Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам для магистратуры

Р. О. Бутовский 
А. А. Короткова 
А. А. Лештаев  
С. Н. Мамонтов 
О. В. Швец  

Учебно-методическое пособие 

ПО ЭКОЛОГИЧЕСКИМ 
ДИСЦИПЛИНАМ  
ДЛЯ МАГИСТРАТУРЫ 

Направление подготовки 
06.04.01 Биология 
Направленность  
Биоразнообразие и экологическая безопасность 

Под редакцией А. А. Коротковой 

Москва 
Берлин 
2019 

УДК 504(075) 
ББК 20.1я73 
 Б93 

Кафедра биологии и экологии Тульского государственного 
педагогического университета им. Л. Н. Толстого 

Авторский коллектив: 
Бутовский Р.О. – д. биол. н., профессор. 
Короткова А.А. – д. биол. н., профессор. 
Лештаев А.А. – к. биол. наук. 
Мамонтов С.Н. – к. биол. наук. 
Швец О.В. – к. биол. н., доцент. 

Рецензенты: 
В. В. Иванищев – профессор, д. биол. н., заведующий кафедрой биологии  
и технологии живых систем Тульского государственного педагогического  
университета им. Л. Н. Толстого. 
Е. В. Смирнова – к. биол. н., начальник отдела охраны окружающей среды  
и государственной экологической экспертизы департамента природных ресурсов 
и охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов и экологии 
Тульской области. 

  Бутовский, Р. О. 
Б93       Учебно-методическое пособие по экологическим 
дисциплинам для магистратуры / Р. О. Бутовский [и др.] ; 
под ред. А. А. Коротковой. – Москва; Берлин :  
Директ-Медиа, 2019. – 249 с.  

ISBN 978-5-4499-0173-6 

Учебно-методическое пособие по экологическим дисциплинам 
предназначено для совершенствования образовательного процесса в 
магистратуре по направлению подготовки 06.04.01 Биология, 
направленности Биоразнообразие и экологическая безопасность. 
Пособие содержит основной теоретический материал по экологическим дисциплинам направленности, а также методические рекомендации к проведению лабораторных работ. 
УДК 504(075) 
ББК 20.1я73 

ISBN 978-5-4499-0173-6
© Бутовский Р. О., Короткова А. А., Лештаев А. А., 
    Мамонтов С. Н., Швец О. В., текст, 2019 
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2019

Содержание 

ЛЕШТАЕВ А. А. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ 
К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ..................................................... 5 
Тема 1. Экологическая безопасность как приоритетный  
принцип устойчивого развития мира и регионов .................................... 5 
Тема 2. Экологические ситуации ............................................................. 14 
Тема 3. Природные основы формирования  экологических 
ситуаций ..................................................................................................... 27 
Тема 4. Техногенные экологические катастрофы .................................. 35 
Тема 5. Методы оценки экологических ситуаций  
и уровня экологической опасности ......................................................... 48 
КОРОТКОВА А. А. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 
В ПРОМЫШЛЕННОСТИ .............................................................................. 54 
Тема 1. Экологическое законодательство  Российской Федерации. .... 54 
Тема 2. Основные положения промышленной экологии ...................... 59 
Тема 3. Основные аспекты экологической безопасности ..................... 64 
Тема 4. Экологический контроль ............................................................ 71 
Тема 5. Управление персоналом в области охраны  
окружающей среды ................................................................................... 75 
ШВЕЦ О. В. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭПИДЕМИОЛОГИЯ ............................ 82 
Тема 1. Введение. Основы экологической эпидемиологии  
и оценки риска ........................................................................................... 82 
Тема 2. Основные методы экологической эпидемиологии  
и оценки риска ........................................................................................... 85 
Тема 3. Основы оценки качества окружающей среды  
и опасности ее загрязнения для здоровья населения ............................. 90 
Тема 4. Основы паразитологии и медицинской зоологии .................. 113 
ЛЕШТАЕВ А. А. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ  
В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ...................................................................... 118 
Тема 1. Природно-ресурсный потенциал  сельскохозяйственного 
производства. Ресурсные циклы ............................................................ 118 
Тема 2. Сельскохозяйственные системы. 
Почвенно-биотический комплекс, как основа агроэкосистемы ......... 120 
Тема 3. Функционирование агроэкосистем в условиях  
техногенеза. Экологические проблемы химизации ............................. 124 

