Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов IV курса

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 1. Цель изучения дисциплины 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины Объем дисциплины и виды учебной работы 4.1 Разделы дисциплины и виды занятий 4.2 Содержание разделов дисциплины 1. Теоретические основы 2. Теоретические основы 3. Теоретические основы 4. Загрязнение окружающей среды источниками энергетического воздействия и защита от них 4.3 Лабораторный практикум 4.4 Практических занятия нет

Подобный материал:

• Рабочая программа и задание на контрольную работу c методическими указаниями для студентов, 843.29kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 526.56kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 1259.29kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 120.13kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 201.3kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 188.99kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 1598.02kb.
• Рабочая программа и задание на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 162.08kb.
• Рабочая программа и задания на контрольную работу с методическими указаниями для студентов, 91.67kb.
• Рабочая программа и задание на курсовую работу с методическими указаниями для студентов, 295.22kb.

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ


Одобрено кафедрой Утверждено

“Инженерная экология деканом факультета

и техносферная безопасность” «Управление процессами

перевозок»


ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ


Рабочая программа

и задание на контрольную работу

с методическими указаниями для студентов IV курса

специальности

280202 ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ

СРЕДЫ (ЭК)


Москва - 2007 год


Рабочая программа разработана на основании примерной учебной программы данной дисциплины, составленной в соответствии с государственными требованиями к минимум у содержания и уровню подготовки инженера по специальности 280202.

Составители: к. т. н., проф. Н.И. Зубрев

ст. преп. В.Н. Долженко


Рецензент – к.т.н., доцент Т.Ф. Климова


 Российский государственный открытый технический

университет путей сообщения, 2007


1. Цель изучения дисциплины


В настоящее время естественная природная среда не способна выполнять свойственные ей функции обмена веществ и энергии, поддерживать условия необходимые для существования и развития жизни. Поэтому целью охраны окружающей среды является сохранение природных условий, необходимых для жизни людей на Земле, для дальнейшего развития производства и культуры.

Курс «Теоретические основы защиты окружающей среды» изучается студентами четвертого курса «Инженерная экология».

При решении задачи снижения загрязнения природной среды главным является создание и внедрение принципиально новых технологий по очистке воздуха, воды и почвы, а также защите от энергетических воздействий. Для успешного применения этих технологий в практических целях необходимо знание их теоретических основ связанных с законами и закономерностями теоретической химии.

Задачи курса следующие:

• Изучение основных методов очистки атмосферного воздуха от отходящих газов и взвешенных веществ различных производств стационарных и передвижных источников железнодорожного транспорта.
  
• Изучение теоретических основ по комплексной подготовки воды для водопользования и очистки сточных вод перед сбросом в водоемы или передачи в канализационные сети.
  
• Изучение физико-химических процессов заложенных в теоретические основы обезвреживания и утилизации отходов, а также очистки почвенного слоя от загрязняющих веществ.
  
• Изучение теоретических основ методов защиты окружающей среды от акустического, радиационного и электромагнитного загрязнений.
  

2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины


Студенты должны прослушать курс лекций, выполнить лабораторные работы, защитить контрольную работу и сдать экзамен.

В результате освоения дисциплины студент должен.

1. Знать:
   

1. основные законы и закономерности физической химии на которых основаны методы очистки окружающей среды от различных загрязнений;
   
2. основные законы физики положенные в основу методов защиты от акустического, радиационного и электромагнитных излучений.
   

2. Уметь:
   

• использовать расчеты для оценки оптимальных технологических параметров используемых для очистки воды, воздуха и почвы от загрязняющих веществ;
  
• использовать расчеты по определению приземных концентраций загрязняющих веществ и разбавления их в атмосфере и гидросфере;
  
• использовать расчеты для определения изменения активности веществ, скорости распространения электромагнитных волн, уровней интенсивности звука.
  

3. Объем дисциплины и виды учебной работы
   

Вид учебной работы	Всего часов	Курс
Общая трудоемкость дисциплины	119
Аудиторные занятия:	20
Лекции	12
Лабораторные занятия	8
Практические занятия	-
Самостоятельная работа	84
Контрольные работы (количество)	15	1
Вид итогового занятия	-	Экзамен, зачет

4. Содержание дисциплины
   

4.1 Разделы дисциплины и виды занятий

№ п/п	Раздел дисциплины	Лекции, час	Лабораторные работы	Практические занятия
1	2	3	4	5
1.	Введение	1	-	-
2.	Теоретические основы технологии очистки сточных вод	4	8	-
3.	Теоретические основы очистки отходящих газов	4
4.	Теоретические основы технологии утилизации твердых отходов
5.	Загрязнение окружающей среды источниками энергетического воздействия и защита от них	3

4.2 Содержание разделов дисциплины

Введение


Химия и охрана окружающей среды. Значение химического образования для рационального природопользования.(1, 2, 3).


1. Теоретические основы

технологии очистки сточных вод


1. Коагуляция и флокуляция.

