Программа дисциплины дн ф. 5 Геохимия окружающей среды подготовка бакалавров по профессионально-образовательной программе Направление
| Вид материала | Программа дисциплины |
- Программа дисциплины ен. Ф. 08. Информатика подготовка бакалавра по профессионально-, 225.89kb.
- Рабочая программа дисциплины «химический анализ объектов окружающей среды» Направление, 311.39kb.
- Программа дисциплины «геохимия», 95.4kb.
- Рабочая программа учебной дисциплины «экологический мониторинг» По направлению подготовки, 182.06kb.
- Учебной дисциплины «Охрана окружающей среды в энергетике» для направления 280700 Техносферная, 53.49kb.
- Анализ состояния профессионально-образовательной среды боу оо спо «огкуиПТ» в 2010-2011, 192.45kb.
- Программа дисциплины ен. В компьютерные технологии для студентов по подготовки бакалавра, 139.78kb.
- Рабочая программа дисциплины «Надежность технических систем и техногенный риск» Направление, 123.51kb.
- Программа дисциплины сд. Ф. 3 Статистические методы обработки экспериментальных данных, 108.02kb.
- Программа вступительного экзамена для поступления в магистратуру по профессионально-образовательной, 10.62kb.
Министерство образования Российской Федерации
ОБНИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ (ИАТЭ)
| | УТВЕРЖДАЮ |
| | Проректор по учебной работе ___________________ С.Б.Бурухин |
| | “______”____________ 2008 г. |
ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ДН Ф.5 ГЕОХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
подготовка бакалавров
по профессионально-образовательной программе
Направление 020800 – Экология и природопользование
Форма обучения: очная
Объем дисциплины и виды учебной работы по очной форме в соответствии с учебным планом
| Вид учебной работы | Всего | Семестры | |||
| часов | 5 | 6 | | | |
| Общая трудоемкость дисциплины | 150 | 82 | 68 | | |
| По ГОСТ | 150 | | | | |
| Аудиторные занятия | 102 | 54 | 48 | | |
| Лекции | 68 | 36 | 32 | | |
| Практические занятия и семинары | 34 | 18 | 16 | | |
| Лабораторные работы | | | | | |
| Курсовой проект (работа) | | | | | |
| Самостоятельная работа | 48 | 28 | 20 | | |
| Расчетно-графические работы | | | | | |
| Вид итогового контроля (зачет, экзамен) | | экз. | зачет | | |
Обнинск 2008
Программа составлена с соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 020800 – Экология и природопользование
Программу составил:
___________________ С.В. Круглов, профессор каф. экологии, д.б.н.
Рассмотрена на заседании кафедры экологии (протокол № ___от ___ _________2008 г.)
Заведующий кафедрой
экологии
___________________ Г.В. Козьмин
“____”_____________ 2008 г
СОГЛАСОВАНО
| Начальник Учебно-методического управления ___________________Ю.Д. Соколова “____”_____________2008 г. | Декан факультета естественных наук ___________________Н.С. Эпштейн “____”_____________2008 г. |
1. Цели и задачи дисциплины.
В дисциплине «Геохимия окружающей среды» даются представления об основах геохимии как науки, изучающей химический состав оболочек Земли и процессы, протекающие в различных геосферах, рассматриваются методы геохимических исследований, общие закономерности рассеяния, концентрирования и миграции химических элементов. Акцентируется внимание на применении геохимических подходов при изучении природных и антропогенных ландшафтов, решении широкого круга экологических проблем, связанных с техногенным загрязнением окружающей среды.
Цель курса – ознакомление студентов с теоретическими основами и прикладными задачами геохимии окружающей среды.
Задачи курса:
- ознакомить будущих специалистов с теоретическими основами общей геохимии, геохимическими методами изучения природных и антропогенных ландшафтов и решения экологических задач;
- дать общие представления о строении, составе и свойствах Земли и ее оболочек, геохимических факторах, определяющих характер и особенности протекания в биосфере природных и техногенных процессов.
