институт химии - Саратовский государственный университет

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
ИНСТИТУТ ХИМИИ
УТВЕРЖДАЮ
________________________
«__» ______________ 2011 г.
Рабочая программа дисциплины (модуля):
«ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ»
Направление подготовки
ХИМИЯ
Профиль подготовки
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Квалификация (степень) выпускника
БАКАЛАВР
Форма обучения
ОЧНАЯ
Саратов
2011
1. Цели освоения дисциплины:
Курс «Химические процессы в окружающей среде» представляет собой
интегрированную научную дисциплину, основным предметом изучения
которой являются процессы миграции и трансформации химических
соединений природного и антропогенного происхождения в атмосфере,
гидросфере и литосфере, а также последствия действия таких процессов на
окружающую среду, организм и здоровье человека.
Необходимость изучения такой дисциплины обусловлена ростом
озабоченности общественности негативными последствиями антропогенной
деятельности.
Основная цель курса заключается в формировании у студентов
компетенций, направленных на получение целостного представления о
процессах и явлениях поступления загрязняющих веществ в окружающую
среду, миграции и их взаимодействия с компонентами окружающей среды;
последствиях таких процессов на состояние окружающей среды и
комфортность жизни человека.
2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата:
Курс «Химические процессы в окружающей среде» относится к
вариативным дисциплинам профессионального цикла ФГОС ВПО
подготовки бакалавров, преподается в 8 семестре.
Материал дисциплины базируется на знаниях по аналитической химии,
математике, методах математической статистике в химии, физической
химии, неорганической химии в объеме курсов ООП по направлению 020100
«Химия».
Требования к дисциплинам учебного плана, предшествующим данному
модулю:
Умение дифференцировать, интегрировать, проводить обработку
результатов прямых и косвенных измерений, рассчитывать доверительный
интервал. Знать способы выражения концентраций веществ в растворах,
уметь их пересчитывать, готовить растворы различных концентраций. Уметь
использовать закон Действующих масс.
Владение основными навыками работы по классическим и физикохимическим
методам
анализа:
титриметрии,
спектрофотометрии,
потенциометрии, вольтамперометрии и др. Умение измерять значения
показаний основных приборов данных методов и строить соответствующие
зависимости.
Данная дисциплина является основой для следующих дисциплин:
- Для выполнения квалификационных работ.
- Для успешного освоения курсов магистратуры:
- Актуальные проблемы аналитической химии;
- Роль мониторинга в концепции устойчивого развития биосферы;
- Аналитическая и структурная химия органических соединений;
- Контроль качества пищевых продуктов;
- Гибридные методы анализа.
3.
Компетенции обучающегося, формируемые в результате
освоения дисциплины:
В результате освоения дисциплины «Химические процессы в
окружающей среде» формируются следующие компетенции:
- формирование способности применять основные законы химии для
решения учебных, научных и практических задач (ПК-2);
- развитие навыков владения химическим экспериментом, различными
аналитическими методами анализа и исследования химических веществ и
реакций (ПК-4);
развитие умений и навыков работы на современной учебнонаучной аппаратуре при проведении химического эксперимента (ПК-6);
- закрепление опыта работы на серийной аппаратуре, применяемой в
аналитических и физико-химических исследованиях (ПК-7);
- владение методами регистрации аналитических сигналов и обработки
результатов химических экспериментов (ПК-8);
- владение методами отбора материала для теоретических занятий и
практических работ (обоснование методов, техники проведения и
непосредственный отбор проб объектов окружающей среды, их
пробоподготовка, проведение исследований и диагностика качества) (ПК-11).
Студент должен:
иметь представление о масштабах и последствиях химических
загрязнений окружающей природной среды;
знать закономерности и условия взаимодействия загрязнителей с
компонентами окружающей среды; состав и свойства продуктов
взаимодействия загрязняющих веществ и их производных с компонентами
окружающей среды; пути и способы выноса их из атмосферы, гидросферы,
литосферы; механизмы воздействия загрязняющих веществ на живые
организмы;
уметь прогнозировать возможные негативные последствия
поступления загрязняющих веществ в природные экосистемы;
- владеть основными методами и методиками анализа различных по
составу и агрегатному состоянию объектов окружающей среды.
4.
Структура и содержание дисциплины:
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.
4.1. Структура лекционного курса:
№
п/п
1
1
2
3
4
5
6
7
Раздел дисциплины
2
Введение. Основные
понятия и объекты
изучения
Химия гидросферы.
