Профессиональные компетенции инженера-эколога и необходимые для их формирования знания физики

  • Тамара Семеновна Чикова Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет https://orcid.org/
  • Сергей Ефимович Головатый Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет https://orcid.org/
  • Сергей Александрович Маскевич Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет https://orcid.org/

Аннотация

Проанализирована роль экологических рисков, решение которых определяет сохранение и прогресс цивилизации. Обоснован рост значимости профессии эколога в современном мире и необходимость расширения экологических специальностей. Дана характеристика профессиональных компетенций инженера-эколога. Отмечена роль физики в формировании знаний и умений, необходимых для успешной реализация профессиональных компетенций эколога. Рассмотрены основные законы и положения физики, знание которых обеспечивают эффективную подготовку специалистов экологического профиля в области природоохранной деятельности. Показано, что с учетом важности междисциплинарных знаний в понимании взаимосвязи природных и техногенных процессов, а также роли антропогенного фактора в глобальных экологических проблемах, современная традиционная структура физического образования в системе профессиональной подготовки инженера-эколога в учреждении высшего образования требует совершенствования

Биографии авторов

Тамара Семеновна Чикова, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет

доктор физико-математических наук, доцент; профессор кафедры общей и медицинской физики

Сергей Ефимович Головатый , Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет

доктор сельскохозяйственных наук, профессор; заведующий кафедрой экологического мониторинга и менеджмента

Сергей Александрович Маскевич, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова, Белорусский государственный университет

