ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по направлению 022000
проф. М.А. Пашкевич
_______________________
Зав.кафедрой Геоэкологии
проф. М.А. Пашкевич
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» Направление подготовки: 022000 Экология и природопользование Квалификация (степень) выпускника: бакалавр, специальное звание «бакалавр»
Форма обучения: очная
Составители: проф. каф. Геоэкологии Пашкевич М.А.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины.
Целью дисциплины «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» является формирование у студентов понимания целостности биосферы и взаимообусловленности всех её компонентов на основе изучения вещественного состава окружающей среды и протекающих в ней геохимических процессов.
Задачи дисциплины «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» :
Сформировать представления об основных иерархиях геохимических исследований;
Раскрыть понятийный аппарат фундаментального и прикладного аспекта дисциплины;
Сформировать навыки изучения распределения химических элементов в различных компонентах природных и природно-техногенных ландшафтов;
Сформировать навыки определения форм нахождения и миграции элементов в окружающей среде;
Раскрыть закономерности формирования ореолов и потоков распространения загрязнения;
Ознакомить с прикладными эколого-геохимическими исследованиями.
2. Место дисциплины в структуре ООП. Дисциплина «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» относится к базовой части общепрофессионального цикла и является обязательной к изучению.
Дисциплина «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» базируется на знаниях, умениях и навыках приобретённых студентами в ходе изучения дисциплин «Основы общей геологии», «Почвоведение», «Общая химия», «Физическая и коллоидная химия», «Неорганическая химия», «Аналитическая химия».
Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студентов.
Студент должен:
Знать:
Фундаментальные основы общей геологии, общей и физической химии.
Уметь:
Диагностировать минералы и горные породы;
Проводить первичный химический и минеральный анализ почв, грунтов, горных пород, химический анализ вод.
Владеть:
Общими знаниями по химическому поведению элементов;
Первичными навыками и основными методами минерального и химического анализов
Дисциплины, для которых дисциплина «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» является предшествующей:
Методы и приборы контроля ОС и экологический мониторинг;
ТОЗОС;
Процессы и аппараты ЗОС.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК - 1);
понимать социальную значимость своей будущей профессии, обладать высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК- 3);
обладать способностью к использованию организационно-управленческих навыков в профессиональной и социальной деятельности (ОК-8);
знать основы учения об атмосфере, о гидросфере, о биосфере и ландшафтоведении (ГЖ-5);
знать теоретические основы экологического мониторинга, нормирования и снижения загрязнения окружающей среды, техногенных систем и экологического риска; обладать способностью к использованию теоретических знаний в практической деятельности (ГЖ-7);
владеть методами экологического проектирования и экспертизы, экологического менеджмента и аудита, экологического картографирования; владеть методами обработки, анализа и синтеза полевой и лабораторной экологической информации и использовать теоретические знания на практике (ПК-11)
В результате изучения дисциплины студент должен:
Знать:
формы нахождения основных химических элементов в различных геосферах, их миграционную способность в зависимости от внешних и внутренних факторов; важнейшие физико-химические закономерности гипергенных преобразований природных и техногенных отложений; типы элементарных и геохимических ландшафтов.
Уметь:
грамотно проводить полевое изучение природных и техногенных ландшафтов; отбирать материал, проводить лабораторное изучение и моделирование протекания различных геохимических процессов; обрабатывать и систематизировать данные по геохимии различных компонентов природной среды, в том числе с применением ЭВМ; на основе собранных факторов делать выводы о подвижности, направленности и формах миграции элементов и веществ в различных геосферах; использовать геохимические методы при выявлении загрязнения природной среды и прогнозе миграции загрязняющих компонентов в земной коре, атмосфере, гидросфере, биоте.
Владеть:
представлением о закономерностях формирования геохимических аномалий в природной среде, о процессах эволюции ландшафтов, основных методах исследований применяемых в геохимии, геохимическом мониторинге.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц.
Вид учебной работы
Всего часов
Семестры
4
5
6
7
Аудиторные занятия (всего)
119
51
68
В том числе:
-
-
-
-
-
Лекции
34
34
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
17
34
Самостоятельная работа (всего)
61
19
42
В том числе:
-
-
-
-
-
Курсовой проект (работа)
36
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
19
6
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
Общая трудоемкость час
зач. ед.
