• На главную
• О Центре
• Контакты
• Карта сайта
• Расширенный поиск

• Eng
• Rus

• О проекте
• Участники
• Публикации
• Учебные курсы
• Словарь
  терминов
• Часто задаваемые
  вопросы
• Фотогалерея

 

Химия окружающей среды

Программа дисциплины ОПД.Р.4
«Химия окружающей среды»

Специальность 013400 — природопользование
Всего часов - 90
в том числе лекционных - 18
практических - 18
Программа составил: доц. Е. А. Зилов, (Иркутский государственный университет)

I. Организационно-методический раздел

Цель курса.

Целью курса является ознакомление студентов с главными химическими процессами, протекающими в окружающей среде и определяющими современный химический облик Земли.

Задачи курса:

Изложить студентам ключевые концепции и принципы, управляющие природными химическими процессами, ознакомить их с глобальными проблемами охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов и путями их решения.

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, их причины и источники, основные химические процессы, протекающие в атмосфере, гидросфере, геосфере и степень их нарушения химическими загрязнениями.

II. Содержание курса

Введение.

Что такое химия окружающей среды. Cвязь химии окружающей среды с другими научными дисциплинами (биологическими, географическими, геологическими, социальными, медицинскими). Основные термины и положения дисциплины.

Образование Вселенной, Солнечной Системы, синтез элементов

Современные гипотезы возникновения Вселенной, представления о возникновении звезд. Ядерные процессы, синтез элементов.

Формирование планет, возникновение атмосферы, ранние процессы выветривания.

Возникновение Земли. Первичная атмосфера. Возникновение жизни. Критические уровни содержания кислорода в атмосфере. Развитие жизни на Земле.

Химические резервуары Земли.

Земля: ядро и мантия. Элементный состав. Земная кора: континентальная кора и океаническая кора. Литосфера и астеносфера. Гидросфера. Атмосфера. Биосфера. Техносфера.

Представление о циклах, биогеохимические циклы.

Осадочный цикл и цикл газообразных веществ. Экзогенный и эндогенный циклы, обмен между ними. Циклы углерода и воды. Круговорот азота. Круговорот фосфора. Круговорот серы. Круговорот железа. Источники загрязнения в процессе производства. Взаимодействие геосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы и техносферы.

Загрязняющие вещества.

Понятие о загрязняющих веществах, типы загрязняющих веществ. Контаминанты, поллютанты, токсиканты, мутагены, тератогены, канцерогены.

Источники загрязнения.

Природные и антропогенные загрязнения. Точечные и диффузные источники загрязнения.

Основы экотоксикологии.

Норма и патология. Понятие токсичности, критерии токсичности, выражение токсичности. Острая, хроническая, кумулятивная токсичность. Биотесты, биотестирование. Тест-объекты: индикаторные, представительные. Токсическая концентрация, минимально действующая концентрация, максимально переносимая концентрация, летальная концентрация. Определение ПДК. Взаимодействие загрязнителей.

Гидросфера.

Уникальные свойства воды, распределение воды, использование воды. Проблема водных ресурсов. Критерии качества воды. Загрязнение вод.

Природа и типы загрязняющих воду веществ.

Биологическое загрязнение вод. Хозяйственно-бытовые сточные воды. Состав, последствия сброса. Особенности действия на речные и озерные системы. Биогенные элементы. Проблема эвтрофирования.

Природные и синтетические загрязняющие вещества.

Нефть и нефтепродукты. Поверхностно-активные вещества. Пестициды. Металлы. Ацидификация водных экосистем.

Микробная трансформация загрязняющих веществ.

Разложение микробами пестицидов. Трансформация азота, серы и фосфора микробами.

Атмосфера.

Состав, стратификация и перенос энергии. Химические реакции в атмосфере. Частицы в атмосфере. Атмосферные реакции серы и азота.

Загрязнение атмосферы.

Неорганические загрязнители атмосферы. Органические загрязнители воздуха. Городская атмосфера. Загрязнение воздуха и здоровье.

