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 обученияЗаочная
Общая трудоемкость6 ЗЕТ
Учебный планz20_03_01_ТБ-12345-2020
Часов по учебному плану 216
в том числе:
аудиторные занятия 20
самостоятельная работа 183
контроль 13
Виды контроля по курсам
экзамены: 3
зачеты: 2

Распределение часов по курсам

Курс 2 3 Итого
Вид занятий УПРПДУПРПДУПРПД
Лекции 4 4 0 0 4 4
Лабораторные 0 0 10 10 10 10
Практические 6 6 0 0 6 6
Сам. работа 58 58 125 125 183 183
Часы на контроль 4 4 9 9 13 13
Итого 72 72 144 144 216 216

Программу составил(и):
д.х.н., доцент, 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 17.06.2020 г. № 7
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

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

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 17.06.2020 г. № 7
Заведующий кафедрой Темерев Сергей Васильевич, д.х.н., доцент

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-19: способностью ориентироваться в основных проблемах техносферной безопасности
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 Курс Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Анализ живых и техногенных систем
1.1. Актуальность контроля параметров природной среды. Лекции 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.2. Понятие токсичности, форма нахождения химического вещества в объекте анализа. Практические 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.3. Пути поступления, распределения, трансформации загрязняющих веществ в атмосфере, воде и почве. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.4. Формы элементов и химическая токсичность веществ. Лекции 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.5. Конверсия химических элементов в компонентах природной среды на примере ртути (мышьяка). Практические 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.6. Закономерности распределения и трансформации химических токсикантов в экосистемах. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.7. Неорганические и органические токсиканты, генетическая связь на примере метилирования и алкилирования элементов. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.8. Химический мониторинг атмосферного воздуха. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.9. Роль системы измерений качества атмосферного воздуха. Достоверность. Представительность. Метрологическое обеспечение. Стандартные методы определения приоритетных токсикантов атмосферы. Нормирование качества воздуха. Практические 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.10. Особенности техногенной миграции элементов в атмосфере. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.11. Эколого-химические реконструкции химического состава атмосферы. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.12. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Сам. работа 2 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.13. Криосфера – объект фонового мониторинга атмосферных загрязнений. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.14. Особенности отбора и подготовки к анализу образцов воздуха. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.15. Методы разделения и концентрирования в задачах мониторинга атмосферы на примере атмосферных осадков. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.16. Метод поглощающих реагентов, индикаторных трубок, линейной колориметрии в анализе токсикантов атмосферного воздуха. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.17. Сорбционные эколого-аналитические системы в анализе токсикантов атмосферы. Сам. работа 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.18. Нормирование качества атмосферного воздуха, воды, почвы. Сам. работа 2 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.19. Особенности мониторинга биогеоценозов, почвенного покрова. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.20. Радионуклиды. Виды излучений. Единицы измерений радиохимических загрязнений. Сам. работа 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.21. Зачет 2 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.22. Методы масс-спектрометрии в изотопном анализе объектов природы, идентификация техногенных аэрозольных выпадений. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.23. Аналитический контроль химических веществ в почвенных горизонтах. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.24. Биогенные элементы как объект анализа почв сельскохозяйственного назначения. Контроль качества почв после агрохимических обработок минеральными и органическими удобрениями. Сам. работа 3 8 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.25. Средства защиты растений: ХОП, ФОС, металлорганические соединения. Сам. работа 3 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.26. Хроматографические, хромато-масс-спектрометрические и другие гибридные методы анализа сложных природных экосистем. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.27. Основы эколого–химических оценок состояния водных экосистем. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.28. 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. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.29. Гидробионты: фито-зоо-планктон, фито-,зоо- бентос, моллюски, ракообразные, рыбы и животные – биологические индикаторы водных экосистем. Сам. работа 3 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.30. Инструментальные методы анализа неорганических и органических токсикантов в гидробионтах. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.31. Оптические методы анализа экосистем. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.32. Атомная и молекулярная спектрометрия. Эмиссионные методы. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.33. Многоэлементный анализ. Новые экстракционно-аналитические технологии. Сам. работа 3 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.34. Тест системы в задачах мониторинга. Сам. работа 3 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.35. Электрохимические методы анализа экосистем. Сам. работа 3 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.36. Потенциометрия. Кулонометрия. Электрохимические сенсоры. Вольтамперометрия. Инверсионные методы Сам. работа 3 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.37. Сверхтоксиканты в экосистемах. Сам. работа 3 2 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.38. Методы разделения и концентрирования в подготовке образцов для гибридных методов анализа токсикантов в экосистемах. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.39. Гибридные методы анализа диоксинов и диоксиноподобных веществ в природных объектах. Сам. работа 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.40. Оценка экологического риска в случае обнаружения диоксиноподобных веществ в биологических объектах и клинических образцах. Сам. работа 3 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.41. Определение интегральных физико-химических показателей природных (поровых) вод, атмосферных осадков, водной вытяжки почв. Лабораторные 3 6 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.42. Определение растворенного кислорода методом Винклера и биохимического потребления кислорода. Лабораторные 3 4 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.43. Послойный анализ ледниковых кернов. Сам. работа 3 10 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.44. Снежные покров – естественный индикатор загрязнений атмосферы от транспорта. Особенности формирования загрязнений в атмосферных осадках. Сам. работа 3 15 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.45. Биологическое разнообразие гидробионтов, особенности накопления токсичных веществ в биоте пресных и соленых водоемов, специфика подготовки аналитических образцов. Сам. работа 3 20 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2
1.46. Экзамен 3 9 ОК-7, ОПК-1, ПК-19 Л1.1, Л2.1, Л1.2

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

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 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
Л1.2 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 С.В.Темерев Анализ воды и экосистем: Лабораторный практикум для студентов 4-го курса химического факультета Алт.гос.университета, 2012
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 Анализ живых и техногенных систем https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=4867
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.