МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Анализ живых и техногенных систем

рабочая программа дисциплины
Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки20.03.01. Техносферная безопасность
ПрофильБезопасность жизнедеятельности в техносфере
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный план20_03_01-ТБ-4-2019
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 80
самостоятельная работа 109
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 5

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 3 (5) Итого
Недель 16
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 24 24 24 24
Лабораторные 36 36 36 36
Практические 20 20 20 20
Сам. работа 109 109 109 109
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 216 216 216 216

Программу составил(и):
д.х.н., профессор, Темерев Сергей Васильевич

Рецензент(ы):
к.х.н., доцент, Харнутова Елена Павловна

Рабочая программа дисциплины
Анализ живых и техногенных систем

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 20.03.01 ТЕХНОСФЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 21.03.2016г. №246)

составлена на основании учебного плана:
20.03.01 Техносферная безопасность
утвержденного учёным советом вуза от 25.06.2019 протокол № 9.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от г. №
Срок действия программы: уч. г.

Заведующий кафедрой
Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., профессор


Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2019-2020 учебном году на заседании кафедры

Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии

Протокол от г. №
Заведующий кафедрой Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., профессор


1. Цели освоения дисциплины

1.1.реализация высокого профессионализма специалистов в области эко–аналитической химии природных систем, которая предусматривает глубокое изучение методов и средств текущего анализа состояния и перспективного развития экосистем, параметров их качества как составляющих качества жизни человека в условиях техно- и антропогенеза.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.В