Фотохимический смог.

Первичное загрязнение и вторичное загрязнение атмосферы. Аэрозоли.

Парниковый эффект.

Вещества, отвечающие за возникновение парникового эффекта. Роль антропогенных источников. Глобальное изменение климата. Прогнозы и реальность.

Проблема озонового слоя.

Образование и разрушение озона. Разрушение озона хлорсодержащими соединениями. Динамика концентрации озона над Антарктикой. Прогнозы, поиск альтернатив.

Кислотные дожди.

Вещества, вызывающие образование кислот в атмосфере. Масштабы и последствия.

Геосфера.

Осадочный цикл, глины, минералы, выветривание. Химическое выветривание.

Химия почв.

Проблема удобрений. Загрязнение почв пестицидами.

Ядерная химия и окружающая среда.

Изотопы. Реакции ядерного распада и ядерного синтеза. Радиоактивность, виды, опасность для живых систем. Радиоактивное загрязнение. Ядерный взрыв, атомные электростанции. Проблема хранения ядерных отходов.

Примерный перечень тем для самостоятельной работы

1. Современные гипотезы возникновения Вселенной, представления о возникновении звезд.
2. Ядерные процессы, синтез элементов.
3. Возникновение жизни.
4. Земля: ядро и мантия. Элементный состав.
5. Земная кора: континентальная кора и океаническая кора.
6. Литосфера и астеносфера.
7. Техносфера.
8. Осадочный цикл и цикл газообразных веществ.
9. Экзогенный и эндогенный циклы, обмен между ними.
10. Круговорот серы.
11. Круговорот железа.
12. Источники загрязнения в процессе производства.
13. Понятие токсичности, критерии токсичности, выражение токсичности.
14. Острая, хроническая, кумулятивная токсичность.
15. Биотесты, биотестирование.
16. Тест-объекты: индикаторные, представительные.
17. Токсическая концентрация, минимально действующая концентрация, максимально переносимая концентрация, летальная концентрация.
18. Уникальные свойства воды, распределение воды, использование воды.
19. Проблема водных ресурсов.
20. Критерии качества воды.
21. Загрязнение вод.
22. Разложение микробами пестицидов.
23. Трансформация азота, серы и фосфора микробами.
24. Состав атмосферы, стратификация и перенос энергии.
25. Химические реакции в атмосфере.
26. Частицы в атмосфере.
27. Атмосферные реакции серы и азота.
28. Неорганические загрязнители атмосферы.
29. Органические загрязнители воздуха.
30. Вещества, вызывающие образование кислот в атмосфере.
31. Кислотные дожди. Масштабы и последствия.
32. Осадочный цикл, глины, минералы, выветривание.
33. Химическое выветривание.
34. Проблема удобрений.
35. Загрязнение почв пестицидами.
36. Реакции ядерного распада и ядерного синтеза.
37. Радиоактивность, виды, опасность для живых систем.
38. Радиоактивное загрязнение.
39. Ядерный взрыв, атомные электростанции.

Примерный перечень тем для курсовых работ

1. Ядерные процессы, синтез элементов.
2. Возникновение жизни.
3. Биосфера. Этапы эволюции биосферы.
4. Техносфера. Источники загрязнения в процессе производства.
5. Природные и антропогенные загрязнения.
6. Точечные и диффузные источники загрязнения.
7. Норма и патология на разных уровнях организации биосистем.
8. Взаимодействие загрязнителей.
9. Биологическое загрязнение вод.
10. Проблема эвтрофирования.
11. Загрязнение воздуха и здоровье.
12. Первичное загрязнение и вторичное загрязнение атмосферы.
13. Вещества, отвечающие за возникновение парникового эффекта. Роль антропогенных источников.
14. Глобальное изменение климата. Прогнозы и реальность.
15. Радиоактивность, виды, опасность для живых систем. Радиоактивное загрязнение.
16. Ядерный взрыв, атомные электростанции. Проблема хранения ядерных отходов.

