1.4.2. Тематика и содержание семинарских занятий.

Семинар №1. Тема: Поведение загрязнителей в окружающей среде.

Цель: Изучить механизм поведения загрязнителей в окружающей среде. Выявить источники и факторы, определяющие перенос и рассеивание примесей в окружающей среде.

Понятийный аппарат: загрязнитель, загрязнение окружающей среды, загрязнение окружающей среды в глобальном масштабе, загрязнение окружающей среды в региональном масштабе, загрязнение окружающей среды в локальном масштабе, аэрозоли, молекулярная диффузия, аварийный выброс, постоянный выброс, высокие источники загрязнения, низкие источники загрязнения.

Введение в тему: Воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду зависит от их физических и химических свойств, свойств продуктов деструкции и концентрации тех и других в выбросах и окружающей среде. Важнейшим параметром, определяющим масштаб распространения загрязнителя в атмосфере, является время его жизни в атмосфере. Исходя из этого, выбросы загрязняющих веществ (или сами загрязнители) делят на три типа.

1. Приводящие к загрязнению в глобальном масштабе. Сюда относятся выбросы веществ с большим временем жизни в атмосфере (годы или месяцы), способные распространяться в окружающей среде в глобальном масштабе независимо от места их выброса. К таким загрязнителям принадлежат углекислый газ, фреоны, радионуклиды с периодом полураспада от одного месяца и больше (а не при мощных ядерных взрывах или авариях и от нескольких дней);

2. Приводящие к загрязнению в региональном масштабе (регион часто охватывает территорию нескольких государств). Сюда относятся выбросы веществ с ограниченным (обычно от нескольких суток) временем жизни в атмосфере, способные приводить к загрязнению крупного региона, за пределами которого концентрация загрязнителя быстро падает, однако в следовых количествах может наблюдаться повсеместно. В числе таких загрязнителей - оксиды серы и азота, пестициды, тяжелые металлы;

3. Приводящие к загрязнению в локальном масштабе (на сравнительно небольшой территории). Сюда относятся выбросы веществ с малым временем жизни в атмосфере, приводящие к локальному загрязнению окружающей среды. К загрязнителям этого типа принадлежат грубодисперсные аэрозоли, сероводород и другие, а также некоторые представители предыдущего типа, например, оксиды серы и азота, если они выбрасываются из низких источников. В зависимости от периодичности различают выбросы постоянные (или непрерывные) и периодические (залповые), в том числе аварийные.

Контрольные вопросы к теме.

1. На основе какого признака классифицируются выбросы загрязняющих веществ. Время жизни загрязнителя в атмосфере. Типы загрязняющих веществ?

2. Виды источников загрязнителей в атмосфере. Виды источников загрязнителей в водной среде.

3. Молекулярная диффузия в атмосфере и водной среде. Какие законы описывают процессы диффузии. Коэффициент диффузии. Смещение границы загрязнения, 2-й закон Фика?

4. Молекулярная диффузия в почвах и донных осадках?

5. Рассеяние загрязнителей из дымовых труб?

6. Расчет переноса загрязнителей в водной среде?

7. Моделирование трансграничного переноса загрязнителей?

8. Перенос загрязнителей через границы фаз, количественная оценка переноса загрязнителей?

Семинар №2. Тема: Допустимая нагрузка на биосферу и нормирование выбросов по данным мониторинга.

Цель: Определить предельно допустимую нагрузку на биосферу. Предложить меры, обеспечивающие предельно допустимое воздействие на биосферу.

Понятийный аппарат: Экосистема, мониторинг, критическое состояние биосферы, нормальное состояние биосферы, возбужденное состояние биосферы, предельно допустимая экологическая нагрузка, нормирование выбросов, лимитирование выбросов.

Введение в тему: Современная система мониторинга и его организация позволяют осуществлять контроль и проводить всесторонний анализ окружающей среды. На основе данных, полученных при проведении мониторинга, анализ окружающей среды проводится по следующей схеме:

1. Анализ эффектов воздействия различных факторов на окружающую среду, анализ реакций элементов биосферы, определение различных видов ущерба, выявление критических факторов воздействия и элементов биосферы.

2. Определение предельно допустимой экологической нагрузки (ПДЭН) на природные системы.

3. определение ПДЭН на экосистему, целый регион с учетом экономических и социальных аспектов.

При этом выделяют следующие виды (категории) экосистем:

1. Уникальные, заповедные.

2. Широко распространенные, естественные.

3. Сильно преобразованные или искусственные.