Основные понятия и положения, материал данного курса будет полезен и может быть использован студентами в дальнейшем при изучении таких предметов, как общая экология, экология человека, основы рационального природопользования и др.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать: Закономерности распределения химических элементов в различных геосферах, законы поведения, сочетания и миграции элементов в природных и техногенных процессах в биосфере, экологические последствия нарушения человеком глобальных биогеохимических циклов;
уметь: использовать геохимические методы исследований при решении вопросов мониторинга природных и природно-техногенных экосистем;
иметь навыки: использования информации о химическом составе структурных составляющих биосферы, общих закономерностях распределения и особенностях поведения химических элементов применительно к решению экологических проблем, связанных с химическим загрязнением биосферы.
3. Содержание дисциплины
3.1. Лекции
1. Введение. Объект, предмет и методы геохимии, ее место в системе наук о Земле. Возникновение и развитие геохимии. Работы Ф.У. Кларка, В.М. Гольдшмидта, В.И. Вернадского, А.Е. Ферсмана. Методологические основы геохимии окружающей среды. Геохимический мониторинг. (2 ч.)
2. Геохимия геосферных оболочек [1,2,1a,2a,3a] (18 ч)
2.1 Космическая распространенность элементов и их изотопов. Зависимость распространенности элементов от атомного номера. Нуклеосинтез, возраст элементов. Строение Земли, составы внутренних геологических оболочек (ядро, мантия) и методы их оценки. (2 ч.)
2.2 Атмосфера. Происхождение, вертикальная зональность. Химический состав атмосферы и его эволюция в истории Земли. Антропогенное воздействие на химический состав атмосферы и его последствия. Парниковые газы. Деградация озонового слоя. Кислотные осадки. Загрязнение воздуха. (2 ч.)
2.3. Гидросфера, происхождение и строение. Химический состав атмосферных осадков. Основные факторы формирования химического состава природных вод суши (поверхностные и грунтовые воды). Химический состав и минерализация подземных вод. Процессы и факторы, влияющие на формирование химического состава подземных вод. Антропогенные изменения континентальных вод. (2 ч.)
Эволюция, химический состав и антропогенные изменения Мирового океана. Главные катионы и анионы, основные группы компонентов. Состав растворенных в воде газов и их происхождение. Постоянство состава океанической воды в геологической истории. (2 ч.)
Приемы исследования и способы выражения состава природных вод (сумма растворенных веществ, соленость, жесткость). Равновесие химического состава гидросферы и атмосферы. Карбонатная система и контроль величины рН. (2 ч.)
2.4. Литосфера. Распространенность химических элементов в литосфере и земной коре. Определение понятий «кларк» и «кларк концентраций». Единицы выражения. Антропогенное воздействие на эндогенные и экзогенные химические процессы. (2 ч.)
Педосфера. Кларки элементов в почвах. Глобальные и региональные антропогенные изменения геохимии почв и почвенного покрова. (2 ч.)
2.5 Биосфера. Роль В.И. Вернадского в формировании современного представления о биосфере. Границы и структура биосферы, состав и масса живого вещества. Живое вещество и его роль в геохимической эволюции биосферы. Геохимические функции живого вещества, биогеохимические процессы как геологический фактор. (2 ч.)
2.6. Геохимическая организация и геохимическая эволюция биосферы. Ландшафты. Экосистемы. Биокосные системы (коры выветривания, почвы, природные воды, илы). Взаимосвязь эволюции земной коры, гидросферы, атмосферы и биосферы, геохимические основы эволюции. Геохимические последствия глобальных и региональных изменений. (2 ч.)
3. Миграция химических элементов в биосфере [1,2, 2a,3a,5a,6a] (16 ч)
3.1. Виды миграции химических элементов: физико-химическая, механическая, техногенная, биогенная, их относительная роль в биосфере. Внутренние и внешние факторы миграции. Заряд и радиус ионов, ионный потенциал, окислительно-восстановительный потенциал и др. Геохимические барьеры, их природа и классификация. Системы геохимической классификации элементов (В.М. Гольдшмидт, В.И. Вернадский, А.И. Перельман). (6 ч.)