Примерный перечень вопросов к экзамену по всему курсу

1. Что такое химия окружающей среды?
2. Cвязь химии окружающей среды с другими научными дисциплинами (биологическими, географическими, геологическими, социальными, медицинскими).
3. Основные термины химии окружающей среды.
4. Современные гипотезы возникновения Вселенной, представления о возникновении звезд.
5. Ядерные процессы, синтез элементов.
6. Возникновение Земли.
7. Первичная атмосфера.
8. Возникновение жизни.
9. Критические уровни содержания кислорода в атмосфере.
10. Этапы эволюции биосферы.
11. Земля: ядро и мантия. Элементный состав.
12. Земная кора: континентальная кора и океаническая кора.
13. Литосфера и астеносфера.
14. Гидросфера.
15. Атмосфера.
16. Биосфера.
17. Техносфера.
18. Осадочный цикл и цикл газообразных веществ.
19. Экзогенный и эндогенный циклы, обмен между ними.
20. Циклы углерода и воды.
21. Круговорот азота.
22. Круговорот фосфора.
23. Круговорот серы.
24. Круговорот железа.
25. Источники загрязнения в процессе производства.
26. Взаимодействие геосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы и техносферы.
27. Понятие о загрязняющих веществах, типы загрязняющих веществ.
28. Контаминанты, поллютанты, токсиканты, мутагены, тератогены, канцерогены.
29. Природные и антропогенные загрязнения.
30. Точечные и диффузные источники загрязнения.
31. Норма и патология.
32. Понятие токсичности, критерии токсичности, выражение токсичности.
33. Острая, хроническая, кумулятивная токсичность.
34. Биотесты, биотестирование.
35. Тест-объекты: индикаторные, представительные.
36. Токсическая концентрация, минимально действующая концентрация, максимально переносимая концентрация, летальная концентрация.
37. Определение ПДК.
38. Взаимодействие загрязнителей.
39. Уникальные свойства воды, распределение воды, использование воды.
40. Проблема водных ресурсов.
41. Критерии качества воды.
42. Загрязнение вод.
43. Биологическое загрязнение вод.
44. Хозяйственно-бытовые сточные воды. Состав, последствия сброса.
45. Хозяйственно-бытовые сточные воды. Особенности действия на речные и озерные системы.
46. Биогенные элементы. Проблема эвтрофирования.
47. Природные и синтетические загрязняющие вещества.
48. Нефть и нефтепродукты в окружающей среде.
49. Поверхностно-активные вещества в окружающей среде.
50. Пестициды.
51. Металлы в окружающей среде.
52. Ацидификация водных экосистем.
53. Разложение микробами пестицидов.
54. Трансформация азота, серы и фосфора микробами.
55. Состав атмосферы, стратификация и перенос энергии.
56. Химические реакции в атмосфере.
57. Частицы в атмосфере.
58. Атмосферные реакции серы и азота.
59. Неорганические загрязнители атмосферы.
60. Органические загрязнители воздуха.
61. Городская атмосфера.
62. Загрязнение воздуха и здоровье.
63. Первичное загрязнение и вторичное загрязнение атмосферы.
64. Аэрозоли.
65. Вещества, отвечающие за возникновение парникового эффекта. Роль антропогенных источников.
66. Глобальное изменение климата. Прогнозы и реальность.
67. Образование и разрушение озона.
68. Разрушение озона хлорсодержащими соединениями.
69. Динамика концентрации озона над Антарктикой.
70. Разрушение озонового слоя: прогнозы, поиск альтернатив.
71. Вещества, вызывающие образование кислот в атмосфере.
72. Кислотные дожди. Масштабы и последствия.
73. Осадочный цикл, глины, минералы, выветривание.
74. Химическое выветривание.
75. Проблема удобрений.
76. Загрязнение почв пестицидами.
77. Изотопы.
78. Реакции ядерного распада и ядерного синтеза.
79. Радиоактивность, виды, опасность для живых систем.
80. Радиоактивное загрязнение.
81. Ядерный взрыв, атомные электростанции.
82. Проблема хранения ядерных отходов.

