Основы промышленной экологии

Раздел 1 – Основы промышленной экологии

Системный подход в промышленной экологии. Отрасли промышленности и крупные производства как большие антропогенные системы.
Структура взаимодействий промышленного предприятия с окружающей средой. Окружающая среда как большая система.
Общие показатели взаимодействий окружающей среды и антропогенных систем. Характерные влияния отдельных производств. Машиностроение. Добывающая, химическая промышленность Радиоэлектронное производство.
Технология основных промышленных производств как системный процесс; характеристика сырья, физико-химические основы технологических процессов, технологические схемы и оборудование; характерные экологические проблемы и пути их решения.
Системный и информационный подход к описанию техносферы. Промышленное производство как сложная эрготехническая система. Математические, термодинамические модели потоков энергии, вещества и информации в техносфере.
Методы неравновесной статистической термодинамики для описания взаимодействия окружающей среды и техносферы. Информационные процессы в экологии. Определения допустимых уровней взаимодействия. Критерии экологичности производства.
Информационные потоки и управление промышленным предприятием с учетом состояния окружающей среды.
Экологическая стратегия и политика развития производства; развитие экологически чистого производства, создание принципиально новых и реконструкция существующих производств; комплексное использование сырьевых и энергетических ресурсов;
Отходы производства и потребления. Отходы очистных сооружений, зола, шлаки, металлы, кислоты, щелочи. Определение нормы отходов.
Побочные продукты производств. Вторичные материальные ресурсы.
Создание замкнутых производственных циклов, замкнутых систем промышленного водоснабжения; комбинирование и кооперация производств;
Учет расхода экологических ресурсов и воздействий производств на экологические ресурсы производства, в которых расход экологических ресурсов не превышает их воспроизведение.
Основные направления экологизации производства. Разработка новых ресурсосберегающих технологий. Оптимизация контроля ресурсов, многократное использование ресурсов, рекультивация окружающей среды.
Суммарные эффекты экологических мероприятий на производстве. Комплексное решение экономии сырья и энергии.
Концепция ноосферы В.И.Вернадского. Научный фундамент гармонизации производственной деятельности.
Применение достижений информатики, теории управления и синергетики для экологизации производства
Принципы Онсагера, Пригожина, принцип минимизации диссипации энергии. Саморегуляция материи как естественный процесс.
Механизмы отбора адаптационного и бифуркационного типа. Принцип минимизации роста энтропии, принцип максимизации информации.
Принцип увеличения разнообразия видового состава биосферы. Принцип гомеостазиса биосферы (отрицательные обратные связи). Закон Ле-Шателье и закон дивергенции как основа гармонического развития техносферы.
Существование компромисса в конфликтных экологических ситуациях – принцип Гермейера-Вателя. Экологизация производства и природоохранные мероприятия. Принцип коэволюции.