3.2. Водная миграция химических элементов. Миграционные формы элементов. Растворимые, взвешенные и коллоидные компоненты природных вод. Макрокомпоненты - главные минеральные компоненты природных вод. Биогенные вещества и микроэлементы в природных водах. Коэффициент водной миграции. Ряды миграции. Геохимическая систематика вод ландшафта. Окислительно-восстановительные и щелочно-кислотные условия вод. Классы водной миграции и классы ландшафтов. Геохимические барьеры и виды аномалий. Химическая денудация (4 ч.)
3.3. Воздушный перенос. Значение атмосферного переноса веществ. Роль вулканических процессов. Атмосферные аэрозоли и их источники. Характеристики аэрозолей и факторы, влияющие на их устойчивость. Время жизни примеси в атмосфере. Механизмы и скорость выведения аэрозольных частиц из атмосферы. (2 ч.)
3.4. Биогенная миграция. Различие между биогенной и физико-химической миграцией химических элементов и их соединений (на примере химических элементов - аналогов). Биогенная аккумуляция элементов. Организмы - концентраторы. Значение биогенной формы нахождения химических элементов. Биологическая доступность элементов и способы ее определения. Геохимические аспекты токсичности элементов. Биологическая роль микроэлементов. Токсичность и толерантность, синергизм и антагонизм. Дефицитные и избыточные элементы. Геохимические аномалии и биогеохимические провинции, причины эндемических заболеваний. (4 ч.)
4. Глобальные геохимические и биогеохимические процессы и циклы [1,2,8a]. (10 ч)
4.1. Причины циклического характера природных процессов. Глобальные геохимические и биогеохимические циклы, их структура. Время пребывания элементов в резервуаре, оценка интенсивности кругооборота веществ. (2 ч.)
4.2. Гидрологический цикл. Глобальный геохимический цикл углерода. Глобальный геохимический цикл азота. Циклы элементов, поступивших в биосферу в результате мобилизации из земной коры (кальций, калий, фосфор и др.). Экологические последствия нарушения человеком природных геохимических циклов. (8 ч.)
5. Геохимия природных и природно-антропогенных ландшафтов [3,4a,6a,9а] (18 ч.)
5.1. Ландшафтно-геохимические системы. Общие черты геохимии природных ландшафтов (гумидные и семигумидные, степные и пустынные ландшафты). (4 ч)
5.2. Геохимия техногенеза. Основные типы техногенеза. Техногенез как геохимический фактор. Количество и соотношение элементов в техногенных потоках, «технофильность» химических элементов. Загрязнение окружающей среды. Основные группы загрязняющих веществ и их характеристики. (4 ч.)
5.3. Факторы формирования техногенных ландшафтов и геохимические принципы их классификации. Трансформация и миграция загрязняющих веществ в почве, атмосфере и гидросфере. Понятие о техногенных барьерах. Накопление продуктов техногенеза и формирование техногенных геохимических аномалий. (4 ч.)
5.4. Геохимические особенности основных типов техногенных ландшафтов: горнопромышленных, городских, сельскохозяйственных, дорожных и других. Геохимия аквальных ландшафтов рек, озер, водохранилищ, морских побережий. (6 ч.)
6. Эколого-геохимическая оценка и картографирование состояния окружающей среды [1,2,3, 4a,7a,9a] (4 ч.)
6.1. Фоновый мониторинг.
6.2. Импактный мониторинг.
6.3. Эколого-геохимическое картографирование. Применение геоинформационных систем и технологий.
