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 экологиче-
ского правопорядка в России производятся на основании принятого 
в марте 1992 г. федерального закона «Об охране окружающей при-
родной 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, Россельхознад-
зор 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 организа-
циям требовать предоставления экологической информации, назна-
чения экологической экспертизы, обращаться в административные 
и судебные органы с заявлением о приостановлении или прекраще-
нии 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 законода-
тельства относят субсидии, кредиты, снижение платежей за пользо-
вание природными ресурсами и налоговые льготы для предприятий, 
активно проводящих природоохранные мероприятия на производ-
стве 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 при-
родоохранные органы проводят экологическую экспертизу, осу-
ществляют экологический контроль, запрещают экологически 
вредную деятельность, привлекают к ответственности за экологиче-
ские 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 наблю-
дения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха, почв, поверх-
ности вод, морской среды, лесной растительности, химическим 
составом осадков, снежного покрова, уровнем радиации. Помимо 
этой службы государственный экологический контроль на террито-
рии РФ осуществляют следующие ведомства: Госсанэпиднадзор – в 
области санитарно-эпидемиологической безопасности населения, 
Министерство сельского хозяйства РФ – в области оценки загряз-
нённости почв и сельскохозяйственной продукции, Комитет РФ по 
земельным ресурсам и землеустройству – в области состояния зе-
мель, Комитет РФ по геологии – в области состояния недр, Росатом-
надзор – 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 не-
сколько компонентов. Первый компонент – это естественная при-
родная среда (леса, степи, пустыни, водоёмы, океан, ледники). 
Второй компонент – это природная среда, частично изменённая че-
ловеком (сельхозугодья, парки, скверы, культурные растения, до-
машние животные). Третьим компонентом является искусственная 
среда, созданная человеком – артеприрода (транспорт, связь, комму-
никации, жильё и т. п.). Четвертым компонентом является соци-
ально-психологическая среда, образованная различными формами 
отношений между людьми (в семье, в трудовом коллективе, в пра-
вовом 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 био-
логические.  
Химические опасные факторы среды могут быть природного и 
антропогенного происхождения. Один из главных загрязнителей 
среды – транспорт, в первую очередь автомобильный. Также боль-
шой вклад в загрязнение среды вносят энергетика, промышленность 
и сельское хозяйство. Самыми распространёнными вредными хими-
ческими веществами, входящими в состав выбросов и сбросов, яв-
ляются 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 воз-
духа, атмосферное давление, ветер, солнечное и космическое излу-
чение, атмосферное электричество, гравитационное и магнитное 
поле Земли, естественная радиоактивность. К антропогенным фак-
торам относятся искусственные свет, шум, тепло, радиация, элек-
тромагнетизм. При выходе за рамки допустимых норм все эти 
факторы могут отрицательно влиять на здоровье человека. 
Биологические опасные факторы – это совокупность биологиче-
ских 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 природ-
ного, так и антропогенного происхождения. К ним можно отнести 
организмы (дикие, синантропные и домашние животные, дикорас-
тущие, сорные и культурные растения и грибы, простейшие, бакте-
рии, вирусы), а также биологически активные вещества (ферменты, 
гормоны, токсины, антибиотики, углеводы, липиды, аминокис-
лоты). Они могут оказывать как положительное, так и отрицатель-
ное воздействие на человека (например, корова, с одной стороны – 
источник молока, с другой – опасности). 
В последнее время антропогенное давление на природу возрас-
тает. В последнее время в результате этого воздействия на нашей 
планете появился ряд глобальных экологических проблем, а во мно-
гих регионах случились локальные экологические катастрофы. 
В настоящее время воздействие человека на природу происходит 
в четырёх основных аспектах: 
1. Изменение облика поверхности Земли (распашка степей, вы-
рубка лесов, мелиорация, создание искусственных озёр и морей, за-
регулирование стока рек в моря и т. п.).  
2. Изменение состава биосферы, круговорота и баланса входя-
щих 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 выбро-
сов, агрегатного состояния загрязнителя, размера частиц примесей.  
Прежде всего, из газодымового выброса необходимо удалить 
твёрдые частицы. Среди сухих пылеулавливающих аппаратов сле-
дует отметить тканевые и волокнистые фильтры, пылевые камеры, 
жалюзийные аппараты, циклоны. Из мокрых – барботажные аппа-
раты, 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 ос-
новы экологической безопасности. 
Вопросы для обсуждения: 
1. Дайте определение экологической безопасности. 
2. В чём сущность концепции устойчивого развития. 
3. Перечислите основные принципы экологической безопасно-
сти. 

Ход работы: 

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

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 концен-
трация». 
2. Для каких вредных факторов применяется предельно допусти-
мый 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

 

2. Перечислите и опишите в таблице 2 основные факторы есте-
ственной среды обитания, оказывающие влияние на здоровье чело-
века. 

Таблица 2. Естественные факторы среды, отрицательно  
влияющие на здоровье человека 

Факторы
Характер воздействия
Нормирование

 
3. Перечислите и опишите в таблице 3 основные факторы искус-
ственной среды обитания, оказывающие влияние на здоровье чело-
века. 

Таблица 3. Искусственные факторы среды, отрицательно  
влияющие на здоровье человека 

Факторы
Характер воздействия
Нормирование

 
4. Предложите меры по снижению шумового воздействия желез-
ной дороги, проходящей в черте города. 
5. В последнее время для снижения химического загрязнения 
воздуха в черте городов предлагается повсеместный переход на 
электротранспорт 
(трамваи, 
троллейбусы, 
электромобили). 
Насколько обосновано такое решение? 

Лабораторная работа 3. 
Антропогенные воздействия на окружающую среду 

Цель: изучить основные воздействия на окружающую среду. 
Вопросы для обсуждения: 
1. Что такое антропогенные факторы? 
2. Какие виды загрязнений вы знаете? 
3. Каким вредным антропогенным воздействиям подвергается 
почвенная среда? 

Ход работы: 

1. Перечислите основные загрязнители воздушной среды и опи-
шите их в таблице 1. 

Таблица 1. Основные загрязнители воздушной среды 

Загрязнитель 
Источник 
Воздействие на окружающую 

среду и здоровье человека

 
 
 

 
2. Перечислите основные загрязнители водной среды и опишите 
их в таблице 2. 

Таблица 2. Основные загрязнители водной среды 

Загрязнитель 
Источник 
Воздействие на окружающую 

среду и здоровье человека

 
 
 

 
3. Перечислите основные загрязнители почвенной среды и опи-
шите их в таблице 3. 

Таблица 3. Основные загрязнители водной среды 

Загрязнитель 
Источник 
Воздействие на окружающую 

среду и здоровье человека

 
 
 

 
4. Перечислите в таблице 4 механические воздействия на почвы 
и их влияние на её свойства. 

Таблица 4. Механические воздействия на почву 

Воздействие 
Источник 
Влияние на структуру почвы 

 
 
 

 
5. Перечислите и опишите в таблице 5 причины сокращения би-
оразнообразия: 
6. На малой реке планируется строительство мини-ГЭС. К каким 
отрицательным экологическим последствиям это может привести? 
Как можно постараться их уменьшить? 
7. К каким отрицательным последствиям для озера может приве-
сти вырубка леса, растущего на его берегах?