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

Методы химического мониторинга живых и техносферных объектов
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра техносферной безопасности и аналитической химии
Направление подготовки04.04.01. Химия
ПрофильКвантовые технологии, компьютерный наноинжиниринг и физикохимия материалов. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план04_04_01_Химия-2-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 52
самостоятельная работа 65
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 20
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 20 20 20 20
Практические 32 32 32 32
Сам. работа 65 65 65 65
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 144 144 144 144

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

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

Рабочая программа дисциплины
Методы химического мониторинга живых и техносферных объектов

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 04.04.01 Химия (уровень магистратуры) (приказ Минобрнауки России от 13.07.2017г. №655)

составлена на основании учебного плана:
04.04.01 Химия
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

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

Протокол от 27.08.2019 г. № 1
Срок действия программы: 2019-2020 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 2020-2021 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. 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.ДВ.01.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-1: Способен выполнять комплексные экспериментальные и расчетно-теоретические исследования в избранной области химии или смежных наук с использованием современных приборов, программного обеспечения и баз данных профессионального назначения
ОПК-2: Способен анализировать, интерпретировать и обобщать результаты экспериментальных и расчетно-теоретических работ в избранной области химии или смежных наук
ПК-1: Способен проводить работы по обработке и анализу научно-технической информации и результатов исследований
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 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.2. Понятие токсичности, форма нахождения химического вещества в объекте анализа. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.3. Пути поступления, распределения, трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.4. Формы элементов и химическая токсичность веществ. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.5. Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере ртути (мышьяка). Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.6. Закономерности распределения и трансформации химических токсикантов в экосистемах. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.7. Неорганические и органические токсиканты, генетическая связь на примере метилирования и алкилирования элементов. Практические 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.8. Химический мониторинг атмосферного воздуха. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.9. Роль системы измерений качества атмосферного воздуха. Достоверность. Представительность. Метрологическое обеспечение. Стандартные методы определения приоритетных токсикантов атмосферы. Нормирование качества воздуха. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.10. Особенности техногенной миграции элементов в атмосфере. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.11. Эколого-химические реконструкции химического состава атмосферы. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.12. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.13. Криосфера – объект фонового мониторинга атмосферных загрязнений. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.14. Особенности отбора и подготовки к анализу образцов воздуха. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.15. Методы разделения и концентрирования в задачах мониторинга атмосферы на примере атмосферных осадков. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.16. Метод поглощающих реагентов, индикаторных трубок, линейной колориметрии в анализе токсикантов атмосферного воздуха. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.17. Сорбционные эколого-аналитические системы в анализе токсикантов атмосферы. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.18. Нормирование качества атмосферного воздуха, воды, почвы. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.19. Особенности мониторинга биогеоценозов, почвенного покрова. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.20. Радионуклиды. Виды излучений. Единицы измерений радиохимических загрязнений. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.21. Методы масс-спектрометрии в изотопном анализе объектов природы, идентификация техногенных аэрозольных выпадений. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.22. Аналитический контроль химических веществ в почвенных горизонтах. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.23. Биогенные элементы как объект анализа почв сельскохозяйственного назначения. Контроль качества почв после агрохимических обработок минеральными и органическими удобрениями. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.24. Средства защиты растений: ХОП, ФОС, металлорганические соединения. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.25. Хроматографические, хромато-масс-спектрометрические и другие гибридные методы анализа сложных природных экосистем. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.26. Основы эколого–химических оценок состояния водных экосистем. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
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 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.28. Гидробионты: фито-зоо-планктон, фито-,зоо- бентос, моллюски, ракообразные, рыбы и животные – биологические индикаторы водных экосистем. Сам. работа 1 6 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.29. Инструментальные методы анализа неорганических и органических токсикантов в гидробионтах. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.30. Оптические методы анализа экосистем. Лекции 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.31. Атомная и молекулярная спектрометрия. Эмиссионные методы. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.32. Многоэлементный анализ. Новые экстракционно-аналитические технологии. Сам. работа 1 6 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.33. Тест системы в задачах мониторинга. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.34. Электрохимические методы анализа экосистем. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.35. Потенциометрия. Кулонометрия. Электрохимические сенсоры. Вольтамперометрия. Инверсионные методы Сам. работа 1 6 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.36. Сверхтоксиканты в экосистемах. Лекции 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.37. Методы разделения и концентрирования в подготовке образцов для гибридных методов анализа токсикантов в экосистемах. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.38. Гибридные методы анализа диоксинов и диоксиноподобных веществ в природных объектах. Практические 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.39. Оценка экологического риска в случае обнаружения диоксиноподобных веществ в биологических объектах и клинических образцах. Сам. работа 1 2 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.40. Послойный анализ ледниковых кернов. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.41. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Особенности формирования загрязнений в атмосферных осадках. Сам. работа 1 4 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.42. Биологическое разнообразие гидробионтов, особенности накопления токсичных веществ в биоте пресных и соленых водоемов, специфика подготовки аналитических образцов. Сам. работа 1 5 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1
1.43. Экзамен 1 27 ОПК-1, ОПК-2, ПК-1 Л2.1, Л1.1

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
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 (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
Фонд оценочных средств прикреплен в приложении
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 под ред. Ю. А. Золотова. Основы аналитической химии : учеб. для вузов: в 2 т. , т. 2: М. : Академия. , 2010 http://chembaby.com/wp-content/uploads/2015/09/Analiticheskaya_khimia_tom_2_Zolotov.pdf
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 И.Г.Зенкевич и др. под ред. Л.Н.Москвина. Аналитическая химия в 3-х томах. Т.1 Методы идентификации и определения веществ. -575с. Т.2 Методы разделения веществ и гибридные методы анализа. -300 с. Т.3 Химический анализ. -365 с.: учебник для студентов высших учебных заведений/И.Г.Зенкевич и др. под ред. Л.Н.Москвина.- М.: Издательский центр «Академия».- 2008: учебник для студентов высших учебных заведений М.: Издательский центр «Академия»., 2008
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.

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

Методические рекомендации для студентов закреплены в приложении.