III. Распределение часов по темам и видам работ

№ п/п	Наименование тем и разделов	Всего (час.)	Аудиторные занятия (час)		Самостоятельная работа
			Лекции	семинары
1	Введение	2	1	—	1
2	Образование Вселенной, Солнечной Системы, синтез элементов	8	1	1	6
3	Формирование планет, возникновение атмосферы, ранние процессы выветривания	4	1	1	2
4	Химические резервуары Земли.	5	1	2	2
4	Представление о циклах, биогеохимические циклы	7	1	2	4
5	Загрязняющие вещества	5	1	2	2
6	Источники загрязнения	3	1	—	2
7	Основы экотоксикологии	5	1	2	2
	Гидросфера	3	1	—	2
6	Природа и типы загрязняющих воду веществ	10	1	2	7
7	Микробная трансформация загрязняющих веществ	3	1	—	2
8	Атмосфера	3	1	—	2
9	Загрязнение атмосферы	4	1	1	2
10	Фотохимический смог	4	1	1	2
11	Парниковый эффект	4	1	1	2
12	Проблема озонового слоя	4	1	1	2
13	Кислотные дожди	2	—	—	2
14	Геосфера	3	1	—	2
15	Химия почв	4	—	—	4
16	Ядерная химия и окружающая среда	7	1	2	4
ИТОГО		90	18	18	54

IV. Форма итогового контроля

Экзамен

V. Учебно-методическое обеспечение курса

Основная литература

Андруз Дж. Введение в химию окружающей среды / Дж. Андруз, П. Бримблекумб, Т. Джикелз, П. Лисс; Пер. с англ. А. Г. Заварзиной; Под ред. Г. А. Заварзина. — М.: Мир, 1999. — 271 с.

Богдановский Г. А. Химическая экология: Учебное пособие / Г. А. Богдановский. — М.: Изд — во МГУ, 1994. — 237 с.

Вернадский В. И. Биосфера и ноосфера / В. И. Вернадский. — М.: Айрис-пресс, 2004. — 576 с.

Заславский Е. М. Введение в теорию биокосных систем / Е. М. Заславский. — М.: Ин — т Географии РАН, 1995. — 68 с.

Израэль Ю. А. Антропогенная экология океана / Ю. А. Израэль, А. В. Цыбань. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 528 с.

Кондратьев К. Я. Экодинамика и геополитика. Т. 1. Глобальные проблемы / К. Я. Кондратьев, В. К. Донченко. — СПб, 1999. — 1032 с.

Мазур И. И. Инженерная экология: общий курс. В 2-х т. Т. 2. Справочное пособие / И. И. Мазур, О. И. Молдаванов, В. Н. Шишов; Под. ред. И. И. Мазура. — М.: Высшая школа, 1996. — 655 с.

Одум Ю. Экология. В 2-х т./ Ю. Одум; Пер. с англ. Ю. М. Фролова; Под ред. В. Е. Соколова. — Т. 1. — М.: Мир, 1986. — 328 с.

Реймерс Н. Ф. Природопользование: Словарь — справочник / Н. Ф. Реймерс. — М.: Мысль, 1990. — 637 с.

Тарасова Н. П. 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.

Фюлленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию / Г. Фюлленберг; Пер. с нем. А. В. Очкина; Под ред. К. Б. Заборенко. — М.: Мир, 1997. — 232 с.

Хендерсон-Селлерс Б., Умирающие озера. Причины и контроль антропогенного эвтрофирования / Б. Хендерсон-Селлерс, Х. Р. Маркленд; Пер. с англ. А. В. Леонова, А. К. Морозова, П. Т. Хайми, С. Ф. Руднева; Под ред. К. Я. Кондратьева, Н. Н. Филатова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1990. — 280 с.

Дополнительная литература

Аксенов С. И. Вода и ее роль в регуляции биологических процессов / С. И. Аксенов. — М.: Наука, 1990. — 117 с.