Коагуляция. Коллоидные примеси воды. Удельная поверхность. Строение мицелл. Строение двойного электрического слоя. Термодинамический и электрокинетический потенциал. Электрофорез. Процессы в дисперсных системах обусловленные агрегативной неустойчивостью. Факторы агрегативной устойчивости. Кинетика коагуляции. Быстрая и медленная коагуляция. Правила коагуляции электролитами. Нейтрализационная и концентрационная коагуляция. Явление непрерывных рядов. Антагонизм и синергизм электролитов. Коагуляция дисперсных систем с различным агрегатным состоянием фаз. Гетерокоагуляция. Флокуляция.(1, 2, 3, 4).

Обработка воды коагулянтами. Определение дозы коагулянта для мутных и цветных вод. Расчет дозы коагулянта по значению электрокинетического потенциала. Коагулирование с подщелачиванием. Характеристика коагулянтов и флокулянтов. Применение флокулянтов для интенсификации процессов коагулирования. (1, 2, 3, 4).

2. Флотация. Смачивание. Краевой угол. Определение краевого угла. Гистерезис. Разделение гидрофильных и гидрофобных частиц путем флотации. Пенная флотация. (1, 2, 3, 4).

3. Экстракция. Взаимная растворимость жидкостей. Критическая температура растворения. Кривые расслоения. Распределение третьего компонента в двухслойной жидкой системе. Закон распределения Нернста-Шилова. Коэффициент распределения. (1, 2, 3, 4).

4. Адсорбция. Адсорбция на границе твердое тело - раствор. Адсорбенты. Молекулярная адсорбция из растворов. Влияние природной среды. Влияние свойств адсорбента и адсорбтива. Влияние времени, температуры и концентрации раствора. Уравнение Гиббса. Селективность адсорбции из растворов и влияние на них различных факторов. Сорбция на угле. Адсорбция поверхностно-активных веществ. (1, 2, 3, 4).

5. Ионный обмен. Обменная адсорбция. Уравнение Никольского. Иониты. Окислительно-восстановительные иониты (редокситы). Классификация ионитов. Ионнообменные смолы. Основные физико-химические характеристики ионитов. Динамическая емкость. Набухаемость. Равновесие ионного обмена. Адсорбция сильных электролитов. (1, 2, 3, 4).

6. Мембранные процессы. Диффузия и осмос. Закон Вант-Гоффа. Мембранная разность потенциалов. Уравнение мембранного равновесия Доннана. Электродиализ. Гиперфильтрация (обратный осмос). Ультрафильтрация (1, 2, 3, 4).

7. Дегазация и дезогазация воды. Растворы газов в жидкостях. Закон Генри. Растворимость газов. Влияние давления на растворимость газов. Удаление из воды растворенных газов (дегазация). Аэрация. Химические и физические методы. Дезодорация. Хлорирование. Озонирование. (1, 2, 3, 4).

8. Химические и электрохимические методы очистки. Растворимость веществ. Произведение растворимости. Методы осаждения. Метод окисления и восстановления. Нейтрализация. Реагентный и фильтрационный методы. Методы анодного и катодного восстановления. Гальванокоагуляция. Электрокоагуляция. Электрофлотация. Электодиализ. (1, 2, 3, 4).

9. Термические методы очистки воды. Термоокислительные методы обезвреживания. Метод жидкофазного окисления. Огневой метод. (1, 2, 3, 4).


2. Теоретические основы

очистки отходящих газов


1. Абсорбционные методы. Равновесие в системах газ-жидкость. Закон Генри. Скорость химической реакции. Степень турбулизации жидкости. Массопередача. Одновременная адсорбция двух газов. ( 2, 3, 4).

2. Адсорбционные и хемосорбционные методы. Физическая и химическая адсорбция. Классификация сорбентов по пористой структуре. Макропоры. Переходные поры. Активные угли. Алюмогель. Цеолиты. Равновесие при адсорбции. Уравнение БЭТ. Кинетика адсорбции. Десорбция поглощенных примесей. Термическая вытеснительная десорбция. ( 2, 3, 4).

3. Каталитические и термические методы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Энергия активации. Активность катализатора. Зависимость от температуры. Высокотемпературное обезвреживание газов. ( 2, 3, 4).


3. Теоретические основы

технологий утилизации твердых отходов


Термические методы. Пиролиз. Пирометаллургические процессы: обжиг, плавление, дистилляция. Переплав. Виды плавления (окислительные, восстановительные). Температура плавления. Диаграмма состав - температура. Обжиг. Тепло и массообмен при обжиге. Температурный режим. Высокотемпературная агломерация. Влияние электролитов на агломерацию. Температурный интервал спекания. Интервал плавкости (5).

Физико-химические методы. Выщелачивание. Растворение. Расчет скорости и времени растворения. Кристаллизация. Высаливание. (5).


4. Загрязнение окружающей среды источниками энергетического воздействия и защита от них


1. Электромагнитное загрязнение окружающей среды.

