Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Р. 2 Химия окружающей среды основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности
Скачать 450.67 Kb.
|
| ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Мурманский государственный педагогический университет» (МГПУ) УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ ЕН.Р.2 ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОСНОВНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТА ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 020801.65 Экология (Экологическая экспертиза) 020201.65 Биология (Теория образования и методика преподавания биологии) (код и наименование специальности/тей) Утверждено на заседании кафедры географии и экологии естественно-географического факультета (протокол № 8 от 18.03.2008 г.) Зав. кафедрой ______________ /А.В. Николаев/ РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины. 1.1 Автор программы: кандидат биологических наук, доцент кафедры географии и экологии Лештаев Алексей Александрович. 1.2 Рецензенты: - кандидат географических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры географии и экологии Полхов Александр Павлович; - кандидат сельскохозяйственных наук, директор Центра лабораторного анализа и технических измерений по Мурманской области Рябцева Маргарита Евгеньевна.
Дисциплина «Химия окружающей среды» является обязательной для подготовки будущих студентов-экологов. Изучение химического состава атмосферы, гидросферы, земной коры, круговорота веществ и элементов в резервуарах планеты Земля, изучение влияния новых синтезированных веществ и материалов на природные химические процессы будет способствовать развитию у студентов навыков исследователя и профессионального творчества, позволит сформировать у будущих специалистов естественно-материалистическое мировоззрение, понимать необходимость в охране окружающей среды, пониманию протекания природных геохимических процессов в различных временных масштабах. Целью курса является ознакомление студентов с главными химическими процессами, протекающими в окружающей среде и определяющими современный химический облик Земли. Задачи курса: • Изложить ключевые концепции и принципы, управляющие природными химическими процессами, • Ознакомить с глобальными проблемами охраны окружающей среды от химических загрязнений Место курса в профессиональной подготовке выпускника. Курс должен дать студентам базовые сведения о химии окружающей среды, ознакомить студентов с широтой спектра проблем химии окружающей среды и необходимости их решения на локальном, региональном, национальном и глобальном уровнях. Требования к уровню освоения содержания курса. Студенты должны знать основные принципы химии окружающей среды, термины дисциплины, представлять глобальные проблемы химии окружающей среды на современном этапе, причины и источники загрязнения, основные химические процессы, протекающие в атмосфере, гидросфере, геосфере и степень их нарушения химическими загрязнениями. Студенты также должны уметь определять качественный и количественный состав загрязнителей основных сред жизни, а также отслеживать пути их перемещения в биосфере.
Химия окружающей среды Химический состав литосферы, атмосферы и гидросферы; миграция веществ в биосфере, биогеохимические циклы; геохимия природных и природно-антропогенных ландшафтов, эколого-геохимические оценки состояния окружающей среды; типы физических и химических загрязнений; трансформация и миграция загрязнителей в почве, атмосфере и гидросфере, методы обнаружения и количественной оценки загрязнений.
1.6.1 Содержание разделов дисциплины 1. Предмет изучения и задачи химии окружающей среды Определение и объекты изучения химии окружающей среды: гидросфера, атмосфера и литосфера. Понятия о биосфере (Геккель, Зюсс, Вернадский) и ноосфере (Вернадский). Основные понятия химии окружающей среды. Биогеохимические циклы элементов и веществ (на примере основных биогенных элементов: углерод, азот, фосфор) и их количественные характеристики. Антропогенное воздействие на окружающую среду (типы и объекты воздействия; физическое и химическое загрязнение). Загрязняющее вещество, источник загрязнения, сток загрязняющего вещества. Основные задачи химии окружающей среды. Описание биогеохимических циклов загрязняющих веществ. Изучение антропогенного воздействия на естественные биогеохимические циклы. 