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОК-7 владением культурой безопасности и рискориентированным мышлением, при котором вопросы безопасности и сохранения окружающей среды рассматриваются в качестве важнейших приоритетов в жизни и деятельности
ОПК-1 способностью учитывать современные тенденции развития техники и технологий в области обеспечения техносферной безопасности, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности
ПК-11 способностью организовывать, планировать и реализовывать работу исполнителей по решению практических задач обеспечения безопасности человека и окружающей среды
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.классификацию живых и техногенных систем, основные химические факторы и причины их загрязнения.
3.2.Уметь:
3.2.1.определять и анализировать проблемы, планировать стратегию их решения;
использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания математики и естественных наук.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.пробоотбора и пробоподготовки, работы на современной научной аппаратуре при проведении научных исследований, интерпретации и представления результатов.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Анализ живых и техногенных систем
1.1. Актуальность контроля параметров природной среды. Лекции 5 2
1.2. Понятие токсичности, форма нахождения химического вещества в объекте анализа. Практические 5 2
1.3. Пути поступления, распределения, трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.4. Формы элементов и химическая токсичность веществ. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.5. Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере ртути (мышьяка). Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.6. Закономерности распределения и трансформации химических токсикантов в экосистемах. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.7. Неорганические и органические токсиканты, генетическая связь на примере метилирования и алкилирования элементов. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.8. Химический мониторинг атмосферного воздуха. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.9. Роль системы измерений качества атмосферного воздуха. Достоверность. Представительность. Метрологическое обеспечение. Стандартные методы определения приоритетных токсикантов атмосферы. Нормирование качества воздуха. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.10. Особенности техногенной миграции элементов в атмосфере. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.11. Эколого-химические реконструкции химического состава атмосферы. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.12. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.13. Криосфера – объект фонового мониторинга атмосферных загрязнений. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.14. Особенности отбора и подготовки к анализу образцов воздуха. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.15. Методы разделения и концентрирования в задачах мониторинга атмосферы на примере атмосферных осадков. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.16. Метод поглощающих реагентов, индикаторных трубок, линейной колориметрии в анализе токсикантов атмосферного воздуха. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.17. Сорбционные эколого-аналитические системы в анализе токсикантов атмосферы. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.18. Нормирование качества атмосферного воздуха, воды, почвы. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.19. Особенности мониторинга биогеоценозов, почвенного покрова. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.20. Радионуклиды. Виды излучений. Единицы измерений радиохимических загрязнений. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.21. Методы масс-спектрометрии в изотопном анализе объектов природы, идентификация техногенных аэрозольных выпадений. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.22. Аналитический контроль химических веществ в почвенных горизонтах. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.23. Биогенные элементы как объект анализа почв сельскохозяйственного назначения. Контроль качества почв после агрохимических обработок минеральными и органическими удобрениями. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.24. Средства защиты растений: ХОП, ФОС, металлорганические соединения. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.25. Хроматографические, хромато-масс-спектрометрические и другие гибридные методы анализа сложных природных экосистем. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.26. Основы эколого–химических оценок состояния водных экосистем. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.27. Методы анализа ионного состава, неорганических и органических токсикантов в поверхностных водах. Взвешенные вещества и донные осадки – объект эко-аналитического контроля. Анализ приоритетных токсикантов водных экосистем. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.28. Гидробионты: фито-зоо-планктон, фито-,зоо- бентос, моллюски, ракообразные, рыбы и животные – биологические индикаторы водных экосистем. Сам. работа 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.29. Инструментальные методы анализа неорганических и органических токсикантов в гидробионтах. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.30. Оптические методы анализа экосистем. Лекции 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.31. Атомная и молекулярная спектрометрия. Эмиссионные методы. Сам. работа 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.32. Многоэлементный анализ. Новые экстракционно-аналитические технологии. Сам. работа 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.33. Тест системы в задачах мониторинга. Сам. работа 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.34. Электрохимические методы анализа экосистем. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.35. Потенциометрия. Кулонометрия. Электрохимические сенсоры. Вольтамперометрия. Инверсионные методы Сам. работа 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.36. Сверхтоксиканты в экосистемах. Лекции 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.37. Методы разделения и концентрирования в подготовке образцов для гибридных методов анализа токсикантов в экосистемах. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.38. Гибридные методы анализа диоксинов и диоксиноподобных веществ в природных объектах. Практические 5 2 ОК-7, ОПК-1
1.39. Оценка экологического риска в случае обнаружения диоксиноподобных веществ в биологических объектах и клинических образцах. Сам. работа 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.40. Определение интегральных физико-химических показателей природных (поровых) вод, атмосферных осадков, водной вытяжки почв. Лабораторные 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.41. Определение растворенного кислорода методом Винклера и биохимического потребления кислорода. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.42. Определение ртути жидких образцах атомно-абсорбционным методом с концентрированием в нижнюю фазу расслаивающейся системы. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.43. Определение мутности воды и органического углерода мокрым озолением по И.В. Тюрину. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.44. Спектрофотометрическое определение нитрит- и нитрат- ионов в природном объекте. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.45. Флуориметрическое определение фенолов в поверхностных водах после экстракции бутилацетатом. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.46. Определение бихроматной и перманганатной окисляемости воды. Лабораторные 5 6 ОК-7, ОПК-1
1.47. Определение катионов натрия и калия в воде методом фотометрии в пламени. Лабораторные 5 4 ОК-7, ОПК-1
1.48. Послойный анализ ледниковых кернов. Сам. работа 5 10 ОК-7, ОПК-1
1.49. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Особенности формирования загрязнений в атмосферных осадках. Сам. работа 5 15 ОК-7, ОПК-1
1.50. Биологическое разнообразие гидробионтов, особенности накопления токсичных веществ в биоте пресных и соленых водоемов, специфика подготовки аналитических образцов. Сам. работа 5 20 ОК-7, ОПК-1
1.51. Экзамен 5 27 ОК-7, ОПК-1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
Использование интегральных показателей водных экосистем в комплексной оценке состояния.
Инверсионная вольтамперометрия в анализе компонентов природных экосистем.
Атомно–абсорбционная спектрометрия в анализе компонентов природных экосистем.
Эмиссионная спектрометрия в анализе компонентов природных экосистем.
Титриметрия в определении химического состава природных экосистем.
Спектрофотометрия в определении химического состава природных экосистем.
Идентификация органических загрязнений по результатам определения бихроматного и перманганатного индексов поверхностных вод.
Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере ртути.
Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере мышьяка.
Роль системы измерений качества атмосферного воздуха. Достоверность. Представительность. Метрологическое обеспечение.
Особенности отбора и подготовки к анализу образцов воздуха.
Особенности мониторинга биогеоценозов, почвенного покрова.
Аналитический контроль химических веществ в почвенных горизонтах.
Основы эколого–химических оценок состояния водных экосистем.
Оптические методы анализа экосистем.
Электрохимические методы анализа экосистем.
Сверхтоксиканты в экосистемах.
Закономерности распределения и трансформации химических токсикантов в экосистемах.
Неорганические и органические токсиканты, генетическая связь на примере метилирования и алкилирования элементов.
Оценка качества воздуха и уровня техногенной миграции элементов в атмосфере по результатам элементного анализа атмосферных аэрозолей.
Современные технологии послойного анализа ледниковых кернов в задачах палеоклимата и реконструкции химического состава атмосферы.
Сорбционные эколого-аналитические системы в анализе токсикантов атмосферы.
Методы масс-спектрометрии в изотопном анализе объектов природы, идентификация техногенных аэрозольных выпадений.
Хроматографические, хромато-масс-спектрометрические и другие гибридные методы анализа сложных природных экосистем.
Инструментальные методы анализа неорганических и органических токсикантов в гидробионтах.
Новые экстракционно-аналитические технологии в исследовании экосистем.
Применение электрохимических сенсоров в исследовании экосистем.
Применение гибридных методов анализа диоксинов и диоксиноподобных веществ в природных экосистемах. Оценка экологического риска.
5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
Современные гибридные методы определения химических загрязнений в природных экосистемах.
Современные представления о технологиях отбора образцов воды, взвесей, донных осадков и гидробионтов и подготовки проб к анализу на наличие неорганических и органических токсикантов.
Идентификация диффузного загрязнения водных экосистем биогенными элементами по результатам химического анализа поверхностных вод.
Многоэлементный анализ водных объектов для комплексной оценки текущего состояния и перспективного прогноза.
Способы выражения малых количеств вещества в различных областях естественно–научного блока дисциплин. Пересчет одних концентраций(содержаний) в другие. Зарубежные аналоги удельных содержаний % , ‰, мкг/г, нг/г и т.д. Первичная обработка экспериментальной информации.
Реконструкция атмосферных загрязнений по результатам химического анализа снежного покрова и ледников.
Особенности импактного химического мониторинга экосистем и прогноза развития последствий техногенеза.
5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации
Фонд оценочных средств прикреплен в приложении

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
6.3. Перечень программного обеспечения
6.4. Перечень информационных справочных систем
http://www.lib.asu.ru электронные ресурсы научной библиотеки АлтГУ;
http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека;
http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук;
http://www.gpntb.ru ГПНТБ Государственная публичная научно-техническая библиотека;
http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук;
http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека;
http://www.elibrary.ru Научная электронная библиотека РФФИ;
http://www.chem.msu.su Электронная библиотека на сервере химфака МГУ;
http://www.lib.msu.su Библиотека МГУ.

Единый образовательный портал АлтГУ
https://portal.edu.asu.ru/enrol/index.php?id=4867

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении.