Общая трудоемкость курса, акад.ч.: 72

Лекции, акад.ч.: 16

Практические занятия, акад.ч.: 16

Самостоятельная работа, акад.ч.: 40

Вид итогового контроля: Зачет с оценкой

Базовые знания:
Программа курса предполагает, что обучающиеся имеют базовые знания, полученные в общеобразовательной школе, а также на первых курсах обучения в университете.

Содержание курса:
Введение. Планета Земля и Вселенная, современные представления. Понятие о планетарных границах.
1. Биосфера планеты Земля.
1.1. Границы, эволюция и структура биосферы. Биологическое накопление. Планетарная граница – химическое загрязнение.
Возникновение жизни. Биогеохимическая эволюция геосфер. Химический состав живого вещества. Границы биосферы. Эволюция и структура биосферы. Хиральная чистота биосферы. Вклад В. И. Вернадского в учение о биосфере. Функции и типы вещества по В. И. Вернадскому. Биологическое накопление. Планетарная граница – химическое загрязнение.
1.2. Основные понятия и законы экологии Рост и развитие. Биосферные ограничения роста. Устойчивость экосистем. Планетарная граница – изменение экосистем суши. Имитационная игра «Остров».
Возникновение и развитие экологии как науки. Основные разделы экологии. Основные понятия и законы экологии. Закон ограничивающего фактора. Закон взаимодействия Факторов. Общие закономерности действия факторов среды на организмы. Закон оптимума. Оптимум и пессимум. Трофические цепи. Трофические сети. Правило 10 процентов. Рост и развитие. Биосферные ограничения роста. Правила имитационной игры «Остров». Устойчивость экосистем. Планетарная граница – изменение экосистем суши.
1.3. Биоразнообразие. Планетарная граница – сохранение биоразнообразия.
Биоразнообразие. Понятие биомассы. Первичная и вторичная продукции. Пирамида биомасс. Пирамида чисел. Пирамида энергии. Принцип цикличности. Принцип отрицательной обратной связи. Принцип биологического разнообразия. Планетарная граница – сохранение биоразнообразия.
2. Физико-химические процессы в геосферах Земли.
2.1. Воздушная оболочка Земли –атмосфера. Планетарные границы- истощение озонового слоя и выбросы аэрозолей в атмосферу.
Строение и состав атмосферы. Температурный профиль атмосферы. Фотохимические процессы в атмосфере. Фотохимические процессы в стратосфере. Озон. Цикл Чепмена. Озоновый слой. "Озоновые дыры". Возможные химические и гидродинамические причины снижения концентрации озона в стратосфере. Деградация озонового слоя как глобальная проблема. Планетарная граница - истощение озонового слоя. Физико-химические процессы в тропосфере. Свободные радикалы и их роль в процессах трансформации микропримесей в тропосфере. Основные источники и стоки соединений азота и серы. Трансграничный перенос. Окисление метана и его гомологов. Тропосферный озон. Смог Лондонского и Лос-Анджелесского типа, сходство и различие.
Дисперсные системы в атмосфере. Классификации частиц по размерам. Глобальное затемнение. Планетарная граница - выбросы аэрозолей в атмосферу.
Парниковые газы в атмосфере. Влияние в изменении состава атмосферы на климат планеты. Углеродный след. Планетарная граница – изменение климата.
2.2. Гидросфера – водная оболочка Земли. Планетарные границы – закисление океана и мировое потребление пресной воды.
Строение гидросферы. Основные виды природных вод. Главные анионы и катионы в природных водах. Минерализация. Баланс вод на Земле. Гидрологический цикл. Планетарная граница - мировое потребление пресной воды.
Растворимость газов и рН атмосферных осадков. Поверхностные воды. рН. Поверхностные воды – рН, щелочность. Закисление водоемов. Планетарная граница–закисление океана.
Стратификация природных водоемов. Олиготрофные и эфтрофные состояния водоемов. Эфтрофикация. Сульфат редукция в водоемах. Кислород в океанах.
2.3. Литосфера, земная кора и почвенный слой. Планетарные границы – азотный и фосфорный циклы.
Строение и состав литосферы. Процессы выветривания и почвообразования. Почва. Органические вещества в почве. Элементный состав. Основные функциональные группы. Морфологические признаки почв. Почвенные горизонты. Фазовый состав почв. Особенности состава почвенного раствора и почвенного воздуха. Понятие о кислотности почв. Соединения азота и фосфора в почвенном слое. Биогеохимические циклы азота и фосфора. Планетарные границы – азотный и фосфорный циклы. Основные причины деградации почв.
3. Парадигма – устойчивое развитие. Цели устойчивого развития до 2030 года.
3.1. Основные парадигмы развития человечества. Устойчивое развитие. Цели устойчивого развития. Пределы роста. Римский клуб. Экологический след. Имитационная игра с компьютерной поддержкой «Всемирное рыболовство». Цели устойчивого развития №1и №2 – ликвидация голода, нищеты развития. Основные сценарии развития общества. Результаты и выводы моделирования. Невозможность обеспечения устойчивого развития при сохранении современных тенденций и принципов существования общества. Комиссия ООН по окружающей среде и развитию (1983г.). «Наше общее будущее» (1987 г). Три составляющих устойчивого развития: экономическая, экологическая, социальная. Устойчивое развитие и потребление. Стокгольмская декларация. ЮНЕП – программа ООН по окружающей среде. Всемирная хартия природы (1982). Формирование массового экологического сознания.