Тема 4. Экологические проблемы в условиях интенсификации 
аграрного производства. Экологические стрессы ................................ 133 
Тема 5. Оптимизация сельскохозяйственного производства .............. 138 
БУТОВСКИЙ Р. О., КОРОТКОВА А. А. ЭКОТОКСИКОЛОГИЯ .......... 147 
Тема 1. Экотоксикология как наука ....................................................... 147 
Тема 2. Антропогенные воздействия ..................................................... 149 
Тема 3. Источники поступления опасных химических 
соединений в окружающую среду и их превращения ......................... 156 
Тема 4. Экотоксиканты.  Экологические эффекты загрязнителей. .... 165 
Тема 5. Почвенная и водная экотоксикология ...................................... 171 
Тема 6. Экологическое нормирование .................................................. 177 
МАМОНТОВ С. Н. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ ........................................................................ 185 
Тема 1. Основы экологии ........................................................................ 185 
Тема 2. Глобальные экологические проблемы современности .......... 187 
Тема 3. Природные ресурсы и рациональное  природопользование.. 190 
Тема 4. Влияние природопользования на основные геосферы ........... 193 
Тема 5. Распространение загрязняющих веществ   
и рациональное размещение производства ........................................... 203 
Тема 6. Основы экономики природопользования ................................ 208 
Тема 7. Правовые основы природопользования ................................... 214 
ЛЕШТАЕВ А. А.  ОХРАНА ПРИРОДЫ .................................................... 218 
Тема 1. Введение. Предмет, задачи и цели курса  
«Охрана природы». .................................................................................. 218 
Тема 2. Природные ресурсы, их классификация  
и антропогенное воздействие на них ..................................................... 220 
Тема 3. Трансформация биосферы в процессе  
природопользования................................................................................ 223 
Тема 4. Экономический механизм  
природоохранной деятельности ............................................................. 225 
Тема 5. Экологическое нормирование, оценка состояния  
и мониторинг биосферы. Система экологического контроля ............. 228 

Лештаев А. А. 
Современные подходы  
к экологической безопасности 

Тема 1. Экологическая безопасность как приоритетный 
принцип устойчивого развития мира и регионов 

Теоретический материал 

Экологическая безопасность, создание и усиление экологического правопорядка в России производятся на основании принятого 
в марте 1992 г. федерального закона «Об охране окружающей природной среды». В законе содержатся общие положения организации 
охраны природы в целом в современных реалиях. Охрана отдельных 
природных объектов регулируется другими правовыми актами. 
Экологическое право имеет следующие основные задачи: 
1) охрана природной среды (а через нее и здоровья человека);
2) предупреждение вредного воздействия хозяйственной или
иной деятельности; 
3) оздоровление окружающей природной среды, улучшение ее
качества. 
Для реализации этих задач в природоохранном законодательстве 
существует три группы норм: 
– нормативы качества окружающей среды,
– экологические требования к хозяйственной и другой деятельности, влияющей на окружающую среду, 
– механизм исполнения этих требований.
Нормативы качества окружающей среды – это предельные
нормы воздействия (химического, физического, биологического): 
ПДК вредных веществ, ПДВ, ПДС, ПДУ. Разработкой и утверждением нормативов занимаются специальные институты государства 
Госсанэпиднадзор, Росприроднадзор, Ростехнадзор, Россельхознадзор и т. д. Нормативы качества среды должны выполняться в обязательном порядке всеми предприятиями и учреждениями. 
Соответствие экологическим требованиям также обязательно 
для всех субъектов хозяйственной деятельности любых форм собственности и подчинённости. Надзорные учреждения в области 
охраны окружающей природной среды могут контролировать и 
запрещать любую хозяйственную деятельность на всех её стадиях: 
от 
проекта 
до 
эксплуатации 
производственных 
объектов. 