От вида экосистем может существенно зависеть ПДЭН.

Состояние экосистем региона обычно характеризуют обобщенной функцией состояния элементов биосферы, которая определяется через функции состояния экосистем по частным показателям или совокупности показателей. Комплексный мониторинг позволяет определить максимально и минимально допустимые значения, а также реальное состояние экосистемы при антропогенном воздействии.

Возможно рассмотрение более сложной картины состояния биосферы, включающей критическое состояние, нормальное и возбужденное состояние экосистемы, зону экологического резерва и «нежелательную» ситуацию.

Одной из мер по обеспечению ПДЭН на биосферу является нормирование выбросов, которое проводится в зависимости от типа выбросов загрязняющих веществ. Во всех случаях выделяется критическое звено в природных средах и биоте, устанавливается ПДЭН на критическое звено, устанавливается связь между ПДЭН и предельно допустимым выбросом (ПДВ).

Задание 1. Составьте типовую схему системы мониторинга и его организации, включая организационные мероприятия, информационные подсистемы, подсистемы мониторинга.

Задание 2. Перечислите и оформите в виде таблицы выбросы, приводящие к загрязнению в региональном масштабе. Укажите основные факторы, оказывающие влияние на перенос загрязнителей.

Задание 3. Определить и оформить в виде таблицы выбросы, приводящие к загрязнению в локальном масштабе в вашем населенном пункте. Укажите основные меры по защите биосферы.

Семинар №3. Тема: Мониторинг промышленного предприятия

Цель: Определить возможные негативные последствия на окружающую среду на стадии проектирования, строительства и эксплуатации промышленных предприятий.

Понятийный аппарат: Мониторинг промышленного предприятия, ПДВ, ПДС, мониторинг источников загрязнения, Росгидромет, Госсанэпиднадзор, масса загрязнителя, подфакельные наблюдения, фоновая концентрация.

Введение в тему: Организация мониторинга промышленного предприятия начинается с определения отрасли, к которой оно принадлежит, изучения технологических регламентов, инвентаризации потребляемых ресурсов, выбросов и сбросов, а также анализа состояния окружающего предприятия района. В сбросах и выбросах должны учитываться тепло, взвешенные частицы, химические соединения и радиоактивные вещества, если таковые имеются.

Если предприятие еще не работает, то на стадиях проектирования и строительства следует провести фоновый мониторинг района, результаты которого будут служить эталоном при определении влияния на окружающую среду в районе предприятия после его пуска.

Мониторинг района промышленного предприятия обычно проводят его собственные службы и независимые организации Росгидромета, Госсанэпиднадзора, местных органов охраны природы.

На основе анализа состояния окружающей среды района и общих нормативов предприятию определяются ПДВ и ПДС, которые и должны неукоснительно соблюдаться, контроль чего также входит в программу мониторинга. Подлежащие определению в ходе мониторинга загрязнители устанавливаются в соответствии с профилем предприятия.

При мониторинге источников загрязнителей различных предприятий следует обращать особое внимание на возможность концентрирования различных веществ, содержащихся в используемых природных средах и ресурсах, в образующихся «хвостах», сбросах и выбросах производства.

Задание 1. Составьте типовую схему системы «Предприятие -окружающая среда». Выделите соответствующие подсистемы, потоки загрязнителей между подсистемами и самим предприятием.

Пояснение к выполнению задания. Составьте схему для предприятия (по выбору):

1. Молочный комбинат;

2. Консервный завод;

3. Мебельный комбинат;

4. Цементный завод;

5. Сажевый завод;

6. Мясной комбинат;

7. Кожевенный завод;

8. Стеклотарный завод;

9. Ликеро-водочный завод;

10. Хлебокомбинат.

Задание 2. Составьте типовую схему системы «Предприятие -окружающая среда» на стадии проектирования и строительства. Проведите основные этапы фонового мониторинга.

Пояснение к выполнению задания. Составьте схему мониторинга для предприятий, находящихся на стадии проектирования и строительства (по выбору):

1. Газоконденсатный завод;

2. Завод по производству минеральных удобрений;

3. Фармацевтический завод;

4. Предприятие по переработке нефти и нефтепродуктов.

Семинар №3. Тема: Острые экологические ситуации России и прилегающих стран

Цель: Выявить районы наиболее острых экологических ситуаций на территории России и стран СНГ.

Оборудование: Эколого-географический атлас России, атлас России.

Понятийный аппарат: Экологическая ситуация, экологический кризис, экологическая катастрофа, экологический конфликт, коллапс.