180
70
110
6
2,3
3,7
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Содержание раздела
1.
Введение
История развития современной геохимии как науки о распределении и содержании химических элементов в различных компонентах природной среды и их круговороте. Цель и задачи курса, связь с другими дисциплинами. Целостный подход к геохимии окружающей среды.
2.
Методология геохимических исследований
Геохимический цикл, ландшафтная призма, геосферы. Иерархии пространства, времени, химической организации, методов научных исследований.
3.
Распространенность химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере, биоте.
Понятие "кларк". Формы нахождения химических элементов в различных средах. Концентрированное и рассеянное состояние элементов, их соотношение. Технофильность элементов.
4.
Миграция химических элементов в окружающей среде
Внутренние и внешние факторы миграции. Разновидность миграции, их характеристики. Геохимические потоки, градиенты и барьеры. Водная миграция химических элементов и ее параметры. Классификация вод зоны гипергенеза по условиям миграции химических элементов. Биологическое поглощение и круговорот элементов. Классификация химических элементов по интенсивности и особенностям гипергенной миграции.
Ландшафты как сложные неравновесные динамические системы. Элементарные и геохимические ландшафты. Принципы классификации элементарных ландшафтов. Природные и техногенные геохимические ландшафты, их классификация. Миграционные потоки в ландшафтах
6.
Эволюция ландшафтов
Процессы выветривания и стадии развития почв. Роль подземных вод в эволюции ландшафтов.
7.
Эпигенетические процессы
Типоморфные элементы. Распространенность эпигенетических процессов в почвах, корах выветривания, водоносных горизонтах, континентальных отложениях.
8.
Геохимические аномалии в окружающей среде
Природные и техногенные ореолы и потоки рассеяния, закономерности их формирования. Экологически опасные природные геохимические аномалии. Техногенные источники загрязнения окружающей среды. Типизация техногенных загрязнителей. Динамика распространения и накопления загрязнителей. Реакция природных ландшафтов на техногенное загрязнение. Аномальные содержания различных загрязнителей в различных техногенных ландшафтах.
9.
Основные методы исследований, применяемые в геохимии
Прикладная геохимия окружающей среды при решении экологических проблем. Геохимический мониторинг окружающей среды. Геохимические подходы и методы улучшения качества окружающей среды.
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1.
Методы и приборы контроля ОС и экологический мониторинг
+
+
+
+
+
+
+
+
+
2.
ТОЗОС
+
+
3.
Процессы и аппараты ЗОС
+
+
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
Наименование раздела дисциплины
Лекц.
Практ.
зан.
Лаб.
зан.
Семин
СРС
Все-го
час.
1.
Введение
2
2
4
2.
Методология геохимических исследований
6
2
6
14
3.
Распространенность химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере, биоте.
Основные методы исследований, применяемые в геохимии
6
15
12
33
6. Лабораторный практикум
№ п/п
№ раздела дисциплины
Наименование лабораторных работ
Трудо-емкость
(час.)
1.
1.
не предусмотрено
2.
2.
Методики проведения геохимических исследований
2
3.
3.
Проведение и интерпретация материалов снеговой съёмки в зоне техногенного воздействия
6
4.
4.
Проведение и интерпретация полевых исследований атмосферного воздуха, приповерхностных отложений, вод в зоне техногенного воздействия
4
5.
5.
Построение ландшафтно-геохимических карт районов техногенного воздействия
8
6.
6.
Определение контрастности загрязнения и миграционных параметров загрязняющих веществ в приповерхностных отложениях района расположения горного предприятия. Определение контрастности загрязнения и миграционных параметров загрязняющих веществ в поверхностных и подземных водах районе расположения горного предприятия
4
7.
7.
Определение насыщенности сточных вод труднорастворимыми соединениями
2
8.
8.
Построение карты техногенных литохимических ореолов и потоков загрязнения в зоне воздействия горного предприятия.
Построение карты гидрогеохимических ореолов и потоков загрязнения в зоне воздействия горного предприятия.
Построение карты атмохимических ореолов загрязнения в зоне воздействия горного предприятия
10
9.
