РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (РПУД)
«ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»
Специальность – 280201.65 «Охрана окружающей среды и рациональное использование
природных ресурсов»
Форма подготовки (очная)
ШЕН ДВФУ
Кафедра химических и
ресурсосберегающих технологий
курс 3 семестр 6
лекции 34 час.
практические занятия час.
семинарские занятия час.
лабораторные работы 51 час.
консультации 2 час.
всего часов аудиторной нагрузки 170 час.
самостоятельная работа 85 час.
реферативные работы
контрольные работы (количество)
зачет семестр
экзамен 6 семестр
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования (№ ГОС. РЕГ. 165 тех\дс от 17 марта 2000 г.) Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры химических и ресурсосберегающих технологий «17» июня_2011г., протокол № 12
Заведующая(ий) кафедрой Реутов В.А.
Составитель (ли): Ковехова А.В. , Яськин Г.М.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» ____________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _____________ Реутов В.А.
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _____________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _____________ Реутов В.А.
(подпись) (И.О. Фамилия)
Аннотация рабочей программы
В основе процессов обуславливающих современное состояние биосферы лежат физико-химические превращения в литосфере, гидросфере, атмосфере и живых организмах. Эти превращения являются предметом изучения соответствующих разделов химии. Химия окружающей среды базируется на основных законах и понятиях классической химии, однако объекты исследования в этом случае находятся в биосфере и других оболочках Земли.
Целью изучения дисциплины «Химия окружающей среды» является освоение основных физико-химических процессов, протекающих с участием абиотических компонентов биосферы в естественных условиях, и изменений в этих процессах, связанных с влиянием антропогенных факторов, а также изучение изменений химического состава окружающей среды и прогнозирование возможных экологических последствий таких изменений.
Курс «Химия окружающей среды» является дисциплиной раздела СД.Ф.1 федерального компонента цикла специальных дисциплин.
Дисциплина является комплексным научным направлением, тесно связанным с неорганической, органической физической химией, геохимией, биологией, физикой и другими науками. Теоретические знания полученные на лекционных занятиях закрепляются на лабораторных работах.
Студентам предлагается самостоятельное изучение части теоретического курса и подготовка реферативной работы. Основным средством промежуточного контроля усвоения материала являются коллоквиумы по четырем основным модулям теоретического курса дисциплины. Все темы ориентированы на развитие экологической компетентности и на побуждение научного интереса к объекту изучения.
В результате освоения дисциплины у студента формируются знания, умения, навыки. В результате освоения дисциплины студенты должны:
Знать: структуру биосферы, основные энергетические потоки в ней и биогеохимические циклы, основные направления негативного антропогенного воздействия на потоки биогеохимических циклов и на механизмы нарушения природных циклов и пути его устранения; физико-химические процессы, протекающие в атмосфере, гидросфере и литосфере; источники и виды химического загрязнения биосферы, способы ее самоочищения.
Уметь: прогнозировать возможные пути миграции и трансформации химических соединений в объектах окружающей среды и оценки их воздействия на биоту; решать задачи, связанные с физико-химическими процессами, протекающими с участием абиотических факторов в различных геосферах; прогнозировать последствия изменений химического состава нижней части атмосферы, гидросферы и верхней части литосферы для живого вещества биосферы; выбирать и осуществлять необходимый метод анализа того или иного природного объекта.
Владеть: обработкой и интерпретированием результатов эксперимента; использованием результатов полученных данных в профессиональной деятельности; практическими навыками для проведения экспериментальных научно-исследовательских работ; владеть методами контроля качества окружающей среды.
содержание теоретической части курса
Лекции – 34 часа
Модуль 1 «Основные физико-химические процессы в атмосфере» (16 часов)
Тема 1. Загрязнение окружающей среды (4 часа). Определение химии окружающей среды. Объекты окружающей среды. Виды загрязнений. Виды негативного воздействия. Классификация загрязнений, примеры. Классификация загрязнений по масштабу. Загрязнение биосферы химическими загрязняющими веществами. Ксенобиотики. Классификация веществ хемосферы по действию на организм человека. Классификация по Бобкову. Классы опасности вредных веществ в водоемах и в воздухе. Степень токсичности. Особенности распространения, трансформации и накопления загрязняющих веществ в окружающей среде.
Тема 2. Атмосфера Земли (2 часа). Состав и строение атмосферы. Квазипостоянные компоненты атмосферы. «Активные» примеси в атмосфере. Стратификация атмосферы. Строение Солнца. Виды ионизирующих излучений. Основные химические реакции в ионосфере.
Тема 3. Изменение озонового слоя (2 часа). Ультрафиолетовое излучение. Процессы образования и гибели озона в стратосфере. Водородный, азотный, хлорный, бромный циклы озона. Классификация фреонов. Прерывание озоноразрушающих циклов. «Озоновая дыра» над Антарктидой.