Природоохранное законодательство обеспечивает право каждого 
гражданина РФ на здоровую и благоприятную природную среду, 
предоставляет возможности гражданам и общественным организациям требовать предоставления экологической информации, назначения экологической экспертизы, обращаться в административные 
и судебные органы с заявлением о приостановлении или прекращении деятельности экологически вредных объектов, подавать иски в 
суды всех уровней о возмещении вреда, причиненного здоровью и 
имуществу. 
Механизм реализации экологического права работает по двум 
направлениям: экономическому и административно-правовому. К 
экономическим методам реализации природоохранного законодательства относят субсидии, кредиты, снижение платежей за пользование природными ресурсами и налоговые льготы для предприятий, 
активно проводящих природоохранные мероприятия на производстве и выпускающих экологически безопасную продукцию, а также 
взимание штрафов с предприятий-нарушителей и сбор платы за 
пользование природными ресурсами и загрязнение окружающей 
природной среды. 
Для организации административно-правового воздействия природоохранные органы проводят экологическую экспертизу, осуществляют экологический контроль, запрещают экологически 
вредную деятельность, привлекают к ответственности за экологические правонарушения.  
Основой службы экологического контроля является организация 
экологического мониторинга. Этим занимается Федеральная служба 
России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 
(Роскомгидромет). В ее компетенции находятся режимные наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверхности вод, морской среды, лесной растительности, химическим 
составом осадков, снежного покрова, уровнем радиации. Помимо 
этой службы государственный экологический контроль на территории РФ осуществляют следующие ведомства: Госсанэпиднадзор – в 
области санитарно-эпидемиологической безопасности населения, 
Министерство сельского хозяйства РФ – в области оценки загрязнённости почв и сельскохозяйственной продукции, Комитет РФ по 
земельным ресурсам и землеустройству – в области состояния земель, Комитет РФ по геологии – в области состояния недр, Росатомнадзор – в области радиационной безопасности населения. 

Среда обитания человека отличается от среды обитания других 
живых существ. Она включает в себя как естественные компоненты 
(воздух, воду, почву, живые организмы и т. п.), так и искусственные 
(жилые и производственные помещения, транспорт, связь и т. п.). 
Согласно Н. Ф. Реймерсу среда обитания человека делится на несколько компонентов. Первый компонент – это естественная природная среда (леса, степи, пустыни, водоёмы, океан, ледники). 
Второй компонент – это природная среда, частично изменённая человеком (сельхозугодья, парки, скверы, культурные растения, домашние животные). Третьим компонентом является искусственная 
среда, созданная человеком – артеприрода (транспорт, связь, коммуникации, жильё и т. п.). Четвертым компонентом является социально-психологическая среда, образованная различными формами 
отношений между людьми (в семье, в трудовом коллективе, в правовом поле и т. п.).  
Факторы как естественной, так и искусственной среды обитания 
могут оказывать на человека различное влияние. Опасные факторы 
окружающей среды обычно делят на химические, физические и биологические.  
Химические опасные факторы среды могут быть природного и 
антропогенного происхождения. Один из главных загрязнителей 
среды – транспорт, в первую очередь автомобильный. Также большой вклад в загрязнение среды вносят энергетика, промышленность 
и сельское хозяйство. Самыми распространёнными вредными химическими веществами, входящими в состав выбросов и сбросов, являются соединения тяжелых металлов, пестициды, радиоактивные 
вещества, углеводороды, фенолы, фреоны, сажа, оксиды серы и 
азота, угарный газ, сероводород, аммиак, кислоты, щёлочи, соли. 
Физических факторов окружающей среды, воздействующих на 
человека, также очень много. В зависимости от их происхождения 
они бывают природными или антропогенными.  
Природными факторами являются влажность и температура воздуха, атмосферное давление, ветер, солнечное и космическое излучение, атмосферное электричество, гравитационное и магнитное 
поле Земли, естественная радиоактивность. К антропогенным факторам относятся искусственные свет, шум, тепло, радиация, электромагнетизм. При выходе за рамки допустимых норм все эти 
факторы могут отрицательно влиять на здоровье человека. 
Биологические опасные факторы – это совокупность биологических компонентов, воздействие которых на человека или 

