Книга представляет собой одно из основополагающих учебных пособий по инженерной экологии для технических университетов и колледжей. В соответствии с программой всеобщего экологического образования инженеров излагаются основные концепции биосферы, экологии, процессов деградации и загрязнения природы, дается представление о методах, задачах и средствах инженерной экологии и защиты окружающей среды.
Разделы «Философские предпосылки и методологические принципы…» и «Философский подход к проектированию природозащитной техники» написаны с участием к.ф.н. Басилаиа М.А., раздел «Экономика и очистка вод» написан совместно с Дангадзе М.К.
Предназначено для инженеров-экологов, специалистов по инженерной защите окружающей среды, безопасности жизнедеятельности, технологов, проектировщиков и конструкторов, а также для преподавателей, аспирантов и студентов вузов, учителей школ, для всех интересующихся проблемами инженерной экологии и охраны среды.
Рецензенты:
проф. О.Н. Русак, засл. деятель науки РФ, д-р техн. наук, зав. кафедрой «Безопасность жизнедеятельности» Санкт-Петербургской лесотехнической академии, президент международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности;
проф. Страхова Н.А., д-р. техн. наук, кафедра «Инженерная защита окружающей среды» РГСУ.
Данное учебное пособие является электронной версией печатного издания:
Аствацатуров А.Е. Инженерная экология. Учебное пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006.
Глава 1. Учение о биосфере
1.1. Техносфера
1.2. Ноосфера
1.3. Космосфера
Глава 2. Краткие сведения об экологии
2.1. Предмет экологии
2.2. Экосистема. Концепция, классификация, основные понятия
2.3. Биогеохимические циклы
2.3.1. Круговорот кислорода
2.3.2. Круговорот воды
2.3.3. Круговорот углерода
2.3.4. Круговорот азота
2.3.5. Круговорот фосфора
2.4. Экология человека
Глава 3. Лимитирующие факторы природной среды
3.1. «Закон минимума» Ю. Либиха
3.2. Температура
3.3. Излучение
3.4. Почва как лимитирующий фактор
3.5. Вода как лимитирующий фактор
3.6. Антропогенный стресс как лимитирующий фактор индустриальной цивилизации
Глава 4. Загрязнение атмосферы от промышленных предприятий
4.1. Основные источники загрязнения атмосферы
4.2. Вредные последствия загрязнений
4.3. Регламент загрязнения атмосферы
Глава 5. Гидросфера и загрязнение природных вод
5.1. Водные ресурсы Земли
5.2. Источники загрязнения воды
5.3. Экономика и очистка вод*
Глава 6. Загрязнение и проблемы окружающей среды урбанизированных территорий
6.1. Источники шума и вибрации
6.2. Источники электромагнитных излучений
6.3. Ионизирующие загрязнения окружающей среды
6.4. Почва и ее загрязнения
Глава 7. Предмет и задачи инженерной экологии
7.1. Основные термины и определения
7.2. Задачи инженерной экологии
7.3. Методологическая основа создания средств инженерной экологии
7.3.1. Философия техники и оценка экологичности инженерных средств.
7.3.2. Философский подход к проектированию природозащитной техники*
7.3.3. Методология исследования системы
7.4. Принципы инженерной экологии
7.5. Методы инженерной экологии
7.6. Связь инженерной экологии с другими науками
Глава 8. Человек в технической системе
8.1. Роль человека в решении экологических задач
8.2. Человек — управляющее звено системы ‛человек – техника“
8.3. Примеры катастроф и аварий с тяжелыми экологическими последствиями
8.4. Повышение надежности системы
8.5. Инженерно-эргономические требования к системе «человек-машина среда» (СЧМС)
8.6 Философские предпосылки и методологические принципы при системном подходе
8.7. Контроль за качеством инженерной продукции
Глава 9. Инженерные средства и методы защиты окружающей среды
9.1. Средства защиты человека в условиях развития техносферы
9.2. Очистка промышленных газов
9.3. Очистка сточных вод
9.3.1. Методы очистки сточных вод
9.3.2. Рациональное водопотребление в промышленности
9.3.3. Технические средства очистки сточных вод
9.3.4. Инженерно-экологический подход к строительству сооружений
9.4. Примеры инженерной защиты от шума
9.5. Безотходная и малоотходная технологии
9.5.1. Ресурсосберегающие производства
9.5.2. Рекуперация и утилизация твердых отходов
Предисловие
Методология творческой инженерно-экологической деятельности еще недостаточно хорошо разработана и описана, несмотря на значительное повышение во всем мире интереса к этой области науки. Он объясняется тем, что полноценная инженерная деятельность в наше время может быть обеспечена лишь на базе широкого образования, включающего не только фундаментальную физико-математическую, но и столь же основательную методологическую подготовку в области, находящейся на стыке технических и естественных наук.
Последнее десятилетие в деятельности вузов и научных учреждений наблюдается значительный сдвиг в сторону углубления экологических знаний. В процессе обмена опытом, будучи в вузах США, Европы и Азии, нам неоднократно приходилось убеждаться в активной заинтересованности преподавателей в улучшении экологического образования студентов.
