Защита окружающей среды от биологических загрязнений

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
д.т.н., профессор
Ашнин Н.М.
«_____» ___________200__г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины «Защита окружающей среды от биологических
загрязнений»
Для специальности
280202 (330200) – «Инженерная защита окружающей среды»
Специализация (330202) – «Биотехнология защиты окружающей
среды»
Кафедра инженерной химии и промышленной экологии
Всего часов
Всего часов очных занятий
Лекции
Практические занятия
Лабораторные занятия
Экзамен (семестр)
Зачет (семестр)
Курсовая работа (семестр)
Самостоятельная работа
150
102
51
17
34
8
–
–
48
Санкт-Петербург
2006
Рабочая программа составлена на основании Государственного
образовательного стандарта по направлению 656600 – Защита окружающей
среды.
Составитель
проф. Шамолина И. И.
Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры
инженерной химии и промышленной экологии______________ 2006 г.
Заведующий кафедрой ИХПЭ,
профессор
Панов В.П.
Декан факультета прикладной химии и экологии,
профессор
Виза методического отдела
Новоселов Н. П.
1.1 .Цели и задачи дисциплины. Ее место в учебном процессе
В настоящее время в связи с ухудшением экологической обстановки резко возрос
спрос на экологически чистые материалы не содержащие биологических загрязнений, в
том числе микроорганизмов и продуктов их метаболизма, возрастает потребность в
изделиях для защиты человека от действия микробов и их токсинов, а также в получении
волокнистых материалов, устойчивых при длительной эксплуатации в естественных и
антропогенных средах обитания микробов. Одной из важнейших проблем стала
биобезопасность - защищенность человека и окружающей среды от вредного воздействия,
опасного для жизни и здоровья людей токсичных и аллергенных биологических веществ и
соединении, содержащихся в природных и генноинженерных биологических объектах и
полученных из них продуктов, которые представляют угрозу существования не только для
человека, но и для растений, животных и полезных микроорганизмов, вызывая различную
степень их поражения, лишая человека продовольственных и других источников и
возможностей существования. В этой связи возникает необходимость овладения
студентами знаний об отрицательной роли микроорганизмов в • окружающей среде
жизнедеятельность которых вызывает нежелательные изменения свойств материалов, а
также может представлять опасность для здоровья людей и возможном риске от
использования генетически модифицированных растений, животных и микроорганизмов.
Цель изучения дисциплины - дать студентам знания о роли и значении вредных
микроорганизмов - возбудителей биоповреждений материалов и заболеваний человека
применительно к производству волокнистых материалов.
1.2. В результате изучения дисциплины специалист должен знать
– Экологию микроорганизмов обитающих в антропогенных
средах.
– Методы и средства защиты сырья и материалов от биоповреждений.
– Принципы получения биостойких волокнистых материалов и материалов,
обеспечивающих защиту человека от заболеваний, вызываемых микроорганизмами.
Проблемы риска, обусловленного появлением товаров из генетически
модифицированных организмов (ГМО), алкогольной токсикацией людей и опасностью
наркотического автогеноцида.
2. Содержание дисциплины
Тема 1 .Биологические факторы загрязнения природных сред 3 ч
Характеристика биологического загрязнения. Классификация биологических
факторов загрязнения. Факторы естественного и техногенного происхождения
Загрязнение
промышленными
штаммами
микроорганизмов.
Генетически
модифицированные микроорганизмы. Применение генетически модифицированных
микроорганизмов Опасные потенциальные последствия применения генетически
модифицированных микроорганизмов.
Требования к оценке безопасности ГММО
Тема 2. Экология микроорганизмов 2 ч
Экологические связи в микробиоценозах. Свободноживущие и паразитические
микроорганизмы. Экологические среды микроорганизмов. Микробиота животных,
растений, человека. Микроорганизмы производственных, бытовых и медицинских
объектов. Микробиологические аспекты охраны окружающей среды.
