Химия атмосферы - Учебно

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт химии
Кафедра органической и экологической химии
Ларина Н.С.
ХИМИЯ АТМОСФЕРЫ
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов очной формы обучения по направлению 04.03.01 "Химия",
программа подготовки «Прикладной бакалавриат»,
профиль подготовки "Химия окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая
безопасность "
Тюменский государственный университет
2015
Ларина Н.С. Химия атмосферы. Учебно-методический комплекс. Рабочая
программа для студентов очной формы обучения по направлению 04.03.01. «Химия»,
программа подготовки «Прикладной бакалавриат», профиль подготовки «Химия
окружающей среды, химическая экспертиза и экологическая безопасность». Тюмень:
Издательство Тюменского государственного университета, 2015, 19 стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО с учетом
рекомендаций и ПрОП ВО по направлению и профилю подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте ТюмГУ: «Химия
атмосферы» [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.utmn3plus.ru, раздел
«Образовательная деятельность», свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой органической и экологической химии. Утверждено
директором Института химии.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: Паничев С.А., д.п.н, профессор, заведующий кафедрой
органической и экологической химии.
© Тюменский государственный университет, 2015.
© Ларина Н.С., 2015.
1.
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа включает следующие разделы:
Пояснительная записка, которая содержит:
1.1.
Цели и задачи дисциплины
Целью курса «Химия атмосферы» является ознакомление студентов с
теоретическими основами научных знаний в области химии атмосферы, с современными
проблемами и региональными особенностями химии атмосферного воздуха.
Задачи курса:
– дать базовые понятия, характеризующие состояние, взаимодействие и эволюцию основных
биогеохимичских циклов в условиях функционирования системы земля – атмосфера солнечное излучение;
- изучить проблемы образования загрязняющих атмосферу веществ, которые включают как
естественные, так и антропогенные источники,
- механизмы поступления и вывода загрязняющих веществ в атмосфере,
- ознакомить с методами и способами мониторинга атмосферы.
1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы
Курс "Химия атмосферы" входит в блок дисциплин по выбору (Б1.В.ДВ.8.2) рабочего
учебного плана по направлению 04.03.01. «Химия», программа подготовки «Прикладной
бакалавриат», профиль подготовки «Химия окружающей среды, химическая экспертиза и
экологическая безопасность».
В логическом и содержательно-методическом плане дисциплина «Химия атмосферы»
базируется на знаниях, полученных при изучении курса «Аналитическая химия», «Общая
химия», «Неорганическая химия», «Основы экологии».
В свою очередь, дисциплина «Химия атмосферы» информационно и логически
связана с изучением ряда вариативных дисциплин: «Химический анализ объектов
окружающей среды», «Экологический мониторинг объектов окружающей среды»,
«Геохимия окружающей среды», «Гидрохимия», «Оценка качества вод и нормирование
загрязнений».
Материал, рассматриваемый в данном курсе, является фундаментом при изучении
дисциплин специализации, выполнении учебных курсовых и выпускной квалификационной
работы в области химической экологии и экологической безопасности, а также при выборе
методов решения конкретных задач в элективных курсах.
Таблица 1.
Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
Химический анализ объектов
окружающей среды
Экологический мониторинг
объектов окружающей среды»
Геохимия окружающей среды
Гидрохимия
Оценка качества вод и
нормирование загрязнений
Темы дисциплины необходимые для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
2.3
3.1
3.2
3.3
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной
образовательной программы.
В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:
- способностью использовать полученные знания теоретических основ фундаментальных
разделов химии при решении профессиональных задач (ОПК-1);
- способностью использовать основные закономерности химической науки и
фундаментальные химические понятия при решении конкретных производственных задач
(ПК-8).
1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):
 Знать:
- базовые понятия, характеризующие превращения химических веществ на примере
основных и наиболее характерных представителей химических гомологических рядов,
являющихся загрязнителями атмосферы;
- основные факторы, влияющие на формирование химического состава атмосферного
воздуха;
- методы пробоотбора, пробоподготовки и химического анализа атмосферного воздуха и
других объектов окружающей среды, используемых для контроля за состоянием воздуха.
 Уметь:
- осуществлять физико-химический анализ атмосферных осадков;
- классифицировать полученные данные на основании нормативных требований;
- пользоваться научной и справочной литературой по химии атмосферы и смежным
направлениям.
- ориентироваться в теоретических и прикладных вопросах химического состава и
загрязнения атмосферы, экологических исследований и применять знания в
производственной деятельности.
 Владеть:
- методами проведения анализа атмосферных осадков, используя гостированные методики;
- методами обработки и представления результатов анализа.