Тема 4. Химические процессы в тропосфере (4 часа). Процессы окисления примесей в тропосфере. Роль гидроксильного радикала в химических превращениях. Окисление углеводородов в тропосфере. Окисление метана в атмосфере. Окисление гомологов метана. Соединения азота в тропосфере. Атмосферные циклы соединений азота в тропосфере. Гемиоксид азота в атмосфере. Соединения серы в атмосфере. Атмосферные циклы соединений серы в тропосфере. Вода в тропосфере. Образование смога и фотохимического смога.
Тема 5. Аэрозоли в атмосфере (4 часа). Классификация аэрозольных частиц по Юнге. Типы распределения аэрозольных частиц в тропосфере. Диспергационные аэрозоли, конденсационные аэрозоли. Процессы образования аэрозолей. Образование частиц с твердых поверхностей, прямой отрыв от поверхности. Образование частиц с поверхности океана. Образование частиц с поверхности океана. Выведение аэрозолей из атмосферы. Стратосферный аэрозоль.
Модуль 2 «Основные физико-химические процессы в гидросфере» (12 часов)
Тема 1 Состав гидросферы (2 часа). Аномальные свойства воды. Состав природных вод. Показатели качества природных вод. Закон Дитмара.
Тема 2. Классификация природных вод (2 часа). Классификация природных вод по значению минерализации. Классификация по О.А. Алекину. Эвтрофикация водоемов.
Тема 3. Формирование химического состава природных вод (2 часа). Факторы формирования химического состава природных вод. Физико-географические факторы формирования природных вод. Геологические факторы формирования природных вод. Биологические факторы формирования природных вод. Антропогенные факторы формирования природных вод. Физико-химические факторы формирования природных вод.
Тема 4. Жесткость и щелочность природных вод (2 часа). Виды жесткости природных вод. Классификация природных вод по величине жесткости. Щелочность природных вод. Щелочной резерв.
Тема 5. Формирование состава и кислотности атмосферных осадков и поверхностных вод (2 часа). Кислотно-основное равновесие в природных водоемах. Стадии закисления поверхностных водоемов. Соединения алюминия в процессах закисления поверхностных водоемов.
Тема 6. Загрязнение водных систем тяжелыми металлами (2 часа). Процессы, определяющие формы существования тяжелых металлов в водной среде. Химическое равновесие в водных системах. Растворимость соединений металлов в водных системах. Комплексные соединения металлов в водных системах. Поведение металлов в бескислородных условиях.
Модуль 3 «Основные физико-химические процессы в почвенном слое» (8 часов)
Тема 1. Литосфера (4 часа). Строение литосферы. Структура земной коры. Кларк. Минералы и горные породы. Виды пород. Гипергенез и почвообразование. Элементный состав почв. Классификация органических веществ почвы.
Тема 2. Основные физико-химические процессы, протекающие в почвах (4 часа). Поглотительная способность почв. Катионообменная способность почв. Обменные катионы почв. Степень насыщения почв основаниями. Засоление почв. Коэффициент селективности катионного обмена. Закисление почв. Актуальная кислотность почв. Актуальная щелочность почв. Степень кислотности почвенных растворов. Степень щелочности почвенных растворов. Потенциальная кислотность почв. Обменная кислотность почв. Гидролитическая кислотность почв.
содержание практической части курса
Список лабораторных работ (51 ч)
Определение кислорода в воздухе
Определение содержания аэрозоля едких щелочей в атмосферном воздухе
Определение содержания оксидов азота в атмосферном воздухе
Определения содержания сульфатов в воде турбидиметрическим методом
Определение содержания общего железа в природных водах
Определение кислотности природных вод и свободного диоксида углерода
Определение хлор-иона в пресных водах аргентометрическим методом
Определение актуальной кислотности почвы
Определение суммы поглощенных оснований в почве
Определение потенциальной кислотности почв
Определение обменного водорода и алюминия в почве (по Соколову)
Определение содержания гумуса в почве по методу Тюрина
Определение содержания органических веществ в почве
Определение степени засоленности почв
КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЙ КУРСА
По теме «Загрязнение окружающей среды» проводится контрольная работа. Все остальные темы теоретического курса вынесены на коллоквиумы.
