2 семестр - Химия окружающей среды
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Кузбасский государственный технический университет» имени Т.Ф.Горбачёва
Л.Г.Сивакова
ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Методические указания к самостоятельной работе
Рекомендовано учебно-методической комиссией направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» в качестве электронного издания для самостоятельной работы
Кемерово 2013
0
Рецензенты:
Ким Н. М. - доцент кафедры Углехимии, пластмасс и инженерной защиты окружающей среды
Теряева Т. Н. - председатель учебно-методической комиссии направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность»
Сивакова Лариса Григорьевна. Химия окружающей среды. [Элек-
тронный ресурс]: методические указания к самостоятельной работе для студентов направления подготовки 280700.62 «Техносферная безопасность» заочной формы обучения / Л. Г. Сивакова. – Электрон. дан. – Кемерово: КузГТУ, 2013. –Систем. требования : Pentium IV ; ОЗУ 8 Мб ; Windows 95 ; мышь. - Загл. с экрана
Методические указания содержат цель освоения курса «Химия окружающей среды», наименования тем и их содержание в соответствии с рабочей программой. Включает методические указания изучения дисциплины для студентов заочной формы обучения. В методических указаниях даны вопросы для самопроверки, контрольная работа по вариантам, темы рефератов, а также список необходимой литературы
КузГТУСивакова Л. Г.
1
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ. НАИМЕНОВАНИЕ ТЕМ, ИХ СОДЕРЖАНИЕ
Целями освоения дисциплины «Химия окружающей среды» являются изучение процессов миграции и трансформации химических соединений природного и антропогенного происхождения в атмосфере, литосфере и гидросфере; изучение характера влияния человеческой деятельности на взаимодействующие физические, химические и биологические процессы, протекающие в различных геосферах; формирование у студентов знаний и умений, позволяющих решать задачи, связанные с физико-химическими процессами протекающими с участием абиотических факторов в различных геосферах.
Для освоения дисциплины «Химия окружающей среды» необходимо знать следующие дисциплины: физику, неорганическую и физическую химию, физико-химические методы анализа, основы теории строения органических соединений, механизмы реакций в органической химии, основные классы органических соединений и их химические свойства.
Понятия и методы, используемые в курсе «Химия окружающей среды» будут применены при выполнении курсовых и дипломных работ по направлению «Инженерная защита окружающей среды».
ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
1. Введение. Химические элементы в биосфере.
1.1. Происхождение и эволюция Земли. Образование земной коры и атмосферы. Биосфера и происхождение жизни на Земле.
2. Гидросфера, атмосфера и наземная среда.
2.2.Гидросфера. Химия континентальных, подземных и океанических вод. Физико-химические основы очистки сточных вод.
2.3.Атмосфера. Состав атмосферы. Источники загрязнения атмосферы. Последствия загрязнения воздуха. Физикохимические основы очистки воздуха.
2.4.Наземная среда. Наземная среда, кора и круговорот веществ. Структура силикатов. Выветривание сложных силикатов.
2
Факторы, влияющие на скорость выветривания: температура, скорость течения воды, тип материнского материала.
2.5. Условия образование глинистых минералов. Ионный обмен в почвах и гидросфере. Использование глинистых минералов для противодействия загрязнению окружающей среды. Загрязнение почв пестицидами.
3. Изменения в окружающей среде.
3.6.Озоновые дыры в атмосфере. Кислотные дожди. Причины возникновения и последствия. Возможные методы решения.
3.7.Бионеорганическая химия ионов металлов. Антропогенные воздействия токсичных ионов металлов.
3.8.Радионуклеиды. Антропогенные источники радионуклеидов и их воздействие на окружающую среду.
2.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ
Освоение предмета складывается из трех этапов: понять, запомнить и научиться применять свои знания практически. Запоминается только то, что ясно, отчетливо понято; запоминание закрепляется в процессе овладения навыками практического применения теории. Умение практически применять свои знания достигается решением задач и выполнением лабораторного практикума. В соответствии с этим рекомендуется следующий порядок прохождения теоретической части курса.
Материал курса следует изучать по рекомендованным учебникам, руководствуясь содержанием дисциплины. Прежде всего, необходимо внимательно прочесть основные положения данной главы, уяснить содержание, взаимную связь и последовательность вопросов. Вслед за этим прочесть соответствующие страницы рекомендованной литературы, сначала бегло, не останавливаясь на деталях, стараясь понять основную сущность вопросов.