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 5. Форма промежуточной аттестации зачет. Общая трудоемкость дисциплины
составляет 2 зачетных единиц, 72 академических часа, из них 55,7 часов, выделенных на
контактную работу с преподавателем, 16,3 часов, выделенных на самостоятельную работу.
3. Тематический план
1.2.
1.3.
2.1.
2.2.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
Модуль 1.
Основные
понятия
и
процессы.
Структура и динамика
атмосферы
Виды
химических
процессов в атмосфере.
Всего
Модуль 2.
Метан
и
органические
соединения в атмосфере.
Озон и его роль
Неорганические
оксиды,
кислотные дожди
Всего
Модуль 3.
Аэрозоли.
Пробоотбор и анализа проб
атмосферного воздуха.
Атмосфера и контроль ее
загрязнения.
Всего
Итого:
интерактивн
ой форме
Итого
количест
во
баллов
Итого
часов по
них в
Изтеме
Самостоятельная
работа**
1.1.
Лабораторные
занятия*
2
Семинарские
(практические)
занятия*
1
Виды учебной работы и
самостоятельная работа, в час.
Лекции*
Тема
недели
семестра
Таблица 3.
№
3
4
5
6
7
8
9
10
1
2
-
4
2
8
4
0-8
2
2
-
4
2
8
4
0-10
3
2
-
4
2
8
4
0-12
3
6
-
12
6
24
12
0-30
4
2
-
4
2
8
4
0-8
5
6
2
2
-
4
4
2
2
8
8
4
4
0-10
0-12
3
6
-
12
6
24
12
0-30
7
8
2
2
-
4
4
2
2
8
8
4
4
0-8
0-10
9
2
-
4
2
8
4
0-22
3
9
6
18
-
12
36
6
18
24
72
12
36
0-40
0100
Из них в интерактивной
18
18
36
форме
*- если предусмотрены учебным планом ОП; **- включая иные виды работ.
4. Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
электронные
практикум
другие формы
комплексные
ситуационные
задания
Итого
программы
компьютерного
тестирования
реферат
0-1
0-1
0-1
0-3
0-4
0-4
0-4
012
-
0-2
0-2
0-4
0-5
0-5
-
0-4
0-4
-
0-2
0-2
0-5
0-7
0-18
0-30
-
0-1
0-1
0-1
0-3
0-4
0-4
0-4
012
-
0-1
0-1
0-1
0-3
0-5
0-5
0-2
0-2
0-3
0-3
-
0-2
0-2
0-6
0-6
0-18
0-30
010
010
010
0-1
0-1
0-1
0-4
0-4
0-4
-
0-1
0-1
0-1
-
-
0-10
-
-
0-2
0-6
0-16
0-18
0-3
012
036
-
0-3
-
-
0-10
-
0-2
0-40
-
010
010
0-2
0-17
-
0-6
0 – 100
0-9
ответ на
семинаре
тест
Всего
Информаци
онные
системы и
технологии
контрольная
работа
Модуль 3.
3.1.
3.2.
3.3.
Технические
формы
контроля
лабораторная
работа
Модуль 2.
2.1.
2.2.
2.3.
Всего
Письменные
работы
-
коллоквиумы
Модуль 1.
1.1.
1.2.
1.3.
Всего
собеседование
Устный
опрос
Итого количество
баллов
Таблица 4.
№ темы
5. Содержание дисциплины.
Модуль 1.
Тема 1.1. Основные понятия и процессы
Единицы измерений химического состава воздуха. Понятие об источниках, резервуарах,
времени пребывания и стоках примесей в атмосфере. Состав атмосферы Земли. Основные
компоненты и малые газовые составляющие. Формирование атмосферы Земли, роль
дегазации мантии и фотохимических процессов. Химический состав атмосфер других планет
Солнечной системы.
Тема 1.2. Структура и динамика атмосферы
Основные понятия, характеризующие структуру атмосферы. Давление в атмосфере и
зависимость давления от высоты. Температура в атмосфере и зависимость температуры от
высоты. Представления о тропопаузе, стратопаузе, мезопаузе, термопаузе. Распределение
вещества в атмосфере. Влияние химического состава на вертикальное строение атмосферы.
Глобальный зональный и меридиональный перенос примесей. Вертикальный перенос
примесей. Роль средних движений и турбулентной диффузии в процессах переноса.
Скорости обмена вещества между различными резервуарами атмосферы. Диссипация газов.
Скорости химических реакций в атмосфере. Методы их расчета.
Тема 1.3. Виды химических процессов в атмосфере
Фотохимические процессы в атмосфере. Жидкофазные реакции. Вымывание веществ из
атмосферы. Растворение газов в каплях. Гидролиз. Кислотность осадков. Состав
атмосферных осадков континентального и морского происхождения. Различия химического
состава осадков в фоновых и индустриальных районах. Химические процессы внутри капель.
