Рабочая программа. Экологическая токсикология.

Записи выполняются и используются в СО 1.004
Предоставляется в СО 1.023.
СО 6.018
Министерство сельского хозяйства Российской федерации
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Саратовский государственный аграрный университет
имени Н.И. Вавилова»
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета
____________ /Уполовников Д.А./
«___» ____________2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Экологическая токсикология
Направление подготовки
110100.62 Агрохимия и агропочвоведение
Профиль подготовки
Агроэкология
Квалификация (степень) выпускника
Бакалавр
Нормативный срок обучения
4 года
Форма обучения
Очная
Саратов 2011
2
1. Цели освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Экологическая токсикология» является формирование у студентов знаний об основных закономерностях взаимодействия живых организмов и токсикантов, направленное на рациональное применение удобрений и пестицидов для снижения и предотвращения загрязнения агроэкосистем
токсикантами и получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции.
2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО
В соответствии с учебным планом по направлению подготовки 110100.62
Агрохимия и агропочвоведение, дисциплина «Экологическая токсикология» относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла.
Дисциплина базируется на знаниях, полученных в университете при изучении дисциплин химии, общей экологии, химия окружающей среды, ландшафтоведение.
Для качественного усвоения дисциплины студент должен знать:
- классификацию экосистем;
- биотические и абиотические факторы экосистем;
- пищевые цепи и передача энергии в экосистеме;
- виды загрязнений окружающей среды;
- антропогенные соединения тяжелых металлов;
- хлорсодержащие органические соединения;
- использование солей азотной кислоты в сельском хозяйстве;
- классификация ландшафтов.
уметь:
- отбирать образцы почвы и воды, выполнять эксперименты и анализировать полученные результаты.
Дисциплина «Экологическая токсикология» является базовой для изучения
следующих дисциплин: агроэкологическая оценка земель, экологическая экспертиза, сельскохозяйственная экология.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в процессе изучения
дисциплины «Экологическая токсикология»
Дисциплина «Экологическая токсикология» направлена на формирование у
студентов: способностью обосновывать методы подготовки удобрений и разрабатывать системы их рационального применения, технологические проекты воспроизводства плодородия почв различных агроландшафтов (немелиорируемых, осушаемых и орошаемых, загрязненных тяжелыми металлами и радионуклидами
(ПК-12).
В результате освоения дисциплины студент должен:
●Знать: виды токсикантов, особенности поступления токсикантов в окружающую среду и живые организмы, поведение токсикантов в почве, воздухе, воде
и влияние на здоровье человека; методы контроля и содержания токсикантов в
3
Природных средах и сельскохозяйственной продукции, приемы снижения и
предотвращения опасного действия токсикантов в конкретной экологической ситуации.
●Уметь: внедрять мероприятия по снижению и предотвращению опасного
действия токсикантов на объекты окружающей среды.
Владеть: экологически безопасным применением систем удобрений в различных агроландшафтах.
4. Структура и содержание дисциплины
«Экологическая токсикология»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов, из них аудиторная работа – 54 ч., самостоятельная работа – 54 ч.
Таблица 1
Основы экологической токсикологии.
История развития науки. Основные понятия токсикологии: токсичность, опасность,
параметры токсичности, классы и критерии опасности токсикантов.
Источники поступления токсикантов и
их распространение в природе. Источники токсикантов. Распространение токсикантов в окружающей среде (ОС). Факторы, влияющие на чувствительность биологических объектов к воздействию токсикантов.
Параметры токсичности. Параметрами
токсичности являются ЛД 0, ЛД min., ЛД
max. и ЛД 50.
Метод определения ЛД 50. Расчеты ЛД 50
минеральных удобрений и пестицидов.
Поведение токсикантов в окружающей
среде. Биодеградация. Биологическое концентрирование. Видовая чувствительность.
Толерантность. Адаптация организмов,
2.
3.
4.
5.
max балл
1.
3
4
5 семестр
Форма
2
Контроль
знаний
Вид
1
Самостоятельная
работа
Количество
часов
Тема занятия.
Содержание
5
6
7
8
9
10
Форма проведения
Количество
часов
№
п/п
Аудиторная
Работа
Вид занятия
Неделя семестра
Структура и содержание дисциплины
«Экологическая токсикология»
1
Л
В
2
-
-
КЛ
2
Л
В
2
-
-
КЛ
2
ПЗ
Т
2
2
ВК
ПО
3
ПЗ
Т
2
2
ТК
ПО
4
Л
Т
2
-
-
КЛ
5
4
популяций, сообществ к действию токсикантов. Популяции и сообщества как объекты воздействия токсикантов.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Методы определения токсикантов в
почве. Знакомство с методиками отбора
почвенных проб и постановкой опытов.