Сейчас все очевиднее происходит слияние производственных и природных процессов в единые системы, развивающиеся по своеобразным, еще недостаточно изученным законам. Для изучения состояния, прогнозирования и управления развитием таких систем возникли новые направления в науке, одно из которых – инженерная экология.
В образовательных процессах технических университетов экологические знания, в известной мере, связаны с техническими, инженерными, и в этой связи особая роль отводится учебной и учебно-методической литературе по инженерной экологии и защите окружающей среды.
Предлагаемая вниманию читателей книга профессора ДГТУ А.Е. Аствацатурова – одна из первых работ такого направления, вызвавшая интерес и студентов и специалистов по защите окружающей среды, выходящая в свет во втором издании с некоторыми новыми дополнениями.
Она основана на цикле лекций, читаемых в течение ряда лет автором, имеющим многолетний опыт научной, производственной, педагогической деятельности, и на работах, опубликованных им раннее. Предлагаемое учебное издание выгодно отличается от других учебников и руководств тем, что в нем в значительной мере реализовано стремление изложить закономерности экологии, защиты окружающей среды в связи с прикладными направлениями инженерных наук. Учебник отличают ясность и логичность изложения, объединяющие несколько самостоятельных областей исследования, которые автор соподчинил одной задаче; и еще — четкая практическая направленность: везде, где только можно, автор обращается к нашим повседневным реалиям и современным, актуальным для общества, проблемам.
Книга характеризуется рядом особенностей, первая из которых — тщательно разработанный комплекс основных терминов и понятий. Вторая особенность – постоянная ориентация на системный подход как методологическую основу создания любых технических средств, взаимодействующих с человеком и окружающей средой, третья – рассмотрение морально-этических аспектов инженерной деятельности с акцентом на ответственность инженера-эколога перед обществом и природой. И четвертая – дидактическая направленность с подробным описанием и повторением в различных формах основных положений.
Учебное пособие будет интересно и полезно студентам практически всех инженерных специальностей, изучающих дисциплины, связанные с инженерной защитой окружающей среды, аспирантам и преподавателям вузов, широкому кругу специалистов, а также всем тем, кто интересуется современным состоянием этой дисциплины с целью профессионального совершенствования. Этим читателям сведения по экологии, инженерной защите окружающей среды не просто полезны, а настоятельно необходимы.
В заключение хотелось бы выразить глубокое удовлетворение тем, что коллективы ученых и профессорско-преподавательского состава технического университета стали проявлять больше интереса и внимания к экологическому воспитанию и образованию молодых специалистов. Это существенные шаги на подступах к решению важной задачи: добиться качественного сдвига в процессе формирования экологической культуры и массового ее включения в реализацию экологической политики.
Председатель совета ректоров вузов
Ростовской области, ректор ДГТУ,
доктор технических наук, профессор,
заслуженный деятель науки и техники РФ,
академик Российской академии технических наук,
почетный академик Международной академии
наук экологии и безопасности жизнедеятельности,
ассоциированной в ООН
А.А. Рыжкин
Литература
1. Андерсон Дж. М. Экология и науки об окружающей среде. Пер. с англ. 1985. – 166 с., с ил.
2. Аствацатуров А.Е. Основы инженерной эргономики: учеб. пособие / РГУ. – Ростов н/Д, 1991. – 208 с., с ил.
3. Аствацатуров А.Е. Инженерная эргономика машин / РГУ. – Ростов н/Д, 1987. – 144 с., с ил.
4. Аствацатуров А.Е., Яцухин Ю.А. Вода на пороге в третье тысячелетие / РГУ. – Ростов н/Д, 1992. – 136 с., с ил.
5. Аствацатуров А.Е. Введение в инженерную экологию: Учеб. пособие. Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 1996. – 172 с.
6. Аствацатуров А.Е. и др. Охрана водных ресурсов: Учеб. пособие / под. ред А.Е. Аствацатурова. – Ростов н/Д, 1994. – 192 с.
7. Аствацатуров А.Е. Начала математических обоснований концепции экологической стабильности: — Ростов-на-Дону: Издательский центр ДГТУ, 2003. – 97 с., ил.
8. Аствацатуров А.Е. Философия научного оптимизма в решении планетарных экологических проблем. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2003. – 316 с.
9. Аствацатуров А.Е., Паламарчук С.А. Инженерная экология и охрана окружающей среды. Краткий словарь терминов. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2004.
10. Баландин Р.К. Время – Земля – Мозг. – Минск, 1973. – 240 с., с ил.
11. Беккер А.А., Агаев Т.Е. Охрана и контроль загрязнений природной среды. – М.: Гидрометеоиздат, 1989. – 285 с.
12. Биосфера. – М.: Мир, 1972. – 182 с.
13. Бродский А.К. Краткий курс общей экологии: Учеб. пособие, СПб: Госуниверситет, 1992.