Влияние фотохимических процессов на возникновение радикалов в облачной среде.
Тема 2.1. Метан и органические соединения в атмосфере
Источники метана в атмосфере, естественные и антропогенные. Механизм формирования
метана в источниках, образование метана в болотах, рисовых полях, озерах. Физикохимическое описание механизмов транспорта метана из этих источников: молекулярная
диффузия, пузырьковый транспорт, транспорт через растения. Химические реакции метана в
атмосфере, его концентрация и процессы вывода. Регулирование мощности источников
метана. Этан, бензол, формальдегид, изопрен в атмосфере, их источники и стоки.
Тема 2.2. Озон и его роль
Образование озона в тропосфере и стратосфере. Цикл Чепмена. Защитная функция озона.
Примеси, разрушающие озон. Регуляция потока примесей в атмосферу. Фреоны и их
замещение. Озоновые дыры, причины их возникновения и трансформация.
Тема 2.3. Неорганические оксиды, кислотные дожди
Углеродные соединения в атмосфере. Географическое распределение. Источники и стоки.
Основные резервуары и потоки между ними. Глобальный цикл углерода. Влияние на погоду
и климат.
Образование оксидов серы и азота в атмосфере. Факторы и процессы, влияющие на
поступление оксидов в атмосферу. Кислотные выпадения. Меры борьбы с кислотными
дождями.
Тема 3.1. Аэрозоли
Аэрозоли, их источники. Первичные и вторичные частицы. Распределение аэрозолей по
размерам. Химический состав аэрозолей. Физическая трансформация аэрозолей (коагуляция,
гигроскопический рост). Химическая трансформация аэрозолей. Изменений размеров
аэрозолей, имеющих в составе растворимые вещества. Стоки аэрозолей (сухое осаждение,
влажное
выведение,
влажное
осаждение).
Влияние
аэрозолей
на
климат.
Малые газовые примеси в атмосфере. Общая характеристика.
Тема 3.2. Пробоотбор и анализа проб атмосферного воздуха
Особенности отбора проб воздуха. Методы пробоотбора, их классификация, достоинства и
недостатки. Отбор проб воздуха для определения химического состава атмосферных
аэрозолей.
Современные методы и объекты оценки состояния атмосферы. Отбор проб атмосферных
осадков. Отбор месячных проб атмосферных выпадений тяжелых металлов. Отбор проб
снежного покрова.
Тема 3.3. Атмосфера и контроль ее загрязнения
Источники загрязнения атмосферного воздуха. Условия, определяющие уровень загрязнения.
Последствия загрязнения атмосферы. Самоочищение атмосферы. Критерии санитарногигиенической оценки состояния воздуха. Организация мониторинга загрязнения
атмосферного воздуха.
6. Планы семинарских занятий
Семинарские занятия учебным планом ОП не предусмотрены.
7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).
При выполнении лабораторных работ студенты разбиваются на несколько групп,
каждая из которых производит отбор и анализ проб атмосферных осадков в
различных районах города.
1. Правила отбора и отбор осадков. Техника безопасности при работе в химической
лаборатории. Мерная посуда, работа с ней.
2. Определение рН, окислительно-восстановительного потенциала, электропроводности
осадков. Определение содержания карбонат- и гидрокарбонат-ионов в них.
3. Аргентометрическое определение хлорид-ионов в атмосферных осадках. Определение
содержания кальция и магния.
4. Определение перманганатной окисляемости атмосферных осадков.
5. Определение цветности и мутности исследуемых образцов осадков.
6. Определение нитрит-ионов и ионов аммония.
7. Определение ионов металлов в атмосферных осадках.
8. Определение сульфат-ионов турбидиметрическим методом.
9. Обработка результатов определений и представление результатов работы в форме
презентации.
8. Примерная тематика курсовых работ.
Курсовые работы учебным планом ОП не предусмотрены.
9. Учебно-методическое обеспечение и планирование самостоятельной работы
студентов.
Таблица5 .
№
Модули и темы
Модуль 1.
1.1 Основные
процессы.
понятия
Виды СРС
обязательные дополнитель
ные
и
1.2
Структура и динамика
атмосферы
1.3
Виды химических процессов в
атмосфере.
Модуль 2.
Работа
литературой,
источниками;
оформление
отчета
Проработка
лекций;
оформление
отчета
Проработка
лекций;
оформление
отчета
Неделя
семест
ра
Объе
м
часов
Колво
балло
в
1
1
0-1
перевод и
презентация
статьи по теме
2
1
0-2
перевод
и
презентация
статьи по теме
3
2
0-7
18
0-30
с
2.1
Метан
и
органические
соединения в атмосфере.
