Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Практикум по экологии. Часть I

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 784575.01.99
В учебном пособии приводится краткое изложение теоретических основ экологии с учетом современной нормативно-правовой базы при проведении экологического мониторинга, экологической экспертизы и оценки воздействия предприятий на состояние окружающей среды. В содержание учебного пособия включены задачи, описан ход их решения, представлены варианты задач, справочные данные, необходимые для самостоятельного выполнения задания. Учебное пособие относится к основной литературе, и предназначено для курсантов и студентов, обучающихся по очной и заочной формам обучения, по программам бакалавриата высших учебных заведений МЧС России.
Практикум по экологии. Часть I : учебное пособие / А. Н. Батуро, И. Ю. Сергеев, Н. Г. Горячева, К. П. Латышенко. - 2-е изд., исп. и доп. - Железногорск : ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС России, 2021. - 107 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1880649 (дата обращения: 20.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 

Министерство Российской Федерации 

по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям 

и ликвидации последствий стихийных бедствий 

________________________________________________________ 

ФГБОУ ВО СИБИРСКАЯ ПОЖАРНО-СПАСАТЕЛЬНАЯ 

АКАДЕМИЯ ГПС МЧС РОССИИ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Батуро А.Н., Сергеев И.Ю., Горячева Н.Г., Латышенко К.П. 

 
 

ПРАКТИКУМ ПО ЭКОЛОГИИ 

 
 

Часть I 

 

Учебное пособие 

 
 

Издание второе, исправленное и дополненное 

 
 

Допущено Министерством Российской Федерации по делам гражданской обороны, 
чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий в качестве 

учебного пособия для обучающихся образовательных организаций МЧС России 

 
 
 
 
 
 
 

Железногорск 2021 

 

УДК 504.5 
ББК 20.1 
 
 

Авторы: Батуро Алексей Николаевич, канд. тех. наук, доцент 

Сергеев Иван Юрьевич, канд. тех. наук 

Горячева Наталья Геннадьевна, канд. техн. наук 

Латышенко Константин Павлович, д-р техн. наук, профессор 

 

Рецензенты: Г.В. Васюков – к.т.н., доцент 

(ФГБОУ ВО АГПС МЧС России) 

Р.А. Фархатдинов – к.п.н. 

(Административно-правовое управление МЧС России) 

Т.Г. Суранова – к.м.н., доцент  

(ФБОУ ДПО «Институт повышения квалификации ФМБА России) 
 
Практикум по экологии: учебное пособие. Часть I / А.Н. Батуро,  

И.Ю. Сергеев, Н.Г. Горячева, К.П. Латышенко. – 2-е изд., исп. и доп.  
 Железногорск: ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС 
МЧС России, 2021.  107 с.: ил. 

 
В учебном пособии приводится краткое изложение теоретических 

основ экологии с учетом современной нормативно-правовой базы при 
проведении экологического мониторинга, экологической экспертизы и 
оценки воздействия предприятий на состояние окружающей среды. 

В содержание учебного пособия включены задачи, описан ход их 

решения, представлены варианты задач, справочные данные, необходимые для 
самостоятельного выполнения задания. 

Учебное пособие относится к основной литературе, и предназначено 

для курсантов и студентов, обучающихся по очной и заочной формам 
обучения, по программам бакалавриата высших учебных заведений МЧС 
России. 

 

УДК 504.5 

ББК 20.1 

 

 

 
 
 

© ФГБОУ ВО Сибирская пожарно-спасательная 

академия ГПС МЧС России, 2021 

© Батуро А.Н., Сергеев И.Ю., Горячева Н.Г.,  

Латышенко К.П., 2021 

Оглавление 

 

Введение  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  5 

1. Почвенный мониторинг и оценка загрязнения почв  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  8 

1.1. Почвенный мониторинг в России  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  10 

1.2. Оценка загрязнения почвы тяжёлыми металлами  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  22 

