Химические, физическое, физико-химические и другие свойства окружающей среды являются  важными характеристиками при проведении ее экспертизы. Подобные свойства, с одной стороны, сами непосредственно обусловливают качество окружающей среды, а с другой стороны, являются индикаторными  характеристиками, позволяющими косвенно судить о значении и влиянии других характеристик, поскольку все они взаимосвязаны.

     Цель изучения  дисциплины  способствует формированию у студентов понятия о классификацию методов инструментального контроля, их сущность и возможности   использования для контроля показателей окружающей среды.

     В результате изучения дисциплины ставятся следующие задачи:

1.      ознакомить студентов с основными химическими, физическими,  физико-химическими и другими свойствами окружающей среды;

2. знать классификации физико-химических свойств и инструментальных методов контроля показателей качества окружающей среды и их сущность;

3. привить навыки выполнения экспериментальных исследований для контроля  качества окружающей среды.

4. выполнить лабораторные и практические работы

По итогам курса студенты сдают «зачет».

Объем дисциплины в зачетных единицах с указанием количества академических часов, выделенных на контактную работу обучающихся с преподавателем (по видам занятий) и на самостоятельную работу обучающихся

Объём дисциплины по видам учебных занятий (в часах)

 

Очная форма

обучения

Лекции

24

Практические

20

Лабораторные

26

Самостоятельная работа студента

22

Вид промежуточной аттестации        обучающегося

зачет

 

Содержание основных разделов

«Физико-химические свойства и методы контроля качества окружающей среды»

Тема №1. Введение. Классификация и физико-химические свойства систем. Основные понятия  и термины. химических, физических, физико-химических методов анализа (ФХМА) в экспертизе показателей качества систем. Перспективы развития  ФХМА.

Тема №2. Отбор проб контроля. Истинные и коллоидные растворы . Классификация дисперсных систем. Дисперсность, смеси, взвеси, эмульсии. Общие понятия о реологии и типах течения. Вязкость, упругость, прочность структурированных дисперсных систем. Факторы, влияющие на качество систем. Определение понятий: проба (выборка) – точечная, объединенная, средняя, средний образец. Биологические факторы. Техника (условия) пробоотбора. Количество (объем) отбираемых проб для проведения контроля. «Планы контроля». Классификация инструментальных методов контроля качества систем. Интервал определяемого содержания веществ. Предел обнаружения. Правильность методик и результатов анализа. Воспроизводимость методик и результатов анали­за.

Тема №3   Химический состав и его влияние на физико-химические свойства систем. Макронутриенты – вода, углеводы, липиды, белки – их влияние  на физико-химические свойства систем. Микронутриенты - неорганические и органические вещества, влияющие на физико-химические свойства. Значение функциональных групп молекул в формировании свойств систем. Методы определения химического состава.                                 Тема №4  Теоретические основы современных методов контроля систем. Гравитационные характеристики (форма, масса, объемная (насыпная) масса, плотность, удельная плотность, удельный вес и др.), методы их измерения. Температура, температурные шкалы. Коэффициент объемного и линейного расширения. Термометры, термосопротивления, термопары, термический анализ. Электрические свойства (электропроводность, удельное электрическое сопротивление, температурный коэффициент сопротивления, диэлектрическая проницаемость и др.), показатели, их характеризующие и факторы на них влияющие. Методы их измерения. Оптические свойства (прозрачность, оптическая активность, оптическая плотность, экстинция, рефракция, флоуресценция, фосфоресценция, поляризация, дисперсия, цвет, блеск и др.). Факторы, влияющие на оптические свойства. Методы их определения. Радионуклиды, радиоактивность, ее разновидности. Дозы радиационного облучения (поглощенная, эквивалентная, эффективно-эквивалентная, полная коллективная эквивалентная), допустимые нормы. Методы регистрации радиоактивного излучения. Радиоактивный фон. Физико-химические свойства (сорбционные, проницаемость), факторы на них влияющие. Методы их определения.                                                                                                                     Тема №5  Оптические методы. Поглощение излучения. Классификация оптических методов анализа. Фотометрические методы анализа. Спектрофотометрия. Инфракрасная спектроскопия. Основные колориметрические и фотометрические величины

  Тема №6. Молекулярная люминесценция: флуориметрия, фосфорометрия.  Спектры комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия). Виды люминесценции. Спектр флуоресценци  (закону Стокса-Ломмеля).  

Тема №7 Атомная спектроскопия. Фотоакустическая спектроскопия . Эмиссионная фотометрия пламени. Метод атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС). В ААС аналитический сигнал получают от невозбужденных атомов, поэтому для атомизации подходят лишь такие источники, энергии которых хватает для распада вещества на атомы, но не для возбуждения атомов. Метод ААС применим для определения большинства металлов в самых разных объектах. Фотоакустическая спектроскопия.  Наибольшее применение метод ФАС нашел при исследовании биологических и биохимических систем, в которых часто наблюдается сильное светорассеяние

Тема№8 Рентгено-спектральный анализ. Электронная и ионная спектроскопия Использование рентгеновского излучения дает разнообразную информацию, используемую для аналитических целей. Рентгеновская абсорбционная спектроскопия. Дифракция рентгеновских лучей. Рентгеновская флуоресценция. Рентгеноскопический анализ. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия. (РФЭС). Ультрафиолетовая фотоэлектронная спектроскопия (УФ-ФЭС). Спектроскопия электронного удара (СЭУ). Оже-электронная спектроскопия (ОЭС). Спектроскопия ионного рассеяния (СИР).

