С.В. Макарова, канд. биол. наук, доцент кафедры водопользования и экологии;
Е.В. Куц, канд. техн. наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
Санкт-Петербургский архитектурно-строительный университет
Экологическое образование является необходимым условием сохранения природной среды и неотъемлемой частью культуры современного общества. В «Повестке дня на ХХI век», принятой на Конференции ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, 1992), экологическое образование рассматривалось в качестве одного из необходимых условий реализации Концепции устойчивого развития. Решения конференции способствовали формированию национальных программ экологического образования и воспитания и развитию природоохранного законодательства.
В нашей стране дисциплина «Экология» начала вводиться в образовательные программы вузов с 1994 года во исполнение Закона №2060-I «Об охране окружающей природной среды» (1991), который предусматривал всеобщность, комплексность и непрерывность экологического воспитания и образования (ст. 73) и обязательность преподавания экологических знаний в учебных заведениях вне зависимости от их профиля (ст. 74). В настоящее время формирование экологической культуры и системы всеобщего экологического образования определяется ст. 71 Закона «Об охране окружающей среды» (№7-ФЗ, 2002).
В 1994 году Министерство образования РФ объявило конкурс на создание учебников нового поколения по естественнонаучным дисциплинам для студентов высших учебных заведений. Профессором кафедры водопользования и экологии СПбГАСУ Л.И. Цветковой (1932–2022) в соавторстве с ведущими учеными и специалистами (М.И. Алексеевым, Ф.В. Кармазиновым, Б.П. Усановым и Л.И. Жуковой) был написан первый в России учебник «Экология» для технических вузов. В 1998 году данный учебник стал лауреатом конкурса Министерства образования РФ и был рекомендован для студентов высших и средних специальных учебных заведений технического профиля. Учебник претерпел три издания (1999, 2001 и 2012) и продолжает оставаться основным учебным пособием для студентов СПбГАСУ.
Результаты расчета рассеивания выбросов в программе УПРЗА «Эколог» и ГИС «Эколог»
Первое издание учебника получило диплом первой степени в конкурсе на лучшее издание в области деловой, научной и учебной литературы («ДАНА-99») на Международной книжной выставке в Москве. За второе издание авторы были удостоены благодарности Министерства образования (Приказ №13-169 от 02.09.2002 г.) за создание учебников, оригинальных авторских образовательных программ, разработку и использование новых образовательных технологий.
В СПбГАСУ дисциплина «Экология» в настоящее время преподается в качестве общеобразовательной на всех факультетах, для студентов различных специальностей и форм обучения. В рамках курса изучаются основы общей экологии как науки о закономерностях существования и развития надорганизменных биосистем (популяционных, экологических и биосферы), обсуждаются экологические проблемы, возникающие вследствие антропогенной деятельности, и глобальные процессы в биосфере. На практических и лабораторных занятиях студенты знакомятся с методами оценки состояния и основами нормирования качества окружающей среды, природоохранным законодательством. Преподавание дисциплины «Экология» обеспечивается кафедрой водопользования и экологии факультета инженерной экологии и городского хозяйства (ФИЭГХ).
Теоретические основы экологии должны служить фундаментом для освоения ряда специальных дисциплин, в том числе и природоохранной направленности, которые предусмотрены учебными планами для тех или иных специальностей. Так, например, студенты, обучающиеся по профилю «Водоснабжение и водоотведение», должны иметь представление о процессах, протекающих в водных экосистемах, причинах и последствиях загрязнения и эвтрофирования, роли водных организмов в самоочищении и формировании качества воды в водоеме, а также в процессах биологической очистки сточных вод. Необходимые знания студенты получают в рамках курса «Гидробиология (химия воды и микробиология)». Для студентов магистратуры предусмотрен также курс «Охрана водных ресурсов».