Раздел 2 – Системы экологического мониторинга

Принцип априорной информационной неопределенности Реймерса в отношении объектов природопользования, экологических и антропотехнических систем. Способы преодоления этой неопределенности
Определение понятия мониторинга по Израэлю. Мировые тенденции в развитии глобального и регионального мониторинга. Ситуация в России и Европе.
Система Государственного экологического мониторинга, как часть системы обеспечения экологической безопасности страны. Роль систем мониторинга в нейтрализации антропогенного воздействия на биосферу планеты.
Основные принципы естествознания и концепция систем мониторинга. Определение и основные принципы мониторинга, как нового этапа естественнонаучного и технологического развития человеческой цивилизации.
Роль новых компьютерных технологий в развитии экологического мониторинга. ГИС технологии и экспертные системы.
Классификация и характеристики систем мониторинга. Концептуальные и теоретические схемы систем мониторинга.
Моделирование, непрерывные наблюдения и измерения – непрерывный контроль, принятие решений.
Пути усовершенствования мониторинга, которые могут предложить современная наука и техника. Методы робастной статистики. Методы интеллектуализации систем мониторинга: диалоговые системы, экспертные системы, системы когнитивной машинной графики.
Организационные структуры мониторинга. Глобальный мониторинг биосферы. Концепция систем создаваемых под эгидой ООН.
Региональный мониторинг. Организационные структуры в которые входит региональный мониторинг. Цели и задачи единой государственной системой экологического мониторинга ЕГСЭМ.
Функциональны задачи ЕГСЭМ. Бюрократические функции ЕГСЭМ. Функциональные задачи ЕГСЭМ по информационному обеспечению управления безопасностью и риском. Роль ГИС в формировании ЕГСЭМ.
Принцип комплексной организации, осуществления экологического мониторинга. Геофизический, биологический мониторинг, медицинский мониторинг. Принцип выделения приоритетов Приоритетные виды контроля литосферы Принцип иерархической организации мониторинга
Мониторинг источников и факторов антропогенных воздействий на окружающую среду. Источники антропогенных воздействий. Природа экологических кризисов и катастроф. Роль систем мониторинга в предупреждении и прогнозе экологических воздействий.
Методы наблюдения за состоянием природной среды. Контактные физико-химические методы контроля. Методы аналитической химии. Биологические методы контроля. Дистанционные методы мониторинга.
Методы мониторинга за состоянием водоёмов, атмосферы, литосферы, растительных покровов, сельхоз культур и урбанизированных территорий.
Прогнозирование и оценка антропогенных воздействий. Два метода прогнозирования: эксперименты над детерминированной моделью экологического объекта, вероятностные прогностические модели: А) метод апостериорных вероятностей; В) Методы связанные с теорией случайных процессов.
Методы дистанционного зондирования. Принципы пассивного и активного зондирования. Методы решения обратных задач мат. физики.
Примеры космических систем дистанционного зондирования Земли. Автоматические космические аппараты, фотонаблюдения, оперативного визуального наблюдения с пилотируемых станций, авиационных носителей; сеть наземных полигонов. Сбор и анализ результатов дистанционного и контактных измерений.
Фотографические системы зондирования Земли из космоса. Оптико-электронные сканирующие системы. Методы инфракрасного пассивного зондирования.
Микроволновое пассивное зондирование. Радиолокационное активное зондирование.
Принципы тематического дешифрирования результатов дистанционного зондирования. Признаки тематического дешифрирования. Физические основы процессов дешифрирования. Методы дешифрирования растительных, ледовых и снежных покровов.
СВЧ-методы аэрокосмического зондирования растительного, ледового и снежного покрова. Аэрокосмические методы зондирования атмосферы. Спектральные методы. Спектрозональные методы.
Методы дешифрирования и цифровой обработки изображений, полученных в результате дистанционного зондирования.

Раздел 3 – Организация, управление и экономика природоохранной деятельности

Система документации по природопользованию.
Экологический паспорт предприятия.
Том «Охрана окружающей среды».
Система документации для ISO 14000. Система управления окружающей средой согласно стандарту ISO 14001.
Техногенный тип экономического развития. Концепция охраны окружающей среды. Ограничения экономического развития. Концепции мирового развития. Устойчивое экономическое развитие. Критерии и функция устойчивого развития. Понятия сильной и слабой устойчивости.
Экстерналии (внешние эффекты). Типы экстерналий. Учет социальных издержек.
Природно-продуктовая система. Ориентация на конечные результаты. Природно-продуктовая вертикаль. Природоемкость.
Экономическая ценность природы: концепция «готовность платить»; рента; затратный подход.
Экономическая ценность природы: альтернативная стоимость; общая экономическая ценность (стоимость).
Экономическая эффективность природопользования. Определение экономической эффективности.
Ограничения техногенного типа экономического развития.
Экологизация экономического развития: альтернативные варианты решения экологических проблем, развитие малоотходных и ресурсосберегающих технологий, прямые природоохранные мероприятия.
Государство и рынок в охране окружающей среды. Причины рыночной и государственной неэффективности в охране окружающей среды.
Типы экономических механизмов природопользования. Принципы эффективной разработки концепции экономического механизма природопользования.
Система налогов для природно-продуктовой вертикали при жестком механизме природопользования.
Элементы экономического механизма природопользования: платность природопользования; система экономического стимулирования природоохранной деятельности; плата за загрязнение окружающей среды; создание рынка природных ресурсов.
Элементы экономического механизма природопользования: совершенствование ценообразования с учетом экологического фактора; экологическое страхование; экологические фонды и программы; продажа прав на загрязнение; система «залог-возврат».
Система органов общего УООС. Система органов специального УООС.
Государственные кадастры.
Государственный учет и регистрация вредных воздействий на окружающую среду.
Государственный экологический мониторинг.
Планирование природоохранной деятельности.
Лицензирование в области охраны окружающей среды.
Экологический контроль.

