книги / Практикум по экологии
..pdfМинистерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Э.Х. Сакаева, С.В. Карманова, Е.В. Калинина
ПРАКТИКУМПОЭКОЛОГИИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебно-методического пособия
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета
2019
1
УДК 574
С15
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. Л.В. Рудакова (Пермский национальный исследовательский политехнический университет);
д-р биол. наук, проф. Т.В. Нурисламова (ФБУН «ФНЦ МПТ УРЗН», г. Пермь)
Сакаева, Э.Х.
С15 Практикум по экологии : учеб.-метод. пособие / Э.Х. Сакаева, С.В. Карманова, Е.В. Калинина. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – 79 с.
ISBN 978-5-398-02130-1
Посвящено практическим вопросам экологии. Разработано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом и на основе рабочей учебной программы дисциплины «Экология».
Предназначено для студентов очной и заочной формы обучения высших учебных заведений, изучающих учебную дисциплину «Экология», которая входит в учебные планы подготовки бакалавров по всем специальностям университета, и для преподавателей вузов технических направлений и специальностей, преподающих данный курс.
УДК 574
ISBN 978-5-398-02130-1 |
ПНИПУ, 2019 |
2
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение.................................................................................................. |
5 |
Практическая работа № 1. Актуальность экологических знаний |
|
и экологические проблемы.................................................................... |
8 |
Практическая работа № 2. Структура экосистемы. |
|
Пищевые цепи....................................................................................... |
10 |
Практическая работа № 3. Адаптация организмов |
|
к экологическим факторам.................................................................. |
14 |
Практическая работа № 4. Круговороты веществ и энергии ........... |
22 |
Практическая работа № 5. Экологические проблемы |
|
и здоровье населения............................................................................ |
23 |
Практическая работа № 6. Обобщение и систематизация |
|
знаний по первому модулю (общая экология)................................... |
25 |
Практическая работа № 7. Загрязнение атмосферного воздуха....... |
26 |
Практическая работа № 8. Мероприятия по охране |
|
водных объектов................................................................................... |
28 |
Практическая работа № 9. Мировой опыт решения |
|
проблем обращения с отходами. Управление отходами .................. |
32 |
Практическая работа № 10. Особо охраняемые территории РФ |
|
и Пермского края.................................................................................. |
34 |
Практическая работа № 11. Природные ресурсы биосферы |
|
Пермского края..................................................................................... |
35 |
Практическая работа № 12. Состояние окружающей среды |
|
Пермского края..................................................................................... |
38 |
Практическая работа № 13. Нормативно-правовая база |
|
рационального природопользования.................................................. |
40 |
3
Практическая работа № 14. |
Нормирование допустимого |
|
воздействия на окружающую среду и человека................................ |
45 |
|
Практическая работа № 15. |
Оценка воздействия на объекты |
|
окружающей среды. Экологические платежи ................................... |
58 |
|
Практическая работа № 16. |
Международное сотрудничество |
|
в области охраны окружающей среды................................................ |
71 |
|
Приложение 1. Гигиенические требования и нормативы |
|
|
качества питьевой воды СанПиН 2.1.4.599–96.................................. |
74 |
|
Приложение 2. Показатели качества воды (ГОСТ 2761–84)............ |
78 |
|
4
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время вопросы безопасной жизнедеятельности втехносфере выдвигаются на первый план. Человек, будучи частью биосферы, ставит под угрозу саму основу жизни на Земле: используя ресурсы среды, большая часть которых относится к невозобновимым. В ходе производства помимо образующихся продуктов производства выделяются побочные продукты в виде различных отходов: твердых, жидких, газообразных, объемы которых растут по мере развития цивилизованного общества. Для преодоления глубокого цивилизационного экологического кризиса необходимо формирование экологической культуры, экологического образования, а также необходимо просвещать каждого человека и общество в целом. Специалист с высоким уровнем экологической культуры в своей профессиональной деятельности будет всегда стремиться предотвратить воздействие на окружающую среду от вверенного ему участка, использовать экологически чистые, безотходные технологии. Решение многих экологических проблем современности зависит от умения специалистов находить оптимальные решения, позволяющие предотвратить или минимизировать рассматриваемуюэкологическуюпроблему.