Химическое загрязнение
природных вод
Проблемы водоочистки и
водоподготовки
Химия почв.
Антропогенное
воздействие на почву
Химия верхних слоев
атмосферы. Проблемы
загрязнения
Химия верхних слоев
атмосферы. Проблемы
загрязнения
Контроль и оценка
состояния окружающей
среды
Итого
Семе
стр
Неде
ля
семес
тра
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов
и трудоемкость (в часах)
Лекци
и
Лабор
аторн
ые
заняти
я
Самос
тоятел
ьная
работа
3
4
5
6
7
8
1
4
8
10
8
2,3
8
16
24
8
4,5
8
16
20
8
6,7
8
16
30
8
8,9
8
16
20
8
10,11
8
16
20
8
12
4
8
20
48
96
144
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточно
й аттестации
(по
семестрам)
8
экзамен
Введение
Определение и объекты изучения химии окружающей среды:
гидросфера, атмосфера и литосфера. Понятия о биосфере.
Основные понятия химии окружающей среды. Биогеохимические циклы
элементов и веществ (на примере основных биогенных элементов: углерод,
азот, фосфор) и их количественные характеристики. Антропогенное
воздействие на окружающую среду (типы и объекты воздействия;
физическое и химическое загрязнение). Загрязняющее вещество, источник
загрязнения, сток загрязняющего вещества.
Химия гидросферы
Гидрологический цикл. Уникальные свойства воды. Химический состав
природных вод: растворенные газы, главные ионы, биогенные элементы,
микроэлементы, растворенное органическое вещество. Основные виды
природных
вод
и
особенности
их
состава.
Основные равновесия природных вод. Кислотно-основные равновесия в
природных водах. Понятие о рН и щелочности природных вод. Карбонатная
система. Окислительно-восстановительные процессы в природных водоемах.
Концепция рЕ. Основные потенциалопределяющие редокс-пары природных
вод. Эвтрофикация водоемов.
Химическое загрязнение природных вод
Характеристики основных классов загрязняющих веществ. Тяжелые
металлы, нефтяные и хлорированные углеводороды, радиоактивные
вещества. Понятие о ксенобиотиках, их происхождении и существовании в
окружающей
среде.
Основные источники поступления загрязняющих веществ в водную
среду. Сточные воды. Промышленные стоки. Атмосферные выпадения.
Особенности
источников
поступления
для
различных
классов.
Основные процессы миграции загрязняющих веществ в природных
водах. Перенос в виде растворимых соединений. Сорбция на взвешенном
веществе. Седиментация и накопление в донных отложениях. Особенности
процессов
миграции
для
разных
классов
соединений.
Основные процессы трансформации загрязняющих веществ в
природных водах. Тяжелые металлы: гидролиз, комплексообразование с
органическими и неорганическими лигандами, преципитация. Органические
загрязняющие вещества: фотолиз, микробный метаболизм, связывание с
растворенным и взвешенным органическим веществом. Формы
существования
загрязняющих
веществ
в
водных
средах.
Воздействие
загрязняющих
веществ
на
водные
организмы.
Биоаккумуляция загрязняющих веществ и миграция по пищевым цепям.
Токсическое воздействие.
Проблемы водоочистки и водообработки
Сточные воды и методы их очистки. Типы сточных вод. Характеристика
их состава. Основные показатели, характеризующие загрязненность
водоемов: физические, химические и бактериальные. Методы очистки
хозяйственно-бытовых сточных вод: пруды-отстойники, поля орошения,
биофильтры, аэротенки. Методы очистки сточных вод промышленности:
физические (отстойники, фильтрация, выпарка, перегонка с паром),
химические (нейтрализация, осаждение, окисление сильными окислителями,
высокотемпературное
сжигание),
физико-химические
(адсорбция,
экстракция, коагуляция, электрохимическое анодное окисление и
мембранный электродиализ) и биологические (обработка активным илом в
аэротенках).
Питьевая вода. Методы получения питьевой воды. Первичная, вторичная,
третичная обработка сточных и природных вод. Проблемы загрязнения
питьевой воды в результате хлорирования. Альтернативные методы
дезинфекции питьевой воды.
Химия почв
Происхождение, состав и функции почвы. Образование почвенного слоя.
Его структура, уникальные свойства и функции. Основные типы почв.
Понятие о географической зональности. Механический состав почв.
Химический состав почв. Органическое вещество почв. Состав и свойства
гумусовых
веществ.
Свойства почв. Ионообменные и кислотно-основные свойства почв.