После этого приступить к вторичному чтению, теперь уже детально разбирая каждый вопрос, с карандашом в руках. Усвоению материала способствует ведение конспекта. В конспекте необходимо отразить основные понятия и определения по каждой главе, формулировки основных положений, практическое применение этих знаний.
3
Завершающим этапом служат самопроверка усвоения программы курса и выполнение контрольной работы. Самопроверка заключается в устном или письменном ответе на вопросы. Необходимо убедиться в правильности ответа по учебнику или по ранее составленному собственному конспекту. Самопроверку полезно провести перед выполнением контрольной работы.
Вопросы для самопроверки
1.Происхождение и эволюция Земли. Образование земной коры и атмосферы.
2.Биосфера и происхождение жизни на Земле.
3.Гидросфера. Химия континентальных, подземных и океанических вод.
4.Физико-химические основы очистки сточных вод.
5.Атмосфера. Состав атмосферы.
6.Источники загрязнения атмосферы. Последствия загрязнения воздуха.
7.Физико-химические основы очистки воздуха
8.Наземная среда, кора и круговорот веществ. Структура силикатов. Выветривание сложных силикатов.
9.Факторы, влияющие на скорость выветривания: температура, скорость течения воды, тип материнского материала.
10.Условия образование глинистых минералов.
11.Ионный обмен в почвах и гидросфере.
12.Использование глинистых минералов для противодействия загрязнению окружающей среды.
13.Загрязнение почв пестицидами.
14.Озоновые дыры в атмосфере.
15.Кислотные дожди. Причины возникновения и последствия. Возможные методы решения.
16.Бионеорганическая химия ионов металлов. Антропогенные воздействия токсичных ионов металлов.
17.Радионуклеиды. Антропогенные источники радионуклеидов и их воздействие на окружающую среду.
4
Контрольная работа
По всему курсу Химии окружающей среды студент должен выполнить контрольное задание. Контрольное задание состоит в письменном ответе на вопросы вашего варианта к трём частям дисциплины: атмосфера, гидросфера и почва.
Каждая задача состоит из десяти вариантов. Студент выполняет один из вариантов в соответствии с последней цифрой зачётки. Контрольная работа должна быть выполнена чисто и четко с оставлением полей для замечаний преподавателя. После ответа на вопросы контрольного задания выполните реферат в соответствии с номером вашего варианта.
Атмосфера
1.Биохимические источники следовых веществ в атмосфере: микробиологические процессы в почве, а также в пресной и океанической воде.
2.Состав и строение атмосферы.
3.Реакции с участием гидроксидного радикала.
4.Озон в атмосфере. Образование и разрушение озона в атмосфере.
5.Возникновение атмосферы.
6.Процессы перемешивания в атмосфере.
7.Источники поступления микрокомпонентов в атмосферу.
8.Химические превращения органических соединений в тропосфере.
9.Определение времени пребывания компонентов в атмосфере.
10.Фотохимический и «Лондонский» смог в городской атмосфе-
ре.
Гидросфера
1.Аномальные свойства воды: плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость и состав природных вод
2.Способы классификации природных вод. Классификация природных вод О.А. Алекина.
3.Процессы растворения газов в природных водах.
4.Показатель агрессивности природных вод.
5
5.Классификация природных вод по величине жесткости. Карбонатная, некарбонатная, устраняемая, неустраняемая жесткость.
6.Процессы растворения твердых веществ в природных водах. Жесткость природных вод.
7.Процессы закисления поверхностных водоемов. Три этапа закисления водоемов.
8.Щелочность природных вод. Общая щелочность, карбонатная щелочность.
9.Карбонатная система и pH атмосферных осадков.
10.Возникновение гидросферы.
Почва
1.Возникновение литосферы.
2.Наземная среда, кора и круговорот веществ.
3.Формирование земной коры, распределение химических элементов в земной коре.
4.Физико-химические свойства почв - реакция почвы, емкость поглощения, состав обменных катионов.
5.Показатели физических свойств почвы - плотность, агрегированность, полевая влагоемкость, водопроницаемость, аэрация.
6.Морфологическое строение профиля почв - мощность пахотного горизонта и в целом гумусового профиля.
7.Содержание и состав гумуса, его запасы, мощность гумусового слоя.
8.Уровень токсических веществ в почве - подвижных форм алюминия и марганца.