Римский клуб и глобальная проблематика. Пределы роста, выход за пределы роста. Книги «Пределы роста» (1972), «За пределами роста» (1992), «Пределы роста: 30 лет спустя» (2002). Математическое моделирование. Математическая модель «Мир-3», основанная на наборе уравнений, описывающих связи между 5 параметрами. 12 сценариев развития мира до 2100 г. Переменные модели: численность населения, производство продуктов питания, загрязнение окружающей среды, промышленный капитал, потребление ресурсов.
Основные сценарии развития общества. Результаты и выводы моделирования. Невозможность обеспечения устойчивого развития при сохранении современных тенденций и принципов существования общества. Цели тысячелетия. Цели устойчивого развития до 2030 года. Цель устойчивого развития №1: Повсеместная ликвидация нищеты во всех ее формах. Цель устойчивого развития №2: Ликвидация голода, обеспечение продовольственной безопасности и улучшение питания, и содействие устойчивому развитию сельского хозяйства.
3.2. Народонаселение и глобальные экологические проблемы. Урбанизация. Материальные и энергетические ресурсы планеты. Цели устойчивого развития №7 и №11 – недорогостоящая и чистая энергия и устойчивые города и населенные пункты.
Динамика народонаселения. Регулирование численности населения. Распределение населения. Урбанизация и связанные с ней проблемы.
Понятие о природных ресурсах и методах их классификации. Энергетические ресурсы. Основные природные источники энергии. Динамика распределения потребляемой в мире энергии по ее источникам. Сланцевый газ. Энергетический баланс по ресурсам и методам получения энергии в мире и в России. Энергетика традиционная. Экологические последствия использования ископаемого топлива. Атомная энергетика, гидроэнергетика. Альтернативная (Зеленая) энергетика. Ветровая энергетика. Солнечная энергетика. Активное и пассивное использование солнечной энергии. Геотермальная энергетика. Использование биотоплива в энергетике. 3 типа биотоплива. Экологические последствия использования альтернативной энергетики. Цель устойчивого развития №7: Обеспечение всеобщего доступа к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии для всех. Цель устойчивого развития №11: Обеспечение открытости, безопасности, жизнестойкости и экологической устойчивости городов и населенных пунктов.
3.3. Роль химической технологии в организации безотходных или чистых производств и достижении целей устойчивого развития. Антропогенное воздействие на состояние окружающей среды: причины и последствия. Техногенный кругооборот вещества. Отходы производства и потребления. Цели устойчивого развития № 6 и № 12 - чистая вода и санитария и ответственное потребление, и производство.
Рациональное природопользование. Системный подход к природопользованию. Анализ потоков в эколого-экономической системе. Техногенный круговорот веществ. Понятие об эколого-экономических системах. Безотходное, или чистое производство, - основа рационального природопользования. Понятие малоотходного и безотходного производства. Основные критерии и принципы создания безотходных производств; комплексное использование ресурсов, цикличность материальных потоков, ограничение воздействия производства на окружающую среду. Роль химической технологии. Отходы производства и потребления Классификация отходов. Цель устойчивого развития №6. Обеспечение наличия и рационального использования водных ресурсов и санитарии для всех. Цель устойчивого развития №12. Обеспечение перехода к рациональным моделям потребления и производства.
3.4. Международное сотрудничество и устойчивое развитие. Экологическая политика. Образование для устойчивого развития. Роль ООН. Цели устойчивого развития № 17 –партнерство в интересах устойчивого развития, №4 –качественное образование и цель №13 борьба с изменением климата. Компьютерная деловая игра «Стратагема».
Значение образования и пропаганды в деле охраны природы и становления рационального природопользования. Тбилисская декларация по экологическому образованию. Экологическое образование для устойчивого развития в России.
«Конференция ООН по окружающей среде и развитию» в Рио-де-Жанейро (1992). Декларация Рио. «Программа действий. Повестка дня на XXI век». Понятие «устойчивого развития человечества». «Рамочная конвенция по изменению климата» и «Конвенция по биологическому разнообразию», «Заявление о принципах лесоводства». Всемирный саммит по устойчивому развитию (Йоханнесбург, 2002). «Плана выполнения решений» саммита. Цель устойчивого развития № 4. Обеспечение всеохватного и справедливого качественного образования и поощрение возможности обучения на протяжении всей жизни для всех Цель устойчивого развития № 13: Принятие срочных мер по борьбе с изменением климата и его последствиями. Цель устойчивого развития № 17 – Укрепление средств осуществления и активизация работы в рамках Глобального партнерства в интересах устойчивого развития.