Тема 3. Санитарная микробиология 4 ч
Микробиота человека и объектов окружающей среды. Общая характеристика
микробиоты окружающей среды и задачи санитарной микробиологии. Понятие о
санитарно-показательных микроорганизмах, требования, предъявляемые к ним.Принципы
и методы санитарно-микробиологических исследований. Характеристика основных групп
санитарно-показатеьных микроорганизмов. Санитарная микробиология воды и методы
исследования
микробиологических
показателей
качества
воды.
Санитарная
микробиология почвы. Санитарная микробиология воздуха.
Тема 4. Действие физических и химических факторов среды на микроорганизмы 2
ч
Физические и химические факторы, благоприятные для роста микроорганизмов
Воздействие на микроорганизмы повреждающих факторов ( высокой и низкой
температуры, радиации, химических веществ). Условия, влияющие на чувствительность
микроорганизмов к повреждающим факторам.
Тема 5. Борьба с микробами - контаминантами в промышленном производстве 2ч
Понятие об асептике, антисептике, стерилизации. Критерии выбора метода
стерилизации. Термическая, химическая радиационная стерилизация, стерилизующая
фильтрация:объекты, условия проведения, достоинства и ограничения методов. Методы
контроля эффективности работы стерилизующих устройств.
Тема 6. Промышленная дезинфекция 2 ч
Цели, объекты и методы промышленной дезинфекции. Требования, предъявляемые
к дезинфектантам. Дезинфекционные и антисептические средства, применяемые в
промышленности, Механизм их антимикробного действия. Механизм устойчивости
микроорганизмов к биоцидам. Экологические проблемы использования биоцидов.
Тема 7. Дезинфекция или обеззараживание сточных вод 4 ч
Болезнетворные микроорганизмы в сточных водах.Способы обеззараживания
сточных вод: термические; химические с помощью сильных окислителей;
олигодигамические (воздействие ионов благородных металлов); физические (с помощью
ультразвука, радиоактивного излучения, ультрафиолетовых лучей). Механизм
бактерицидного действия применяемых окислителей. Комбинированные методы
обеззараживания воды. Проблемы токсичности хлора и образующихся в процессе очистки
хлорсодержащих соединений.(диоксины и др.)
Тема 8. Химические
микроорганизмов 2 ч
основы
патогенности
и
деструктивной
активности
Патогенность и вирулентность микроорганизмов. Химические вещества,
определяющие свойства патогенности микроорганизмов. Факторы агрессии. Микробные
токсины. Микробы – возбудители порчи сырья и материалов. Биохимические и
механические механизмы микробиологического повреждения материалов.
Тема 9. Микробная контаминация материалов 2 ч
Источники попадания микроорганизмов: сырье, вода, воздух, оборудование,
аппаратура,
вспомогательные
вещества
и
материалы,
персонал
Условия,
благоприятствующие росту и развитию микроорганизмов. Методы обнаружения
микробного загрязнения объектов внешней среды
Тема 10. Негативные последствия микробного загрязнения сырья и продукции 2 ч
Опасность
для
людей,
заболевания,
вызываемые
микроорганизмами.
Биоповреждения материалов. Нарушения в технологических процессах. Биообрастания..
Связи биоповреждающих процессов с окружающей средой. Микробиологическая порча
материалов. Микробиологический контроль качества
Тема 11. Микробиология отдельных видов волокон, кожи, меха
11.1 .Микробиология льна. 2 ч
Эпифитная микрофлора льна. Видовой состав и физиологические свойства
микрофлоры, преобладающей на льняной соломе. Количественный учет микроорганизмов
при мочке льна. Пектинразлагающие анаэробные клостридии и их свойства.
Микробиологическая деструкция льна и способы ее предотвращения. Микроорганизмы
мочильной жидкости. Исследование волокон льна и льняных отходов на присутствие
бактерий и грибов.
11.2. Микробиология шерсти. 2 ч.
Колонизирующие шерсть микроорганизмы. Выживаемость бактерий и грибов на
волокнах
шерсти. Экология и физиология кератинразрушающих микроорганизмов.
Пробы для определения поврежденной шерсти. Особые случаи повреждения шерсти.
Дезинфекция и стерилизация шерсти.
11.3 .Микробиология хлопка 2 ч
Видовой состав микроорганизмов хлопка-сырца. Устойчивость различных сортов
хлопка к биоповреждению. Способы выявления микробных повреждений хлопка.
