Реферат: Программа дисциплины " Экологическая геология " для слушателей курса повышения квалификации по программе

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Геологический факультет

КАФЕДРА МИНЕРАЛОГИИ И ПЕТРОГРАФИИ


РАСШИРЕННАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ


“Экологическая геология”

ДЛЯ СЛУШАТЕЛЕЙ КУРСА ПОВЫШЕНИЯ КВАЛИФИКАЦИИ ПО ПРОГРАММЕ

«г е о ф и з и к а»


Авторы программы, доцент Булка Г.Р.

СНС Винокурова В.В.


Принята на заседании кафедры минералогии и петрографии

(протокол №____ от «____»___________200__г.)

Заведующий кафедрой

___________________А.И.Бахтин


^ Краткая аннотация:


Курс имеет целью ознакомить слушателей с проблемами современной геоэкологии и геоэкогеофизикой, определяемыми как эволюцией Земли, так и биоты. Анализируется механизмы влияния этих процессов на состояние атмосферы, гидросферы, криосферы, почвенного покрова и литосферы в историческом прошлом и современном этапе техногенного развития человеческого общества. Здесь обсуждаются также геоэкологические проблемы, связанным с выработкой стратегии оптимального развития человечества. Анализируется проблемы утилизации и вторичного использования горнопромышленного сырья, продуктов сельскохозяйственного производства, бытовых и промышленных отходов. Рассматриваются основные направления использования геофизических методов для геолого-экологического мониторинга окружающей среды различных природно-технических систем и глобальных изменений климата.


Введение.


Всеобщее и все более возрастающее внимание у нас в стране и во всем мире к проблемам экологии не случайно. Оно вызвано обостряющимися экологическими проблемами глобального масштаба, острота которых в полной мере еще не осознана человечеством. При этом, острейшие экологические проблемы сводятся лишь к вопросам загрязнения и изменения атмосферы, включая проблему так называемой «озоновой дыры», к вопросам загрязнения водоемов, сохранения растительных богатств и животного мира и т.д., забывая о том, что все эти компоненты природы тесно связаны с самой Землей, точнее, с ее внешней оболочкой – литосферой (геологической средой).

Именно литосфера является материальной или литогенной основой биосферы - сферы жизни на нашей планете. На горных породах, как на основании, формируются почвы, ландшафты, развиваются растительные и животные сообщества. В то же время горные породы при активном участии человека, в процессе его разнообразной деятельности (техногенеза) все больше и больше включаются в техносферу. Под этим термином понимают часть биосферы, затронутой антропогенными техногенными процессами (техносферой).

Не умаляя значимости перечисленных выше глобальных экологических проблем атмосферы и гидросферы, растительных и животных сообществ, необходимо отметить, что их решение невозможно вне взаимосвязи с проблемами экологии геологической среды. Различные вопросы экологических проблем геологической среды изучаются в новом научном направлении - экологической геологии (экогеологии). Физические поля, возникающие при воздействии на литосферу биосферой и антропогенными техногенными нагрузками являются предметом нового научного направления экогеологии- экогеофизики. Возникновение техногенных физических полей в геологической среде может возникать при прямом воздействии на литосферу, например, при закачке поверхностных вод в нефтяные пласты, так и косвенном, например, в результате осаждения из атмосферы радиоактивных аэрозолей при авариях на предприятиях ядерного топливного цикла или испытаниях ядерного оружия. В этой связи предметом изучения геоэкологии становятся и процессы в атмосфере и гидросфере, а также космические процессы, воздействующие на ионосферу, магнитосферу и тепловой и радиоционный балансы планеты.


^ Содержание курса.


Тема 1. Предмет и задачи геоэкологии, как науки изучающей взаимодействие геосфер Земли с биотой. Представление В.И.Вернадского о биосфере. Основные понятия экологии: уровни организованности биосферы и ее границы, биоценоз и биотоп в экосистемах, иерархия экосистем. Абиогенные факторы для биосферы и геологическая среда: эндогенные и экзогенные. Космические факторы в эволюции биосферы. Хемосинтез и фотосинтез в становлении современного облика биоты. Биосферные источники образования месторождений полезных ископаемых. Свет как абиогенный и экзогенный фактор. Континентальная и океаническая фотосинтезирующая активность. Цикличность биосферных процессов. Энергетическая емкость абиогенных и биосферных процессов.

Тема 2. Физические поля планеты как экологические факторы. Поле тяготения и его влияние на биосферу. Тепловое поле планеты. Электрическая активность на планете. Климатическая зональность. Естественная радиация. Естественные радиоактивные элементы. Геном и гинетический фонд биосферы. Видовое разнообразие биосферы и мутации. Магнитное поле планеты как экологический фактор.