Понятие о емкости катионного обмена (ЕКО) и кислотности почв.
Буферность почв. Редокс-процессы в почвенной среде. Окислительновосстановительные режимы основных типов почв.
Антропогенное воздействие на почву, cвязанное с получением продуктов
питания
Применение удобрений для поддержания плодородия почв. Плодородие
почв. Питательные элементы (N,P,K) почв: формы их существования,
потенциалы содержания и балансовое соотношение. Применение удобрений
и известкование почв как основные агротехнические приемы поддержания
плодородия почв. Основные типы минеральных и органических удобрений.
Специфика применения осадков сточных вод в качестве органического
удобрения. Принципы расчета вносимых доз. Отрицательные экологические
последствия применения удобрений: накопление нитратов в растениях,
подкисление,
загрязнение
почв
тяжелыми
металлами
и
др.
Применение химических средств защиты растений в борьбе за
повышение урожайности. Классификация пестицидов по объектам
воздействия и типу химических соединений. Отрицательные экологические
последствия использования пестицидов в сельском хозяйстве: загрязнение
продукции и накопление пестицидных остатков в почвенной среде.
Загрязнение почв в результате производственной деятельности человека
Почва как геохимическая среда. Общая характеристика, сходство и
различие с природными водами. Понятие геохимического барьера. Типы
геохимических барьеров в почвенных средах: их роль в миграции и
трансформации
загрязняющих
веществ
в
почвенном
слое.
Загрязнение почв. Основные классы веществ, загрязняющих почвенный
слой: тяжелые металлы, гербицидные остатки и нефтяными углеводороды.
Источники их поступления, формы существования, подвижность в
почвенном слое, механизмы трансформации и поступления в растения.
Способы рекультивации почв. Загрязнение тяжелыми металлами и
способы его устранения. Способы обработки почв, загрязненных
гербицидными остатками и нефтяными углеводородами.
Химия верхних слоев атмосферы и проблемы их загрязнения
Атмосфера как объект изучения химии окружающей среды. Состав и
структура атмосферы. Эволюция атмосферы, ее биогенное происхождение.
Воздействие солнечной радиации на атмосферу. понятие о фотохимических
реакциях
Ионы
и
радикалы
в
атмосфере.
Загрязнение атмосферы. Основные классы веществ, загрязняющих
атмосферу. Естественные и антропогенные источники, соотношение между
их выбросами: оценка приоритетности источников по их доле в суммарном
антропогенном
выбросе.
Химия верхних слоев атмосферы. Основные реакционно-способные
частицы ионосферы и стратосферы. Химия стратосферного озона
(кислородный, водородный, хлорный и азотный циклы озона). Истощение
озонового слоя в результате антропогенного воздействия на атмосферу как
глобальная экологическая проблема.
Химия нижних слоев атмосферы и проблемы их загрязнения
Химия нижних слоев атмосферы. Тропосфера как глобальный
окислительный резервуар. Основные реакционно-способные частицы в
тропосфере: гидроксильный радикал, оксиды азота и серы и их превращения.
Газофазные реакции в тропосфере. Окисление органических соединений.
Образование
пероксиацетонитрилов.
"Фотохимический
смог".
Гетерофазные реакции в тропосфере. Окисление двуокиси серы,
адсорбированной на твердых частицах дыма. "Классический смог".
Окисление низших оксидов азота и серы, абсорбированных капельками воды.
"Кислые
дожди".
Распространение загрязняющих веществ в атмосфере. Классификация
загрязнителей (по линейному размеру и длительности воздействия), роль
атмосферных явлений (турбулентность, инверсия) и типа загрязнителя для
пространственного распределения загрязняющих веществ в атмосфере.
Проблемы трансграничного переноса.
Методы и средства анализа химического загрязнения окружающей
среды
Современные методы аналитической химии в применении к анализу
объектов окружающей среды. Газожидкостная, высокоэффективная
жидкостная хроматография и хромато-масс-спектрометрия как основные
методы идентификации и определения содержания органических токсиантов.
Спектрофотометрия,
атомно-абсорбционная
и
атомно-эмиссионная
спектроскопия, спектроскопия индуктивно-связанной плазмы как основные
методы
анализа
объектов
на
содержание
тяжелых
металлов.
Проблемы пробоотбора и пробоподготовки. Специфика пробоотбора и
проподготоки при анализе объектов окружающей среды. Понятие средней
пробы и методы ее отбора. Тенденции развития методов аналитического
контроля за содержанием экотоксикантов в объектах окружающей среды.