"Медовая роса" хлопка: причины появления, влияние на процесс
переработки
и
качество продукции. Методы распознования и предупреждения "медовой росы".
11.4. Микробиология кожевенно - мехового сырья 2 ч
Шкура как питательная среда для развития микрорганизмов. Микрофлора кожного
покрова животного, неконсервированных и загнивших шкур. Источники попадания
микроорганизмов на шкуры. Микробиологические процессы при хранении парных шкур.
Микробиологические основы консервирования и хранения кожевенного сырья.
Кожевенно-меховое сырье как возможный источник инфекции.
Тема 12. Защита от биоповреждений 6 ч
Признаки микробного повреждения материалов. Пороки, обусловленные
жизнедеятельностью микроорганизмов. Видовой состав, экология, и физиология
микроорганизмов - деструкторов материалов. Причины микробного повреждения.
Влияние физико-химических факторов среды, условий хранения и использования
материалов на степень повреждения микроорганизмами. Методы обнаружения
микроорганизмов - возбудителей биоповреждений. Способы и средства защиты от
биоповреждений текстиля, кожевенных и меховых изделий из природных и
синтетических полимеров. Биоциды - механизм действия. Методы исследования и
примеЗнения фунгицидов и бактерицидов. Процессы повышения биостойкости
текстильных материалов и кожи. Защита материалов от насекомых. Биообрастания на
производствах по переработке волокон и кожевенно-мехового сырья. Методы изучения
биообрастания.. Средства защиты от биообрастаний, химические вещества, применяемые
для предотвращения биообрастаний полимерных материалов
Тема 13. Санитарная микробиология сырья и одежды 2 ч
Животное и растительное сырье как возможный источник заболеваний людей и
животных. Ветеринарно-санитарный надзор. Сохранность патогенных микроорганизмов
на волокнистых материалах, на бытовых объектах и изделиях санитарно-гигиенического
назначения. Физические, химические и биологические методы дезинфекционной
обработки. Дезинфекционные камеры. Защитные костюмы и ткани для борьбы с
насекомыми - переносчиками инфекционных заболеваний. Способы и средства обработки
белья и одежды при заражении платяными вшами.
Тема 14. Текстильные материалы для защиты человека от инфекций 4 ч
Механизм передачи инфекционных заболеваний -через белье, одежду, обувь,
изделия санитарно-гигиенического и бытового назначения. Антимикробные материалы и
изделия. Способы придания антимикробных свойств волокнистым материалам.
Химические препараты для антимикробной отделки изделий технического и
медицинского назначения. Методы определния антимикробного действия. Материалы и
изделия одноразового пользования. Стерильные изделия, способы стерилизации.
Тема 15.Биотехнология и биобезопасность 6 ч
15.1 .Состояние проблемы.
Понятие о безопасности. Позитивные аспекты влиянии биотехнологии на
невоенные аспекты безопасности. Понятие о биобезопасности. Биологически опасные
организмы и их продукты.Химический геноцид. Наркотический автогеноцид
.Биобезопасность в клеточных, тканевых и органогенных биотехнологиях
15.2. Генетический риск и биобезопасность в биоинженерии и трансгенозе
15.3.Критерии, показатели и методы оценки генетически модифицированных
организмов и получаемых из них продуктов на биобезопасность
15.4.Стандартизация в биотехнологии и биоинженерии
15.5.Особенности
государственного
регулирования
генно-инженерной
деятельности и контроля за биобезопасностью получения и использования ГМО в США
15.6. Реакция мировой общественности на ускоренное развитие биотехнологии и
биоинженерии в ведущих странах мира
15.7. Пути преодоления
биобезопасности в России.