Биоиндикация токсикантов в почве.
Проведение анализов образцов почвы с
исследуемой территории и участка сравнения.
Регламентированное содержание токсикантов. Экологическое и гигиеническое
нормирование. ПДК – основной гигиенический норматив. Временные санитарногигиенические характеристики.
Методы определения токсикантов в воде. Знакомство с методиками отбора проб
воды и постановкой опытов.
Биоиндикация токсикантов в воде.
Проведение анализов образцов воды различных водоемов г. Саратова.
Основные токсиканты в агроэкосистемах. Общая экотоксикологическая характеристика основных групп токсикантов.
Методы определения загрязнения воздуха. Знакомство с методиками (физические и биологические).
Методы биотестирования почвы и воды. Знакомство с методиками и постановка опытов.
Токсиканты биологической природы.
Болезнетворные микроорганизмы (бактерии, грибы и вирусы). Трансгенные организмы. Трансгенные организмы как фактор риска.
Определение загрязнения атмосферного
воздуха продуктами горения. Методы
отбора атмосферного воздуха для проведения анализа.
Методы определения тяжелых металлов в почве. Отбор почвенных образцов
на исследуемой территории и проведение
анализа.
Основные закономерности действия
токсикантов на организмы. Основные
пути проникновения токсикантов в организм, их распространение. Биотрансформация ядов в организме. Кумуляция. Понятие о рецепторе токсичности. Избирательная токсичность
Микроорганизмы и их роль в почвообразовании. Микробиоценоз разных видов
почв.
Определение общего микробного числа
почвы. Подсчет общего числа микроорганизмов по Холодному..
4
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
5
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
6
Л
Т
2
-
-
КЛ
6
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
7
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
8
Л
В
2
-
-
КЛ
8
ПЗ
Т
2
6
РК
УО
9
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
10
Л
Т
2
-
-
КЛ
10
ПЗ
КС
2
2
ТК
УО
11
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
12
Л
В
2
-
-
КЛ
12
ПЗ
КС
2
6
РК
УО
13
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
9
9
5
1
2
20. Контроль содержания токсикантов. Содержание токсикантов в природных средах. Сертификация сельскохозяйственной
продукции.
21. Микроорганизмы почвы. Определение
микроорганизмов почвы, обладающих
протеолитической активностью.
22. Микроорганизмы почвы. Определение
микроорганизмов почвы, обладающих
целлюлазной активностью.
23. Пути и методы снижения вредного влияния токсикантов. Организационноправовые мероприятия. Агротехнические и
биологические приемы снижения негативного действия токсикантов.
24. Определение токсичности пестицидов
для сельскохозяйственных растений.
Знакомство с методиками. Постановка
опытов.
25. Расчет антропогенной нагрузки на агроэкосистему. Проведение расчета антропогенной нагрузки на агроэкосистему различных фермерских хозяйств.
26. Содержание пищевых добавок в продуктах питания: польза и вред. Обсуждение содержания пищевых добавок в
продуктах питания.
27. Трансгенные животные и растения в
нашей жизни. О пользе и вреде трансгенных животных и растений.
9. Выходной контроль
Итого:
3
4
5
6
7
8
9
10
14
Л
Т
2
-
-
КЛ
14
ПЗ
Т
2
2
ТК
ПО
15
ПЗ
Т
2
2
ТК
ПО
16
Л
Т
2
-
-
КЛ
16
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
17
ПЗ
Т
2
2
ТК
УО
17
ПЗ
КС
2
2
ТК
УО
18
ПЗ
КС
2
6
РК
ТР
Р
9
6
6
54
ВыхК
З
54
16
54
Примечание:
Условные обозначения:
Виды аудиторной работы: Л – лекция, ПЗ – практическое занятие.
Формы проведения занятий: В – лекция-визуализация, ПК – лекция-пресс-конференция (занятие
пресс-конференция), Т – лекция/занятие, проводимое в традиционной форме, М – моделирование.
Виды контроля: ВК – входной контроль, ТК – текущий контроль, РК – рубежный контроль, ТР – творческий рейтинг, Вых.К – выходной контроль.
