Химия географической среды

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА
ГОРОДА СЕМЕЙ
Документ СМК 3
УМКД
УМКД
уровня
042-18-34.1.07/01-2013
УМКД
Редакция № 1
программа дисциплины
«18»___09___2013 г.
«Химия географической
среды»
для преподавателя
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Химия географической среды»
для специальности 5В011600 – «География»
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
Семей
2013
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 2 из 10
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 3 из 10
Содержание
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Область применения
Нормативные ссылки
Общие положения
Содержание учебной дисциплины (модуля)
Перечень тем для самостоятельной работы студентов
Учебно-методическая карта по дисциплине
Карта обеспеченности учебно-методической литературой
Литература
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 4 из 10
1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
Программа дисциплины для преподавателя, входящая в состав учебнометодического комплекса, по дисциплине «Химия географической среды»,
предназначена для студентов специальности «5В011600» – «География».
2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает
порядок организации учебного процесса по дисциплине «Химия
географической среды» в соответствии с требованиями и рекомендациями
следующих документов:
- Типовой учебный план специальности «5В011600» – «География»,
приказ № 158 от « 10 » апреля 2012 года;
- СТУ 042-ГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к
разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;
- ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и содержание
учебно-методических комплексов дисциплин».
3 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
3.1 Дисциплина «Химия географической среды» позволяет раскрыть
механизмы
действия природных геохимических процессов в разных
масштабах
времени и влияния на них человеческой деятельности.
Показываются
химический состав, происхождение и эволюция земной
коры, океанов и
атмосферы. Детально рассматриваются процессы
выветривания и их
влияние на химический состав осадочных образований,
почв и поверхностных вод на континентах.
3.2
Цель изучения дисциплины: изучение источников поступления,
основных реакций, поведения химических веществ в водной, почвенной,
воздушной окружающей среде и действии на них техносферы
3.3 Основная задача изучения дисциплины показать студентам химическую
природу актуальных
в современную эпоху вопросов по состоянию
окружающей среды – истощению озонового (О3) слоя стратосферы,
глобальному потеплению и других подобных. Кроме того, установить роль
химии окружающей среды в проблемах регионального и локального
масштабов – например, влиянии кислотных дождей и загрязнении водных
ресурсов.
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
стр. 5 из 10
3.4 Результаты обучения:
Даст студентам комплекс основных сведений о процессах, происходящих в
окружающей среде, биогеохимических циклах основных макро- и
микроэлементов.
3.5 Пререквизиты курса:
-Экология и устойчивое развитие: учение о биосфере; биоразнообразии;
экосистемах.
3.6 Постреквизиты курса:
- География материков и океанов
- Химическая экология
-Экология Казахстана
-Экологическое образование и мировоззрение
3.7 Выписка из рабочего учебного плана:
Кур
с
Семест
р
Креди
ты
ЛК
час.
СПЗ
час.
ЛБ
час.
СРСП
час.
СРС
час.
Все
го
час.
2
3
2
15
-
15
15
45
90
Таблица 1
Форма
итоговог
о
контроля
экзамен
4 СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Таблица 2
Наименование тем и их содержание
1
Лекционные занятия
Лекция 1-3. Введение. Предмет изучения и задачи химии
географической среды
1. Определение и объекты изучения химии окружающей среды:
гидросфера, атмосфера и литосфера.
2. Понятия о биосфере (Геккель, Зюсс, Вернадский) и ноосфере
(Вернадский).
3. Биогеохимические циклы элементов и веществ.
Лекция 4-6. Химия гидросферы.
1. Химический состав природных вод.
2. Основные виды природных вод и особенности их состава.
3. Основные равновесия природных вод.
Лекция 7. Проблемы водоочистки и водообработки
1. Сточные воды и методы их очистки.
2. Методы получения питьевой воды.
3. Альтернативные методы дезинфекции питьевой воды.
Количество
часов
2
3
3
1
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
1.
2.
3.
4.
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 6 из 10
Лекция 8-10. Химия почв
1. Происхождение, состав и функции почвы.
2. Химический состав почв.
3. Свойства почв.
Лекция 11-12. Химия верхних слоев атмосферы.
1. Атмосфера как объект изучения химии географической среды.
2. Состав и структура атмосферы.
3. Воздействие солнечной радиации на атмосферу.
4. Основные реакционно-способные частицы ионосферы и
стратосферы.
5. Химия стратосферного озона (кислородный, водородный,
хлорный и азотный циклы озона).
Лекция 13-14. Химия нижних слоев атмосферы.