9.Химическое загрязнение почв.
10.Факторы, влияющие на скорость выветривания: температура, скорость течения воды, тип материнского материала
Темы рефератов
1.Запасы и проблемы пресной воды.
2.Загрязнение почвы и гидросферы пестицидами.
3.Физико-химические основы очистки воздуха.
4.Полициклические ароматические углеводороды, их роль в загрязнении окружающей среды.
6
5. Пути поступления тяжелых металлов в окружающую сре-
ду.
6.Источники ионизирующих излучений и их воздействие на объекты окружающей среды.
7.Антропогенные источники загрязнения окружающей сре-
ды.
8Физико-химические основы очистки воздуха.
9.Кислотные дожди. Причины возникновения и последствия. Возможные методы решения.
10.Структура силикатов. Выветривание сложных силика-
тов.
Рекомендуемая литература
основная литература
1.Голдовская Л. Ф. Химия окружающей среды. – М.: МИР,
2005.
2.Ветошкин А.Г. Защита окружающей среды от энергетических воздействий. М., Абрис, 2012. – 383с. http://www.biblioclub.ru/book/117489/
3.Ветошкин А.Г. Теоретические основы защиты окружающей среды [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Инженерная защита окружающей среды". М.: Абрис , 2012 -397 с.
http://www.biblioclub.ru/book/117488/
4.Шевченко,Т.М. Химия и окружающая среда [Электронный ресурс] : учеб. пособие для вузов / Т. М. Шевченко, Л. А. Шевченко; ГОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т". - Кемерово, 2005. - 135 с. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90351&type=utchposob:common
5.Шевченко,Т.М. Физико-химические основы охраны окружающей среды в горнопромышленных регионах [Электронный ресурс] : учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "Безопасность технологических процессов и производств" (специализация "Горная промышленность") направления подготовки "Безопасность жизнедеятельности" / Т. М. Шевченко, Л. А. Шевченко; ГОУ ВПО "Кузбас. гос. техн. ун-т". - Ке-
мерово, 2006. - 135 с. http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90221&type=utchposob:com
mon
7
6. Садовникова,Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении : учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по химическим, химико-технологическим и биологическим специальностям / Л. К. Садовникова, Д. С., Орлов, И. Н. Лозановская. - Москва: Высшая школа, 2006. - 334 с.
дополнительная литература
7.Справочник инженера по охране окружающей среды (эколога) учеб.-практ. пособие под ред. В. П. Перхуткина. М. Инфра-
Инженерия, 2006. - 864 с. http://www.biblioclub.ru/book/70503/
8.Хаханина Т. И. Химия окружающей среды. – М.: Высшее образование, 2010.
9.Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. – М.:
Высш. шк., 2005. – 743 с.
10.Материалы к Государственному докладу "О состоянии и охране окружающей природной среды Кемеровской области в 2005 году": / Адм. Кемер. области, ГУ "Обл. ком. природ. ресурсов". - Кемерово, 2006. - 320 с.
11.Степанова,Е.В. Введение в химию природной среды
[Электронный ресурс] : учеб. пособие / Е. В. Степанова ; Рос. гос. гидрометеоролог. ун-т. - СПб, 2006. - 123 с.
http://www.iqlib.ru/book/book.visp?uid={E5B9B76B-37DC- 4A4A-9C70- 31F3F214C9E2}&action=bo&idsLink=3008&resIndex=1&resType= 1&searchWithText=False
12.Тарасова,Н.П. Химия окружающей среды. Атмосфера : учеб. пособие / Н. П. Тарасова, В. А. Кузнецов. - М. : Академкни-
га, 2007. - 228 с.
13.Гусакова,Н.В. Химия окружающей среды : учеб. пособие для вузов. - Ростов н/Д.: Феникс, 2004. - 192 с.
14.Чернобаев,И.П. Химия окружающей среды : учеб. пособие для техн. и технол. вузов. - Киев: Вища школа, 1990. - 191 с.
15.Химия окружающей среды: / под ред. Д. Бокриса; пер. с англ. О. Г. Скотниковой, Э. Т. Тетерина; под ред. А. П. Цыганко-
ва. - М. : Химия, 1982. - 671 с.
16.Шевченко Т. М. Химия и окружающая среда: учеб. пособие / Т. М. Шевченко, Л. А. Шевченко; ГУ КузГТУ. – Кемерово,
2005. –135 с.
8