Форма контроля: УО – устный опрос, ПО – письменный опрос, Т – тестирование, КЛ – конспект лекции, Р – реферат, З – зачет.
5. Образовательные технологии
Для успешной реализации образовательного процесса по дисциплине
«Экологическая токсикология» и повышения его эффективности используются как
традиционные педагогические технологии, так и методы активного обучения: лекция-визуализация, пресс-конференция, практические занятия, моделирование.
Удельный вес занятий, проводимых с использованием активных и интерактивных методов обучения, в целом по дисциплине составляет 30 % аудиторных
занятий (в ФГОС не менее 20 %).
6
6. Оценочные средства для проведения входного, рубежного
и выходного контролей
Вопросы входного контроля
Дать определение следующим понятиям:
1)
экология
2)
биология
3)
химия
4)
атмосфера
5)
гидросфера
6)
литосфера
7)
почвы
8)
биота
9)
микроорганизмы
10)
макроорганизмы
11)
экосистеме.
12)
популяции.
13)
здоровье человека
14)
биотические факторы
15)
абиотические факторы
16)
биосферы
17)
загрязнению
18)
инсектициды
19)
фунгициды
20)
гербициды
Вопросы рубежного контроля № 1
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях
1. Предмет, цель и задачи экотоксикологии
2. Понятие яда, токсичности и ее параметров.
3. Расчет величины ЛД50.
4. Типы отравления.
5. Факторы, влияющие на чувствительность биообъектов к отравлению.
6. Пути поступления, транспорт и выведение токсикантов.
7. Понятие о «рецепторе токсичности». Избирательная токсичность.
8. Основные виды отдаленных специфических эффектов.
9. Понятие о кумуляции.
10.Классификация токсичности и опасности химических и биологических веществ.
11.Тяжелые металлы: источники поступления в окружающую среду, уровни
загрязнения, токсические свойства.
7
12.Остаточные количества пестицидов и их метаболитов: источники поступления в окружающую среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
13.Нитраты, нитриты, нитрозамины: источники поступления в окружающую
среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
14.Диоксины: источники поступления в окружающую среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
15.ПХБ: источники поступления в окружающую среду, уровни загрязнения,
токсические свойства.
16.Антибиотики, сульфаниламиды, нитрофураны: источники поступления в
окружающую среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
17.Регуляторы роста и гормональные препараты: источники поступления в
окружающую среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
18.Радиоактивные элементы: источники поступления в окружающую среду,
уровни загрязнения, токсические свойства.
19.ЭМИ и акустическое загрязнение: источники поступления в окружающую
среду, уровни загрязнения, токсические свойства.
20.Уплотнение как мощный фактор воздействия на почву.
21.Микотоксины, бактерии и актиномицеты как возможные токсиканты окружающей среды и сельхозпродукции.
22.Трансгенные растения и животные как фактор риска.
23.Понятие об биоиндикации.
24.Понятие об биотестировании.
Вопросы для самостоятельного изучения
1. Типы отравлений.
2. Комплексное, сочетанное и комбинированное действие токсических факторов на организм.
3. Аддитивность, синергизм и антагонизм при комбинированном действии
вредных факторов.
4. Основные источники экотоксикантов.
5. Классификация загрязнений по их масштабам.
6. Бактерии ризосферной зоны растений.
7. Микроорганизмы и их роль в почве.
Вопросы рубежного контроля № 2
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях
1. Видовая чувствительность к ядам.
2. Распространение токсикантов в экосистемах, их биодеградация и биоконцентрация.
3. Фотохимическое разложение токсикантов.
4. Химическая трансформация токсикантов.
5. Порядок гигиенического нормирования загрязняющих веществ.
8
6. Временные санитарно-гигиенические нормативы.
7. Особенности экологического нормирования.
8. Методы контроля остаточных количеств токсикантов в объектах окружающей среды и сельхозпродукции.
9. Выбор и обоснование пространственных и временных параметров системы
наблюдения.
10.Критерии оценки загрязнения агроэкосистем.
11.Создание системы сбора, анализа и использования информации о распространении токсикантов.
12.Регламенты использования средств химизации.
13.Приемы физико-химической детоксикации почв.
14.Биологическая детоксикация почв.
15.Рекультивация территории.
16.Методика определения территориальной нагрузки и ассортиментного индекса пестицидов и минеральных удобрений.
17.Выделение приоритетных ядохимикатов и картографирование территорий
по интенсивности применения агрохимикатов.