14. Вернадский В.И. Биосфера // Избр. соч. Т. 5. – М.: Изд-во АН СССР, 1960. – 540 с.
15. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. – М.: Наука, 1988. – 520 с.
16. Войткевич Г.В., Вронский В.А. Основы учения о биосфере: Учеб. пособие для вузов. – Ростов н/Д, 1996. – 480 с.
17. Воробейчик Е.Л. и др. Экологическое нормирование техногенных загрязнений наземных экосистем. – Екатеринбург: Наука, 1994.
18. Вронский В.А. Экологический словарь справочник. – Ростов н/Д, 1994.
19. Вронский В.А. Прикладная экология: Учеб. пособие. – Ростов н/Д, 1996. – 480 с.
20. Гарин В.М., Кленова И.А., Колесников В.И. Экология для технических вузов / Под ред. В.И. Колесникова, Ростов н/Д, 2001. – 384 с.
21. Гвишиани Д.М. Методологические проблемы моделирования глобального развития. Сер. Общество и природная среда. – М., 1980. – 270 с.
22. Дитрих Я. Проектирование и конструирование. Системный подход. Пер. с польск. – М., 1982. – 256 с., с ил.
23. Журавлев В.П., Мечик В.Л. Охрана окружающей среды: Учеб. пособие. – Ростов н/Д; РИСИ, 1992.
24. Защита окружающей среды от технических воздействий: Учеб. пособие / Под. ред. Г.В. Невской, — М.: МГОУ, 1993.
25. Игнатов В.Г., Кокин А.В., Батурин Л.А. Сбалансированное природопользование: Учеб. пособие. – Ростов н/Д, 1999. – 432 с.
26. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. – Ростов н/Д, 2000. – 576 с.
27. Куражковский Ю.Н. Основы всеобщей экологии. – Ростов н/Д, 1992. – 144 с.
28. Легасов В. Проблемы безопасного развития техносферы.
29. Мазур И.И. и др. Шанс на выживание: экология и научно-технический прогресс. – М.: Наука, 1992.
30. Марчук Г.И. Приоритеты глобальной экологии (РАМ, комиссия по проблемам экологии). – М.: Наука, 1992.
31. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. – М., 1990. – 351 с., с ил.
32. Моисеев Н.Н., Александров В.В., Тарко А.М. Человек и биосфера. Опыт системного анализа и эксперимента с моделями. – М.: Наука, 1985. – 272 с.
33. Мотузко Ф.Я. Основы экологии: Учеб. пособие. Московский институт радиотехники. – М.: МИРЭА, 1994.
34. Новочельцев В.Н. Организм в мире техники. Кибернетический аспект. – М., 1989. – 240 с.
35. Общая биогеосистемная экология / Н.В. Стебаев и др. Новосибирск: Наука, 1993.
36. Одум Ю. Экология. В 2-х т. Пер. с англ. – М.: Мир, 1986. — 328 с., с ил.
37. Охрана окружающей среды: Учеб. пособие / В.П. Журавлев, С.П. Пушенко и др.; Рос. комитет РФ по высшему образованию. – Ростов н/Д; РГАСМ, 1994.
38. Охрана окружающей природной среды: Учебник / Под. ред. С.В. Белова. – М.: Высш. Шк., 1991. – 319 с.
39. Охрана окружающей среды в агломерационном производстве / А.К. Елисеев, В.В. Мартыненко и др. – М.: Металлургия, 1994.
40. Приваленко В.В. Геохимическая оценка экологической ситуации в г. Ростове-на-Дону. – Ростов н/Д: Геоинформ, 1993. – 167 с.
41. Рац М.В. Что такое экология или Как спасти природу. – М.: центр «Касталь», 1993.
42. Реймарк Н.Ф, Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь справочник. – М.: Просвещение, 1992.
43. Родзин В.И., Семенцов Г.В. Основы экологического мониторинга / Под ред. Н.Г. Малышева. – Таганрог: ТРТИ, 1988. – 260 с., с ил.
44. Розин В.М. Философия техники: Учеб. пособие для вузов. – М., 2001. – 456 с.
45. Рунова Т.Г. и др. Территориальная организация природопользования. – М.: Наука, 1993.
46. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Учеб. пособие для химико-технологических вузов. – М., 1988. – 272 с.
47. Тищенко Н.Ф. и Тищенко А.Н. Охрана атмосферного воздуха: справочник в двух частях. – М.: Химия, 1993.
48. Экологический словарь / Сост. С. Делетницкий и др. – М.: Конкорд, 1993.
49. Философия техники в ФРГ: Пер. с нем и англ. / Составление и предисловие Ц.Г. Арзаканян и В.И. Горохов. – М.: 1989. – 528 с.
50. Харуенко Н.А. и др. Справочник понятий и терминов по экологии. – Воронеж: ВГУ, 1992.
51. Хрусталев Ю.П., Матишов Г.Г. Эколого-географический словарь / Кольский НЦ РАН. – Петрозаводск, 1996. – 142 с.