2. Химия гидросферы. Гидрологический цикл. Уникальные свойства воды. Химический состав природных вод: растворенные газы, главные ионы, биогенные элементы, микроэлементы, растворенное органическое вещество. Основные виды природных вод и особенности их состава. Основные равновесия природных вод. Кислотно-основные равновесия в природных водах. Понятие о рН и щелочности природных вод. Карбонатная система. Окислительно-восстановительные процессы в природных водоемах. Концепция рЕ. Основные потенциалопередающие редокс-пары природных вод. Эвтрофикация водоемов. 3. Химическое загрязнение природных вод Характеристики основных классов загрязняющих веществ. Тяжелые металлы, нефтяные и хлорированные углеводороды, радиоактивные вещества. Понятие о ксенобиотиках, их происхождении и существовании в окружающей среде. Основные источники поступления загрязняющих веществ в водную среду. Сточные воды. Промышленные стоки. Атмосферные выпадения. Особенности источников поступления для различных классов. Основные процессы миграции загрязняющих веществ в природных водах. Перенос в виде растворимых соединений. Сорбция на взвешенном веществе. Седиментация и накопление в донных отложениях. Особенности процессов миграции для разных классов соединений. Основные процессы трансформации загрязняющих веществ в природных водах. Тяжелые металлы: гидролиз, комплексообразование с органическими и неорганическими лигандами, преципитация. Органические загрязняющие вещества: фотолиз, микробный метаболизм, связывание с растворенным и взвешенным органическим веществом. Формы существования загрязняющих веществ в водных средах. Воздействие загрязняющих веществ на водные организмы. Биоаккумуляция загрязняющих веществ и миграция по пищевым цепям. Токсическое воздействие. 4. Проблемы водоочистки и водообработки Сточные воды и методы их очистки. Типы сточных вод. Характеристика их состава. Основные показатели, характеризующие загрязненность водоемов: физические, химические и бактериальные. Методы очистки хозяйственно-бытовых сточных вод: пруды-отстойники, поля орошения, биофильтры, аэротенки, септик-тенки, метан-тенки. Методы очистки сточных вод промышленности: физические (отстойники, фильтрация, выпарка, перегонка с паром), химические (нейтрализация, осаждение, окисление сильными окислителями, высокотемпературное сжигание), физико-химические (адсорбция, экстракция, коагуляция, электрохимическое анодное окисление и мембранный электродиализ) и биологические (обработка активным илом в аэротенках). Питьевая вода. Методы получения питьевой воды. Первичная, вторичная, третичная обработка сточных и природных вод. Проблемы загрязнения питьевой воды в результате хлорирования. Альтернативные методы дезинфекции питьевой воды. 5. Химия литосферы Химический состав литосферы. Минералы и горные породы. Физико-химические процессы, происходящие в недрах земли. 6. Химия почв Происхождение, состав и функции почвы. Образование почвенного слоя. Его структура, уникальные свойства и функции. Основные типы почв. Понятие о географической зональности. Механический состав почв. Химический состав почв. Органическое вещество почв. Состав и свойства гумусовых веществ. Свойства почв. Ионообменные и кислотно-основные свойства почв. Понятие о емкости катионного обмена (ЕКО) и кислотности почв. Буферность почв. Редокс-процессы в почвенной среде. Окислительно-восстановительные режимы основных типов почв. 7. Загрязнение почв в результате производственной деятельности человека Почва как геохимическая среда. Общая характеристика, сходство и различие с природными водами. Понятие геохимического барьера. Типы геохимических барьеров в почвенных средах: их роль в миграции и трансформации загрязняющих веществ в почвенном слое. Загрязнение почв. Основные классы веществ, загрязняющих почвенный слой: тяжелые металлы, гербицидные остатки и нефтяными углеводороды. Источники их поступления, формы существования, подвижность в почвенном слое, механизмы трансформации и поступления в растения. Способы рекультивации почв. Загрязнение тяжелыми металлами и способы его устранения. Способы обработки почв, загрязненных гербицидными остатками и нефтяными углеводородами. 8. Химия верхних слоев атмосферы и проблемы их загрязнения Атмосфера как объект изучения химии окружающей среды. Состав и структура атмосферы. Эволюция атмосферы, ее биогенное происхождение. Воздействие солнечной радиации на атмосферу. понятие о фотохимических реакциях Ионы и радикалы в атмосфере. Загрязнение атмосферы. Основные классы веществ, загрязняющих атмосферу. Естественные и антропогенные источники, соотношение между их выбросами: оценка приоритетности источников по их доле в суммарном антропогенном выбросе. Химия верхних слоев атмосферы. Основные реакционно-способные частицы ионосферы и стратосферы. Химия стратосферного озона (кислородный, водородный, хлорный и азотный циклы озона). Истощение озонового слоя в результате антропогенного воздействия на атмосферу как глобальная экологическая проблема. 