2.2
Озон и его роль
2.3
Неорганические
кислотные дожди
оксиды,
Всего по модулю 2:
Модуль 3.
3.1
Аэрозоли.
3.2
Пробоотбор и анализа проб
атмосферного воздуха.
3.3
Атмосфера и контроль
загрязнения.
ее
Проработка
лекций;
оформление
отчета
Проработка
лекций;
оформление
отчета
Проработка
лекций;
подготовка
доклада
Проработка
лекций;
оформление
отчета
Проработка
лекций;
подготовка
к
тестированию
Проработка
лекций;
оформление
отчета;
подготовка
к
зачету.
перевод и
презентация
статьи по теме
4
2
0-5
перевод и
презентация
статьи по теме
5
2
0-5
перевод
и
презентация
статьи по теме
6
2
0-5
6
0-15
7
2
0-5
8
2
0-10
9
4
0-15
8
18
0-30
0-55
Подготовка
презентации по
результатам
определений
Всего по модулю 3:
ИТОГО:
10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины (модуля).
10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения
образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):
- способностью использовать полученные знания теоретических основ фундаментальных
разделов химии при решении профессиональных задач (ОПК-1);
- способностью использовать основные закономерности химической науки и
фундаментальные химические понятия при решении конкретных производственных задач
(ПК-8).
Компетенции
ОПК-1
Предмет
Семестр
Строение вещества
Физическая химия
Химическая технология
Основы квантовой химии
История и методология химии
Введение в нанохимию
Вычислительные методы в химии
Переработка нефти и газа
Кристаллохимия
Химия твердого тела
Химический анализ объектов окружающей среды
Экологический мониторинг объектов окружающей среды
2
5, 6
2
2
7
1
8
8
7
Гидрохимия
7
Химия атмосферы
8
Основы токсикологии
8
Методы мониторинга и рекультивации территорий нефтегазодобывающих
регионов
5
Оценка качества вод и нормирование загрязнений8
Контроль качества в химической лаборатории
ПК-8
5
2
Строение вещества
1,
2
Неорганическая химия
Аналитическая химия
3, 4
Органическая химия
5, 6
Физическая химия
5, 6
7
Химические основы биологических процессов
3
Профессиональный химический язык
2
Основы квантовой химии
7
Физические методы исследования
7
Физико-химия дисперсных систем
7
История и методология химии
8
Практикум по спектроскопии
8
Практикум по хроматографии
7
Великие химики
1
Общая химия
1
Введение в нанохимию
7
Кристаллохимия
7
Химия твердого тела
7
Гидрохимия
Химия атмосферы
Основы токсикологии
Методы мониторинга и рекультивации территорий нефтегазодобывающих регионов
Оценка качества вод и нормирование загрязнений
Контроль качества в химической лаборатории
Химико-аналитическая практика
Итоговая государственная аттестация
10.2 Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах
их формирования, описание шкал оценивания:
Таблица 6.
Карта критериев оценивания компетенций
Код компетенции
Критерии в соответствии с уровнем освоения ОП
пороговый
(удовл.)
61-75 баллов
базовый
(хор.)
76-90 баллов
повышенный
(отл.)
91-100 баллов
Виды
занятий
(лекции,
семинар
ские,
практически
е,
лабораторны
е)
Оценочные
средства (тесты,
творческие
работы, проекты
и др.)
ОПК-1
Знает:
основные законы
и
закономерности
протекания
химических
реакций
в
растворах
и
факторы, на них
влияющие;
сущность,
особенности
и
возможности
применения
различных
методов анализа
при проведении
гидрохимически
х исследований
Умеет:
применять
теорию и методы
аналитической
химии
для
решения
конкретных
практических
задач
Владеет:
основными
методами
и
приемами
работы
на
стандартном
оборудовании в
соответствии с
нормативными
документами
Знает:
особенности
применения
теоретических
основ
аналитической
химии
и
гидрохимии
при решении
практических
задач
Умеет:
выбрать метод
анализа,
наиболее
применимый
для
решения
задач
конкретного
заказчика,
провести
метрологическ
ую обработку
результатов
эксперимента.
Владеет:
методами
и
приемами
работы
с
аналитическим
оборудованием
и основными
приборами, с
дополнительно
й литературой,
интернетресурсами
Знает:
основы
современных
перспективных
методов
анализа
веществ,
области
применимости
различных методов
анализа,
их
особенности
и
недостатки;
возможности
их
применения
в
различных областях
науки и техники
Умеет:
планировать
эксперимент,
выбирать наиболее
приемлемый метод
пробоподготовки и
анализа
для
конкретного
объекта
в
зависимости
от
целей исследования
Владеет:
методами
современного
химического
анализа различных
объектов,
компьютерной
обработки
и
представления
результатов
проведенных
исследований
Лекции,
лабораторные
занятия,
экскурсии в
лаборатории
Контрольные
опросы на лекциях
(тесты),
отчеты,
презентация работы
ПК-8
Знает:
Теоретические
основы
основных
применяемых в
аналитической
практике
методов
анализа
атмосферы.