Будыко М. И. Глобальная экология / М. И. Будыко. - М.: Мысль, 1977. — 328 с.

Вернадский В. И. Химическое строение биосферы Земли и её окружения / В. И. Вернадский. — 2 — е изд. — М.: Наука, 1987. — 340 с.

Виноградов Ю. А. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита / Ю. А. Виноградов. — М.: СОЛОН-Р, 2002. — 224 с.

Голубев В. С. Модель эволюции геосфер / В. С. Голубев. — М.: Наука, 1990. — 95 с.

Дедю И. И. Экологический энциклопедический словарь / И. И. Дедю. — Кишинев: Молд. Сов. Энцикл., 1989. — 408 с.

Лосев К. С. Вода / К. С. Лосев. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 272 с.

Методические аспекты лимнологического мониторинга. — Л.: Наука, 1988. — 177 с.

Никаноров А. М. Гидрохимия / А. М. Никаноров. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 352 с.

Новиков Ю. В. Вода и жизнь на Земле / Ю. В. Новиков, М. М. Сайфутдинов. — М.: Наука, 1981. — 184 с.

Озима М. Глобальная эволюция Земли / М. Озима. — М.: Мир, 1990. — 165 с.

Перельман А. И. Геохимия биосферы / А. И. Перельман. - М.: Наука, 1973. — 167 с.

Посохов Е. В. Химическая эволюция гидросферы / Е. В. Посохов. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 285 с.

Рамад Ф. Основы прикладной экологии: Воздействие человека на биосферу / Ф. Рамад; Пер. с фр. Ю И. Ляхина, А. Г. Попова, А. И. Смирнова; Под ред. Л. Т. Матвеева. — Л.: Гидрометеоиздат, 1981. — 544 с.

Реймерс Н. Ф. Экология: Теории, законы, правила, принципы и гипотезы / Н. Ф. Реймерс. - М.: Россия молодая, 1994. — 367 с.

Синюков В. В. Вода известная и неизвестная / В. В. Синюков. — М.: Знание, 1987. — 176 с.

Страшкраба М., Гнаук А. Пресноводные экосистемы. Математическое моделирование / Страшкраба М., Гнаук А.. — М.:Мир, 1989. — 376 с.

Сытник К. М. Биосфера. Экология. Охрана природы: Справочное пособие / К. М. Сытник, А. В. Брайон, А. В. Гордецкий. — Киев: Наукова думка, 1987. — 524 с.

Холленд Х. Химическая эволюция океанов и атмосферы / Х. Холленд. — М.: Мир, 1989. — 552 с.

Для подготовленных студентов

Chapman D. Water Quality Assessments. — London: Chapman&Hall, 1992. — 585 p.

Hill I. R. et al. (Ed.) Freshwater Field Tests for Hazard Assessment of Chemicals. — Boca Raton: Lewis Publishers, 1994 — 562 p.

Jørgensen S. E. (Ed.) Management of Lake Acidification. — Shiga: ILEC, 1993. — 195 p.

Matsui S. (Ed.) Toxic Substances Management in Lakes and Reservoirs. — Shiga: ILEC, 1991. — 170 p.

Patten B. C., Jørgensen S. E., Auerbach S. I. (Eds.) Complex Ecology. The Part-Whole Relation in Ecosystem. — New Jersey: Prentice Hall, 1995. — 705 p.

Shi Y. (Ed.) ANSWER’97. — Nanjing, 1997. — 602 p.

Straskraba M., Tundisi J. G. Reservoir Water Quality Management. — Shiga: ILEC, 1999. — 230 p.

Sustainable Lake Management. — Copenhagen, 1999. — 900 p.

Manahan S. E. Fundamentals of Environmental Chemistry / S. E. Manahan. — CRC Press, 2000. — 1024 p.

Frid C. Ecology of Aquatic Management / C. Frid, M. Dobson. — London: Pearson Education Limited, 2002. — 274 p.

Создание сайта: Web-студия ЦНИТ ИГУ