| Закреплена за кафедрой | Кафедра техносферной безопасности и аналитической химии |
|---|---|
| Направление подготовки | 04.04.01. Химия |
| Профиль | Аналитическая химия |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 3 ЗЕТ |
| Учебный план | 04_04_01_АХ-2-2019 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 2 (3) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 17 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 18 | 18 | 18 | 18 |
| Лабораторные | 26 | 26 | 26 | 26 |
| Практические | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Сам. работа | 44 | 44 | 44 | 44 |
| Итого | 108 | 108 | 108 | 108 |
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 27.08.2019 г. № 1
Заведующий кафедрой Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., профессор
| 1.1. | усвоение основных закономерностей аналитической химии нормируемых токсикантов природной среды. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.ДВ.07 |
| ОПК-1 | способностью использовать и развивать теоретические основы традиционных и новых разделов химии при решении профессиональных задач |
| ОПК-3 | способностью реализовать нормы техники безопасности в лабораторных и технологических условиях |
| ПК-2 | владением теорией и навыками практической работы в избранной области химии |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | - основные закономерности формирования химического состава природных экосистем; - формулировать основные законы, термины эко-аналитической химии; - характеристики средств измерений параметров природной среды и современные разработки в области химического анализа сложных природных объектов; - основы современных методических разработок (руководящих документов РД, методических указаний МУ в области санитарно-гигиенического контроля природных объектов) и передовых достижений в области эко-аналитического контроля; - основы аналитической химии токсичных веществ, стандартные методы количественного анализа сложных природных объектов; - специфику концентрирования, разделения и определения приоритетных загрязнителей в атмосферном воздухе, водоемах (водотоках) и биогеоценозах. |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | - выбрать методы и средства измерений параметров окружающей среды с целью оценки качества и контроля; - оценить оптимальное количество аналитических образцов, разрабатывать оптимальную для представительного оценивания схему анализа вредных химических веществ в различных природных объектах; - правильно оценивать результаты анализа контрольных параметров природной среды и содержаний токсичных веществ в экосистемах для последующего прогноза; - разрабатывать элементы химико-аналитических систем аналитического контроля; - использовать стандартные методики анализа для выполнения экспертных задач эко- аналитического контроля природных объектов; - принципы и методы выполнения комплекса методик анализа токсичных веществ в воздухе, воде и консервативных объектах экосистем |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | владеть практическими навыками количественного определения химических показателей состава компонентов природных и техногенных экосистем для оценки текущего состояния и перспективного развития. |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. 1. Актуальность нормирования параметров природной среды(ДЕ1) | ||||||
| 1.1. | Понятие токсичности и химического загрязнителя. Пути поступления, распределения и трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве. | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 1.2. | Теория и практика химической экологии | Сам. работа | 3 | 10 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 2. 2. Формы элементов и химическая токсичность веществ(ДЕ3) | ||||||
| 2.1. | Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере ртути (мышьяка). Закономерности распределения и трансформации химических токсикантов в экосистемах. Неорганические и органические токсиканты, генетическая связь на примере метилирования и алкилирования элементов | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 2.2. | Трансформация хоксикантов в экосистемах | Сам. работа | 3 | 10 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 3. 3. Атмосфера как объект мониторинга(ДЕ1) | ||||||
| 3.1. | Особенности техногенной миграции элементов в атмосфере. ИЗВ атмосферы. Роль системы измерений качества атмосферного воздуха. Достоверность. Представительность. Метрологическое обеспечение. Стандартные методы определения приоритетных токсикантов атмосферы | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 3.2. | Эко-аналитические задачи химического мониторинга атмосферы. Методы разделения и концентрирования в задачах мониторинга атмосферы на примере атмосферных осадков. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Криосфера – объект фонового мониторинга атмосферных загрязнений | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 3.3. | Реконструкция атмосферных загрязнений по результатам химического анализа ледниковых кернов | Сам. работа | 3 | 14 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 3.4. | Определение мутности и органического углерода мокрым озолением по И.В.Тюрину | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 3.5. | Метод поглощающих реагентов. Применение индикаторных трубок в анализе токсикантов атмосферного воздуха. Сорбционные эколого-аналитические системы в анализе токсикантов атмосферы | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 4. 3. Биогеоценозы как объект мониторинга природной среды | ||||||
| 4.1. | Почвенный покров. Радионуклиды. Виды излучений. Единицы измерений радиохимических загрязнений. Методы масс-спектрометрии в изотопном анализе объектов природы, идентификация техногенных аэрозольных выпадений | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 4.2. | Аналитический контроль загрязнений почвенных горизонтов тяжелыми металлами. Биогенные элементы как объект анализа почв сельскохозяйственного назначения. Контроль качества почв после агрохимических обработок минеральными и органическими удобрениями. Средства защиты растений: ХОП. ФОС. Металлорганические соединения. Хроматографические, хромато-масс-спектрометрические и другие гибридные методы анализа сложных природных объектов | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 4.3. | Определение минеральных форм азота в природном объекте инструментальным методом | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 4.4. | Стандартные методы и методики анализа нормируемых загрязнений атмосферы и поверхностных вод | Практические | 3 | 6 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 4.5. | Химические показатели состояния биогеоценозов. Оценка текущего состояния консервативных экосистем и прогноз перспективного развития | Сам. работа | 3 | 10 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 5. 4. Основы количественных измерений в экологических оценках загрязнений водных экосистем | ||||||