Вопросы для самостоятельного изучения
1. Экотоксикологическая характеристика тяжелых металлов и их соединений.
2. Экотоксикологическая характеристика основных групп пестицидов.
3. Экотоксикологическая характеристика нитратов, нитритов и нитрозаминов.
4. Экотоксикологическая характеристика органических токсикантов.
5. Токсиканты физической природы.
6. Транспорт токсикантов в экосистеме.
7. Трансгенные организмы как факторы риска.
8. Физико-химические и биологические методы контроля.
9. Экотоксикологический мониторинг.
10.Экологически безопасное использование химических средств защиты растений.
11. Способы детоксикации почв.
Вопросы рубежного контроля № 3
Вопросы, рассматриваемые на аудиторных занятиях
1. Методы контроля.
2. Загрязнение окружающей среды и здоровье людей.
3. Состояние окружающей природной среды Саратовской области.
4. Загрязнение агроэкосистем средствами для профилактики и борьбы с болезнями и вредными растениями.
5. Диоксины.
6. Загрязнение токсикантами продукции животноводства.
7. Антибиотики, гормональные препараты.
9
8. Пути и меры снижения токсикологической нагрузки.
9. Детоксикация и дезактивация.
10.Достижения биотехнологии генной инженерии.
11.Токсикологическая оценка нитратов и нитритов в растениях.
12.Токсикологическая оценка отходов животноводства.
13.Отравление ядами растительного и животного происхождения.
14.Меры неотложной помощи при отравлениях.
15.Мероприятия по снижению и предотвращению загрязнения агроэкосистем
токсикантами.
16.Утилизация промышленных и бытовых отходов.
17.Нормативы качества окружающей среды.
Вопросы для самостоятельного изучения
1. Детоксикация и дезактивация.
2. Достижения биотехнологии и генной инженерии.
3. Токсикологическая оценка нитратов и нитритов в растениях.
4. Токсикологическая оценка отходов животноводства.
5. Консерванты в продуктах питания и их влияние на здоровье человека.
6. Отравление ядами растительного и животного происхождения.
7. Меры неотложной помощи при отравлениях.
8. Пищевые добавки в продуктах питания и их влияние на здоровье человека.
9. Красители в продуктах питания и их влияние на здоровье человека.
Вопросы выходного контроля (зачета)
1. Биогеоценоз и его компоненты.
2. Биосфера и человек.
3. Взаимосвязь использования природных ресурсов.
4. Возникновение и развитие процесса урбанизации.
5. Вторичное засоление, осолонцевание и слитизация почв.
6. Загрязнение водной среды и его последствия.
7. Загрязнение почв в агроэкосистемах.
8. Ирригационная эрозия почв.
9. Малый или биологический круговорот веществ.
10.Основные факторы изменения состояния окружающей среды.
11.Основные понятия, определения, термины в токсикологии.
12.Классификация источников загрязнения.
13.Токсическое загрязнение атмосферы отраслями промышленности.
14.Токсическое загрязнение водных экосистем отраслями промышленности.
15.Эвтрофикация водоемов.
16.Токсикологическая оценка загрязнения окружающей среды радионуклидами.
17.Токсикологическая оценка загрязнения окружающей среды соединениями
тяжелых металлов.
10
18.Оценка токсичности и опасности загрязнения окружающей среды. Нормативы оценки.
19.Методы контроля.
20.Загрязнение окружающей среды и здоровье людей.
21.Состояние окружающей природной среды Саратовской области.
22.Загрязнение агроэкосистем средствами для профилактики и борьбы с болезнями и вредными растениями.
23.Диоксины.
24.Загрязнение токсикантами продукции животноводства.
25.Антибиотики, гормональные препараты.
26.Пути и меры снижения токсикологической нагрузки.
27.Детоксикация и дезактивация.
28.Достижения биотехнологии и генной инженерии.
29.Токсикологическая оценка нитратов и нитритов в растениях.
30.Токсикологическая оценка отходов животноводства.
31.Отравление ядами растительного и животного происхождения.
32.Меры неотложной помощи при отравлениях.
33.Мероприятия по снижению и предотвращению загрязнения агроэкосистем
токсикантами.
34.Утилизация промышленных и бытовых отходов.
35.Нормативы качества окружающей среды.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) основная литература
1. Акимов, Р.Г. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2004 году./Р.Г.Акимов, А.В.Ахромеев, А.Ш.Гайнов. - Комитет экологической безопасности ГУП «Типография № 6». Саратов, 2005.-158 с.
