МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Мониторинг природных и техносферных объектов
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки20.04.01. Техносферная безопасность
ПрофильКомплексная безопасность, народосбережение, ресурсосбережение в системе БЖД
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость3 ЗЕТ
Учебный план20_04_01_ТБ-1-2020
Часов по учебному плану 108
в том числе:
аудиторные занятия 32
самостоятельная работа 76
Виды контроля по семестрам
зачеты: 3

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 2 (3) Итого
Недель 16,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 6 6 6 6
Лабораторные 14 14 14 14
Практические 12 12 12 12
Сам. работа 76 76 76 76
Итого 108 108 108 108

Программу составил(и):
д.х.н., доцент, Темерев Сергей Васильевич

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, Харнутова Елена Павловна

Рабочая программа дисциплины
Мониторинг природных и техносферных объектов

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 20.04.01 ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 06.03.2015г. №172)

составлена на основании учебного плана:
20.04.01 Техносферная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., доцент

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от 31.08.2020 г. № 1
Заведующий кафедрой Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., доцент

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель – усвоение основных закономерностей взаимодействия техногенных источников с компонентами экосистем.
Задачи:
- классифицировать природные и техногенные источники по типу, мощности и масштабу негативного воздействия на окружающую среду;
- основные представления о способах выражения концентраций и содержаний токсикантов в составляющих окружающей среды;
- методические основы идентификации химических и иных источников негативных воздействий на экосистемы в целом и компоненты природной среды;
- количественно рассчитывать химическую нагрузку от точечных и диффузных источников в экосистемах различного уровня сложности.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.06