При изучении дисциплины «Экология» значительная доля аудиторных часов в учебных планах многих направлений отведена проведению практических и семинарских занятий. Специалисты разных направлений должны иметь определенный уровень развития экологического мышления, который позволит будущим инженерам промышленного производства принимать управленческие решения по оптимизации технологических процессов с учетом минимального воздействия на объекты окружающей среды, здоровье человека, растительный и животный мир.
В процессе аудиторного и самостоятельного выполнения творческих заданий, решения мини-задач по экологии студенту необходимо обращаться к дополнительным информационным ресурсам, развивать навыки и умение работать в группе, обсуждать, отстаи-
5
вать и корректировать свою точку зрения, находить компромиссные решения, необходимые для выработки практических рекомендаций по улучшению экологического состояния изучаемого объекта.
Выполнение практических работ и активное участие в семинарских занятиях являются средствами закрепления знаний и умений, методом контроля усвоения знаний и сформированности компетенций.
В процессе подготовки и проведения практических и семинарских занятий студенты учатся:
–пользоваться научной, справочной и нормативной литературой в сфере экологии;
–целенаправленно применять основные законы экологии
ирационального природопользования в профессиональной деятельности;
–пользоваться методиками, системами, устройствами измерения уровней опасности в среде обитания.
Практические занятия проводятся на основе реализации метода обучения действием: определяются проблемные области, формируются группы. При проведении практических занятий преследуются следующие цели: применение знаний отдельных дисциплин
икреативных методов для решения проблем, отработка у обучающихся навыков взаимодействия в составе коллектива, закрепление основ теоретических знаний.
При выполнении практических работ по дисциплине студенты изучают явления и процессы, происходящие в природе, учатся делать заключения, выводы; анализируют и прогнозируют экологические последствия различных видов деятельности; изучают взаимосвязи живых и неживых компонентов природы, влияние человеческой деятельности на естественные экосистемы, а также знакомятся с правовыми законодательствами, международными взаимоотношениями по вопросам охраны окружающей среды. Практические работы рассчитаны на 36 учебных часов (1 ЗЕ).
Практические работы для изучения дисциплины «Экология» предназначены для студентов следующих направлений бакалавриата (академическая/прикладная) и специалитета:
6
Направление бакалавриата:
08.03.01 Строительство |
19.03.01 |
Биотехнология |
09.03.01Информатика и вычислитель20.03.01 Техносферная безопасность ная техника
09.03.02 Информационные системы и |
|
21.03.01 |
Нефтегазовое дело |
технологии |
|
|
Материаловедение и техно- |
09.03.04 Программная инженерия |
|
22.03.01 |
|
10.03.01 Информационная безопасность |
|
|
логии материалов |
11.03.02 Инфокоммуникационные тех- |
|
22.03.02 |
Металлургия |
нологии и системы связи |
|
23.03.03 |
Эксплуатация транспортно- |
|
|
|
технологических машин и |
12.03.03 Фотоника и оптоинформатика |
|
|
|
|
|
комплексов |
|
|
|
|
|
13.03.02 Электроэнергетика и электро- |
|
24.03.05 |
Двигатели летательных ап- |
техника |
|
|
паратов |
13.03.03 Энергетическоемашинострое- |
|
27.03.02 |
Управление качеством |
ние |
|
|
Управление в технических |
15.03.01 Машиностроение |
|
27.03.04 |
|
|
|
|
системах |
15.03.02 Технологические машины и |
|
27.03.05 |
Инноватика |
оборудование |
|
|
Наноматериалы |
15.03.03 Прикладная механика |
|
28.03.03 |
|
15.03.04 Автоматизация технологиче- |
|
38.03.01 |
Экономика |
ских процессов и производств |
|
38.03.02 |
Менеджмент |
15.03.05 Конструкторско- |
|
38.03.04 |
Государственное и муници- |
технологическое обеспечение |
|
|
пальное управление |
машиностроительных произ- |
|
44.03.04 |
Профессиональное обуче- |
водств |
|
|
ние по отраслям |
18.03.01 Химическая технология |
|
|
|
Направление специалитета:
10.05.03 |
Информационная безопасность автоматизированных систем |
17.05.02 |
Стрелково-пушечное, артиллерийское и ракетное оружие |
18.05.01 |
Химическая технология энергонасыщенных материалов и из- |
|
делий |
21.05.01 |
Прикладная геодезия |
21.05.02 |
Прикладная геология |
24.05.02 |
Проектирование авиационных и ракетных двигателей |
7
Практическая работа № 1 АКТУАЛЬНОСТЬ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗНАНИЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Краткие теоретические сведения
Получение экологических знаний особо актуально в современном обществе, что связано с происходящими негативными изменениями окружающей среды в результате деятельности человека. Сохранение человеческой цивилизации и ее дальнейшее развитие возможно только при выполнении определенного условия – формирование качественно новых взаимоотношений в системе Человек– Природа. Такие взаимоотношения могут сформироваться только путем экологического воспитания в семье и экологического образования в детских садах, школах, колледжах и вузах. Экологическое образование – это синтез трех составляющих: гуманитарной, есте- ственно-научной и технической.