Вопросы к коллоквиумам
Коллоквиум №1
Квазипостоянные компоненты и «активные» примеси в атмосфере
Стратификация атмосферы
Строение Солнца
Виды ионизирующих излучений
Ионосфера Земли. Строение
Основные химические реакции в ионосфере
Озон в атмосфере. Общее содержание
Процессы образования и гибели озона в стратосфере. «Нулевой» цикл озона
Водородный цикл озона. Азотный цикл озона
Хлорный цикл озона. Бромный цикл озона
Классификация фреонов
«Озоновая дыра» над Антарктидой
Неорганические соединения серы в тропосфере
Неорганические соединения азота в тропосфере
Коллоквиум №2
Аномальные свойства воды
Состав природных вод
Способы классификации природных вод Классификация природных вод по значению минерализации
Классификация природных вод по О.А. Алекину
Эвтрофикация водоемов
Основные процессы формирования химического состава природных вод
Жесткость природных вод
Щелочность природных вод
Процессы закисления поверхностных водоемов. Основные стадии
Процессы закисления поверхностных водоемов. Роль ионов алюминия
Коллоквиум №3
Строение литосферы
Содержание химических элементов в земной коре. Кларк. Кларк концентрации
Минералы и горные породы
Гипергенез и почвообразование
Фазовый состав почв
Элементный состав почв
Классификация органических веществ почвы
Поглотительная способность почв
Катионообменная способность почв
Обменные катионы почв
IV. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ
Тематика рефератов
Биодеградация токсичных соединений
Биологическое накопление тяжелых металлов
Галогенсодержащие суперэктоксиканты
Глобальное потепление
Диоксид углерода в атмосфере
Диоксины в окружающей среде
Естественные факторы климатообразования
Загрязнение атмосферы автомобильным транспортом
Загрязнение воздуха в помещениях
Загрязнение подземных вод
Запасы и проблемы пресной воды
Ионизирующее излучение и его воздействие на объекты окружающей среды
Использование пестициды
Кислотные осаждения
Круговорот бериллия в биосфере
Круговорот ртути в биосфере
Круговорот таллия в биосфере
Метан в атмосфере
Отходы поглощающие кислород
Парниковый эффект
Полихлориванные углеводороды
Полициклические ароматические углеводороды
Проблема Озона
Редкие элементы в поверхностных водах суши.
Синтетические неоргнические удобрения
Структура и химический состав земной коры.
Терратогены, мутагены и канцерогены
Типы и пути воздействия токсичных веществ
Тяжёлые металлы в биосфере
Утилизация опасных отходов
Физико-химические факторы формирования состава природных вод
Шахтные воды
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
а) основная литература:
Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды: учебник для вузов: 3-е изд. / Л.Ф. Головская. – М.: Мир; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 295 с.
Джирард, Дж.Е. Основы химии окружающей среды: Перевод с англ. В.И. Горшкова под ред. В.А. Иванова / Дж.Е. Джирард. – М.: ФИЗМАЛИТ, 2008. – 640с.
Тарасова, Н.П. Химия окружающей среды: атмосфера: учебное пособие для вузов / Н.П. Тарасова, В.А. Кузнецов. – М.: Академкнига, 2007. – 228с.
Егоров, В.В. Экологическая химия: учебное пособие для вузов / В.В. Егоров. – СПб.: Лань, 2009. – 181 с.
б) дополнительная литература:
Егоров, В.В. Экологическая химия: учебное пособие для вузов / В.В. Егоров. – СПб.: Лань, 2009. – 181 с.
Задачи и вопросы по химии окружающей среды / Н.П. Тарасова, В.А. Кузнецов, Ю.В. Сметанников, А.В. Малков, А.А. Додонова. – М.: Мир, 2002. – 368 с.
Исидоров, В.А. Экологическая химия: Учебное пособие для вузов / В.А. Исидоров. – СПб.: Химиздат, 2001. – 304с.
Ложниченко, О.В. Экологическая химия: Учебное пособие для вузов / О.В. Ложниченко. – М.: Академия, 2008. – 265 с.
Орлов, Д.С. Химия почв: Учебник / Д.С. Орлов. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1985. – 376с.
Реутов, В.А. Требования к оформлению письменных работ, выполняемых студентами Института химии и прикладной экологии ДВГУ / В.А. Реутов. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2010. – 59 с.
в) Интернет-ресурсы
Зилов, Е.А. Химия окружающей среды: Учебное пособие [Электронный ресурс] : электронная версия / Е.А. Зилов. – Иркутск: Иркут. ун-т, 2006. – 148 с. – Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/169/37169.
Крупнова, Т.Г. Химия окружающей среды: Учебное пособие / Под ред. Ю.И.Сухарева [Электронный ресурс] : электронная версия / Т.Г. Крупнова. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2004. – Ч.1. – 37 с. Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/628/47628.
Крупнова, Т.Г., Сухарев Ю.И. Химия окружающей среды: Учебное пособие [Электронный ресурс] : электронная версия / Т.Г. Крупнова, Ю.И. Сухарев – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. – Ч.2. – 36 с. Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/629/4762.
Чибисова Н.В. Практикум по экологической химии: Учебное пособие [Электронный ресурс] : электронная версия / Н.В. Чибисова. – Калининград: Калинингр. ун-т, - 1999. – 94 с. Режим доступа: http://window.edu.ru/resource/482/22482.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
ШКОЛА ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК ДВФУ
КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ»
Специальность – 280201.65 «Охрана окружающей среды
и рациональное использование природных ресурсов»
г. Владивосток
2012
Модуль 1 «Физико-химические процессы в атмосфере» (16 ч)
|