окружающую среду связано с их способностью в естественных или 
искусственных условиях оказывать неблагоприятное влияние на 
здоровье людей. Биологические факторы могут быть как природного, так и антропогенного происхождения. К ним можно отнести 
организмы (дикие, синантропные и домашние животные, дикорастущие, сорные и культурные растения и грибы, простейшие, бактерии, вирусы), а также биологически активные вещества (ферменты, 
гормоны, токсины, антибиотики, углеводы, липиды, аминокислоты). Они могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на человека (например, корова, с одной стороны – 
источник молока, с другой – опасности). 
В последнее время антропогенное давление на природу возрастает. В последнее время в результате этого воздействия на нашей 
планете появился ряд глобальных экологических проблем, а во многих регионах случились локальные экологические катастрофы. 
В настоящее время воздействие человека на природу происходит 
в четырёх основных аспектах: 
1. Изменение облика поверхности Земли (распашка степей, вырубка лесов, мелиорация, создание искусственных озёр и морей, зарегулирование стока рек в моря и т. п.).  
2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящих в её состав веществ (добыча полезных ископаемых, терриконы 
пустой породы, выбросы и сбросы вредных веществ в атмосферу, 
воду и почву, нарушения в гидрологическом цикле). 
3. Климатические изменения (глобальное потепление, таяние 
ледников, опустынивание).  
4. Изменения флоры и фауны (сокращение биоразнообразия, 
виды-вселенцы, создание новых пород животных, сортов растений 
и штаммов микроорганизмов).  
Атмосферный воздух необходим человеку для жизни, поэтому 
его необходимо защищать от загрязнения. Методы защиты воздуха 
от загрязнения выбираются в зависимости от типа источника выбросов, агрегатного состояния загрязнителя, размера частиц примесей.  
Прежде всего, из газодымового выброса необходимо удалить 
твёрдые частицы. Среди сухих пылеулавливающих аппаратов следует отметить тканевые и волокнистые фильтры, пылевые камеры, 
жалюзийные аппараты, циклоны. Из мокрых – барботажные аппараты, струйные газоомыватели, скрубберы, аппараты Вентури. Из 
электростатических – электрофильтры. Улавливание примесей в 

этих аппаратах происходит за счёт центробежной и гравитационной 
сил, инерции, диффузии, электростатического притяжения. 
Для очистки от газовых примесей применяются адсорбционные 
аппараты, поглощающие вредные примеси с помощью различных 
сорбентов и аппараты каталитического окисления, переводящие 
ядовитые соединения путём химических реакций в нетоксичные. 

Лабораторная работа 1.  
Правовые, нормативно-технические и организационные  
основы обеспечения экологической безопасности 

Цель: изучить правовые, нормативные и организационные основы экологической безопасности. 
Вопросы для обсуждения: 
1. Дайте определение экологической безопасности. 
2. В чём сущность концепции устойчивого развития. 
3. Перечислите основные принципы экологической безопасности. 

Ход работы: 

1. Перечислите в таблице 1 законы РФ, в которых затрагиваются 
вопросы экологической безопасности, и опишите их краткое содержание. 

Таблица 1. Законы, регламентирующие вопросы экологической 
безопасности 

Законы
Краткое содержание

 
2. Перечислите в таблице 2 основные экологические нормативы 
и дайте их определения. 

Таблица 2. Основные экологические нормативы 

Названия нормативов
Определение нормативов

 
3. Перечислите в таблице 3 министерства и ведомства РФ, занимающиеся вопросами экологической безопасности, и их основные 
функции. 

Таблица 3. Министерства и ведомства РФ, занимающиеся  
вопросами экологической безопасности 

Министерства и ведомства
Их функции

 
4. Руководство металлургического комбината решило сократить 
площадь санитарно-защитной зоны предприятия с целью увеличения места для парковки. Какие экологические опасности это несёт? 
Каким экологическим нормативам противоречит данное решение? 
5. В центре г. Тулы располагаются крупные промышленные предприятия. Насколько такое расположение противоречит нормам экологической безопасности? Как правильно должны быть расположены в 
Туле заводы и фабрики согласно экологическим нормативам? 
6. На территории национального парка планируется организовать промышленную рубку леса. Правомерно ли это решение? 

Лабораторная работа 2. 
Опасные и вредные факторы окружающей среды,  
воздействие их на человека, нормирование 

Цель: изучить опасные и вредные факторы окружающей среды, 
воздействие их на человека и нормирование. 
Вопросы для обсуждения: 
1. Дайте определение понятия «предельно допустимая концентрация». 
2. Для каких вредных факторов применяется предельно допустимый уровень воздействия? 
3. Что такое синергический эффект? 

Ход работы: 

1. Перечислите и опишите в таблице 1 основные компоненты 
среды обитания человека по Н. Ф. Реймерсу. 

Таблица 1. Основные компоненты среды обитания человека  
(по Н. Ф. Реймерсу) 

Название компонента
Сущность компонента
Роль в жизни человека