(230201.65-МС) - Высшая школа экономики

Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
Национальный исследовательский университет
«Высшая школа экономики»
Московский институт электроники и математики Национального
исследовательского университета «Высшая школа экономики»
«УТВЕРЖДАЮ»
Декан факультета ФПМ и К
________________ А.В. Белов
«___»_______________2013г.
Рабочая программа по дисциплине
«Экология»
Специальность:
Факультет
Кафедра
230201.65 «Информационные системы и технологии»
Прикладной математики и кибернетики
Физической химии и экологии
Москва 2013
2
1. Цели и задачи дисциплины
Повысить уровень знаний студентов в области экологии, привить навыки к
экологическому образованию и формированию у студентов экологического мировоззрения.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины «Экология» студенты должны знать:
- законы, структуру и эволюцию биосферы;
- глобальные проблемы окружающей среды и пути их решения;
- современные отечественные экономические механизмы природопользования;
- элементы экологической ответственности;
- правовые нормативные и организационные основы охраны природы;
- малоотходные и безотходные технологии производства;
- основные требования международных стандартов ИСО 1400 «Основы экологического
управления»;
- организацию экологического мониторинга в России.
Студенты в соответствии с поставленной целью должны уметь:
- проанализировать и оценить влияние хозяйственной деятельности на биосферу;
- оценить эффективность экозащитной техники и технологий;
- определять количественную оценку экологических рисков при авариях, катастрофах,
стихийных бедствиях и других чрезвычайных ситуациях.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции
Практические занятия
Самостоятельная работа
Вид итогового контроля
Всего
часов
70
34
17
17
36
Семестры
VII
VII
VII
VII
VII
зачет
4. Содержание дисциплины
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Разделы дисциплины
Содержание и задачи курса
"Экология"
Человечество и биосфера
Природопользование
Социальные и экологические
аспекты охраны окружающей среды
Правовые нормативные и
организационные основы охраны
природы
Атмосфера
Всего:
Кол-во часов
Лекции
Практические
занятия
2
3
2
2
7
2
-
4
4
4
17
4
17
3
4.2. Содержание тем дисциплины
1. Содержание и задачи курса "Экология".
Понятие об экологии. Классическое определение экологии. Современное понимание
экологии как междисциплинарное, синтетическое направление в науке, изучающее
взаимодействие общества и природы.
Цель и содержание курса "Экология", его комплексный характер. Основные задачи
курса, место в системе наук, роль в подготовке специалистов в области экологии.
Основные экологические проблемы, стоящие перед человечеством в настоящее время.
Экологические кризисы в современном обществе как результат чрезмерного потребления
материальных благ и быстрого роста населения. Роль современных общественных
философских взглядов "этических приоритетов" в решении общенациональных
экологических проблем.
Роль и задачи специалистов, выпускаемых университетом, в обеспечении сохранения
окружающей природной среды, рациональном использовании материальных и
энергетических ресурсов, организации и проведении работ по ликвидации последствий
аварий, катастроф, стихийных бедствий.
2. Человечество и биосфера.
2.1. Основные закономерности развития биосферы.
Характер взаимодействия животного и растительного мира с неживой природой.
Замкнутый кругооборот веществ, осуществляемый в трофических цепях и сетях. Природные
механизмы избавления от отходов жизнедеятельности с целью незагрязнения среды
обитания.
Введение геологом Э.Зюссом понятия "биосфера". Роль В.Вернадского, создавшего
биогеохимию - науку, изучающую роль живого вещества - биоты в геологических процессах
нашей планеты. Биосфера как сплошная многокомпонентная общепланетарная
саморегулирующая система живого вещества ( биоты ) и неживой природы (экотока ),
термодинамически открытая аккумулирующая и перераспределяющая огромные ресурсы
энергии.
Основные компоненты и законы существования биосферы.
Роль литосферы, гидросферы и атмосферы в жизни биосферы.
Кругооборот основных элементов в замкнутых циклах (прежде всего - углерода) в
биосфере.
Роль океана в жизни биосферы. Химические реакции, обуславливающие
производство биомассы и химическую очистку биосферы.
Общая характеристика биоты и ее роль в биосфере.