Контроль и оценка состояния окружающей среды
Концепция
экологического
мониторинга.
Основные
принципы
организации службы экологического мониторинга. Механизм принятия
решений государственными природоохранными органами на основании
данных
службы
экологического
мониторинга.
Концепция оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС). Роль
химико-экологических исследований для проведения процедуры ОВОС.
Современное состояние практической реализации ОВОС: проблемы и
перспективы.
4.2.
№
п/п
1
Структура лабораторных занятий:
Раздел дисциплины
2
Семе
стр
Неде
ля
семес
тра
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов
и трудоемкость (в часах)
Лабор
аторн
ые
заняти
я
Самос
тоятел
ьная
работа
Всего
7
3
4
5
6
8
1-2
16
8
. . Буферные системы.
1
2
Буферные свойства почв.
Определение рН,
кислотности и
щелочности различных
типов вод.
8
3-4
16
20
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточно
й аттестации
(по
семестрам)
8
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Ролевая игра
по разбору
конкретной
ситуации
3
4
Определение
содержания кислорода в
водах
Расчет
антропогенной нагрузки
по величине выбросов
автотранспорта
8
5-6
16
20
8
7-8
16
20
5
Определение
органических веществ
почвы.
8
9-10
16
12
6
Моделирование
процессов загрязнения
почв различными
веществами
Итого
8
11-12
16
12
96
144
Коллоквиум
«Физикохимические
процессы в
гидросфере».
Коллоквиум
«Физикохимические
процессы в
атмосфере»
Проверка
оформления
лабораторного
журнала
Деловая игра
по теме:
Химический
смог
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
Занятие 1.
Тема. Буферные системы. Буферные свойства почв.
Цель. Изучить свойства буферных смесей, определить буферную
емкость почвенной вытяжки.
Вопросы для изучения:
1. Буферные системы, состав буферных смесей. Их роль в связывании
катионов водорода и гидроксо-групп. Свойства буферных систем.
2. Уравнение Гендерсона-Хассельбаха.
3. Буферное действие и буферная емкость.
4. Буферные системы в окружающей среде. Исследование буферных свойств
почвенной вытяжки.
Занятие 2.
Тема. Определение рН, кислотности и щелочности различных типов
вод.
Цель. Изучить буферные свойства воды, обусловленные щелочностью
и кислотностью.
Вопросы для изучения:
1. Щелочность природной воды. Ионы, создающие щелочность. Щелочность
свободная и общая. Интервалы рН для определения свободной, связанной
щелочности. Нулевая щелочность.
2. Кислотность природной воды. Ионы, создающие кислотность.
Кислотность свободная и общая. Интервалы рН для определения свободной,
связанной кислотности. Нулевая кислотность.
3. Способы определения щелочности и кислотности воды. Титранты.
Индикаторы.
Занятие 3.
Тема. Определение содержания кислорода в воде.
Цель. Определить концентрацию растворенного кислорода в воде и
соответствие содержания кислорода санитарным нормам.
Вопросы для изучения:
1. Содержание кислорода в природных водоемах. Влияние кислорода на
протекание биохимических процессов в водоеме.
2. Связь количества растворенного кислорода со степенью загрязнения
водоема. Биологическое потребление кислорода.
3. Требования СанПин к содержанию кислорода в питьевой воде и
природных водоемах.
4. Экспериментальное определение содержания кислорода в воде.
Принципметода. Химизм процесса. Требования к отбору и фиксированию
проб. Концентрация растворенного кислорода в воде водоемов санитарного
водопользования в пробе, отобранной до 12 ч дня, должна быть не менее 4
мг/л в любой период года.
Занятие 4.
Тема. Расчет антропогенной нагрузки по величине выбросов
автотранспорта.
Цель. Изучить факторы переноса и пути превращения примесей в
атмосфере; источники и стоки загрязняющих веществ.
Вопросы для изучения:
1. Атмосфера, ее характеристика, состав, строение, устойчивость.
Температурный профиль атмосферы. Атмосферная циркуляция.
2. Источники загрязнений в атмосфере. Геохимические, биологические и
антропогенные источники.
3. Характеристика газообразных и пылевых загрязнителей. Факторы,
определяющие их распространение и время пребывания в атмосфере.
4.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды углерода и оксиды серы. Основные источники
поступления и извлечение.
5.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды азота и озон. Основные источники поступления и
извлечение.
6. Окислительные процессы в атмосфере. Важнейшие окислители. Окисление
соединений серы, азота, органических соединений.