9.
Методы геохимических исследований (рентгенофлуоресцентный, атомноадсорбционный, хроматографический, фотоколориметрический, спектрометрический и др.)
15
7. Практические занятия (семинары) – не предусмотрены. 8. Примерная тематика курсовых работ: Формирование техногенных ландшафтов районов расположения предприятий минерально-сырьевого комплекса.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
Пашкевич М.А., Петрова Т.А. Геохимия окружающей среды.- Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов специальности 280200.СПб; СПГГИ (ТУ); 2006
В.А. Алексеенко. Эколого-геохимические изменения в биосфере. Развитие, оценка: - М.: Университетская книга, Логос, 2006.
В.А. Алексеенко. Жизнедеятельность и биосфера: - М.: Университетская книга, Логос, 2005.
б) Дополнительная литература
Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: - М.: Университетская книга, Логос, 2000.
Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда.- М., Недра, 1990.
Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.-М., Высшая школа, 1988.
Геохимия окружающей среды/Ю.Е. Сает, Б.А. Ревиг, Е.П. Янин и др.-М., Недра, 1990.
Перельман А.И. Геохимия.-М., Высшая школа, 1989.
Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта: - М.: Астрея, 2000.
Фортескью Дж. Геохимия окружающей среды.-М., Прогресс, 1985.
в) Программное обеспечение
Microsoft Office Professional (актуальная версия);
Microsoft Windows (актуальная версия);
Microsoft Visual Studio Professional (актуальная версия);
Программные комплексы “Эколог”;
MATLAB (актуальная версия);
AutoCad (актуальная версия).
г) Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (http://window.edu.ru/).
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Для проведения лекционных занятий необходима аудитория, оснащенная компьютером и мультимедийным оборудованием.
Для проведения лабораторных занятий:
необходимы лаборатории численного и аналогового моделирования, оборудованные техникой из расчета один компьютер на одного обучающегося, с обустроенным рабочим местом преподавателя. Требуются персональные компьютеры с процессором не ниже Intel Core2Duo, объединенные локальной сетью с выходом в глобальную сеть Internet;
необходимы специализированные лаборатории, оснащённые приборами по определению вещественного и химического состава атмосферного воздуха, вод, почв, горных пород
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Дисциплина «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» является самостоятельной для изучения.
На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, ориентированным на использование мультимедийного презентационного оборудования, содержащим запись основных процессов, принципов, методов и алгоритмов, а также отображающим характерные примеры миграции химических элементов в литосфере, гидросфере, атмосфере, биоте. Посредством разработки и изучения методики проведения геохимических исследований, ведения полевых и лабораторных работ, интерпретации полученных данных следует добиваться понимания обучающимися сути и прикладной значимости решаемых задач, а также сути и назначения осваиваемых и используемых для их определения методов и алгоритмов.
Образовательные технологии: метод проблемного изложения материала, как лектором, так и студентом; самостоятельное чтение студентами учебной, учебно-методической и справочной литературы и последующие свободные дискуссии по освоенному ими материалу, использование иллюстративных видеоматериалов (видеофильмы, фотографии, аудиозаписи, компьютерные презентации), демонстрируемых на современном оборудовании, ведение полевых и лабораторных работ, опросы в интерактивном режиме.
В течение преподавания дисциплины «Геохимия окружающей среды и ландшафтоведение» в качестве форм текущей аттестации студентов используются такие формы как, выполнение курсовой работы (36 часов) и её защита. По итогам обучения в 5-ом семестре проводится экзамен, в качестве промежуточной формы контроля в 4-ом семестре проводится зачёт.
При условии защиты студентом расчётно-графических заданий в 4-ом семестре его допускают к сдаче «зачета», а в 5-ом - экзамена.
Зачет проводится в устной форме, включает подготовку, ответы учащегося на теоретические вопросы и решение им задач, по его итогам ставится «зачет» или «незачет».
Экзамен проводится в письменной тестовой форме. Экзаменационный тест включает в себя 100 вопросов. Разработчики: каф. Геоэкологии профессор, д.т.н. Пашкевич М.А.
Программа дисциплины «геохимия» Опд. Ф. 00 к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста по специальности 0110Х «Химия окружающей...