1. Тропосфера как глобальный окислительный резервуар.
2. Основные реакционно-способные частицы в тропосфере:
гидроксильный радикал, оксиды азота и серы и их превращения.
3. Газофазные реакции в тропосфере. "Фотохимический смог".
4. Гетерофазные реакции в тропосфере. "Кислые дожди".
Лекция 15 Методы и средства анализа химического загрязнения
окружающей среды
1. Современные методы аналитической химии в применении к
анализу объектов окружающей среды.
2. Проблемы пробоотбора и пробоподготовки.
3. Тенденции развития методов аналитического контроля за
содержанием экотоксикантов в объектах окружающей среды.
Лабораторные занятия
1. Лабораторная работа №1-2. Химический анализ воды. Определение
органолептических свойств воды.
Лабораторная работа № 3-4. Химический анализ воды. Определение
«активного хлора» в воде.
Лабораторная работа № 5-6. Химический анализ воды. Определение
взвешенного и сухого остатка веществ в воде.
Лабораторная работа № 7-8. Химический анализ воды. Определение
жёсткости,
кислотно-основных
свойств,
окислительновосстановительных свойств в воде.
Лабораторная работа № 9-10. Химический анализ почвы. Определение
углекислого газа как фактора биологической активности почвы «дыхания почвы»
Лабораторная работа № 11-12. Химический анализ почвы. Определение
кислотности водной, солевой и кислотной вытяжек почвы.
Лабораторная работа № 13-15. Химический анализ почвы. Определение
основных катионов и анионов почвы.
5.ПЕРЕЧЕНЬ
СТУДЕНТОВ
ТЕМ
ДЛЯ
САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
3
2
2
1
2
2
2
2
2
2
3
РАБОТЫ
1. Химическое загрязнение природных вод
2. Характеристики основных классов загрязняющих веществ. Тяжелые
металлы, нефтяные и хлорированные углеводороды, радиоактивные
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 7 из 10
вещества. Понятие о ксенобиотиках, их происхождении и существовании
в окружающей среде.
3. Основные источники поступления загрязняющих веществ в водную
среду. Сточные воды. Промышленные стоки. Атмосферные выпадения.
Особенности источников поступления для различных классов.
4. Основные процессы миграции загрязняющих веществ в природных
водах.
5. Основные процессы трансформации загрязняющих веществ в природных
водах. Тяжелые
металлы: гидролиз,
комплексообразование
с
органическими
и
неорганическими
лигандами,
преципитация.
Органические загрязняющие вещества: фотолиз, микробный метаболизм,
связывание с растворенным и взвешенным органическим веществом.
Формы существования загрязняющих веществ в водных средах.
6. Воздействие
загрязняющих
веществ
на
водные
организмы. Биоаккумуляция загрязняющих веществ и миграция по
пищевым цепям. Токсическое воздействие.
7. Антропогенное воздействие на почву, cвязанное с получением продуктов
питания
8. Применение удобрений для поддержания плодородия почв.
9. Специфика применения осадков сточных вод в качестве органического
удобрения.
10. Отрицательные экологические последствия применения удобрений:
накопление нитратов в растениях, подкисление, загрязнение почв
тяжелыми металлами и др.
11.Применение химических средств защиты растений в борьбе за
повышение урожайности. Классификация пестицидов по объектам
воздействия и типу химических соединений. Отрицательные
экологические последствия использования пестицидов в сельском
хозяйстве: загрязнение продукции и накопление пестицидных остатков в
почвенной среде.
12.Загрязнение почв в результате производственной деятельности человека
13.Типы геохимических барьеров в почвенных средах: их роль в миграции и
трансформации загрязняющих веществ в почвенном слое.
14.Загрязнение почв. Основные классы веществ, загрязняющих почвенный
слой: тяжелые металлы, гербицидные остатки и нефтяными
углеводороды. Источники их поступления, формы существования,
подвижность в почвенном слое, механизмы трансформации и
поступления в растения.
15.Способы рекультивации почв. Загрязнение тяжелыми металлами и
способы его устранения. Способы обработки почв, загрязненных
гербицидными остатками и нефтяными углеводородами.
16.Распространение загрязняющих веществ в атмосфере. Классификация
загрязнителей (по линейному размеру и длительности воздействия), роль
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 8 из 10
атмосферных явлений (турбулентность, инверсия) и типа загрязнителя
для пространственного распределения загрязняющих веществ в
атмосфере. Проблемы трансграничного переноса.
17.Концепция
экологического
мониторинга. Основные
принципы
организации службы экологического мониторинга. Механизм принятия
решений государственными природоохранными органами на основании
данных службы экологического мониторинга.