7. Фотохимические процессы в стратосфере. Озон. Цикл Чепмена. Озоновый
слой, причины его деградации.
8. Фотохимические процессы в тропосфере. Свободные радикалы и их роль в
процессах превращения микропримесей в атмосфере.
9. Смог Лондонского типа, химический состав, условия образования.
Фотохимический смог.
10.Дисперсные системы в атмосфере. Классификация аэрозолей по размерам
и источникам образования.
11.Дисперсные системы в атмосфере. Критерии устойчивости.
12.Образование облаков и осадков в атмосфере.
13.Понятие кислотных дождей. Источники загрязнений и загрязнители,
приводящие к образованию кислотных дождей.
14.Атмосферные процессы, лежащие в основе образования кислотных
дождей.
15.Проблема кислотных дождей и методы очистки атмосферы от
газообразных загрязнителей.
Занятие 5.
Тема. Определение органических веществ почвы.
Цель. Определить содержание в почве водорастворимых органических
веществ.
Вопросы для изучения:
1. Органическое вещество почвы, состав, функции.
2. Состав и строение гумуса и его компонентов: гуминовых кислот и
фульвокислот.
3. Определение водорастворимых органических веществ в почвенной
вытяжке методом перманганатной окисляемости.
Занятие 6.
Тема. Моделирование процессов загрязнения в гидросфере.
Цель. Изучить факторы переноса и пути превращения примесей в
гидросфере; источники и стоки загрязняющих веществ.
Вопросы для изучения:
1. Характеристика гидросферы. Классификация природных вод.
Минерализация.
2. Формирование состава природных вод. Основные анионы и катионы.
Влияние рН. Органические вещества в природных водах.
3. Механизм химического выветривания. Виды выветривания: растворение,
окисление, гидролиз.
4. Химический состав морей и океанов. Взаимодействие атмосферы и океана.
Поведение химических элементов в морях и океанах.
5. Критерии загрязненности природных водоемов. Кислотность и
щелочность. Содержание кислорода в воде.
6. Олиготрофное и эвтрофное состояние водоемов. Содержание биогенных
элементов. Эвтрофикация.
7. Загрязнение водоемов органическими веществами и нефтепродуктами.
Процессы превращения и распада загрязнителей.
8. Загрязнение водоемов неорганическими веществами, тяжелыми
металлами, поверхностно-активными веществами. Влияние окислительновосстановительных
условий
и
процессов
комплексообразования
напревращения и распад загрязнителей.
9. Методы очистки сточных вод: механическая, химическая, биологическая.
10.Очистка питьевой воды. Обеззараживание воды методами хлорирования и
озонирования. Преимущества и недостатки этих методов.
Занятие 7.
Тема. Биоиндикаторы к сернистому газу и аммиаку.
Цель. Выяснить сравнительную устойчивость древесных пород к
сернистому газу и аммиаку и определить наиболее чувствительные
биоиндикаторы.
Вопросы для изучения:
1. Пути поступления сернистого газа и аммиака в атмосферу.
2. Воздействие газообразных загрязнителей атмосферы на растительность:
влияние на газообмен, активность ферментов, фотосинтез, защитные
свойства.
3. Определение древесных пород, устойчивых к действию загрязнителей и
наиболее чувствительных – биоиндикаторов. к аммиаку.
Занятие 8.
Тема. Коллоквиум «Физико-химические процессы в почве».
Цель. Изучить факторы переноса и пути превращения химических
веществ в почве; источники и стоки загрязняющих веществ.
Вопросы для изучения:
1. Почва. Строение и структура почв. Минеральный состав почв. Процессы
выветривания и почвообразование.
2. Органическое вещество почв. Гуминовые кислоты и фульвокислоты, их
состав, строение, функции.
3.
Буферные
свойства
почв.
Кислотно-основная,
окислительно
восстановительная буферность почв. Буферная емкость.
4. Поглотительная способность почвы. Коллоиды почвы. Виды
поглотительной способности почвы.
5. Ионообменная способность почвы. Строение и свойства почвенного
поглощающего комплекса. Емкость катионного и анионного обмена.
6. Химические процессы в почвах. Гидролиз почвенных соединений.
Процессы комплексообразования.
7. Окислительно-восстановительный режим почвы. Границы окислительно восстановительной устойчивости. Влияние окислительновосстановительного
потенциала на трансформацию почвенных соединений.
8. Химическое загрязнение почв. Основные загрязнители и источники
загрязнений. Загрязнение тяжелыми металлами, влияние рН.