Умеет:
выполнять
основные
операции
по
приготовлению
растворов,
построению
градуировочны
х
графиков,
определению
основных
химических
показателей
вод.
Владеет:
навыками
работы
с
нормативными
документами
(методикой
анализа),
приемами
выполнения
основных
методов
анализа
атмосферного
воздуха
Знает:
особенности
пробоотбора,
пробоподгото
вки и анализа
различных
объектов,
характеризую
щих
состав
атмосферного
воздуха.
Умеет:
выбрать
оптимальную
методику
анализа
и
пробоподгото
вки
для
получения
наиболее
достоверных
результатов.
Владеет:
методами
обработки
результатов и
представлени
я
их
в
наиболее
наглядном
виде
Лабораторные
Знает:
принципы,
занятия,
лежащие в основе лекции
выбора
предпочтительног
о метода анализа с
учетом
особенностей
объекта;
возможности
современных
методов анализа.
Умеет:
планировать
эксперимент,
выбирать
наиболее
приемлемый
метод
пробоподготовки
и анализа для
конкретного
объекта
в
зависимости
от
целей
исследования.
Владеет:
методами
современного
химического
анализа
различных
объектов,
компьютерной
обработки
и
представления
результатов
проведенных
исследований
Отчеты,
презентации
результатов
исследования
10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки
знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы
формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.
Проверочный тест по курсу «ХИМИЯ АТМОСФЕРЫ»
1. Главным компонентом атмосферного воздуха является:
а) кислород;
б) озон;
в) свободные радикалы;
г) азот;
д) водяной пар.
2. Основную роль в инициировании процессов окисления примесей в тропосфере играют:
а) кислород воздуха;
б) озон;
в) свободные радикалы;
г) оксиды азота;
д) жесткое излучение.
3. Концентрация озона в атмосфере по мере удаления от Земли:
а) уменьшается с увеличением расстояния от поверхности Земли;
б) увеличивается с увеличением расстояния от поверхности Земли;
в) достигает максимального значения в термосфере;
г) достигает максимального значения в стратосфере;
д) достигает максимального значения в мезосфере.
4. Основной вклад в антропогенное загрязнение атмосферы соединениями серы вносят:
а) выбросы вулканов;
б) океанические аэрозоли;
в) выбросы предприятий химической промышленности;
г) выбросы автомобильного транспорта;
д) выбросы ТЭС, работающих на угле и мазуте.
5. Основной причиной наличия оксидов азота в отходящих газах, образующихся при
сжигании топлива на ТЭС, является:
а) окисление соединений азота, присутствующих в исходном топливе;
б) присутствие оксидов азота в воздухе, используемом для организации процессов горения;
в) окисление соединений азота в присадках, используемых для повышения эффективности
процессов горения;
г) окисление азота воздуха в процессе горения;
д) образование оксидов азота в процессе очистки отходящих газов ТЭС.
6. Необходимым условием для возникновения смога, как в Лондоне, так и в Лос-Анджелесе
является:
а) солнечное излучение;
б) высокое атмосферное давление;
в) высокая концентрация диоксида серы в тропосфере;
г) высокая плотность транспортного потока;
д) температурная инверсия.
7. Какое из утверждений, характеризующих влияние загрязнения атмосферного воздуха
на климат, неверно?
а) увеличение концентрации диоксида углерода может привести к повышению средней
глобальной температуры на Земле;
б) увеличение концентрации соединений серы в стратосфере может привести к
уменьшению средней глобальной температуры на Земле;
в) увеличение концентрации фреонов в тропосфере может привести к повышению
средней глобальной температуры на Земле;
г) увеличение концентрации пыли в атмосфере может привести к повышению средней
глобальной температуры на Земле;
д) увеличение концентрации метана в тропосфере может привести к повышению средней
глобальной температуры на Земле.
8. Сколько молекул формальдегида присутствует в каждом кубическом сантиметре
воздуха при нормальных условиях, если его концентрация достигает значения предельно
допустимой разовой концентрации ПДК м.р = 0,035 мг\м3?
7·1011
б) 6·1011
в) 3,5·1013
а)
г) 3,5·1019
д) 3·1013
9. Какое соединение, присутствующее в атмосфере Земли, улавливает наибольшую долю
ее теплового излучения?