Естественные электромагнитные поля и антропогенные источники электромагнитных полей. Электромагнитные волны: уравнение Максвелла, шкала, энергия электромагнитных волн, вектор Умова-Пойнтинга. Воздействие электромагнитных полей на биологические системы: процессы в клетках живых тканей при воздействии током и электромагнитными полями, биологическое воздействие электромагнитного излучения на организм человека в целом. Защита от электромагнитных полей. (7, 8)

2. Акустическое загрязнение окружающей среды.

Естественные и антропогенные источники шума (7, 9). Основные понятия акустики: звук, интенсивность звука, звуковое давление, шкала звуковых волн, спектр, затухание звука, “неслышимые” звуки, точечные и линейные источники звука (7, 9). Воздействие шума на организм человека. Борьба с шумом и защита от шума (7, 9). Шум на железнодорожном транспорте (3, 4).


Вибрации.

Источники вибрации. Уровень вибрации. Воздействие вибрации на организм человека. Борьба с вибрацией, защита от вибрации. (7, 9)

3. Радиационное загрязнение окружающей среды.

Радиоактивность, закон радиоактивного распада, изотопы, радиоактивные ряды. Естественные и антропогенные источники радиации.

Воздействие радиации на биологические системы: процессы в клетках живых тканей при облучении радионуклидами; биологическое воздействие на организм человека и животных в целом, генетические аспекты. Защита от радиации. Проблемы, связанные с радиоактивными отходами от АЭС, выбросами, чрезвычайными ситуациями.(6, 7, 8)


4.3 Лабораторный практикум

Раздел дисциплины	Лабораторная работа
2	Определение кислотности и щелочности воды. Удаление жесткости на ионообменном фильтре.
2	Определение окисляемости воды.

4.4 Практических занятия нет


5. Самостоятельная работа студентов


Задания на контрольную работу выполняются по последней цифре учебного шифра.


Информационно-методическое

обеспечение дисциплины


Основная литература


1. Павлов Н.Н. Общая и неорганическая химия – М.: Дрофа, 2002

2. Гандберг И.И. Органическая химия. – М.: Дрофа, 2001

3. Безопасность жизнедеятельности. Ч.1. Безопасность жизнедеятельности на железнодорожном транспорте: Учебник под ред. К.Б.Кузнецова – М.: Маршрут, 2005

4. Зубрев Н.И., Байгулова Т.М., Зубрева Н.П. Теория и практика защиты окружающей среды. – М.: Желдориздат, 2004

5. Обращение с опасными отходами. Уч. пос. под ред. Гарина В.М., Соколовой Г.М. – М.: Проспект, 2005

6. Василенко О.И. Радиационная экология. Уч. пос. – М.: Медицина, 2004

7. Куклев Ю.И. Физическая экология. Уч. пос. – М.: Высшая школа, 2001

8. Совельев И.В. Курс общей физики. Кн. 5. – М.: АСТ, 2002

9. Приложение к журналу «Безопасность жизнедеятельности» №№ 9, 10, 2004

Дополнительная литература


1. Зубрев Н.И. Инженерная химия на железнодорожном транспорте. Уч. пос. – М.: РГОТУПС, 1999

2. Белов С.В., Барбинов Ф.А., Козьяков А.Ф. и др. Охрана окружающей среды. М.: Высшая школа, 1991, 391 с.
   
3. Возная А.Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979, 340 с.
   
4. Зубрев Н.И., Байгулова Т.М., Бекасов В.И. и др. Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железнодорожном транспорте. М.: УМК МПС России, 1999, 592 с.
   
5. Родионов А.М., Клушин В.Н., Горочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989, 512 с.
   
6. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Химия и микробиология воды. М.: Высшая школа, 1983, 280 с.
   
7. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. М.: Химия, 1982.
   
8. Бекасов В.И., Зубрев Н.И. Радиация и окружающая среда. М.: РГОТУПС, 1997, 57 с.
   
9. Переездчиков И.В. Введение в теорию защиты от энергетического воздействия источников гармонических колебаний. М.: Изд-во МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1987, 92 с.
   
10. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высшая школа, 1990, 478 с.
    
11. Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровье населения России. (Фонд “Здоровье и окружающая среда”) - М.: 1997, с. 91 с.
    
12. Белов С.В., Ильницкая А.В., Козьяков А.Ф. и др. Безопасность жизнедеятельности. М.: Высшая школа, 1999, 448 с.
    
13. Шум на транспорте. Перевод с английского. М.: “Транспорт”, 1995.
    
14. Вибрации в технике. (Под редакцией К.В. Фролова). Справочник, т. 6. М.: “Машиностроение”, 1981, 456 с.
    
15. Сахаров В.К. Радиоэкология. М.: МИФИ, 1995, 132 с.
    
16. Меркулова С.В. Основы радиационной экологии. Саранск-Мордовский ун-т, 1999, 51 с.