Экологические проблемы – это изменения природной среды в результате деятельности человека, которые ведут к нарушению структуры и функционирования окружающей среды. Экологические проблемы могут быть локальными (затрагивается определенная местность), региональными (конкретный регион) и глобальными (воздействие оказывается на всю биосферу планеты).
Планета Земля – наш дом
Цель работы – показать обучающимся актуальность экологических проблем в мировом масштабе и многообразие последствий воздействия человека на окружающую среду.
Содержание работы: просмотр демонстрационного фильма «Home – планета Земля».
До начала демонстрации фильма обучающимся выдается опорный план конспекта в форме вопросов, требующих ответов:
1. Назовите основные глобальные экологические проблемы человечества, отраженные в фильме.
8
2.Выразите свое мнение к проблеме загрязнения окружающей
среды.
3.Предложите свои решения глобальных экологических проблем, освещенных в фильме.
4.Раскройте суть и последствия истощения водных ресурсов.
5.Раскройте суть и последствия загрязнения окружающей среды отходами.
6.Раскройте суть и последствия таяния ледников.
ГЛОБАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
Цель работы – формирование презентационных материалов и проведение доклада о сути, причинах, последствиях и методах решения одной из глобальных экологических проблем.
Содержание работы:
1.Выберите тему для работы в группе из двух человек.
2.Подготовьте доклад или презентацию с последним слайдом в видетаблицы(см. ниже) длязаписи вконспект другими студентами.
Задание для групп на семинаре: перечислите глобальные про-
блемы человечества, структурировав их в форме таблицы.
Глобальные |
|
Последствия |
Мероприятия по |
проблемы. |
Причины |
для человечества |
предотвращению или |
Сущность |
возникновения |
и окружающей |
минимизации данной |
проблемы |
|
среды |
проблемы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбрав одну глобальную проблему, укажите следующее:
–чем порождена проблема;
–последствия для человека и ОС;
–темпы развития проблемы на современном этапе;
–пути решения проблемы.
Приведите яркие примеры глобальных экологических проблем.
9
Глобальные экологические проблемы для рассмотрения в подгруппах:
1гр. – потепление климата;
2гр. – кислотные дожди;
3гр – истощение озонового слоя;
4гр – сокращение биоразнообразия;
5гр. – обезлесение;
6гр. – опустынивание;
7гр. – загрязнение Мирового Океана;
8гр. – радиационное загрязнение;
9гр. – проблема роста народонаселения;
10гр. – голод.
Практическая работа № 2 СТРУКТУРА ЭКОСИСТЕМЫ. ПИЩЕВЫЕ ЦЕПИ
Краткие теоретические сведения
Термин «экосистема» впервые был предложен английским ботаником А. Тенсли в 1935 году.
Экосистема – основная функциональная единица в экологии, поскольку в нее входят и организмы, и неживая среда – компоненты, взаимно влияющие на свойства друг друга и необходимые для поддержания жизни в той ее форме, которая существует на Земле.
Сточки зрения трофической структуры (от греч. trophe – питание) экосистему можно разделить на два яруса:
– верхний автотрофный (самостоятельно питающийся) ярус, или «зеленый пояс»;
– нижний гетеротрофный (питаемый другими) ярус, или «коричневый пояс».
Сбиологической точки зрения в составе экосистемы удобно выделять следующие компоненты:
– неорганические вещества (С, N, CO2, H2O), включающиеся
вкруговороты;
– органические соединения (белки, углеводы, липиды, гумусовые вещества), связывающие биотическую и абиотическую части;
10