9. Загрязнение почвы пестицидами. Связывание пестицидов почвой и их
превращение.
10.Самоочищение
почв.
Физическое,
химическое,
биологическое
самоочищение. Время самоочищения
5. Образовательные технологии:
Наряду с традиционными образовательными технологиями щироко
используются технологии, основанные на методах научно-технического
творчества и современных информационных средствах, включающие в
том числе обучение на основе учебных дискуссий, интеллектуальных
тренажеров, ролевых игр, разбор конкретных ситуаций, а также систем
обучения профессиональным навыкам и умениям. Предусмотрены
встречи с представителями производственных лабораторий.
Проводятся 2 ролевые игры по основным методам исследования
химических процессов в окружающей среде; деловая игра по теме
«Фотохимический смог в городе»; дискуссии по выбору методов
исследования конкретных объектов, коллоквиумы, разбор конкретных
ситуаций.
6.
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля
успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения
дисциплины.
Самостоятельная
работа
студентов
предполагает
освоение
теоретического материала, подготовку к лабораторным работам,
оформление лабораторного журнала, подготовку к текущему и итоговому
контролю, решение типовых и домашних задач. Форма итогового
контроля – экзамен (билеты в приложении).
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ к экзамену
1. Загрязнение окружающей среды. Типы загрязнителей. Источники
загрязнения. Критерии оценки уровня загрязнений.
2. Миграция химических элементов. Виды и причины миграции. Факторы,
влияющие на миграцию.
3. Техногенные соединения, их классификация и их миграция.
4. Атмосфера, ее характеристика, состав, строение, устойчивость.
Температурный профиль атмосферы. Атмосферная циркуляция.
5. Источники загрязнений в атмосфере. Геохимические, биологические и
антропогенные источники.
6. Характеристика газообразных и пылевых загрязнителей. Факторы,
определяющие их распространение и время пребывания в атмосфере.
7.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды углерода и оксиды серы. Основные источники
поступления и извлечение.
8.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды азота и озон. Основные источники поступления и
извлечение.
9. Окислительные процессы в атмосфере. Важнейшие окислители. Окисление
соединений серы, азота, органических соединений.
10.Фотохимические процессы в стратосфере. Озон. Цикл Чепмена. Озоновый
слой, причины его деградации.
11.Фотохимические процессы в тропосфере. Свободные радикалы и их роль
в процессах превращения микропримесей в атмосфере.
12.Смог Лондонского типа, химический состав, условия образования.
Фотохимический смог.
13.Дисперсные системы в атмосфере. Классификация аэрозолей по размерам
и источникам образования.
14.Дисперсные системы в атмосфере. Критерии устойчивости.
15.Образование облаков и осадков в атмосфере.
16.Понятие кислотных дождей. Источники загрязнений и загрязнители,
приводящие к образованию кислотных дождей.
17.Атмосферные процессы, лежащие в основе образования кислотных
дождей.
18.Проблема кислотных дождей газообразных загрязнителей.
19.Характеристика гидросферы. Минерализация и методы очистки
атмосферы от вод.
20.Формирование состава природных вод. Основные анионы и катионы.
Влияние рН. Органические вещества в природных водах.
21.Механизм химического выветривания. Виды выветривания: растворение,
окисление, гидролиз.
22.Химический состав морей и океанов. Взаимодействие атмосферы и
океана. Поведение химических элементов в морях и океанах.
23.Критерии загрязненности природных водоемов. Кислотность и
щелочность. Содержание кислорода в воде.
24.Олиготрофное и эвтрофное состояние водоемов. Содержание биогенных
элементов. Эвтрофикация.
25.Загрязнение водоемов органическими веществами и нефтепродуктами.
Процессы превращения и распада загрязнителей.
26.Загрязнение водоемов неорганическими веществами, тяжелыми
металлами, поверхностно-активными веществами. Влияние окислительновосстановительных условий и процессов комплексообразования на
превращения и распад загрязнителей.
27.Методы очистки сточных вод: механическая, химическая, биологическая.
28.Очистка питьевой воды. Обеззараживание воды методами хлорирования и
озонирования. Преимущества и недостатки этих методов.
29.Почва. Строение и структура почв. Минеральный состав почв. Процессы
выветривания и почвообразование.
30.Органическое вещество почв. Гуминовые кислоты и фульвокислоты, их
состав, строение, функции.
31.Буферные свойства почв. Кислотно-основная, окислительно восстановительная буферность почв. Буферная емкость.