1.3. Цель  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 

1.4. Задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..  28 

1.5. Пример решения задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  28 

1.6. Варианты задачи для самостоятельного решения  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  34 

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  36 

Список литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  37 

2. Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду  40 

2.1. Экологическая экспертиза и оценка воздействия 

на окружающую среду в России  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  41 

2.2. Оценка загрязнения атмосферного воздуха  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  45 

2.3. Цель  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  50 

2.4. Задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  51 

2.5. Пример решения задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  52 

2.6. Варианты задачи для самостоятельного решения  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  58 

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  60 

Список литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  61 

3. Основные критерии оценки загрязнения атмосферного воздуха  . . . . . . .  64 

3.1. Выбор приоритетных загрязняющих веществ и определение класса 

экологического состояния атмосферного воздуха  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  68 

3.2. Краткая характеристика объекта исследования  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  76 

3.3. Цель  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  77 

3.4. Задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  77 

3.5. Пример решения задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  77 

3.6. Варианты задачи для самостоятельного решения  . . . . . . . . . . . . . . . . . .  84 

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  90 

Список литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  91 

4. Оценка загрязнения поверхностного стока вод  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  94 

4.1. Цель  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  99 

4.2. Задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . .  100 

4.3. Пример решения задачи  . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .  100 

4.4. Варианты задачи для самостоятельного решения  . . . . . . . . . . . . . . . . .  100 

Контрольные вопросы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  101 

Список литературы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  102 

5. Порядок оформления задачи  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  104 

Список используемых сокращений  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  105 

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Экология – одна из самых актуальных наук современности. Слово 

«экология» очень популярно в бытовом общении и в средствах массовой ин
формации. Однако далеко не все представляют себе его истинное значение. 

Чаще всего его используют в смысле «состояние окружающей среды» и от
носят исключительно к человеку, его здоровью и условиям жизни.  

Экология (от греч.  – дом, жилище, пристанище и …логия) – это 

наука, в центре внимания которой законы устойчивости живой природы, свя
зи организмов друг с другом и окружающей средой (ОС), позволяющие вы
живать, развиваться и противостоять изменениям условий. 

Современное общество существует в мире сложных социальных, эко
номических (от греч.  – буквально искусство ведения домашнего 

хозяйства) и экологических проблем. В связи с научно-техническим прогрес
сом (от лат. progressus – движение вперёд) стремительно возрастает антропо
генное воздействие на ОС, что требует проведения широкомасштабных при
родоохранных мероприятий. В связи с этим резко возрастает практическое 

значение экологии как научной основы рационального природопользования. 

Экологический подход стал, в прямом смысле этого слова, жизненно необхо
димым при решении производственных и научно-технических задач. 

Экологический мониторинг (от лат. monitor – надзирать) – система 

регламентированных (фр. reglement, от regle – правило) наблюдений с 

запрограммированным пространственным, временным и компонентным 

разрешением, а также оценка и прогноз состояния природной среды и 

природных ресурсов, включая и системы источников антропогенного 

воздействия. 

В оценке последствий воздействия на природу важное место занимают 

мониторинг и расчёт допустимых (без вреда для человека и природы) 

масштабов 
загрязнений, 
предельно 
допустимых 
концентраций 
(ПДК) 

различных веществ, отравляющих атмосферу, воду и почву. 

Практикум по экологии состоит из введения и пяти глав. 

Первые четыре главы содержат теоретические сведения, задания к 

контрольным работам по почвенному мониторингу и оценке воздействия на 

ОС, по экологической экспертизе (фр. expertise, от лат. expertus – опытный) и 

оценке воздействия на ОС, по основным критериям оценки загрязнения ат
мосферного воздуха и по расчёту концентрации загрязнения воды очистных 

сооружений. 

В пятой главе изложен порядок оформления задач. 

В заключительном разделе представлен список используемых сокращений. 