Законы становления и развития биосферы (по В.И.Вернадскому).
Сущность биогеохимических реакций и их влияние на биоту.
Определение биогеоценоза. Основные законы взаимодействия внутри биогеоценозов.
Сущность экологической пирамиды Элтона. Место человека в
экологической пирамиде.
Правило 10% в биосфере. Эффективность передачи вещества с одного трофического
уровня на другой.
Малоотходность природных биогеоценозов. Реальные возможности повышения
продуктивности биосферы.
2.2. Влияние хозяйственной деятельности на биосферу.
Анализ влияния общественного производства на естественные процессы в биосфере в
историческом плане.
Добыча и переработка сырья, поступающего в хозяйственный оборот, как наиболее
разрушительные факторы для природной среды.
4
Геологическое время возникновения угрозы со стороны хозяйственной деятельности
в биосфере.
Нарушение равновесной системы химических реакций биосферы.
Особое влияние тяжелых элементов на биосферу.
"Ядерная" экология.
Строение и химико-физические характеристики атмосферы.
Механизм антропогенного воздействия на биосферу.
Определение понятия техносферы.
Современный уровень качественных изменений атмосферы, гидросферы и
литосферы, установившейся в результате хозяйственной деятельности и потребления.
Воздушный бассейн.
Промышленность, транспорт и энергетика как основные источники загрязнения
воздушного бассейна.
Характер воздействия на биосферу физико-химических загрязнителей: влияние на
глобальное потепление климата, разрушение биоты, разрушение стратосферного озонового
слоя.
Характеристики тенденций возникновения технического эффекта в атмосфере.
Роль углекислоты, газа, фреонов, метана и других газов в создании "тепличного
эффекта".
Сущность монреальского соглашения об ограничении использования фреонов и
снижении выбросов в атмосферу и 1-ой международной конференции по экологии при ООН
( Германия 1995г. ).
Динамика объемов выбросов углерода при сжигании ископаемых видов топлива в
мире за последние 30 лет.
Объем выбросов в атмосферу загрязняющих веществ на примере США за период
1980-2000гг.
Разрушительное действие химических соединений на экосистемы.
Проблемы гибели лесов под влиянием кислотных дождей.
Степень разрушения водных экосистем.
Влияние загрязненности воздуха на урожай сельскохозяйственных культур.
Особенность опасности озона для урожаев.
Характеристики состояния озонового слоя в стратосфере.
Основные причины разрушения озонового слоя.
Почвенный покров.
Потери плодородного слоя в результате эрозии почвы.
Главные причины деградации пахотных земель.
Твердые отходы (мусор ) как один из факторов антропогенного воздействия на
биосферу.
Взаимосвязь (качественно и количественно) между ростом бытовых отходов и
возрастанием потребления сырья и энергии.
Современное состояние с утилизацией твердых отходов экосферы.
Гидросфера.
Характеристика состояния мирового океана и внутренних водоемов.
Последствия чрезмерной эксплуатации подземных вод на биогеоценозы.
Биота.
Влияние антропогенных факторов на леса, растительный и животный мир водоемов и
суши.
Взаимосвязь роста населения планеты с неуклонным сокращением числа видов
флоры и фауны при сохранении постоянной массы биоты.
Влияние нестабильной политической и экономической ситуации в различных
регионах на состояние природной среды.
5
2.3. Техносфера и здоровье населения.
Статистические показатели влияния на здоровье населения России и за рубежом.
Виды заболеваний, вызываемых экологическими причинами. Примеры характера
воздействия химических загрязнений на здоровье человека.
Определение понятия "токсичность".
Классификация вредных веществ по степени опасности.
Характеристики химических веществ по LD50.
Смысл показателя реальной химической нагрузки на организм человека.
Химические вещества, влияющие на возникновение опухолей (канцерогены),
изменение клеточной наследственности ( мутагены) и развитие плода (тератогены ).
Избирательность действия канцерогенов на органы и ткани человека.
Классификация химических загрязнителей, вызывающих мутагенизм.
Влияние тератогенных веществ на эмбриогенизм и его последствия.
Классификация экологических зон.
2.4. Цивилизация, энергетика и климат.