отставания
биотехнологии,
биоинженерии
и
2.1. Распределение времени по дисциплине
Форма
обучения
Дневная
Номер
семестра
8
Всего часов
102
Из них
лекции
51
Прак. занятия
17
Лаб. занятия
34
2.2. Лабораторные занятия
Номера тем, по
которым
проводятся
лабораторные
занятия
11.3
Номер
семестра
Номер
лабораторного
занятия
Наименование
лабораторного занятия
Объем в
часах
8
Л1
Определение биологических 6
загрязнений волокон хлопка,
выращенного в различных
условиях
11.4
8
Л2
Влияние консервантов на
процессы ферментативного
обезволашивания овечьих
шкур
6
12
8
ЛЗ
Микробные ферменты как
факторы биологической
деструкции природных
волокнистых материалов
6
11.1
8
Л4
Влияние антимикробных
ПАВ на процессы
котонизации льняного
волокна
5
6
8
Л5
5
14
8
Л6
Получение и оценка
антимикробных свойств
технических сукон,
содержащих глутаровый
альдегид
Получение антимикробных
материалов медицинского
назначения
ИТОГО
6
34ч
.2.2.Ппактические занятия
Номера тем, по
которым
проводятся
практические
занятия
3
Номер
семестра
НомерНаименование
практическ практического занятия
ого занятия
Объем в
часах
8
П1
2
7
8
П2
3
8
ПЗ
3
8
П4
Методы проведения
санитарномикробиологических
исследований
Характеристики основных
групп СПМ.
Методы
микробиологического
анализа воды
Санитарномикробиологический
контроль почвы.
Санитарномикробиологический
контроль воздуха.
2
2
2
11
П5
Количественная
3
характеристика
содержания микробов
контаминантов в сырье
животного происхождения
и в растительном сырье
технического назначения.
Нормативно-техническая
документация,
регламентирующая
уровень биологического
загрязнения различных
сред
Контроль и
государственное
регулировании в области
генно-инженерной
деятельности и
использования ГМО и
продуктов из них
10
8
П6
15
8
П7
ИТОГО
3
3
17ч
2.4.Дополнительные формы контроля и закрепления знаний
Форма
обучения
Наименование
форм контроля
количество
Номер
семестра
дневная
Контрольная
работа
Реферативная
работа
2
8
1
8
Темы, по
которым
проводится
контроль
1-5
7-15
1-15 ( по
выбору)
3.1. Основная и дополнительная литература
1.Кузнецов А.А.,Градова Н.Б.Научные основы
экобиотехнологии,Учебное пособие для студентов. - М.:Мир, 2006. - 504 с.
2. Блинов Н.П. Химическая микробиология: Учебник для студентов хим. ,технол.
фарм. и других институтов, аспирантов и практических работников.
М.: Высшая школа, 1989.- 448 с.
3. Промышленная микробиология: Учебное пособие для вузов по
специальности «Микробиология» и «Биология» / под ред.
Егорова Н.С. - М.:
Высшая школа, 1989. -688 с.
4.
Биоповреждения: Учебное пособие для биолог, спец. вузов /
В.Д.Ильичев.Бочаров, А.А.Анисимов и др. / под ред. В.Д.Ильичева - М.: Высшая школа,
1987, с. 352.
5. Методы
санитарномикробиологического исследования
объектов
окружающей среды / под ред. Г.И.Сидоренко - М.: Медицина, 1978.
6.
Гребенников С.Ф., Шамолина И.И., Гетерогенный катализ: Методические
указания к самостоятельной работе студентов - Л.: ЛИТЛП, 1989.
7. Козин да З.Ю. и др. Методы получения текстильных материалов со
специальными свойствами -М.: Легпромбытиздат, 1988, с. 7-55,
8. Вольф Л.А. и др. Волокна с особыми свойствами -М.: Химия, 1980, с. 142-190.
9. Возняковская Ю.М. Микробиология мочки льна -М.: Легкая пром., 1981.
Ю.Санитарная микробиология: Учебно-методическое пособие / под ред.
проф.В.П.Иванова-Л.: ЛСГМИ, 1988, с. 72.
11 .Руководства к лабораторным занятиям по микробиологии: Учебное пособие/
под ред. Н.П.Елинова -М.: Медицина, 1988, с. 208.
12. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология: Учебник / под ред.
Л.Б.Борисова, А.М.Смирновой. - М.: Медицина, 1994, с.528.
13. Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб/В.С.Шевелуха, Е.А.Калашникова,
Е.С.Воронин и др.; Под ред. В.С.Шевелухи - 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш.шк.
2003. - 469 с.