Тема 3. Атмосфера. Химические и фотохимические реакции в атмосфере. Энергетика атмосферных процессов. Циркуляция в атмосфере и перенос химических элементов. Эволюция атмосферы в течение геологического времени, современный состав. Биосферные функции атмосферы: средообразующая, ресурсная и транспортная. Роль атмосферных процессов в преобразовании литосферы. Антропогенные изменения состояния атмосферы. Источники и стоки парниковых газов и искусственных химических соединений. Экологические последствия антропогенных изменений атмосферы.

Тема 4. Гидросфера. Основные особенности гидросферы, ее роль в процессах, протекающих в планетарных и биосферных процессах. Испарение и транспирация. Водный баланс планеты: мировой океан, воды суши, вода в атмосфере. Интенсивность водной миграции химических элементов. Растворенное в воде органическое вещество и его транспортная, средообразующая, барьерная и ресурсная функции в водах океана и суши. Эволюция гидросферы в течение геологического времени. Общество и водные ресурсы планеты: современное состояние, загрязнение и экологические последствия, ресурсная функция для добычи элементов.

Тема 5. Литосфера. Эволюция литосферы. Объемы поверхностной миграции вещества в биогенных и абиогенных процессах. Ресурсная, средообразующая и барьерная функция литосферы и криолитосферы. Ресурсная функция литосферы, как среды захоронения промышленных и радиоактивных отходов. Особенности нарушения геологической среды в зависимости от строения геологической среды: сейсмо-тектоническая активность, энергии рельефа, криолитозона. Взаимодействие литосферы с атмосферой и гидросферой.

Тема 6. Объемы и механизмы антропогенных воздействий на геосферы (топливно-энергетический комплекс, градообразующие и транспортные природно-технические системы, агропромышленный комплекс) как результат роста народонаселения и уровня жизни. Экологические нагрузки на биосферу при поиске, разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых и энергетического сырья. Техногенная миграция элементов, элементо-органических и органических соединений. Ядерная энергетика и окружающая среда: добыча, полный ядерный цикл, захоронение.

Тема 7. Методы оценки состояния окружающей среды и прогноза ее антропогенных изменений: биоиндикаторы, локальные и дистанционные методы зондирования (в том числе и геофизические). Природа источников загрязнений окружающей среды и особенности геофизических аномалий. Эколого-геофизические исследования и мониторинг вещественного (геохимического) загрязнения окружающей среды. Техногенное физическое загрязнение окружающей среды: природа и виды загрязнений. Геоэкологический мониторинг, его назначение и содержание: масштабность, временные рамки, устойчивость. Мониторинг окружающей среды и его техногенных составляющих: а) топливно-энергетический комплекс, б) агропромышленный комплекс, в) горнопромышленный комплекс. Эколого-геофизические исследования и мониторинг геодинамических природных и техногенных процессов: а) экогравитация, б)экогидрогеофизика, в)экокриология.

Тема 8. Народонаселение и рациональное использование геологической среды. Народонаселение и сырьевые ресурсы планеты: а) топливно-энергетический комплекс б) агропромышленный комплекс, в) горнопромышленный комплекс, г) транспортные природно-технические системы. Экологические нагрузки на основные типы экосистем на различных стадиях горно – геологических работ и техногенеза: а) криолитозона, б) горные районы, в) лесные системы и т.д.. Ресурсосберегающие технологии и состояние окружающей среды. Вопросы принятия решений в мониторинге на локальном, региональном, федеральном и международном уровнях. Правовые и организационные аспекты, международное сотрудничество, современные тенденции экологизации производственных процессов, экономики, стратегии выживания человечества. Экологические проблемы РФ и РТ. Красная и зеленая книги РФ и РТ.

^ ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Андрус Дж., Бримблекумб П., Джикелла Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды. –М.: Из-во «МИР», 1999. – 271 с.

Бахтеев М.К. Геоэкология.- Дубна: Международный университет природы, общества и человека "Дубна", 1997, -336с..

Боровский М.Я., Газеев Н.Х., Нургалиев Д.К. Геоэкология недр Республики Татарстан: геофизические аспекты. - Казань: Из-во «Экоцентр», 1996. - 316с.

Братков В.В., Овдиенко Н.И. Геоэкология: Учебное пособие. –М.: Высш. шк., 2006. –271 с.

Вахромеев Г.С. Экологическая геофизика.- Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 1995.

Вахромеев Г.С., Ерофеев Л.Я., Канайкин В.С., Номоконова Г.Г. Петрофизика.- Томск: Изд-во Томского университета, 1997.

Вернадский В.И. Химическое строение биосферы и ее окружения.- М.: Наука, 1965.- 374с.

Вернадский В.И. Живое вещество.- М.: Мир, 1975.- 740с

Владимиров В.А., Измаилов В.И. Катастрофы и экология / Центр гражд. иссл. гражд. защиты – М.: Изд-во Контакт-культура, 2000.-380с.