Кроме того, на кафедре водопользования и экологии для студентов различных специальностей осуществляется преподавание таких дисциплин, как «Инженерная экология в строительстве», «Экологический мониторинг», «Охрана окружающей среды на предприятиях автомобильного транспорта», «Системы защиты среды обитания», а также проводится изыскательская экологическая практика.
К природоохранным относится и дисциплина «Охрана воздушного бассейна», которая изучается студентами направлений «Теплогазоснабжение и вентиляция» и «Энергообеспечение предприятий». Преподавание по дисциплине ведется на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции как на уровне бакалавриата, так и магистратуры. Важность изучения дисциплины не вызывает сомнений, т. к. объемы выбросов в атмосферу растут, что ведет к обострению проблем, связанных с загрязнением воздуха.
Работа с программами-методиками «Котельные» и «Сварка»
С выбросами промышленных предприятий в атмосферный воздух поступают загрязняющие паро-, газообразные, твердые и жидкие органические и неорганические вещества, которые неблагоприятно действуют на организм человека, растений, животных и биогеоценозы в целом. В дисциплине «Охрана воздушного бассейна» изучаются основные методы защиты атмосферного воздуха, направленные на ограничение и сокращение выбросов.
Задача предотвращения выбросов в атмосферный воздух решается в условиях производства за счет совершенствования технологических процессов, внедрения систем пылегазоочистки. В случае неизбежности выноса вредных веществ в атмосферный воздух необходимо предварительно рассчитывать концентрацию и распределение компонентов выбрасываемой газовоздушной смеси в приземном слое атмосферы и сопоставлять с допустимыми значениями.
Студенты, изучающие дисциплину «Охрана воздушного бассейна», усваивают методики расчетов выбросов, образующихся на различных производствах (например, при сжигании топлива, сварочных, деревообрабатывающих работах и т. д.). Изучаются основы расчета рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы. Все эти расчеты выполняются в соответствии с разработанными методиками, в т. ч. вручную, что является довольно трудоемким процессом.
Для осуществления расчетов могут быть использованы программные средства серии «Эколог», позволяющие проводить расчеты выбросов от различных производств, проводить инвентаризацию выбросов и составлять инвентаризационные таблицы, выполнять расчеты рассеивания выбросов с построением изолиний и определением концентраций на границе санитарно-защитной зоны, устанавливать нормативы допустимых выбросов и решать многие другие задачи в области охраны окружающей среды. Изучать работу с программными средствами серии «Эколог» на кафедре теплогазоснабжения и вентиляции студенты начинают на бакалавриате и продолжают в магистратуре.
Работа с программой «Эколог-Шум»
Использование программ позволяет не только производить расчеты выбросов, но и моделировать природоохранные мероприятия, что отражается в выполняемых магистерских диссертациях. С использованием программ серии «Эколог», а также программного модуля «ГИС Эколог» заносится карта местности, строятся нормативные санитарно-защитные зоны, формируются карты рассеивания и указываются точки максимальных концентраций, а также выдаются результаты расчетов в удобном наглядном формате. Стоит отметить, что студенты с интересом работают в программном комплексе, т. к. результаты расчетов рассеивания выбросов или шумового воздействия наглядно отражаются на подгруженной карте местности с нанесением особенностей реальной территории (предприятия, автомагистрали, застройки, парки и т. п.).
Освоение студентами образовательных экологических программ по природоохранным дисциплинам, таким как «Экология», «Охрана воздушного бассейна», «Системы защиты среды обитания» и т. д., способствует формированию основных компетенций, устанавливаемых образовательными программами по направлениям подготовки. Актуальность изучения данных дисциплин обуславливается и тем, что в нашей стране с 2019 года реализуется масштабный проект «Экология». Его цель – кардинально улучшить экологическую обстановку и положительно повлиять на оздоровление россиян. В этой многосторонней работе принимают участие органы власти, исполнители, кураторы федеральных проектов, общественные организации и граждане. Свой вклад вносят и образовательные учреждения, обучая основам природоохранной деятельности и подготавливая специалистов, способных решить экологические проблемы.