32.Поглотительная способность почвы. Коллоиды почвы. Виды
поглотительной способности почвы.
33.Ионообменная
способность
почвы.
Строение
и
свойства
почвенногопоглощающего
комплекса.
Емкость
катионного
и
анионногообмена.
34.Химические процессы в почвах. Гидролиз почвенных соединений.
Процессы комплексообразования.
35.Окислительно-восстановительный
режим
почвы.
Границыокислительновосстановительной
устойчивости.
Влияние
окислительно - восстановительного потенциала на трансформацию
почвенных соединений.
36.Химическое загрязнение почв. Основные загрязнители и источники
загрязнений. Загрязнение тяжелыми металлами, влияние рН.
37.Загрязнение почвы пестицидами. Связывание пестицидов почвой и их
превращение.
38.Самоочищение
почв.
Физическое,
химическое,
биологическое
самоочищение. Время самоочищения.
39.Распространение загрязняющих веществ в окружающей среде. Перенос
между различными средами: вода - атмосфера и почва - атмосфера.
40.Перенос загрязняющих веществ между водой и почвой. Роль процессов
адсорбции, десорбции, физических процессов на транспорт веществ.
41.Устойчивость загрязнителей и их способность к разложению. Виды
устойчивости. Пути разложения загрязняющих веществ.
42.Влияние загрязняющих веществ на атмосферу и растительность. Влияние
твердых и газообразных загрязнителей на видимость, биохимические
процессы в клетках.
43.Влияние загрязняющих веществ на материалы и сооружения. Влияние
кислотных выбросов.
44.Влияние загрязнителей на климатические и метеорологические условия.
Роль парниковых газов. Влияние аэрозолей.
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
1.
Природные воды Российской федерации. Современное состояние.
2.
Природные воды Саратовской области: большие и малые реки.
Современное состояние химического состава.
3.
Химический состав воды р. Волга – основного источника
водоснабжения населения жителей г. Саратова.
4.
Динамика изменения химического состава воды р .Волга за последние
10 лет: причины и следствия.
5.
Основные источники загрязнения природных вод.
6.
Особенности очистки сточных вод целлюлозно-бумажного комбината
на берегу озера Байкал.
7.
Современные тест-средства для контроля качества ООС.
8.
Использование кинетических методов для изучения форм миграции
микрокомпонентов природных вод.
9.
История возникновения величины ПДК – основной нормы
экологического контроля.
10.
Экологическое нормирование загрязняющих веществ в воде, воздухе,
почвах и пищевых продуктах: современное состояние и перспективы
развития.
11.
Эффект Шпольского: основная суть и возможности в анализе ООС.
12.
Особенности отбора и подготовки проб различных видов пищевых
продуктов.
13.
Современное состояние атмосферного воздуха г. Саратова и области.
14.
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха крупных
городов.
15.
Химический состав почв Саратовской области.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Основная литература:
1. Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды. М.: Пресс, 2007 г. 436 с.
2. Химия окружающей среды. Учебное пособие /под ред. Т.И.
Хаханиной. – М.: Юрайт: Высш. шк. 2010. 130с.
Дополнительная литература:
1. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология: учеьник для вузов.
Ростов-на-Дону: Феникс. 14-е изд. 2008.
2. Шилов И.А. Экология. М.: Высш. шк., 2008.
3.
Интернет
–
ресурсы
по
теме
дисциплины:
http://window.edu.ru/window/catalog?p_rid=4803.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
1. Слайды, рисунки, схемы по темам лекций.
2. Аппаратура:
- спектрофотометры: СФ-46; КФК-2; КФК-3;
- иономеры;
- сушильный шкаф;
- муфельная печь;
- песчаная и водяная бани;
- компьютер (для обработки результатов и построения зависимостей).
3. Химическая посуда в ассортименте (в соответствии с методиками
проведения лабораторных работ).
4. Химические реактивы в ассортименте (в соответствии с методиками
проведения лабораторных работ).
5. Оверхед-проектор и прозрачные пленки.
6. Слайдпроектор.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с
учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю
подготовки химии.
Автор: к.х.н., профессор
Козлова Л.М.
Программа одобрена на заседании кафедры аналитической химии и
химической экологии Института химии СГУ «__»_______2011г., протокол
№ .
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии
д.х.н.. профессор
Чернова Р.К.
Директор Института химии
д.х.н., профессор
Федотова О.В.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 1
1. Загрязнение окружающей среды. Типы загрязнителей. Источники
загрязнения. Критерии оценки уровня загрязнений.