доктор физико-математических наук, профессор; директор

Литература

  1. Турчин АВ, Батин МА. Футурология. XXI век: бессмертие или глобальная катастрофа? Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний; 2013. 263 с.
  2. Данилов-Данильян ВИ, Рейф ИЕ. Биосфера и цивилизация. Москва: Энциклопедия; 2016. 432 с.
  3. Kovalenko K, Kovalenko N. Ecological problem of modernity as a global problem of humanity. MATEC. Web of Conferences. 2018;193:01033–01040. DOI:10.1051/matecconf/201819301033.
  4. Chu S. The world’s energy problem and what we can do about it. Bulletin of the American Academy of Arts and Sciences. 2008;61(2);1001–1019. DOI:10.2307/40481324.
  5. Elachi C, Van Zyl J. Introduction to the physics and techniques of remote sensing. Hoboken: John Wiley and Sons, Inc.; 2006. 584 р.
  6. Rees WG. Physical principles of remote sensing. Cambridge: Cambridge University Press; 2012. 494 р.
  7. Gendzwill DJ, Maybank J. Gravity variations and precipitation onset. Canadian Journal of Earth Sciences. 2011;6(5):1322–1324.DOI:10.1139/e69-134.
  8. Marghany M, editor. Environmental applications of remote sensing. London: ExU4EvA; 2016. 405 р.
  9. Moffatt HK, Shuckburgh E. Environmental hazards: The fluid dynamics and geophysics of extreme events. New Jersey: World Scientific; 2011. 333 р.
  10. Klapp J, Medina A, Cros A. Fluid dynamics in physics, engineering and environmental applications. New York: Springer Heidelberg; London: Dordrecht; 2013. 533 р.
  11. Ramachandran S. Atmospheric aerosols: Characteristics and radiative effects. Boca Raton: CRC Press; 2018. 295 p.
  12. Tomasi C, Fuzzi S, Kokhanovsky A. Atmospheric aerosols: Life cycles and effects on air quality and climate. Hoboken: John Wiley and Sons; 2016. 700 p.
  13. Loper DE. Geophysical waves and flows. Theory and applications in the atmosphere, hydrosphere and geosphere. Cambridge: Cambridge University Press; 2017. 520 p.
  14. Barber JR, Warner KA, Theobald DM. Anthropogenic noise exposure in protected natural areas: estimating the scale of ecological consequences. Landscape Ecology. 2011;26:1281–1295. DOI:10.1007/s 10980-011-9646-7.
  15. Templeton N, editor. Noise pollution and control. New York: Library Press; 2017. 297 p.
  16. Gill SA, Job JR, Myers K. Toward a broader characterization of anthropogenic noise and its effects on wildlife. Behavioral Ecology. 2015;26(2):328–333. https://DOI.org/10.1093/beheco/aru219.
  17. Dutilleux G. Anthropogenic sound and terrestrial ecosystems: a review of recent evidence. In: Conference. 12th ICBEN Congress on Noise as a Public Health Problem 2017 June 18–22 Zürich (Switzerland). 2017. p. 1–9. URL: https://www.researchgate.net/publication/321376092.
  18. Salby ML. Physics of the atmosphere and climate. Cambridge: Cambridge University Press; 2012. 717 p.
  19. Hughes P, Mason NJ. Introduction to environmental physics: Planet Earth, life and climate. Boca Raton: CRC Press; 2001. 490 p.
  20. Schrijver CJ, Bagenal F, Sojka JJ. Heliophysics: Active stars, their astrospheres, and impacts on planetary environments. Cambridge: Cambridge University Press; 2016. 406 p.
  21. Benestad RE. Solar activity and earth’s climate. Berlin: Springer; 2006. 349 p.
  22. Schrijver CJ, Siscoe GL. Heliophysics: Evolving solar activity and the climates of space and Earth. Cambridge: Cambridge University Press; 2010. 526 p.
  23. Vallero DA. Environmental contaminants: Assessment and control. Amsterdam: Elsevier Academic Press; 2004. 801 p.
  24. Pepper IL, Gerba CP, Brusseau ML. Environmental and pollution science. Amsterdam: Elsevier Academic Press; 2006. 552 p.
  25. Ruijgrok GJJ, Van Paassen DM. Elements of aircraft pollution. Cambridge: Delft University Press; 2005. 407 p.
  26. Saxena P, Naik V, editors. Air pollution: Sources, impacts and controls. Boca Raton: CAB International; 2019. 233 p.
  27. Gurjar BR, Molina LT, Ojha CSP, editors. Air pollution: Health and environmental impacts. Boca Raton: CRC Press; 2010. 556 p.
  28. Wolkoff P. Indoor air humidity, air quality, and health – An overview. International journal of hygiene and environmental health. 2018;221(3):376–390. DOI:10.1016/j.ijheh.2018.01.015.
  29. Jaupart C, Mareschal J-C. Heat generation and transport in the Earth. Cambridge: Cambridge University Press; 2010. 479 p.
  30. Hillel D. Environmental Soil physics. Amsterdam: Elsevier Academic Press; 2003. 771 p.
  31. Sivakumar MVК, Ndiang’ui N, editors. Climate and land degradation. Berlin: Springer; 2007. 628 p.
  32. Teixeira WG, Ceddia MB, Ottoni MV. Application of soil physics in environmental analyses: Measuring, modelling and data integration. Berlin: Springer International Publishing; 2014. 508 p.
  33. Iribarne JV, Godson WL. Atmospheric thermodynamics. New York: Springer Science and Business Media; 2012. 260 p.