9. Химия нижних слоев атмосферы и проблемы их загрязнения Химия нижних слоев атмосферы. Тропосфера как глобальный окислительный резервуар. Основные реакционно-способные частицы в тропосфере: гидроксильный радикал, оксиды азота и серы и их превращения. Газофазные реакции в тропосфере. Окисление органических соединений. Образование пероксиацетонитрилов. "Фотохимический смог". Гетерофазные реакции в тропосфере. Окисление двуокиси серы, адсорбированной на твердых частицах дыма. "Классический смог". Окисление низших оксидов азота и серы, абсорбированных капельками воды. "Кислые дожди". Распространение загрязняющих веществ в атмосфере. Классификация загрязнителей (по линейному размеру и длительности воздействия), роль атмосферных явлений (турбулентность, инверсия) и типа загрязнителя для пространственного распределения загрязняющих веществ в атмосфере. Проблемы трансграничного переноса. 10. Токсическое воздействие загрязняющих веществ на окружающую среду Токсическое воздействие загрязняющих веществ. Понятие токсичности. Основные аспекты токсикодинамики: поступление токсикантов в живые организмы, их трансформация и механизмы действия. Эффекты воздействия на живой организм. Количественные характеристики токсикодинамики: доза, кривые "доза-эффект", порог вредного действия, порог специфического действия. Оценка состояния окружающей среды. Концепция предельно допустимой концентрации (ПДК). Экотоксикологическое нормирование (на примере определения рыбохозяйственных ПДК). Комбинированное воздействие токсикантов. Методы интегральной оценки воздействия загрязняющих веществ на окружающую среду: биотестирование, биоиндикация. Биологический мониторинг как эффективный метод контроля состояния окружающей среды. 1.6.2 Темы для самостоятельного изучения.
Занятие 1 Загрязнение воздуха Вопросы для коллективного обсуждения
Задания для самостоятельной работы
Литература
3. Новиков Н.А. Экология и охрана окружающей среды. – М.: Мысль, 1989 Занятие 2 Загрязнение воды Вопросы для коллективного обсуждения
Задания для самостоятельной работы
Литература
Занятие 3 Загрязнение почвы Вопросы для коллективного обсуждения
Задания для самостоятельной работы
Литература
Практическое занятие 4 Методы очистки атмосферных выбросов Вопросы для коллективного обсуждения
Задания для самостоятельной работы
Литература
Практическое занятие 5 Методы очистки водных сбросов Вопросы для коллективного обсуждения
Задания для самостоятельной работы
Литература
Рекомендуемая литература Основная
Дополнительная Алекин О.А. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. Альберт Э. Избирательная токсичность. М.: Мир, 1971. Анализ объектов окружающей среды. Инструментальные методы. М.: Мир, 1993. Бертокс П., Радд Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений. М.: Мир, 1982. Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1988. Герлах С.А. Загрязнение морей: диагноз и терапия. Л.: Гидрометеоиздат. 1985. Дривер Дж. Геохимия природных вод. М.: Мир. 1985. Золотов Ю.А. Вклад аналитической химии в обеспечение контроля за природными объектами. Вести АН СССР. 1991, N 11, c.63-72. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат. 1989. Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. М.: Наука. 1992. Мельников Н.Н., Волков А.И., Короткова О.А. Пестициды и окружающая среда. М.: Химия. 1977. Некоторые вопросы токсичности ионы металлов. Под ред. Зигель Х., Зигель А. М.: Мир. 1993. Одум Ю. Экология. М.: Мир, 1986. Т.1,2. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1993. Оценка воздействия на окружающую среду. М.: Госкомприроды, 1992. Проблемы загрязнения окружающей среды и токсикология. М.: Мир. 1993. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М.: Мир, 1982. Филенко О.Ф. Водная токсикология. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1988. Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985. Химия окружающей среды. /Под ред. Дж. Бокриса. М.: Химия, 1982. Manahan E. Environmental chemistry. N.Y.: Wiley, 1999. Mobility and degradation of organic contaminants in subsurface environments (Zevy B., Zyman W.J., Reidy B.J., Eds.) - Washington DC: Environmental Protection Agency, 1992.
1.9.1 Перечень используемых технических средств.