3.2. Практические и семинарские занятия
5 семестр
| Раздел(ы) | Тема практического или семинарского занятия | Литература | Число часов |
| 1 | Геохимия среды обитания растений, животных и человека. История геохимии. | [1,2,6a] | 2 |
| 2.1-2.3 | Атмосфера. Гидросфера. Происхождение, строение. химический состав. Кларки атмосферы и гидросферы. | [1,2 | 2 |
| 2.4 | Литосфера. Педосфера. Распространенность химических элементов в земной коре, литосфере и почвах. | [1,2a,3a] | 2 |
| 2.5-2.6. | Геохимическая организация биосферы. | [2,1a] | 2 |
| | Контрольная работа | | 2 |
| 3.1 | Миграция химических элементов. Внутренние и внешние факторы миграции. Геохимические барьеры. | [1,2a,3a] | 2 |
| 3.2-3.3 | Водная миграция и атмосферный перенос химических элементов. | [1,3a,6a] | 2 |
| 3.4 | Биогенная миграция химических элементов.. | [2, 1a,6a] | 2 |
| 3.4 | Геохимические основы токсичности химических элементов | [2, 1a] | 2 |
6 семестр
| Раздел(ы) | Тема практического или семинарского занятия | Литература | Число часов |
| 4.1-4.2 | Глобальные геохимические и биогеохимические циклы, их структура. Гидрологический цикл. Цикл углерода. | [1,2,8a] | 2 |
| 4.2 | Круговорот элементов осадочного цикла. Экологические последствия нарушения глобальных циклов элементов человеком. | [1,2a,8a] | 2 |
| 5.1 | Ландшафтно-геохимические системы. Геохимия природных ландшафтов. | [3,4a,7a] | 2 |
| 4 | Контрольная работа | | 2 |
| 5.2 | Геохимия техногенеза. Загрязнение окружающей среды. Количество и соотношение химических элементов в техногенных потоках. Основные группы загрязняющих веществ | [1,3,5a] | 2 |
| 5.3 | Трансформация и миграция загрязняющих веществ в почве, атмосфере и гидросфере | [2, 2a,3a] | 2 |
| 5.4 | Геохимия и особенности основных типов техногенных ландшафтов. | [1,3,4a,7a] | 2 |
| 6 | Эколого-геохимическая оценка состояния окружающей среды | [1,4a, 6a] | 2 |
3.3. Лабораторный практикум
| Раздел(ы) | Тема практического или семинарского занятия | Число часов |
| | Не предусмотрен | |
3.4. Курсовые проекты (работы)
Не предусмотрены.
3.5. Формы текущего контроля
5 семестр
| Раздел(ы) | Форма контроля | Неделя |
| 1-2.2 | Устный опрос «Геохимическая деятельность и роль живого вещества в эволюции химического состава геосферных оболочек» | 4 |
| 2.1-2.6 | Контрольная работа: «Геохимия земных оболочек» | 9 |
| 3.1 | Контрольная работа: «Миграция химических элементов в биосфере» | 12 |
6 семестр
| Раздел(ы) | Форма контроля | Неделя |
| 1-2 | Домашнее задание. Глобальные геохимические и биогеохимические циклы элементов. Экологические последствия изменения человеком природных геохимических циклов и энергетического баланса Земли. | 4 |
| 3 | Контрольная работа «Геохимия природных ландшафтов». | 8 |
| 4 | Контрольная работа «Геохимия техногенеза». | 12 |
3.6. Самостоятельная работа
4.1. Рекомендуемая литература
4.1.1. Основная литература
1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. – М.: Логос, 2000. – 627 с.
2. Добровольский В.В. Основы биогеохимии – М.: Изд. центр «Академия», 2003. 400 с.
3. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея, 1999. 768 с.
4.1.2. Дополнительная литература
1а. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М.: Наука, 1965.
2а. Перельман А.И. Геохимия. 2-е издание. М.: Высшая школа, 1989. 528 с.
3а. Браунлоу А.Х. Геохимия. М.: Недра, 1984.
4а. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М.: Изд-во МГУ. 2007. 350 с.
5а. Безуглова О.С., Орлов Д.С. Биогеохимия. – Ростов н/Д: “Феникс”, 2000. –320 с.
6а. Сает Ю.И., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Наука, 1990. 335 с.
7а. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафтов и окружающая среда. М., Недра, 1990.
8а. Добровольский В.В. Биогеохимические циклы тяжелых металлов // Геохимия. 1988. №2. С. 307-320.
9а. Орлов Д.С., Садовникова Л.К., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении – М.: Изд-во «Высш. шк.», 2002, 334 с.
4.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Не предусмотрены.
5. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Не предусмотрено.