а) NO2;
б) СО2;
в) Н2О;
г) CClxF4-х;
д) СН4.
10. В результате антропогенной деятельности состав атмосферы за последние 20 лет:
а) претерпел значительные изменения на уровне макрокомпонентов;
б) не изменился;
в) изменился на уровне микрокомпонентов;
г) изменился в отдельных регионах;
д) правильными являются несколько из перечисленных выше ответов.
11. Основной причиной возникновения парникового эффекта является:
а) изменение направления движения и интенсивности океанических течений;
б) изменение орбиты вращения Земли вокруг Солнца;
в) увеличение в атмосфере концентрации соединений, поглощающих в инфракрасной
области;
г) тепловое загрязнение;
д) правильными являются несколько из перечисленных выше ответов.
12. Какой газ в стратосфере поглощает 99% излучения Солнца в опасной для биосферы
УФ-области?
а) кислород;
б) озон;
в) фреоны;
г) углекислый газ;
д) водяные пары.
13. Сегодня ученые полагают, что глобальное уменьшение содержания озона в
стратосфере может быть вызывано:
а) увеличением интенсивности УФ-излучения;
б) галогенсодержащими углеводородами антропогенного происхождения;
в) резким увеличением концентрации СО2 в тропосфере;
г) «зимней воронкой» над Южным полюсом;
д) активизацией вулканической деятельности.
14. Массовая вырубка лесов приводит:
а) к опустыниванию;
б) к изменению альбедо Земли;
в) к нарушению кислородного цикла;
г) к увеличению концентрации диоксида углерода в тропосфере;
д) правильными являются все перечисленные выше ответы.
15. Масштабы и скорость проявления глобального изменения климата:
а) не поддаются регулированию мировым сообществом;
б) могут быть ограничены при быстрых действиях всего мирового сообщества;
в) могут быть достоверно предсказаны при помощи компьютерной модели;
г) уже вышли из-под контроля;
д) не изменились за последние 1000 лет.
16. Злокачественная меланома и другие раковые заболевания кожи могут быть
обусловлены чрезмерным воздействием:
а) фреонов, содержащихся в тропосфере;
б) озона, содержащегося в стратосфере;
в) озона, содержащегося в мезосфере;
г) УФ- излучения Солнца;
д) ИК-излучения Земли.
17. За два столетия, прошедших со времени промышленной революции, концентрация
диоксида углерода:
а) увеличилась примерно в два раза;
б) уменьшилась примерно в два раза;
в) осталась неизменной;
г) увеличилась на 25%;
д) уменьшилась на 25%.
18. Монреальский протокол был направлен:
а) на сокращение производства и масштабов использования химических веществ,
способствующих разрушению озона;
б) на решение локальных экологических задач;
в) на развитие гражданской активности и природоохранного образования в бывшем СССР;
г) на полное и немедленное запрещение производства фреонов;
д) на развитие сотрудничества в области сохранения климата.
19. Антропогенными источниками парниковых газов являются:
а) сжигание ископаемого топлива;
б) использование галогенсодержащих углеводородов;
в) сельское хозяйство;
г) автомобильный транспорт;
д) все перечисленные выше источники.
20. Озон в тропосфере - это:
а) парниковый газ;
б) сильнейший окислитель;
в) УФ-«экран» планеты;
г) все перечисленные выше факторы являются правильными;
д) два из перечисленных выше ответов являются правильными.
21. Исследователи обеспокоены деградацией озонового слоя в Арктике, поскольку:
а) в Арктике используют гораздо больше фреонов и других озоноразрушающих веществ,
чем в Антарктиде;
б) население в средних и высоких широтах Северного полушария гораздо больше, чем в
тех же широтах Южного полушария;
в) существуют проекты промышленного развития и заселения Арктики;
г) размеры «озоновой дыpы» в Арктике больше, чем в Антарктиде;
д) правильными являются несколько из перечисленных выше ответов.
22. Парниковый эффект обусловливается прежде всего:
а) увеличением интенсивности УФ-излучения Солнца в последние 100 лет;
б) способностью некоторых молекул поглощать излучение в ИК-области;
в) увеличением концентрации пыли над промышленными зонами;
г) увеличением ИК -составляющей в потоке солнечной энергии, достигающей поверхности
Земли;
д) ростом населения Земли.
23. Какой вид антропогенной деятельности более всего ответствен за глобальное
повышение концентрации диоксида углерода в атмосфере?
а) автотранспорт;
б) железнодорожный транспорт;
в) морской транспорт;
г) теплоэнергетика;
д) сжигание бытовых отходов.