1.9.2 Перечень используемых пособий.
Вариант 1
а) механическим загрязнителем воздуха; б) химическим загрязнителем воздуха; в) физическим загрязнителем воздуха. 2. Парниковый эффект вызывают: а) CO; б) СО2; в) СН4; г) SO2. 3. Кислотные дожди вызывают: а) СО; б) NO; в) SO2; 4. Механическим загрязнением называется… 5. Механическое загрязнение почвы ухудшает её … 6. Наиболее распространённым загрязнителем воздуха является … 7.Озоновый слой разрушают: а) углеводороды; б) диоксины; в) фреоны. 8. Наибольшее количество NO2 выделяется при горении: а) газа; б) угля; в) нефти. 9. Стекло является: а) химическим загрязнителем почвы; б) механическим загрязнителем почвы. 10. Полиэтилен разлагается в почве за… а) 5 лет; б) 50 лет; в) 100 лет. 11. Углеводороды обладают: а) концерагенным действием; б) наркотическим действием; в) мутагенным действием. 12. Закончите уравнение реакции: 2NO2 + H2O = … 13. Закончите уравнение реакции: SO2 + NaOH = … 14. Для очистки выбросов от СО используют: а) метод адсорбции; б) метод окисления; в) электрохимическая очистка. 15. Напишите уравнение реакции, обеспечивающее регенерацию едкого натра после поглощения им сернистого газа:__________________________ ТЕСТОВОЕ ЗАДАНИЕ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ» Вариант 2
а) механическим загрязнителем воздуха; б) химическим загрязнителем воздуха; в) физическим загрязнителем воздуха. 2. Озоновый слой разрушают: а) NO; б) СH3Cl; в) СН4; г) SO2. 3. Химикат, обнаруженный в печени антарктических пингвинов, называется: а) ДДТ; б) ПВХ; в) ПХБ; г) БАП. 4. Естественными источниками загрязнения атмосферы являются… 5. Физическим загрязнением называется… 6. Химическое загрязнение – это… 7.Главным губителем хвойных лесов является: а) SO2; б) NO2; в) NO. 8. Наибольшее количество SO2 выделяется при горении: а) газа; б) угля; в) нефти. 9. Полиэтилен является: а) химическим загрязнителем почвы; б) механическим загрязнителем почвы. 10. В пресной воде доминируют катионы: а) кальция и магния; б) натрия и калия; в) калия и кальция. 11. Бензапирен обладает: а) концерагенным действием; б) наркотическим действием; в) мутагенным действием. 12. Закончите уравнение реакции: СO + H2O = … 13. Закончите уравнение реакции: BaO + SO2 = … 14. Для очистки выбросов от NО используют: а) метод восстановления; б) метод адсорбции; в) электрохимическую. очистку. 15. Напишите уравнение реакции, описывающее процесс осаждения из воды солей кальция питьевой содой с целью её умягчения:_________________________________________________________________
Главный метод исследования – лабораторный эксперимент.
Посещение занятия – 1 балл, выступление на практическом занятии – 1 балл, доклад на практическом занятии – 2 балла, выполнение расчётного задания – 2 балла, написание реферата – 4 балла. 40 баллов – допуск к зачёту, 49 баллов – зачёт автоматом. РАЗДЕЛ 2. Методические указания по изучению дисциплины и контрольные задания для студентов заочной формы обучения. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Химия: высокомолекулярные... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14 Биологическая химия... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины ен. Ф. 04. Общая химия основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 14, Сд. Ф. 14 Биологическая... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 1 Основы кинезиологии... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 11 Основы коммуникативной... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины гсэ. В устойчивое развитие... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. Ф. 6 Экономика физической... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд основы фитодизайна основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины сд. 11, Сд. Ф. 11 Зоология... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины фтд. 4, Сд. В микология основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Учебно-методический комплекс дисциплины опд. Ф. 21 Методы географических... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
| Учебно-методический комплекс дисциплины дс. 5 Экология почв основная... Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) | | Аналитическая химия учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... |
| Высокомолекулярные соединения учебно-методический комплекс «Химия», профили подготовки: «Неорганическая химия и химия координационных соединений», «Физическая химия», «Химия окружающей среды,... | | Учебно-методический комплекс дисциплины Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальности (специальностям) |