Климат как основная причина, влияющая на развитие человечества.
Влияние хозяйственной деятельности на параметры климата.
Изменения в тепловом равновесии планеты как результат глобального изменения
климата.
Вероятностное определение средней радиационной температуры земной поверхности.
Понятие альбедо (отрицательная способность) Земли.
Проявление влияния океана на климат.
Сущность процесса накопления холода в океанических глубинах -"эффект погреба".
Атмосфера, природная среда, существенно влияющая на климат Земли.
Причины, приводящие к увеличению альбедо Земли и временному похолоданию.
Изменение эксцентриситета орбиты Земли вокруг Солнца как главная причина
глобальных циклических изменений климата Земли.
Классификация направлений антропогенного воздействия на климат: аэрозольное
загрязнение верхних слоев трапосферы, увеличение содержания атмосферной углекислоты в
результате сжигания органического топлива, тепловое загрязнение атмосферы.
Влияние состава атмосферы на климат.
Влияние С02 и метана на парниковый эффект.
Перспектива глобального изменения климата и его последствия.
Количественная оценка теплового загрязнения атмосферы.
Перспективы развития энергетики и ее влияние на климат.
3. Природопользование.
Основы природопользования. Проблемы использования и воспроизводство
природных ресурсов и их связь с размещением производства. Эколого-экономическая
сбалансированность региона как государственная задача. Малоотходные и безотходные
технологии производства.
4. Социальные и экономические аспекты охраны окружающей природной среды.
4.1. Философские проблемы развития сложных биологических систем.
Главные причины экологических кризисов, доминирующих в настоящее время.
Сущность закона экспотенциального развития.
Показатели, характеризующие рост населения на Земле.
Природные объекты и явления, используемые для прямого и непрямого потребления,
способствующие созданию материальных богатств, воспроизводству трудовых ресурсов и
повышению качества жизни.
6
Разнообразие природных ресурсов и их классификация.
Состояние земельных ресурсов, использование полезных ископаемых, лесные
ресурсы, водные ресурсы, флора и фауна.
Принципы рационального природопользования.
Понятия о ресурсном цикле.
Основы рационального использования природных ресурсов.
Оптимизация биосферы и производственной деятельности.
Принцип обязательности включения в производства всех компонентов сырья.
Цикличность использования материальных потоков, концентрация производства на
базе ТПК.
Комплекс взаимоотношений между природными ресурсами, естественными
условиями жизни общества и его социально-экономическим развитием, оптимизация этих
отношений, стремление к сохранению и воспроизводству среды жизни.
Радиационная опасность для живого организма.
Острая и хроническая лучевая болезнь.
Степени поражения кожи человека.
Факторы, влияющие на тяжесть облучения.
Понятие токсичности изотопа.
Доза и мощность дозы.
Зависимость поражающего фактора от вида излучения. Последствия, вызванные
неуправляемым ростом населения. Развитие в биосфере по логистическим зависимостям.
Обратная связь биосферного механизма, стремящегося ограничить численный рост
населения.
Демографический коллапс.
Биологические механизмы сокращения численности популяций.
Действие сигнальных факторов.
Рождаемость и смерть популяций, К-стратегия, R-стратегия.
Отличительные признаки разомкнутых циклов в биосфере от замкнутых.
Экологическая опасность "общества потребления".
Анализ взглядов философских систем на роль человека в биосфере.
Сущность взглядов на ноогенез В.Вернадского, Т.де Шардена и Н.Бердяева.
Условия перехода человеческого общества к устойчивому экологическому развитию.
4.2. Экологическая этика
Сущность этики эвдемонизма, разумного эвдемонизма и утилитаризма.
Смысл нравственной философии Э.Канта.
Побудительные мотивы к действию, лежащие в основе этической теории
А.Швейцера.
Христианская этика, как этика экологическая.
Перспектива разрешения противоречий между реальной покупательской
способностью населения путем его снижения во многих развитых странах и обеспечением
социальной защиты бедных слоев населения.
Переход от общества всеобщего потребления и вещизма к экологически устойчивому,
разумному.
Прогнозы развития современной цивилизации, высказанные членами "Римского
клуба".