В результате освоения представленного материала (фр. materiel, от лат. 

materia – вещество) обучающийся должен: 

знать: 

– смысл и значение базисных (от греч.  – основание) понятий 

экологического мониторинга, его структуру; 

– глобальные (фр. global – всеобщий, от лат. globus – шар) проблемы 

экологии; 

– современные подходы к нормированию антропогенных воздействий 

и систему экологических нормативов (от лат. normatio – упорядочение); 

– критерии (от греч.  – средство для суждения) оценки за
грязнения ОС; 

– методы расчёта концентрации различных загрязнителей; 

уметь: 

– осуществлять в общем виде оценку отрицательного антропогенного 

воздействия на ОС и человека; 

– использовать навыки работы с информацией (от лат. informatio – 

ознакомление, разъяснение) из различных источников для решения профес
сиональных (лат. professio, от profiteor – объявляю своим делом) и социаль
ных (от лат. socialis – общий, общественный) задач; 

владеть: 

– основами экологического права; 

– методами (от греч.  – путь исследования, теория, учение) 

поиска и обмена информации в профессиональной сфере (от греч.  – 

шар); 

– современными методами измерения и расчёта уровней опасностей на 

производстве и в ОС; 

– методами содержательной интерпретации (от лат. interpretatio – ис
толкование, разъяснение) полученных данных. 

I. ПОЧВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ  

И ОЦЕНКАЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ 

 

Почвы крупных мегаполисов испытывают интенсивную (фр. intensif, от 

лат. intensio – напряжение, усиление) антропогенную (от греч.  – 

человек и … – понятие, учение) нагрузку, которая нередко приводит к 

их деградации и нарушению нормального функционирования, что оказывает 

как прямое, так и косвенное негативное воздействие на живые организмы. 

Мониторинг (англ. monitoring, от лат. monitor – напоминающий, надзи
рающий) почв в Москве представляет собой систему непрерывных наблюде
ний за их состоянием с целью оценки и прогноза изменений городских почв 

под воздействием природных и антропогенных факторов. В почвенном  

покрове города преобладают урбанозёмы (от лат. urbanus – городской) – поч
вы с нарушенным строением профиля, несогласованным залеганием гори
зонтов, наличием антропогенных горизонтов с высокой степенью загрязне
ния тяжёлыми металлами (ТМ) и органическими веществами, строительного 

и бытового мусора. Мощность антропогенно-преобразованной толщи почвы 

составляет от нескольких сантиметров до одного и более метра. 

Термин ТМ стал общеупотребительным в экологии для обозначения 

нормируемых химических элементов-загрязнителей, хотя он и не совсем  

точен, поскольку применяется как к металлам (бериллий и др.), так и к неме
таллам, подобно мышьяку и селену. Одним из признаков, который позволяет 

относить химические элементы к тяжёлым, является их плотность. 

К ТМ относят химические элементы с плотностью больше 6 г/см3.  

Таких элементов свыше сорока. Число наиболее опасных ТМ, если учиты
вать их токсичность (от греч.  – яд), стойкость и способность накап
ливаться во внешней среде, а также масштабы распространения, значительно 

меньше. Это ртуть, свинец, кадмий, кобальт, никель, цинк, медь, молибден, 

олово, мышьяк и некоторые другие. Некоторые ТМ выполняют важные  

биологические функции, находясь в микроколичествах в почве, растениях, 

организме человека и животных (например, медь, цинк, кобальт, марганец, 

стронций, молибден, никель). В то же время, такие элементы, как свинец, 

кадмий, ртуть, мышьяк даже в очень малых концентрациях обладают силь
ным токсическим эффектом (от лат. effectus – исполнение, действие). 

Основным источником загрязнения почв ТМ в городах является сжига
ние ископаемого топлива. Ежегодно в мире сгорает 5 млрд т горючих иско
паемых. В золе угля и нефти содержатся практически все металлы в суммар
ной концентрации до 500 г на тонну топлива. Вместе с золой в почву посту
пает значительное количество ТМ. Большая их часть аккумулирована (от лат. 