18.Концепция оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Роль
химико-экологических исследований для проведения процедуры ОВОС.
Современное состояние практической реализации ОВОС: проблемы и
перспективы.
6 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
Таблица 3
Тема
Лекцион-ного
занятия
Лабораторного
занятия
Введение.
2.
Предмет
изучения и
задачи химии
географическо
й среды
Химический анализ
воды. Определение
органолептических
свойств воды.
Химия 5.
гидросферы.
Химический анализ
воды. Определение
«активного хлора» в
воде.
Проблемы
6.
Химический анализ
водоочистки и воды. Определение
водообработки взвешенного
и
сухого
остатка
веществ в воде.
Наглядные
пособия,
ТСО,
плакаты,
стенды
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Вопросы для
самостоятельного
изучения
Химическое
загрязнение
природных вод
Характеристики
основных
классов
загрязняющих
веществ. Тяжелые
металлы, нефтяные и
хлорированные
углеводороды,
радиоактивные
вещества. Понятие о
ксенобиотиках,
их
происхождении
и
существовании
в
окружающей среде.
Основные источники
поступления
загрязняющих
веществ в
водную
среду. Сточные воды.
Промышленные стоки.
Особенности
источников
поступления
для
Форм
а
контр
оля
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Химия почв
7.
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
Химический анализ
воды. Определение
жёсткости,
кислотно-основных
свойств,
окислительновосстановительных
свойств в воде.
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Химия верхних
8.
Химический анализ
слоев
почвы. Определение
атмосферы.
углекислого газа как
фактора
биологической
активности почвы «дыхания почвы»
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Химия нижних Химический анализ
слоев
почвы. Определение
атмосферы.
кислотности водной,
солевой и кислотной
вытяжек почвы.
Лабораторно
е
оборудовани
е, реактивы,
посуда,
плакаты,
видеоролики
Методы
и Химический анализ
Лабораторно
средства
почвы. Определение е
анализа
основных катионов и оборудовани
химического
анионов почвы.
е, реактивы,
загрязнения
посуда,
окружающей
плакаты,
среды
видеоролики
стр. 9 из 10
различных классов.
Антропогенное
воздействие на почву,
cвязанное
с
получением продуктов
питания
Применение
удобрений
для
поддержания
плодородия почв.
Специфика
применения осадков
сточных вод в качестве
органического
удобрения.
Распространение
загрязняющих веществ
в
атмосфере. Классифик
ация загрязнителей (по
линейному размеру и
длительности
воздействия),
роль
атмосферных явлений
(турбулентность,
инверсия)
и
типа
загрязнителя
для
пространственного
распределения
загрязняющих веществ
в атмосфере.
Проблемы
трансграничного
переноса.
Концепция
экологического
мониторинга. Основны
е
принципы
организации службы
экологического
мониторинга.
Механизм
принятия
решений
государственными
природоохранными
органами на основании
данных
службы
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
Текущий
контроль
УМКД 042-18-34.1.07/01-2013
Редакция № 1
от 18 .09.2013 г.
стр. 10 из 10
экологического
мониторинга.
Концепция
оценки
воздействия
на
окружающую
среду
(ОВОС). Роль химикоэкологических
исследований
для
проведения процедуры
ОВОС. Современное
состояние
практической
реализации
ОВОС:
проблемы
и
перспективы.
7 КАРТА
ОБЕСПЕЧЕННОСТИ
ЛИТЕРАТУРОЙ
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ
Наименование учебников, учебнометодических пособий
Количество экземпляров
Панин М.С. Химическая экология. –
Семипалатинск, 2002. – 852 с.
10
Таблица 4
КоличеПроство
цент
студен- обеспетов
ченности
5
100
8 ЛИТЕРАТУРА
8.1 Основная литература
8.1.1 Панин М.С. Химическая экология. – Семипалатинск, 2002. – 852 с.
8.1.2 Бримблкум Б П. Состав и химия атмосферы. М.: Мир, 1988.
8.1.3 Исидоров В.А. Органическая химия атмосферы. М.: Наука. 1992.
8.1.4 Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1993.
8.1.5 Алекин О.А. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984.
8.2 Дополнительная литература
8.2.1 Филенко О.Ф. Водная токсикология. М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1988.
8.2.2 Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985.
8.2.3 Химия окружающей среды. /Под ред. Дж. Бокриса. М.: Химия, 1982.
8.2.4 Manahan E. Environmental chemistry. N.Y.: Wiley, 1999.