Роль рыночных отношений и государственного природопользования в приближении
экологического кризиса.
Сущность "неоклассической теории" в экономике и ее эффективность в преодолении
экологических кризисов.
Признаки проявления "экологической конвергенции" и "экологического колониализма".
Реальная возможность возникновения нового общества на месте "индустриальной
цивилизации".
7
Сферы мирового сообщества, подвергшиеся воздействию экологического кризиса.
Анализ показателей экономического роста, используемых в ООН.
Определение индекса "устойчивого благосостояния".
Сущность общества потребления.
Чрезмерное потребление как экологическая проблема номер один.
Тенденции развития экологии в современной России.
4.3. Экономические меры в охране природы.
С экономической точки зрения влияние разрушения природной среды на
производство "отрицательной системы".
Учитывание экологического ущерба при определении себестоимости продукции.
Характеристика взаимосвязи внутри территориально-экономических комплексов.
Природоохранные мероприятия, используемые для предотвращения отрицательного
влияния экономической деятельности на биосферу. Экологические, социальные и
экономические последствия, учитываемые при проведении природоохранных мероприятий.
Анализ показателей, оценивающих ущерб от загрязнения окружающей среды для населения,
жилищно-коммунального хозяйства, сельскохозяйственных угодий, основных фондов
промышленности, рекреационных ресурсов.
Сущности экономических методов в охране природы - оценка экономического
ущерба, причиненного народному хозяйству загрязнением окружающей среды и
экономической эффективности природоохранных мероприятий. Два вида затрат, вызванные
загрязнением природной среды: на предупреждение воздействия загрязненной среды на
репициентов и на устранение отрицательного воздействия на них загрязненной среды.
Показатели состояния репициентов.
Чистый экономический эффект приодоохранных мероприятий как следствие
сравнения затрат на их осуществление с достигаемым при этом экономическим результатом.
Методика расчета экономической эффективности природоохранных мероприятий.
Расчет годового прироста дохода в результате проведения природоохранных мероприятий.
4.4. Формирование и структура использования экологических фондов.
Назначение и цель экологических фондов. Существующие виды экологических
фондов. Процесс формирования природоохранных фондов. Методика расчета платежей на
нормативные загрязнения окружающей среды. Расчет оплаты предприятий за
сверхнормативные загрязнения окружающей среды. Использование бюджета предприятия
для платежей в природоохранные фонды. Предусмотренные законодательством штрафные
санкции за экологические преступления. Использование средств государственного,
республиканского и местных природоохранных фондов. Назначение и роль международного
экологического фонда.
5. Правовые нормативные и организационные основы охраны природы.
5.1. Природоохранное законодательство.
Источники экологического права в Российской Федерации. Основные сферы
природоохранной деятельности, регламентирируемые законодательством. Значение и
особенность специальных законов об охране вод, воздуха, животного мира. Положительные
и отрицательные аспекты влияния рыночной экономики на природную среду.
5.2. Стандарты качества окружающей природной среды.
Правовое регулирование природопользованием. Гарантии законодательства
правовому характеру стандартов. Виды стандартов и регламентирование вопросов экологии.
Расшифровка цифр в обозначении государственных стандартов.
Основные сведения, отраженные в экологическом паспорте. Решение задач экологии
на основании сведений, содержащихся в экологическом паспорте.
8
Порядок составления, утверждения и внесения изменений в экологический паспорт.
5.3. Программы управления природопользованием.
Существующие подходы при формировании экологических программ. Традиционное
построение экологических программ в России по "остаточному принципу". Вероятностное
определение доли национального ВНП, которую целесообразно использовать на
природоохранные цели. Обоснование показателей, формирующих цели экологических
программ. Сущность концепции экологической безопасности и экологического риска.
Задачи, решаемые экологическими программами в разных странах.
Стратегические цели экологических программ России. Локальные задачи целевых
экологических программ. Природоохранные вопросы в программах управления.
5.4. Государственная служба управления природопользованием.
Задачи государственной службы управления природопользованием. Управление
экологии в администрации Президента РФ. Назначение и функции, выполняемые на
государственном уровне по решению вопросов экологии Минприроды. Региональная схема
управления природопользованием. Решение экологических проблем на региональном и
местном уровне.