аccumulator – собиратель) в верхних горизонтах почвы. От выхлопных газов 

автомобильных двигателей, работающих на этилированном бензине, выбра
сывается на поверхность почвы более 250 тыс. т свинца в год. 

Тормозные колодки автомобилей, истираясь, вносят в почвы вблизи ав
томагистралей 200 тыс. т металлов в год. Зоны загрязнения почвы ТМ, как 

правило, соответствуют расположению основных промышленных районов и 

крупных предприятий, свалок, автомагистралей. 

Считается, что среди химических элементов ТМ являются наиболее 

токсичными, так как, во-первых, обладают большим сродством с физиологи
чески важными органическими соединениями и способны инактивировать 

(от англ. inactivation – замедление) последние, а во-вторых, способны к мед
ленному накоплению в организме, вызывая не только явно выраженное спе
цифическое, но и хронические (от греч.  – время) неспецифические 

действия. Опасность загрязнения почв ТМ связана с тем, что она не так оче
видна, как, к примеру, такие виды деградации почв как эрозия (от лат. erosio 

– разъедание) или засоление. Передаваясь по пищевым цепям, они загрязня
ют воду, растения и воздух. Почвы являются мощным аккумулятором и де
понентом (от англ. deposition – внесение, вложение) ТМ, обладая очень сла
бой самоочищающей способностью, в отличие от воды и воздуха. Поэтому 

последствия загрязнения почв ТМ устраняются с трудом, и разработка меро
приятий по снижению негативных экологических последствий загрязнения 

почв является актуальной проблемой. 

 

1.1. Почвенный мониторинг в России 

 

Почва – самостоятельное естественно-историческое органоминераль
ное природное тело, возникшее на поверхности земли в результате длитель
ного воздействия биотических, абиотических и антропогенных факторов, со
стоящее из твёрдых минеральных и органических частиц, воды и воздуха 

(рисунок 1.1) (ГОСТ 27593–88). 

 

 

Рисунок 1.1 – Почва 

 

Органическое вещество состоит из продуктов гумификации (аэробного 

разложения), неполного разложения растительных и животных остатков. Почвы 

имеют специфические генетико-морфологические признаки, свойства, создаю
щие для роста и развития растений соответствующие условия (рисунок 1.2). 

Почва является компонентом (от лат. componens – слагающий, состав
ляющий) биогеоценозов, которые представляют собой устойчивые экологиче
ские системы, объединяющие на основе круговорота веществ и энергии сово
купность живых организмов (животные, растения, микроорганизмы) и связан
ную с ним совокупность абиотических факторов среды (вода, почва) в пределах 

одной территории. 

Рисунок 1.2  Состав почвы 

 

Благодаря плодородию почвы участвуют в воспроизводстве биомассы, 

в том числе сельскохозяйственных культур (от лат. cultura – возделывание, 

воспитание, почитание). 

Почва состоит из твёрдой, жидкой, газообразной и живой частей. Соот
ношение их неодинаково в разных почвах и в различных почвенных горизон
тах одной и той же почвы. Содержание органических веществ и живых орга
низмов уменьшается от верхних горизонтов к нижним, а интенсивность пре
образования материнской породы возрастает от нижних горизонтов к верхним. 

В твёрдой части преобладают первичные (кварц, полевые шпаты, рого
вые обманки, слюды и др.) и вторичные (гидрослюды, монтмориллонит, као
линит и др.) минералы. Рыхлость сложения почвы обусловлена полидисперс
ностью состава её твёрдой части и особенностями структуры. Самые мелкие 

частицы – почвенные коллоиды (диаметр менее 0,1 мкм). Основную массу 

почвы обычно составляет мелкозём (менее 1 мм). 

Жидкая часть (почвенный раствор) – активный компонент почвы, осу
ществляющий перенос веществ внутри неё, вынос их из почвы и снабжение 

растений водой и растворёнными элементами питания. 

Почва

Неорганические

вещества

(песок, глина, соли)

Органические

вещества
(гумус)

Воздух
Вода