Раздел 4 – Надежность технических систем и техногенный риск

Основные понятия и термины теории надежности технических систем.
Показатели безотказности и показатели сохранности систем и элементов.
Законы распределения случайных величин и показатели надежности. Распределение Пуассона.
Нормальное распределение. Гамма распределение в теории надежности.
Факторы, определяющие надежность технических и экологических систем.
Конструктивные, производственные и эксплуатационные факторы технических систем
Экологические факторы и их роль в стабильности экологических и геотехнических систем.
Способы повышения надежности технических систем и технологических процессов.
Способы повышения надежности систем экологического мониторинга.
Резервирование как метод повышения надежности. Методы расчета показателей надежности.
Экспериментальное определение показателей надежности.
Определение надежности по данным об отказах в процессе эксплуатации систем.
Понятие функции риска в теории статистических решений.
Риск как вероятностная характеристика технических и геотехнических систем.
Экологический риск. Основные принципы обеспечения экологической безопасности.
Концепция приемлемого риска в технике и промышленной экологии.
Прогнозирование и оценка антропогенных воздействий.
Меры по снижению экологического риска от техногенных катастроф и аварий.
Методы понижения уровня техногенных рисков. Методы вычисления техногенных и экологических рисков.
Риск как интегральный критерий при экологическом мониторинге и управлении экологической безопасностью.

Раздел 5 – Экологическая экспертиза

Понятие, цели, задачи, функции и принципы экологической экспертизы.
Правовая база и виды экологической экспертизы.
Государственная экологическая экспертиза.
Общественная экологическая экспертиза.
Повторная экологическая экспертиза.
Эколого-экспертное заключение.
Структура автоматизированной системы принятия экспертных решений.
Понятие о шкалах. Шкалы: номинальные, порядковые, отношений, интервальные.
Методы ранжирования и непосредственной оценки.
Методы парного и последовательного сравнения.
Применение методов экспертных оценок на примере метода Дельфы.
Опрос экспертов, его содержание и виды. Анкетирование и интервьюирование.
Дискуссия, совещание, мозговой штурм.
Показатель общей экономической эффективности и сравнительная эколого-экономическая эффективность природоохранных затрат.
Чистый народнохозяйственный экономический эффект от природоохранного мероприятия. Оценка экономического ущерба.
Понятие, цели, задачи, функции и принципы ОВОС.
Процедура ОВОС (этапы, цели этапов, документы, оформляемые на каждом этапе).
1 этап ОВОС (Разработка концепции намечаемой деятельности).
2 этап ОВОС (Определение воздействий на окружающую среду).
3 этап ОВОС (Выявление экологических последствий).
4 этап ОВОС (Корректировка проекта).
5 этап ОВОС (Подготовка ЗЭП).
Экологический аудит.
Экологическая сертификация.

Раздел 6 – Техника и технология защиты окружающей среды

Легкие и тяжелые работы на производстве. Уровень тепловыделения.
Тепловой баланс человека. Его составляющие и диапазон тепловыделения.
ПДК наиболее распространенных вредных испарений на производстве.
Интегральный показатель самочувствия человека. Его недоработки.
Балл рабочего места. Методика его расчета и трудности аппаратурного обеспечения контроля вредных факторов.
Аппаратура интегральной оценки вредности производственной среды.
Процессы очистки промышленных газов: нейтрализация, осаждение, окисление и восстановление.
Процессы электрофлотации и электролиза.
Рекуперация газов от растворителей.
Типы адсорберов. Повышение производительности установок.
Методы осушки газов: физический, адсорбционный, с помощью селикогелей.
Методы очистки промышленных сточных вод: механический, физико-химический и биологический.
Аэробный анаэробный процессы очистки вод.
Нейтрализация сточных вод. Окисление и восстановление токсичных примесей.
Электрофлотация. Принцип построения установок.
Мембранная сепарация. Принцип построения электродиализной установки.
Общеобменная вентиляция. Расчет воздухообмена при выделении вредных паров, газов и влаги.
Расчет воздухообмена при выделении стандартного производственного участка.
Очистка воздуха от пыли. Схемы пылеуловителей. Типы электрофильтров. Адсорберы.
Местная вентиляция. Расчет необходимого количества удаляемого воздуха.