Голубев Г.Н. Геоэкология.: Учебное пособие. –М.: Аспект Пресс, 2006.

Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации». : www/mnr/gov.ru/part/?hid=776

Разработка концепции мониторинга природно-техногенных систем. Т. 1, 2.- М.: Изд-во РАН, 1993.

Петров К.М. Геоэкология.: Учебное пособие. –СПб., Издательство СпбГУ, 2004.

Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь справочник. -М.: 1990.- 637с.

Теория и методология экологической геологии / Под ред. В.Т.Трофимова.- М.: Изд-во МГУ, 1997. -254с.

Трухин В.И., Показаев К.В., Куницин В.Е., Шрейдер А.А. Основы экологической геофизики.: Учебное пособие. –СПБ.: М.: Краснодар: Из-во «Лань», 2004. -384 с.

Экологические функции литосферы. / Под ред. В.Т.Трофимова. – М.: Изд-во МГУ, 1997. -430с.

Хмелевской В.К. Геофизические методы исследования земной коры. Кн. 2.- Дубна: Международный университет природы, общества и человека "Дубна", 1997.



Приложение I

к программе дисциплины Экологическая геология


^ ВОПРОСЫ ДЛЯ УСТНЫХ ОТВЕТОВ И/ИЛИ

ДЛЯ ПОДГОТОВКИ РЕФЕРАТОВ К ЗАЧЕТУ


Место геологической экологии и геофизической экологии среди других наук, ее связи с ними.

Вклад В.И.Вернадского в развитие науки.

Ноосфера в понятии В.И.Вернадского и ее место в науке.

Область распространения живого вещества на нашей планете и асимметрия биосферы

Биоценоз и биотоп в экосистеме и их роль для экологической геологии.

Роль космоса в эволюции биосферы.

Виды цикличности биосферных процессов.

Функции света в биосферных процессах.

Отличия и общность хемо- и фотосинтеза.

Процессы переноса и образования воды в биосфере.

Геосферы планеты. Их деление по вещественному составу и физическим процессам.

Атмосфера и ее состав. Время пребывания в атмосфере аэрозолей, парниковых газов и паров воды.

Ресурсные и транспортные функции атмосферы.

Тепловой баланс планеты и влияние парниковых газов

Гидросфера, ее строение и состав. Время пребывания в гидросфере ионов и анионов.

Ресурсные и транспортные функции гидросферы: прямые и косвенные.

Коэфициенты биологического поглощения элементов из океанических вод.

Прямые и косвенные факторы антропогенного воздействия на гидросферу.

Экологические функции литосферы.

Ресурсные функции литосферы.

Антропогенное воздействие на литосферу: прямое и косвенное.

Техногенез, как понятие. Его связь с экологической геологией и влияние на литосферу.

Понятие об экологической защищенности геологической среды.

Различия в подходах к экологической защищенности геологической среды при добыче ПИ и захоронении отходов.

Антропогенная радиация и захоронение радиоактивных отходов: научные подходы и практика.

Народонаселение и сырьевые ресурсы планеты: а) топливно-энергетический комплекс б) агропромышленный комплекс, в) горнопромышленный комплекс, г) транспортные природно-технические системы.

Антропогенные техногенные процессы с участием соединений искусственного происхождения: миграция и последствия.

Экологические нагрузки на основные типы экосистем на различных стадиях горно – геологических работ и техногенеза: а) криолитозона, б) горные районы, в) лесные системы и т.д.

Ресурсосберегающие технологии и состояние окружающей среды.

Методы оценки состояния окружающей среды: а)традиционные биоиндикаторные методы, б) геохимические методы, в) геофизические методы.

Мониторинг окружающей среды и его техногенных составляющих: а) топливно-энергетический комплекс, б) агропромышленный комплекс, в) горнопромышленный комплекс

Эколого-геофизические исследования и мониторинг геодинамических природных и техногенных процессов: а) экогравитация, б)экогидрогеофизика, в)экокриология

Природа источников загрязнений окружающей среды и особенности геофизических аномалий.

Эколого-геофизические исследования и мониторинг вещественного (геохимического) загрязнения окружающей среды.

Техногенное физическое загрязнение окружающей среды: природа и виды загрязнений.

Иерархия систем мониторинга за состоянием окружающей среды: глобальная, государственная, региональная и т.д.: а) для атмосферы, в) для гидросферы, г) для литосферы.


Примечание:

1. При ответах на вопросы, содержащие подпункты а), б), в) и т.д. объем ответа (реферата) дается по одному из подпунктов.

2. Помимо ответа на теоретические вопросы на зачете может быть предложена для реферирования одна из статей по геологической экологии из отечественной и зарубежной периодики.