2. Каплин, В.Г. Основы экотоксикологии. Учебники и учеб. пособия для
студентов высш. учеб. заведений /Владимир Григорьевич Каплин – М.: Ко
лос- С, 2006.-232с.
3. Покровский, В.И. Политика здорового питания. Федеральный и региональный уровни /В.И.Покровский – Новосибирск, 2002. – 344с.
4. Мосиенко, Н.А. и др. Экология и природопользование: Учебное пособие./Н.А. Мосиенко, К.У. Мязитов, Ш.А. Халилов, В.М. Христов. Саратов,
2002.- 417 с.
5. Донченко, Л.В. Безопасность пищевой продукции./Л.В. Донченко, В.Д.
Надыкта. –М.: Пищепромиздат, 2001.- 525с.
6. Кислых, В.В. Основы токсикологии: Учебн. пособие /В.В. Кислых, Е.Н.
Калмыкова.- Липецк: Изд-во ЛЭТИ, 2001. – 55с.
7. Хоружая, Т.А. Оценка экологической опасности /Т.А.Хоружая- М.: Приор, 2002.- 207с.
8. Герасименко, В.П. Практикум по агроэкологии. Учебное пособие./В.П.
Герасименко, – СПб.: Изд-во «Лань», 2009. – 432с.
11
9. Черных, Н.А. Экотоксикологические аспекты загрязнения почв тяжелыми
металлами /Н.А.Черных, Н.З.Милащенко, В.Ф.Ладонин. – Пущино: ВИУА,
2001.- 146с.
10. Степановских, А.С. Прикладная экология /А.С.Степановских. – М.:
ЮНИТИ, 2003. – 750с.
11. Пигорев, И.Я. Экология техногенных ландшафтов КМА и их биологическое освоение /И.Я.Пигорев. – Курск: КГСХА, 2006.-366с.
12. Аристов, А.И. Метрология, стандартизация и сертификация /А.И.Аристов,
Л.И.Карпов, В.М.Приходько и др.- М.:Академия, 2006.- 378с.
13. Бузмаков, В.В. Природопользование и сельскохозяйственная экология
/В.В.Бузмаков, Ш.А.Москалев,- М.,2005.-471с.
14. Весенев, И.И. Информационно-справочные системы по оптимизации землепользования в условиях ЦЧЗ /И.И.Весенев, Д.А.Букреев и др. – Курск:
ВНИИЗиЗПЭ, 2002.-118с.
15. Васильев, И.П. Практикум по земледелию /И.П.Васильев, А.М.Туликов,
Г.И.Баздырев и др.- М.: Колос, 2005. – 424с.
б) дополнительная
1. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области
в 2009 году. – Саратов, 2010.- 443с.
2. Назарова, Л.С. Экология /Л.С.Назарова. - Методические указания к самостоятельной работе студентов специальностей: 310200 – «Агрономия», 310600
– «Селекция и генетика сельскохозяйственных культур», 310900 – «Землеуст
ройство», 311000 – «Земельный кадастр». - Комитет экологической безопасности ГУП «Типография № 6». Саратов, 2005.- 158 с.
3. Журналы: «Защита растений». «Агро XXI». «Экологический вестник
России», «Сельскохозяйственная биология», «Химия и жизнь», «Наука и жизнь»,
«Промышленная экология и гигиена труда».
в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы, Агропоиск,
поисковые системы Rambler, Yandex, Google:
 http://www.twirpx.com/files/common/kse
 http://nrc.edu.ru/est/
 http://www.limm.mgimo.ru/science/
 Электронная библиотека СГАУ - http://library.sgau. ru
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения занятия используется следующее материально-техническое
обеспечение:
Лабораторное оборудование:
12
- весы лабораторные, весы аналитические, пробирки химические, пробирки
бактериологические, колбы 200 мл, колбы 100 мл, семена тест-растений,
шпатели, пинцеты, рентгеновская пленка;
- электроплитка, термостат.
13
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и ПрООп ВПО по направлению подготовки 110100.62 Агрохимия и агропочвоведение
Авторы: Ульянова О.В., канд. мед. наук, доцент кафедры «Экология»
Ребеза О.С., канд. биол. наук, доцент кафедры «Экология»
Рецензент: Назаров В.А., докт. с.-х. наук, профессор кафедры «Химии и агрохимии»
Программа одобрена на заседании методической комиссии агрономического
факультета «_____» _____________ 2011 года, протокол №____