24. Заменители фреонов менее опасны для озонового слоя по сравнению с фреонами,
потому что они:
а) характеризуются меньшим временем жизни в атмосфере;
б) не реагируют с озоном;
в) эффективнее фреонов в качестве хладагентов;
г) разрушаются в тропосфере;
д) правильными являются несколько из перечисленных выше ответов.
25. Фотохимический смог образуется при взаимодействии:
а) химических соединений, выделяемых деревьями, и озоном; б) оксидов азота и
углеводородов автомобильных и промышленных выбросов под действием солнечного
излучения;
в) диоксида углерода и метана под действием ИК-излучения Земли;
г) постоянных компонентов атмосферы под действием жесткого УФ-излучения;
д) правильными являются несколько из перечисленных выше ответов.
26. Газ, являющийся основной причиной образования кислотных осадков, это:
а) СО2;
б) NOx;
в) SО2;
г) N2;
д) О3.
10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений,
навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования
компетенций.
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ
1. Состав атмосферы Земли.
2. Формирование атмосферы Земли.
3. Химический состав атмосфер других планет Солнечной системы.
4. Понятие об источниках, резервуарах, времени пребывания и стоках примесей в
атмосфере.
5. Основные понятия, характеризующие структуру атмосферы.
6. Распределение вещества в атмосфере.
7. Скорости химических реакций в атмосфере. Методы их расчета.
8. Фотохимические процессы в атмосфере.
9. Жидкофазные реакции. Вымывание веществ из атмосферы. Растворение газов в
каплях. Гидролиз. Кислотность осадков.
10. Состав атмосферных осадков континентального и морского происхождения.
11. Различия химического состава осадков в фоновых и индустриальных районах.
12. Источники метана в атмосфере, естественные и антропогенные.
13. Химические реакции метана в атмосфере, его концентрация и процессы вывода.
14. Образование озона в тропосфере и стратосфере.
15. Озоновые дыры, причины их возникновения и трансформация.
16. Образование оксидов серы и азота в атмосфере. Факторы и процессы, влияющие на
поступление оксидов в атмосферу. Кислотные выпадения.
17. Аэрозоли, их источники. Первичные и вторичные частицы. Распределение аэрозолей
по размерам. Химический состав аэрозолей.
18. Особенности отбора проб воздуха. Методы пробоотбора, их классификация,
достоинства и недостатки. Отбор проб воздуха для определения химического состава
атмосферных аэрозолей.
19. Современные методы и объекты оценки состояния атмосферы. Отбор проб
атмосферных осадков. Отбор месячных проб атмосферных выпадений тяжелых
металлов. Отбор проб снежного покрова.
20. Источники загрязнения атмосферного воздуха. Условия, определяющие уровень
загрязнения. Последствия загрязнения атмосферы. Самоочищение атмосферы.
21. . Критерии санитарно-гигиенической оценки состояния воздуха. Организация
мониторинга загрязнения атмосферного воздуха.
11. Образовательные технологии.
Виды учебной
Образовательные технологии
работы
Аудиторные
а) Чтение лекций (мультимедийные и видео-демонстрации,
занятия
письменное тестирование по каждой теме пройденного материала.
б) Проведение семинарских занятий (решение типовых задач,
групповое обсуждение и анализ наиболее важных проблем,
мультимедийные демонстрации, заслушивание и обсуждение устных
докладов, сообщений, выступлений).
в) Интерактивные технологии (групповые выступления и дискуссии,
разбор конкретных ситуаций).
г) Модульно-рейтинговая технология контроля успеваемости.
Самостоятельная а) Изучение учебной и методической литературы, т.ч. поиск
работа
информации в электронных сетях и базах данных, подготовка
презентаций, выступлений.
б) Подготовка к защите лабораторных работ
в) Подготовка реферата.
12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).
12.1 Основная литература:
1. Макарова, М.Г. Учение об атмосфере : учебное пособие / М.Г. Макарова, Н.В. Маршева,
Е.В. Станис. - М. : Российский университет дружбы народов, 2012. - 60 с. ; [Электронный
ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=129020 (5.04.2015г.)
2. Мельников, А. А. Проблемы окружающей среды и стратегия ее сохранения
[Электронный ресурс] : учебное пособие / А. А. Мельников. - М.: Академический проект,
2009. - 744 с. - 978-5-8291-1155-7. Режим
доступа:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=220480 . (5.04.2015г.)
3. Игнатенко, Г.К. Статистическая оценка данных экологического мониторинга с
применением EXCEL : учебное пособие / Г.К. Игнатенко, И.А. Сдельникова. - М. : МИФИ,
2010. - 124 с. - ISBN 978-5-7262-1240-1 ; То же [Электронный ресурс]. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=231902 (5.04.2015г.)