5.5. Экологическая экспертиза.
Определение понятия и назначение государственной экологической экспертизы.
Обоснование и историческая необходимость экологической экспертизы. Требования,
предъявляемые к формированию "экспертных групп". Объекты государственной
экологической экспертизы. Условия, обеспечивающие объективность экологической
экспертизы. Оценка экологической эффективности технологических процессов, определение
ресурсоемкости и коэффициента экономичности технологии. Методики проведения Г.Э.С. с
целью оценки размещения производства и инфраструктуры, технологии и оборудования,
продукции и отходов, нормативов и стандартов, природоохранных мероприятий и средств
охраны окружающей природной среды.
5.6. Международное сотрудничество.
Цель и задачи международных организаций, занимающихся проблемами окружающей
среды.
Основные результаты деятельности международных экологических организаций.
Экологические проблемы, решаемые на международном уровне. Примеры международного
экономического сотрудничества предприятий и фирм.
Вклад в решение экологических проблем международных и национальных
общественных экологических организаций. Недостатки и слабость проявления
международного экологического сотрудничества и пути его совершенствования.
Управление качеством окружающей среды ИСО 14000.
6. Атмосфера.
6.1. Техногенное влияние на атмосферу.
Слои атмосферы, подвергаемые антропогенному воздействию. Основные
загрязнители атмосферы и источники их поступления. Характеристика загрязнения
приземного слоя атмосферы. Классификация антропогенных загрязнителей атмосферы.
Характер влияния загрязняющих веществ на атмосферу. Химические соединения, влияющие
на озоновый слой и их относительная "эффективность". Назначение индекса загрязнения
атмосферы.
Управление для расчета единичного и комплексного индексов загрязнения
атмосферы.
9
6.2. Нормирование содержания загрязняющих веществ и других загрязнителей
(шумовых, электромагнитных и др.) в атмосферном воздухе населенных пунктов.
Основные принципы нормирования содержания вредных веществ в атмосферном
воздухе. Соотношения между единицами нормирования. Определение ПДК и ОБУВ.
Техногенные загрязнители атмосферы, подверженные нормированию в Российской
Федерации. Нормирование содержания в атмосферном воздухе вредных веществ,
обладающих эффектом суммации. Формирование уровней шумовых загрязнителей в
населенных пунктах. Нормирование электромагнитных и ионизирующих измерений в
городах и населенных пунктах.
6.3. Система мониторинга атмосферного воздуха.
Определение и структура системы мониторинга атмосферного воздуха. Назначение и
особенности подсистемы получения информации. Назначение и особенности подсистемы
сбора и обработки информации. Структура банков данных по загрязнителям атмосферы.
Назначение подсистемы передачи информации. Потребители информации.
6.4. Защита атмосферного воздуха от техногенного загрязнения.
Понятие об инженерной экологии. Характеристика способов защиты атмосферного
воздуха. Экологическое значение безотходных производств. Возможность реализации
безотходной технологии. Классификация мер по охране атмосферы. Методы и средства
очистки выбросов от пыли. Методы и средства очистки выбросов от вредных газов и частиц.
Снижение выбросов от автотранспорта.
6.5. Охрана гидросферы.
Особенности мониторинга и контроля параметров состава и состояния сточных вод в
водостоках. Критерии качества воды, используемой для нужд населения. Бессточное
производство. Методы и средства очистки сточных вод. Охрана вод и контроль за уровнем
загрязнения водоемов.
6.6. Проблемы шума в городах и человек.
Восприятие звука. Основные источники шума в городе. Влияние шума на организм
человека и животных. Допустимые уровни шума для населения. Карта шума в городе.
Градостроительные мероприятия по защите от шума.
6.7. Электромагнитное поле и человек.
Магнитное поле Земли. Искусственное электромагнитное поле от линий
электропередач. Биологическое действие ЭМП радиочастот. Допустимые уровни
электромагнитного излучения для населения. Защита населения от ЭМП радио- и
телепередающих устройств.