  34. Charles E Baukal Jr. Industrial combustion pollution and control. Boca Raton: CRC Press; 2003. 916 p.
  35. Авдеев ВВ, Автономов АБ, Агабабов B. C. Экология энергетики. Москва: Издательство МЭИ; 2003. 716 с.
  36. Tan Z. Air pollution and greenhouse gases. From basic concepts to engineering applications for air emission control. Berlin: Springer; 2014. 481 p.
  37. Jacobson MZ. Air pollution and global warming. History, science, and solutions. Cambridge: Cambridge University Press; 2012. 375 p.
  38. Dincer I, Colpan CO, Kadioglu F, editors. Causes, impacts and solutions to global warming. New York: Springer; 2013. 1171 p.
  39. Jacobson MZ. Air pollution and global warming: History, science, and solutions. Cambridge: Cambridge University Press; 2012. 375 p.
  40. Keith DW, Holmes G, Angelo DSt. Process for Capturing CO2 from the Atmosphere. Joule. 2018;2:1573–1594. DOI:10.1016/j. joule.2018.09.017.
  41. Sayed ET, Awotwe TW, Elsaid K. A critical review on environmental impacts of renewable energy systems and mitigation strategies: Wind, hydro, biomass and geothermal. Science of the total environment. 2020;766(5):1445050–1445068. DOI:10.1016/j.scitotenv.
  42. Guidi G, Gugliermetti F, Violante AC. Environmental impact of nuclear energy and comparison with the alternatives. In: Conference. ASME-ATI-UIT 2010 Conference on thermal and environmental issues in energy systems. Sorrento (Italy). 2010. p. 1–7. DOI:10.13140/RG.2.1.1442.2482.
  43. Favretti M. Remarks on the maximum entropy principle with application to the maximum entropy theory of ecology. Entropy. 2018;20(11):е20010011 (13 р.). DOI: 10.3390/e20010011.
  44. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физики? Москва: РИМИС; 2009. 176 c.
  45. Harte J. Maximum entropy and ecology. A theory of abundance, distribution, and energetics. New York: Oxford University Press Inc.; 2011. 257 p.
  46. Lühr H, Wicht J, Gilder SA, editors. Magnetic fields in the Solar system. Planets, Moons and Solar wind interactions. New York: Springer International Publishing; 2018. 428 p.
  47. Langel RA, Hinze WJ. The magnetic field of the Earth’s lithosphere. Berlin: Springer; 2011. 429 p.
  48. Пресман АС. Электромагнитное поле и жизнь. Москва: Наука; 2003. 287 c.
  49. Косов АА, Барабанов АА, Ярославцев НА. Роль электромагнитных полей и излучений в системе обеспечения безо- пасности человека. Академический вестник УралНИИпроект РААСН. 2010;1:79–85. URL: https://www.elibrary.ru/download/ elibrary_15120732_31465585.pdf.
  50. Enemuoh FO, Ezennaya SO. A review of the effects of electromagnetic fields on the environment. Health Physics. 1998;74:494–522. URL: https://www.researchgate.net/publication/317175275_A_review_of_the_effects_of_electromagnetic_fieLds_on_the_environment.
  51. Boeker E, Van Grondelle R. Environmental physics: Sustainable energy and climate change. Hoboken: John Wiley and Sons; 2011. 440 p.
  52. Tomkiewicz M. Energy and sustainability, from the point of view of environmental physics. MRS Energy and Sustainability-A Review Journal. 2015;2(1):1–13. DOI: 10.1557/mre.2015.14.
  53. Fomichev VT, Savchenko AV, Gubarevich GP. Technique of assessment of environmental damage caused by electroplating production facilities (by the example of chromium plating process lines). IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2021;1079(6):062049–062056. DOI:10.1088/1757-899X/1079/6/062049.
  54. Chordia M, Nordelöf A, Ellingsen LA-W. Environmental life cycle implications of upscaling lithium-ion battery production. The International Journal of Life Cycle Assessment. 2021;26(10):1–16. DOI:10.1007/s11367-021-01976-0.
  55. Petri A-K, Schmiedchen K, Stunder D. Biological effects of exposure to static electric fields in humans and vertebrates: A systematic review. Environmental Health. 2017;16(1):41–64. DOI 10.1186/s12940-017-0248-y.
  56. Davis ML, Masten SJ. Principles of Environmental Engineering. New York: McGraw-Hill Education; 2013. 912 p.
  57. Masters GM, Ela WR. Introduction to environmental engineering and science. London: Education Limited; 2014. 696 p.
  58. Ахманов СА, Никитин СЮ. Физическая оптика. Москва: МГУ; 2004. 656 c.
  59. Longcore T. Ecological light pollution. Frontiers in ecology and the environment. 2004;2(4):191–198. DOI:10.1890/1540- 9295(2004)002[0191:ELP]2.0.CO;2.
  60. Тимофеев ЮМ, Васильев АВ. Теоретические основы атмосферной оптики. Санкт-Петербург: Наука; 2003. 474 c.
  61. Бухтояров ОИ, Несговорова НП, Савельев ВГ. Методы экологического мониторинга качества сред жизни и оценки их экологической безопасности. Курган: Издательство Курганского государственного университета; 2015. 239 с.