| 5.1. | 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 | Лекции | 3 | 1 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.2. | Определение интегральных физико-химических показателей природных (поровых ) вод, атмосферных осадков, водной вытяжки почв | Лабораторные | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.3. | Определение растворенного кислорода методом Винклера и биохимического потребления кислорода | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.4. | Опредление бихроматной и перманганатной окисляемости вод | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.5. | Гидробионты: фито-зоо-планктон, фито-,зоо- бентос, моллюски, ракообразные, рыбы и животные – биологические индикаторы водных экосистем. Инструментальные методы анализа неорганических и органических токсикантов в гидробионтах | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.6. | Стандартные методы и методики анализа нормируемых загрязнений почв и биологических объектов | Практические | 3 | 8 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 6. 5. Оптические методы анализа окружающей среды | ||||||
| 6.1. | Атомная и молекулярная спектрометрия. Эмиссионные методы. Полиэлементный анализ. Мультианалитические технологии. Тест системы в задачах мониторинга | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 6.2. | Обоснование выбора методики отбора, подготовки и инструментального средства измерений | Практические | 3 | 6 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 7. 6. Электрохимические методы в экологии(ДЕ1) | ||||||
| 7.1. | Гибридные методы анализа диоксинов и диоксиноподобных веществ в природных объектах. Оценка экологического риска в случае обнаружения диксиноподобных веществ в биологических объектах и клинических образцах | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 7.2. | Потенциометрия. Электрохимические сенсоры. Кулонометрия. Вольтамперометрия. Инверсионные методы | Лекции | 3 | 2 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 7.3. | Определение катионов тяжелых металлов меди, свинца, кадмия и цинка в природном объекте методом инверсионной вольтамперометрии | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| Раздел 8. 7. Сверхтоксиканты в экосистемах(ДЕ1) | ||||||
| 8.1. | Определение ртути в жидких образцах атомно-абсорбционным методом с концентрированием в нижнюю фазу расслаивающейся системы | Лабораторные | 3 | 4 | ОПК-1, ОПК-3, ПК-2 | |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Контроль органолептических и интегральных физико-химических показателей: цветности (шкала цветности), запаха, вкуса, мутности (гранулометрия), удельной электропроводности, жесткости, кислотности (щелочности) pH, окислительно-восстановительных свойств (Eh), окисляемости (перманганатной, бихроматной), ХПК, БПК5, БПК20. Стандартные методики определения: азота (аммонийного, нитратного, нитритного), серы (сульфатной, сульфидной, сульфитной и др.), фосфора (фосфатов, органических форм), алюминия, бората, железа и его форм, кадмия, кобальта, никеля, меди, свинца, цинка, кальция, магния, натрия, калия, ртути, селена, хлоридов, цианидов. Совместное определение неорганических анионов методом ионной хроматографии. Идентификация источников антропогенных ионных загрязнений. Определение 33 элементов методом ICP AAS в природных водах. Идентификация источников тяжелых металлов. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии и масспектрометрии высокого разрешения для определения тяжелых металлов и их форм в природных водах. Контроль содержания органических компонентов и загрязняющих веществ в природных водах. Определение в природных водах: общего органического углерода (органического вещества), поверхностно-активных веществ (ПАВ), бензапирена и полиароматических углеводородов (ПАУ), хлорбензолов и галогензамещенных предельных и непредельных углеводородов, хлорсодержащих и фосфорсодержащих пестицидов, гербицидов, фунгицидов, инсектицидов, полихлорированных бифенилов (ПХБ), фенольного индекса, фенолов и их соединений с хлором, адсорбируемых галогенорганических соединений, нефтепродуктов и их фракционного состава. Применение хроматомасспектрометрии высокого разрешения для идентификации и количественного определения органических токсикантов в природных водах. Современные методы концентрирования токсикантов при мониторинге экосистем. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| 1. Современные методы определения химических загрязнений в экосистемах. 2. Способы выражения концентраций растворов. Концентрация и содержание. Удельное содержание. 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. 3. Реконструкция атмосферных загрязнений по результатам анализа объектов природной среды. 4. Полиэлементный анализ загрязнений водоемов (водотоков). 5. Идентификация диффузного загрязнения водных экосистем биогенными элементами по результатам химического анализа поверхностных вод. |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | http://www.rsl.ru РГБ Российская государственная библиотека | |||
| Э2 | http://ben.irex.ru БЕН Библиотека естественных наук | |||
| Э3 | http://www.gpntb.ru ГПНТБ Государственная публичная научно-техническая библиотека | |||
| Э4 | http://ban.pu.ru БАН Библиотека Академии наук | |||
| Э5 | http://www.nlr.ru РНБ Российская национальная библиотека | |||
| Э6 | http://elibrary.asu.ru/handle/asu/602 | |||
| Э7 | http://elibrary.asu.ru/handle/asu/602 | |||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| Стандартное ПО MS Office; Word, Excel, PowerPoint, Statistica 7.0, MathCad, ChemWindow u др. Microsoft Windows 7-Zip AcrobatReader | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении. |