12.2 Дополнительная литература:
1. Гусакова, Н.В. Мониторинг и охрана городской среды : учебное пособие / Н.В. Гусакова ;
Министерство образования и науки Российской Федерации, Технологический институт
Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального
образования «Южный федеральный университет». - Ростов-н/Д : Издательство Южного
федерального университета, 2009. - 152 с. : ил. - библиогр. с: С. 141-142. - ISBN 978-5-92750672-9; [Электронный ресурс]. –
URL:http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=240928 (5.04.2015г.)
2. Купаев, В.И. Наблюдение и оценка состояния окружающей среды на железнодорожном
транспорте: учебное пособие / В.И. Купаев, С.В. Рассказов, А.В. Семин. - М.: Учебнометодический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2006. - 392 с. - ISBN
5-89035-359-4; [Электронный ресурс]. –
URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=240581 (5.04.2015г.)
3. Исидоров, В. А.. Экологическая химия : учеб. пособие для вузов по спец. "Охрана окруж.
среды и рац. исп. природных ресурсов" / В. А. Исидоров. - Санкт-Петербург: Химиздат, 2001.
- 304 с
4. Бримблкумб, П.. Состав и химия атмосферы / П. Бримблкумб. - Москва : Мир, 1988. - 351
с.
5. Исидоров, В. А.. Органическая химия атмосферы / В. А. Исидоров. - 3-е изд., перераб. и
доп. - Санкт-Петербург: Химиздат, 2001. - 352 с
6. Ларина Н.С., Катанаева В.Г., Ларина Н.В. Практикум по химико-экологическому
мониторингу окружающей среды. Шадринск: Издательство ОГУП «Шадринский Дом
Печати, 2007.
7. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: [справ. матер.] : учеб.
пособие для студ. вузов, обуч. по спец. "Охрана окр. среды и рацион. использование прир.
ресурсов" / Я. П. Молчанова [и др.] ; ред. Т. В. Гусева. - Москва : ФОРУМ. - [Б. м.]: ИНФРАМ, 2007. - 192 с.
12.3 Интернет-ресурсы:
http://tech-biblio.ru/index.php?option=com_content&task=blogcategory&id=149&Itemid=310
http://nehudlit.ru/books/detail7514.html
http://web-local.rudn.ru/web-local/disc/disc_4328/
13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении
образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного
обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).
Работа с Интернетом.
Работа с информационным порталом ИБЦ ТюмГУ.
Применение мультимедийного оборудования для проведения лекционных занятий.
14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины
(модуля).
Все лекции обеспечены мультимедийными презентациями и видеофильмами. Для
чтения лекций необходимо наличие аудиторий, оснащенных мультимедийной техникой
(компьютер, проектор и др.).
Для проведения лабораторного практикума имеется оборудованная учебная
лаборатория (114, 103, корп. 5А), необходимые ресурсы лабораторной посуды и реактивов.
Для самостоятельной работы студентов необходим доступ в компьютерный класс,
имеющий выход в Интернет.
15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).
Формирование у студентов способностей и умения самостоятельно добывать знания из
различных источников, систематизировать полученную информацию и эффективно её
использовать происходит в течение всего периода обучения через участие студентов в
лекционных и лабораторных занятиях, причем самостоятельная работа студентов играет
решающую роль в ходе всего учебного процесса.
Для понимания лекционного материала и качественного его усвоения студентам
необходимо вести конспекты лекций. В течение лекции студент делает пометки по тем
вопросам лекции, которые требуют уточнений и дополнений. Вопросы, которые
преподаватель не отразил в лекции, студент должен изучать самостоятельно.
При подготовке к лабораторным занятиям и защите итоговой работы по лабораторному
практикуму следует использовать основную литературу из представленного списка. Для
наиболее глубокого освоения
дисциплины рекомендуется изучать литературу,
обозначенную как «Дополнительная» в представленном списке, использование доступных
интернет ресурсов и научных статей по рассматриваемой тематике. Каждому студенту
предлагается выступить с презентацией, раскрывающей одну из тем курса и обозначением
основных существующих проблем в их решении и реализации. Другим вариантом
самостоятельной работы является подготовка презентации и сообщения по одной из
иностранных работ в области химии атмосферы с анализом построения статьи, методов
анализа и результатов исследований.
Зачетное занятие проводится в форме конференции, где каждая группа представляет
результаты своих исследований и дает оценку состояния атмосферы в исследуемом районе.
_____________________________________________________________________________
Дополнения и изменения к рабочей программе на 201__ / 201__ учебный год
В рабочую программу вносятся следующие изменения:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
___________________________________________________________
Рабочая
программа
пересмотрена
и
одобрена
на
заседании
______________________________________ «__» _______________201 г.
Заведующий кафедрой ___________________/___________________/
Подпись
Ф.И.О.
кафедры