2. Миграция химических элементов. Виды и причины миграции. Факторы,
влияющие на миграцию.
3. Техногенные соединения, их классификация и их миграция.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 2
1.
Атмосфера, ее характеристика, состав, строение, устойчивость.
Температурный профиль атмосферы. Атмосферная циркуляция.
2. Источники загрязнений в атмосфере. Геохимические, биологические и
антропогенные источники.
3. Характеристика газообразных и пылевых загрязнителей. Факторы,
определяющие их распространение и время пребывания в атмосфере.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 3
1.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды углерода и оксиды серы. Основные источники
поступления и извлечение.
2.
Физико-химическая
характеристика
основных
газообразных
загрязнителей: оксиды азота и озон. Основные источники поступления и
извлечение.
3. Окислительные процессы в атмосфере. Важнейшие окислители. Окисление
соединений серы, азота, органических соединений.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 4
1.Фотохимические процессы в стратосфере. Озон. Цикл Чепмена. Озоновый
слой, причины его деградации.
2.Фотохимические процессы в тропосфере. Свободные радикалы и их роль в
процессах превращения микропримесей в атмосфере.
3.Смог Лондонского типа, химический состав, условия образования.
Фотохимический смог.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 5
1. Дисперсные системы в атмосфере. Классификация аэрозолей по размерам
и источникам образования.
2.Дисперсные системы в атмосфере. Критерии устойчивости.
3.Образование облаков и осадков в атмосфере..
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 6
1.Понятие кислотных дождей. Источники загрязнений и загрязнители,
приводящие к образованию кислотных дождей.
2.Атмосферные процессы, лежащие в основе образования кислотных дождей.
3.Проблема кислотных дождей газообразных загрязнителей.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 7
1.Характеристика гидросферы. Минерализация и методы очистки атмосферы
от вод.
2.Формирование состава природных вод. Основные анионы и катионы.
Влияние рН. Органические вещества в природных водах.
3.Механизм химического выветривания. Виды выветривания: растворение,
окисление, гидролиз.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 8
1.Химический состав морей и океанов. Взаимодействие атмосферы и океана.
Поведение химических элементов в морях и океанах.
2.Критерии загрязненности природных водоемов. Кислотность и щелочность.
Содержание кислорода в воде.
3.Олиготрофное и эвтрофное состояние водоемов. Содержание биогенных
элементов. Эвтрофикация.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 9
1.Загрязнение водоемов органическими веществами и нефтепродуктами.
2.Загрязнение водоемов неорганическими веществами, тяжелыми металлами,
поверхностно-активными веществами.
3.Методы очистки сточных вод: механическая, химическая, биологическая.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 10
1.Почва. Строение и структура почв. Минеральный состав почв. Процессы
выветривания и почвообразование.
2.Органическое вещество почв. Гуминовые кислоты и фульвокислоты, их
состав, строение, функции.
3.Буферные
свойства
почв.
Кислотно-основная, окислительно
восстановительная буферность почв. Буферная емкость.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 11
1.Химические процессы в почвах. Гидролиз почвенных соединений.
Процессы комплексообразования.
2.Окислительно-восстановительный режим почвы.
3.Химическое загрязнение почв. Основные загрязнители и источники
загрязнений. Загрязнение тяжелыми металлами, влияние рН.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 12
1.Загрязнение почвы пестицидами. Связывание пестицидов почвой и их
превращение.
2.Самоочищение
почв.
Физическое,
химическое,
биологическое
самоочищение. Время самоочищения.
3.Распространение загрязняющих веществ в окружающей среде. Перенос
между различными средами: вода - атмосфера и почва - атмосфера.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 13
1.Перенос загрязняющих веществ между водой и почвой. Роль процессов
адсорбции, десорбции, физических процессов на транспорт веществ.
2.Устойчивость загрязнителей и их способность к разложению.
3.Влияние загрязняющих веществ на атмосферу и растительность.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.
Саратовский Государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Институт химии
Кафедра аналитической химии и химической экологии
Направление 020100 - Химия
Дисциплина: ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 14
1.Влияние загрязняющих веществ на материалы и сооружения. Влияние
кислотных выбросов.
2.Влияние загрязнителей на климатические и метеорологические условия.
Роль парниковых газов. Влияние аэрозолей.
15 февраля 2011 г.
Зав. кафедрой аналитической химии
и химической экологии,
Заслуж. деятель науки РФ, проф., д.х.н.
Чернова Р.К.