  62. Wong MS, Zhu X, Abbas S. Optical remote sensing. In: Urban informatics. 2021. p. 315–344. DOI:10.1007/978-981-15-8983- 6_20.
  63. Бадрутдинов ОР, Тюменев РС. Радиоактивность экосистем. Казань: Казанский университет; 2017. 201 с.
  64. Box MA, Box GP. Physics of radiation and climate. Paris: Taylor and Francis Group; 2017. 513 p.
  65. Андрианов АА, Воропаев АИ, Коровин ЮА. Ядерные технологии: история, состояние, перспективы. Москва: НИЯУ МИФИ; 2012. 80 c.
  66. Маскевич СА, Батян АН, Зиматкина ТИ. Радиобиология – медико-экологические проблемы. Минск: Международный го- сударственный экологический университет имени А. Д. Сахарова; 2019. 306 c.
  67. Ашихмина ТЯ. Экологический мониторинг. Москва: Академический проект; 2008. 416 c.
  68. Ibrahim HS, Hamza Y, Mayhoub F. Effective radiation dose evaluation in nuclear medicine examination. International Research Journal of Public and Environmental Health. 2019;6(5):97–104. DOI:10.15739/irjpeh.19.012.
  69. Beresford N, Shaw G, Moberg L. Radioactivity in terrestrial ecosystems. In: Smith J, Beresford NA. Chernobyl: Catastrophe and consequences. Berlin: Springer; 2005. 338 p.
  70. Leeder MR, Pérez-Arlucea M. Physical processes in Earth and environmental sciences. New York: Wiley-Blackwell; 2006. 336 p.
  71. Козачек АВ. Опыт и особенности проектирования содержания профессиональной подготовки инженеров-экологов в го- сударствах англосаксонского типа. Профессиональное образование в России и за рубежом. 2011;2(4):52–61.
  72. Козачек АВ. Содержание профессиональной инженерно-экологической подготовки в странах континентальной Европы. Профессиональное образование в России и за рубежом. 2012;1(5):60–66.
  73. Boeker E, Grondelle RV, Blankert P. Environmental physics as a teaching concept. European Journal of Physics. 2003;24(5):59– 67. DOI:10.1088/0143-0807/24/5/301.
  74. Nesic L, Raos M. Ecophysics and education. Facta universitatis. Series: Physics, Chemistry and Technology. 2006;4(1):101–112. DOI:10.2298/FUPCT0601101N.
  75. Boeker E, Van Grondelle R. Environmental science: physical principles and applications. Wiley: [publisher unknown]; 2001. 440 p.
  76. Monteith JL, Unsworth MH. Principles of environmental physics. Plants, animals, and the atmosphere. Amsterdam: Elsevier Science; 2014. 422 p.
  77. Rodrigues A, Sardinha R, Pita G. Fundamental principles of environmental physics. Berlin: Springer; 2021. 390 p.
  78. Bolivar N, editor. Environmental physics. Burlington, Canada: Arcler Press; 2018. 293 p.
  79. Brinkman AW. Physics of the environment. London: Imperial College Press; 2008. 213 p.
  80. Dzelalija M. Environmental physics. Create Space. California: Independent Publishing Platform; 2014. 64 p.
  81. Singh P, Wani TA. Basic environmental physics. New-Deli: Pragati Prakashan; 2016. 140 p.
  82. Iribarne JV, Cho H-R. Atmospheric physics. New York: Springer Science and Business Media; 2012. 224 p.
  83. Mak M. Atmospheric Dynamics. Cambridge: Cambridge University Press; 2011. 486 p.
  84. Ambaum MHP. Thermal physics of the atmosphere. Hoboken: John Wiley and Sons, Ltd; 2010. 240 p.
  85. Stamnes K, Thomas GE, Stamnes JJ. Radiative transfer in the atmosphere and ocean. Cambridge: Cambridge University Press; 2017. 517 p.
  86. Narain U. Physics of the Sun and its atmosphere. New York: World Scientific; 2008. 296 p.
  87. Şen Z. Solar energy fundamentals and modeling techniques: atmosphere, environment, climate change and renewable energy. London: Springer-Verlag; 2008. 276 p.
  88. Lowrie W. Fundamentals of geophysics Cambridge: Cambridge University Press; 2007. 391 p.
  89. Poirier J-P. Introduction to the physics of the Earth’s interior. Paris: Institut de France; 2000. 326 p.
  90. Wang PK. Physics and dynamics of clouds and precipitation. Cambridge: Cambridge University Press; 2013. 467 p.
  91. Curry JA, Webster PJ. Thermodynamics of atmospheres and oceans. Amsterdam: Elsevier Academic Press; 1999. 492 p.
  92. Shukla MK. Soil physics: An introduction. Cambridge: Cambridge University Press; 2013. 466 p.
  93. Bolivar N, editor. Physics of energy sources. Burlington, Canada: Aider Press; 2019. 293 p.
  94. Taylor FW. Elementary climate physics. New York: Oxford University Press; 2005. 212 p.
Опубликован
2022-02-14
Ключевые слова: экология, антропогенный фактор, природоохранная деятельность, инженер-эколог, высшее образование, физика
Как цитировать
Чикова, Т. С., Головатый , С. Е., & Маскевич, С. А. (2022). Профессиональные компетенции инженера-эколога и необходимые для их формирования знания физики. Журнал Белорусского государственного университета. Экология, 4, 4-19. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/ecology/article/view/4585
Выпуск
№ 4 (2021): Журнал Белорусского государственного университета. Экология.
Раздел
Социально-экологические проблемы устойчивого развития