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-5: способностью моделировать, упрощать, адекватно представлять, сравнивать, использовать известные решения в новом приложении, качественно оценивать количественные результаты, их математически формулировать
ПК-9: способностью создавать модели новых систем защиты человека и среды обитания
ПК-10: способностью анализировать, оптимизировать и применять современные информационные технологии при решении научных задач
ПК-11: способностью идентифицировать процессы и разрабатывать их рабочие модели, интерпретировать математические модели в нематематическое содержание, определять допущения и границы применимости модели, математически описывать экспериментальные данные и определять их физическую сущность, делать качественные выводы из количественных данных, осуществлять машинное моделирование изучаемых процессов
ПК-19: умением анализировать и оценивать потенциальную опасность объектов экономики для человека и среды обитания
ПК-22: способностью организовывать мониторинг в техносфере и анализировать его результаты, составлять краткосрочные и долгосрочные прогнозы развития ситуации
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.- основные закономерности экологии природных экосистем;
- характеристики различных средств измерений параметров природной среды;
- основы современных методических разработок (руководящих документов РД, методических указаний МУ в области санитарно-гигиенического мониторинга) и передовых достижений в области эко-аналитического контроля;
- принципы, методы количественной оценки экологического состояния природных объектов;
- специфику и механизм токсичного действия на живое вещество организмов приоритетных загрязнителей в атмосферном воздухе, водоемах(водотоках) и биогеоценозах;
- принципы и методы идентификации химических источников загрязнений различных типов, а также других источников негативных воздействий на компоненты природной среды.
3.2.Уметь:
3.2.1.- формулировать основные понятия, методы и термины экологического мониторинга;
- выбрать методы и средства измерений параметров окружающей среды с целью оценки качества и контроля;
- рассчитать необходимое количество и оптимальное размещение следящей аппаратуры;
- нормировать результаты контрольных параметров природной среды для оценки ее состояния и прогноза;
- разрабатывать элементы информационно-аналитических систем мониторинга;
- использовать готовые пакеты программ, предназначенные для обработки результатов мониторинга с целью кратко-, долго-срочного прогнозирования экологической ситуации для оптимизации управленческих решений в экспертных задачах экологического контроля технических проектов;
- принципы и методы проведения экологической экспертизы масштабных гидротехнический и энергетических проектов.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.расчета нагрузки химических источников в экосистемах; оценки опасности химических источников в экосистемах.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Введение Предмет и задачи дисциплины
1.1. Предмет и задачи курса. Актуальность информации о природных и техногенных источниках. Позиционирование курса в блоке экологических дисциплин. Классификация загрязнений по Н.Ф. Реймерсу. Химические загрязняющие вещества. Токсикант. Приоритетные токсиканты Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.2. Природные и техногенные источники Практические 3 2 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.3. Определение общих фихико-химических показателей воды (pH, Eh). Лабораторные 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.4. Природные и техногенные источники загрязнения окружающей среды Сам. работа 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
1.5. Токсиканты. Классификация токсикантов. Особенности приоритетности для составляющих природной среды Сам. работа 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 2. Химические источники загрязнений экосистем. Точечные и диффузные химические источники
2.1. Природные и техногенные источники. Антропогенез, техногенез. Закономерности миграции токсикантов от источника в компоненты природной среды. Особенности техногенной миграции элементов в окружающей среде Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
2.2. Токсиканты. Приоритетные токсиканты Практические 3 2 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
2.3. Источники химического загрязнения экосистем. Классификация источников загрязнения экосистем Сам. работа 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
2.4. Закономерности миграции токсикантов от источника в компоненты природной среды. Особенности техногенной миграции элементов в окружающей среде Сам. работа 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
2.5. Выбросы ЗВ(загрязняющих веществ) в атмосферу. Понятие атмосферного аэрозоля. Характеристика источников на примере диоксида серы. Коэффициент аэрозольной аккумуляции на примере тяжелых металлов. Приоритетные и неприоритетные ЗВ атмосферного воздуха. Формы алкилированного свинца как источники загрязнения атмосферы и криосферы от транспорта. Идентификация источников алкилированного свинца с применением инструменальных методов анализа Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 3. Группы источников загрязнения окружающей среды
3.1. Жидкий и твердый сток промышленных предприятий, коммунальные и бытовые стоки городов. Утечка из инженерных сетей. Формирование антропогенного загрязнения океана. Понятие водной экосистемы. Формирование антропогенного загрязнения водоемов и водотоков в различных отраслях промышленности. Характеристика спектра загрязнений от каждого вида производства. Источники загрязнения водных экосистем и их идентификация Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.2. Твердые отходы. Радиация и радиоактивные вещества.Тяжелые металлы. Минеральные удобрения Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.3. Группы источников загрязнения окружающей среды Практические 3 2 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
3.4. Источники загрязнения окружающей среды Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 4. Основы количественных измерений в экологических оценках загрязнений водных экосистем
4.1. Основы гидрометрии. Взаимосвязь уровня и расхода. Концентрация химического вещества. Содержание ЗВ в речных взвесях. Понятие твердого и жидкого стока ЗВ. Донные осадки – источники вторичных химических загрязнений Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
4.2. Основы количественных измерений в экологических оценках загрязнений водных экосистем Сам. работа 3 8 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 5. Точечные и диффузные источники водных экосистем
5.1. Количественный расчет химической нагрузки на экосистему от точечного источника. Особенности идентификации точечных источников химических загрязнений водных объектов. Модели диффузного загрязнения водных экосистем. Модуль химического стока ЗВ Сам. работа 3 8 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
5.2. Определение цинка в воде атомно-абсорбционным методом. Лабораторные 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
5.3. Статистический метод оценки диффузного загрязнения Агентства по охране окружающей среды США: средняя концентрация события (СКС), закон распределения СКС, поллютограф, коэффициент вариации. Статистический расчет средней концентрации ЗВ. Регрессионная модель урбанизированных территорий (Геологической службы США). Российские компьютерные программы «RIVER», «FLOD», «БОР» (расчет волн прорыва) Сам. работа 3 8 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 6. Оценка диффузного загрязнения речных систем от снеговых паводков
6.1. Взаимодействие водотока с урбанизированными территориями в период снеговых (дождевых) паводков. Идентификация точечных и диффузных загрязнений снежного покрова Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
6.2. Определение перманганатной бихроматной окисляемости воды. Лабораторные 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
6.3. Оценка диффузного загрязнения речных систем от снеговых паводков Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 7. Идентификация источников химических загрязнений воздуха, воды и почв методами аналитической химии
7.1. Оптические методы анализа окружающей среды. Атомная и молекулярная спектрометрия. Эмиссионные методы. Электрохимические методы анализа компонентов природной среды. Потенциометрия. Кулонометрия. Вольтамперометрия Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
7.2. Оптические методы анализа окружающей среды. Электрохимические методы анализа компонентов природной среды Практические 3 4 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
Раздел 8. Новые информационные технологии идентификации источников химических и иных загрязнений
8.1. ГИС в идентификации источников загрязнений. Электронное картографирование. Изолинии и изоконцентраты Лекции 3 1 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.2. Электронное картографирование. Изолинии и изоконцентраты Практические 3 2 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1
8.3. Новые информационные технологии идентификации источников химических и иных загрязнений Сам. работа 3 6 ОПК-5, ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-19, ПК-22 Л1.1, Л1.2, Л2.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Вопросы к зачёту по дисциплине «Мониторинг природных и техносферных объектов» представлены в фонде оценочных средств.
5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не используется
5.3. Фонд оценочных средств
Фонд оценочных средств закреплен в приложении.
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 А. П. Хаустов, М. М. Редина Экологический мониторинг: учебник для академического бакалавриата М.: Издательство Юрайт, 2018 www.biblio-online.ru/book/7DF1762C-ACA1-48D1-8C23-6D9F5F10D00E
Л1.2 Шамраев, А.В. Экологический мониторинг и экспертиза : учебное пособие Оренбург : Оренбургский государственный университет, 2014 URL: https://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=270263
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Хуаз С. Х., Киселёв М. В., Мельников С. П. Методические указания по дисциплине «Экологический мониторинг природных объектов» по выполнению практических занятий для обучающихся по направлению подготовки 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение» (квалификация (степень) «бакалавр»): Учебная литература для ВУЗов СПбГАУ, 2015 http://biblioclub.ru/index.php?page=book_red&id=445940
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 не используется
6.3. Перечень программного обеспечения
Microsoft Windows 7 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная);
Microsoft Office 2010 № 60674416 от 19.07.2012 г. (бессрочная).
6.4. Перечень информационных справочных систем
Информационная справочная система:
СПС КонсультантПлюс (инсталлированный ресурс АлтГУ или http://www.consultant.ru/).
Профессиональные базы данных:
1. Электронная база данных «Scopus» (http://www.scopus.com);
2. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/);
3. Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru)

Единый образовательный портал АлтГУ
https://portal.edu.asu.ru/enrol/index.php?id=4843

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении.