониторинг, государственный экологический контроль РФ.

2.Основные источники экологического права РФ.

3.Особо охраняемые природные территории.

4.Международные организации по охране окружающей среды. Участие России в международном сотрудничестве.

5.Понятие, структура (элементы), цели и задачи экономического механизма природопользования и охраны окружающей среды.

6.Плата за загрязнение окружающей среды, использование природных ресурсов, размещение отходов.

7.Меры экономического стимулирования охраны окружающей

среды.

3.СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛА ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Тематика практических занятий

Тема 1. Биоэкология (2 часа)

1. Экологические факторы среды и адаптация живых организмов к

ним.

2.Популяции. Моделирование численности популяции.

3.Функционирование экосистем. Закономерности развития био-

сферы

Тема 2. Современное состояние и охрана атмосферы, гидросферы и литосферы (2 часа)

1.Защита атмосферы. Расчет платы за выбросы от автомобильного транспорта.

2.Защита гидросферы. Расчет необходимой степени отчистки сточных вод и расчет платы за сброс сточных вод.

3.Защита литосферы. Расчет класса опасности отходов. Расчет платы за размещение отходов.

Рекомендуемая литература

1.Акимова Т.А. Экология. Природа – Человек – Техника. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Экономика, 2007. – 511 с.

2.Барановская Н.В., Чубик М.П. Общая экология: практикум. – Томск: Изд-во ТПУ, 2009. – 38 с.

3.Басов В.М. Задачи по экологии и методика их решения: учеб. пособие. – 3-е изд. – М.: Едиториал УРСС, 2009. – 160 с.

9

4.Вернадский В.И. Биосфера и ноосфера. – М.: Наука, 1989. –

250 с.

5.Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере. – М.: Просвещение, 1989.– 160 с.

6.Галюжин С.Д. и др. Общая и прикладная экология: учеб. пос. для студентов ВУЗа. – Мн: Дизайн ПРО, 2003. – 192 с.

7.Коробкин В.И. Экология: учебник. – 13-е изд. – Ростов-на-Дону:

Феникс, 2008. – 608 с.

8.Макар С.В. Основы экономики природопользования: учеб. по-

собие. – М.: ИМПЭ, 1998. – 192 с.

9.Мамин Р.Г. Безопасность природопользования и экология здоровья: учеб. пос. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. – 238 с.

10.Назаренко О.Б. Экология: учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 100 с.

11.Николайкин Н.И. Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экология: учебник для вузов. – 6-е изд. испр. – М.: Дрофа, 2008. – 623 с.

12.Степановских А.С. Общая экология: учебник. – М.: ЮНИТИ-

ДАНА, 2000. – 510 с.

13.Основы экономики природопользования: учеб. пособие для вузов / под ред. В.Н. Холиной. – СПб.: Питер, 2005. – 672 с.

14.Прищеп Н.И. Экология: практикум: учеб. пособие. – М.: Ас-

пект-Пресс, 2007. – 272 с.

15.Петунин О.В. Сборник заданий и упражнений по общей экологии: учеб. пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. – 189 с.

16.Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учебное и справочное пособие. – М.: Финансы и статисти-

ка, 1999. – 672 с.

17.Резчиков Е.А. Экология: учеб. пособие – 6-е изд. стереот. –

М.: МГИУ, 2007. – 120 с.

18.Шилов И.А. Экология: учебник для вузов. – 6-е изд., стер. –

М.: Высш. шк., 2009. – 512 с.

19.Экология: сборник задач, упражнений и примеров: учеб. пособие для вузов / Бродская Н.А., Воробьев О.Г., Маковский А.Н., Матягина А.М. и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Дрофа, 2006. – 508 с.

10