10
4.3 Понедельный план
№ недели
Лекции
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Тема 1
Практические
занятия
Тема 2.1
Тема 2
Тема 2.2
Тема 2
Тема 2.3, 2.4
Тема 3
Тема 3
Тема 4
Тема 5.1 – 5.3
Тема 5
Тема 5.4 – 5.6
Тема 5
Тема 6.1 – 6.3
Тема 6
Тема 6.4 – 6.5
Тема 6
5. Лабораторный практикум – не предусмотрен
6. Самостоятельная работа
№ задания
Содержание задания
Количество
часов
Сроки и форма контроля
1.
Выполнение домашних
заданий
8
Отчеты в течение семестра на
практических занятиях (4,8,12,16
недели).
2.
Расширенное изучение
разделов, прочитанных в
краткой форме
12
Тестирование на практических
занятиях.
3.
Подготовка реферата по
заданной теме
16
Промежуточный контроль – 10 неделя,
предоставление материалов по теме.
16 неделя – полный текст реферата,
собеседование по теме реферата.
36
Итоговый результат – зачет по
самостоятельной работе.
Всего часов:
11
6.Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1.Рекомендуемая литература.
а) Основная литература:
1. Об охране окружающей среды: Федеральный закон от 10 января 2002 г. № 7-ФЗ //
СЗ РФ. 2002. № 2. Ст. 133.
2. Акимова Т.А. Экология. Человек – Экономика – Биота – Среда: учебник для
студентов вузов / Т.А. Акимова, В.В. Хаскин. – М.: ЮНИТА-ДАНА, 2007. – 495 с.
3. Аксенова О.В. Экология: учебное пособие / О.В. Аксенова [и др.]. – М.: МИЭМ,
2010. –133 с.
4. Боголюбов С.А. Экологическое (природоресурсное) право: учебник для
юридических вузов / С.А. Боголюбов – М.: Юридическая фирма «Контракт»; Волтерс
Клувер, 2010. – 528 с.
5. Коробкин, В.И. Экология: учебник для вузов / В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. –
Ростов-на-Дону: Феникс, 2006. – 576 с.
6. Системы экологического менеджмента: практический курс / С.Ю. Дайман [и др.] –
М.: Форум, 2010. – 336 с.
7. Системы экологического управления: учебник / С.А. Боголюбов [и др.]; под ред.
С.А. Боголюбова. – М.: Европейский центр по качеству, 2002. – 224 с.
8. Экологическое право: Учебник / С.А. Боголюбов [и др.]; под ред. С.А. Боголюбова.
– М.: Изд-во «Проспект», 2008. – 400 с.
9. Экономика предприятия: Учебник для вузов. 2-е изд. / А.Е. Карлик [и др.]; под ред.
А.Е. Карлика, М.Л. Шухгальтер. – СПб.: Питер, 2009. – 464 с.
б) Дополнительная литература:
1. Басов В.М. Задачи по экологии и методика их решения / В.М. Басов. – М.:
Книжный дом Либроком, 2011. – 160 с.
2. Брюхань Ф.Ф. Промышленная экология: учебник / Ф.Ф. Брюхань, М.В. Графкина,
Е.Е. Сдобникова. – М.: Форум, 2011. – 208 с.
3. Иванов Н.И. Инженерная экология и экологический менеджмент / Н.И. Иванов. –
М.: Логос, 2011. – 520 с.
4. Пискулова Н.А. Экология и глобализация: монография / Н.А. Пискунова. – М.: Издво МГИМО – Университет, 2010. –210 с.
6.2.Средства обеспечения освоения дисциплины.
Расчетные компьютерные программы:
1. Оценка экологической обстановки окружающей среды предприятия.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
1. Компьютерный класс.
8.Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
-
курс включает лекционный материал в количестве 17 часов и практические занятия в
количестве 17 часов;
итоговый контроль – зачет.
12
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по специальности
230201.65
«Информационные системы и технологии».
Программу составил:
Поляков Валерий Александрович, к.т.н., доцент
Настоящая рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Физической химии и
экологии « 29 » августа 2013 г. (протокол № 1 ) и рекомендована к применению в учебном
процессе.
Зав.кафедрой Физической химии и экологии
профессор _______________
Е.Д. Пожидаев
Программа согласована с выпускающей кафедрой.