Введение в тему. Особенности экологической обстановки и острота тех или иных проблем качества окружающей среды в различных регионах России и прилегающих странах определяются характером и масштабами хозяйственной деятельности в прошлом и в настоящем, а также спецификой местных природных и климатических условий.

По данным РАН и Н.Ф. Реймерса видится следующая ранжировка зон по состоянию здоровья и природы:

- Зона напряженной экологической ситуации, экологических проблем - это территория, в пределах которой наблюдается переход от нормального к критическому, и территория, где отдельные показатели здоровья населения (заболеваний детей и взрослых, частота психических отклонений, достоверно выше, чем на территории с благополучной ситуацией).

- Зона экологического бедствия, территория, в пределах которой наблюдается переход от критического состояния природы к катастрофическому, и это территории где показатель здоровья населения, детской смертности, заболевания детей, частота наступления инвалидности и психологических отклонений достоверно выше нормы, продолжительность жизни достоверно выше нормы.

- Зона экологической катастрофы, территория, где наблюдается переход от состояния природы катастрофической фазы к коллапсу.

- Благополучная ситуация; территории, где происходит устойчивый рост продолжительности жизни, заболевания снижаются.

Задание 1. Используя нижепреведенные данные, назовите и запишите основные источники и причины возникновения природоохранных проблем в разных регионах СНГ. Зоны экологического бедствия нанесите не контурную карту.

На территории России и стран СНГ (по данным РАН) выделяется 16 зон экологического бедствия:

1. Арал и Приаралье (полностью бассеин Аральского моря и реки) Пд, Пс, Пх;

2. Зона Чернобыльской АЭС (р-н Чернобыля: Брянская область, Беларусь, Калужская область и Украина) Х, В, Пх;

3. Донбасс К;

4. Днепровско-Криворожский промышленный район (Днепропетровск, Кривой рог) Н, В, Пх;

5. Молдава Пх, Пс, Эо, У, А, В;

6. Рекреационное побережье Черного и Азовского морей (50 км) В, Вм, А, О, К;

7. Северный Прикаспий Н, В, Вм, Р, Пд, А, К;

8. Калмыкия Д, Пд;

9. Среднее Поволжье и прикамье (река Кама и вся территория до нижней Волги) В, Н, Пэ, А, Эо, Л, Лд;

10. Кольский п-ов В, Н, А, Д, Лд, К;

11. Промышленная зона Урала Н, А, В, Пх, У, Лд;

12. Кузбасс Н, А, В, Пх, Пд;

13. Байкал В, А, Р, Лд, Эо,М, К;

14. Московский регион А, В, У, Пх, Лд;

15. Фергана А, В, Н, У, Пс, Пд, Пх;

16. Усь-Каменогорский район Н, А, В, Эо, У, Р, К;

Условные обозначение:

А - загрязнение атмосферы; Вм - загрязнение морей;

В - истощение и загрязнение вод; Л - обезлесивание, перерубка лесов;

Лд - деградация лесных массивов; Д - деградация естественных кормовых угодий;

Р - истощение рыбных ресурсов; Пэ - Ускоренная эрозия почв;

Пд - дефляция почв; Пх - химическое загрязнение почв;

Эо – интенсивное оврагообразование почвогрунтов; М - нарушение мерзлотного режима;

К - комплексное разрушение земель; У - утрата продуктивности земель в результате их отчуждения; Х - радиационное загрязнение территории; Пс - вторичное засоление почв;

О - Снижение и потеря рекреационного качества; Вм - загрязнение морей.

Города с десятикратным загрязнением окружающей среды. Города обозначать пунсонами.

1. Абакан, Архангельск, Ангарск;

2. Барнаул, Братск;

3. Волжский;

4. Грозный;

5. Иркутск;

6. Калининград, Каменск-Уральский, Красноярск;

7. Самара, Липецк Магнитогорск, Москва;

8. Новокузнецк, Нижний Тагил, Новосибирск, Омск;

9. Оренбург, Пермь Ростов-на-Дону; 10.Екатеринбург, Тюмень, Улан-Удэ;

11.Хабаровск, Челябинск, Череповец, Чита, Южно-Сахалинск.

Задание 2. По карте экологических ситуаций в России и прилегающих территорий (Атлас, стр. 28-29) выявите районы экологических бедствий. Объясните причины существующих в этих районах природоохранных проблем. Основные результаты запишите в тетради.

Задание 3. Дайте прогноз развития ситуации в России и в вашем регионе. Основные выводы оформите в виде таблицы.