Тема №9.  Спектроскопия магнитного резонанса (Радиочастотные спектральные методы).  Ядерный магнитный резонанс проявляется у ядер атомов, обладающих магнитным моментом. Спектры ПМР. Кроме химических сдвигов, спектры ЯМР характеризуются величиной спин-спинового взаимодействия. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР). Чувствительность спектров ЭПР очень высока.

Тема №10  Масс-спектрометрия. Масс-спектры многих веществ изучены достаточно подробно и сведены в специальные атласы. Macс-спектрометрию применяют для анализа твердых, жидких и газообразных проб, а также для анализа многих классов соединений, сложных многокомпонентных смесей углеводородов.

Тема №11  Ядерно-физические методы анализа . Радиоактивность. Величины и единицы измерения радиоактивности. α-распад. β-превращение включает три вида распада: испускание электронов – β--распад, испускание позитрона - β+-распад, электронный захват. γ-излучение может сопровождать различные виды распада, а при изомерном переходе будет единственным видом излучения. Детекторы радиоактивности

Тема №12   Хроматографические методы разделения и идентификации веществ. важнейшие виды хроматографии. Газовая хроматография /газо-адсорбционная хроматография. Газожидкостная хроматография. Жидкостная хроматография. Ионообменная хроматография. Гель-проникающая хроматография /ситовая хроматография/.

Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы обучающихся по дисциплине

            Материалы лекций

            Учебно-методическая литература

            Информационные ресурсы «Интернета» 

           Методические рекомендации и указания

            Фонды оценочных средств

       Дисциплина (модуль) «Электрохимия» ч.1 «Физико-химические свойства и методы контроля качества окружающей среды» предусматривает 22 часа самостоятельной работы студентов. В структуре самостоятельной работы предусмотрено изучение учебной и научной литературы, подготовку проектов и презентации, а также самостоятельная подготовка студентов к текущему контролю и промежуточной аттестации по дисциплине (модулю).

       Электронные и печатные учебно-методические материалы

      Рабочая программа дисциплины (модуля) «Элекрохимия» ч.1 «Физико-химические свойства и методы контроля качества окружающей среды», а также учебно-методические материалы (вопросы к практическим занятиям, рекомендации к лабораторным работам, тестовые задания), которые размещены на сайте http://lms-3.kantiana.ru/. 

Основная литература

1. Собгайда, Н. А. Методы контроля качества окружающей среды: учеб. пособие для вузов/ Н. А. Собгайда. - Москва: Форум; Москва: ИНФРА-М, 2017. - 110, [2] с.: ил., рис., фот.. - Библиогр.: с. 109-110 (25 назв.). - ISBN 978-5-00091-185-3. - ISBN 978-5-16-011682-2. Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: НА(1)

2.      Экологический мониторинг и экологическая экспертиза: учеб. пособие для вузов/ [М. Г. Ясовеев [и др.] ; под ред. М. Г. Ясовеева. - Минск: Новое знание; Москва: ИНФРА-М, 2015. - 303, [1] с.: ил., рис., табл.. - (Высшее образование - Бакалавриат). - Библиогр.: с. 302-303. - Соответствует ФГОС (третьего поколения). - ISBN 978-985-475-575-5. - ISBN 978-5-16-006845-9: Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: НА(1)

                            Дополнительная литература

1. Стандарты качества окружающей среды: учеб. пособие для вузов/ [Н. С. Шевцова [и др.] ; под ред. М. Г. Ясовеева. - Минск: Новое знание; Москва: ИНФРА-М, 2015. - 155, [1] с.: табл.. - (Высшее образование - бакалавриат). - Библиография: с. 154-155. - ISBN 978-985-475-623-3. - ISBN 978-5-16-009382-6: Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: ч.з.N9(1)

2.      Экологический мониторинг нефтегазовой отрасли. Физико-химические и биологические методы/ М. Н. Саксонов [и др.]; Федер. агентство по образованию, Иркут. гос. ун-т. - Иркутск: ИГУ, 2005. - 113 с.: ил., табл.. - Библиогр.: с.104-113 .
Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: НА(1)

3.
    Мониторинг, контроль, управление качеством окружающей среды: в 3 ч. : науч. и учеб.-метод. справ. пособие / А. И. Потапов [и др.] ; М-во образования и науки РФ, Федер. агентство по образованию, ГОУ ВПО Рос. гос. гидрометеорол. ун-т, Сев.-зап. гос. заоч. техн. ун-т. - СПб.: РГГМУ
Ч. 3 : Оценка и управление качеством окружающей среды/ ; , . - 2005. - 597 с.: схемы, табл.. - Библиогр.: с. 576-582 (296 назв.). - ISBN 5-86813-154-1:
Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: НА(1)

4. Мазова О.В. Органический анализ: практическое пособие. Калининград. Изд-во РГУ им. И.Канта. 2006. 51 с. Имеются экземпляры в отделах /There are copies in departments: НА(1)


Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

1.  «Национальная электронная библиотека». (Договор с ФГБУ «РГБ» №  101/НЭБ/1080 от 17 ноября 2015 г.). Срок действия: 1 год с автоматической пролонгацией. (Договор с ФГБУ «РГБ» №  101/НЭБ/1080-n от 27 сентября 2018 г.). Срок действия: 5 лет с автоматической пролонгацией.

2.    ЭБС Кантиана (http://lib.kantiana.ru/irbis/standart/ELIB). Срок действия: бессрочно.

3.    Научная электронная библиотека eLIBRARY.RU. (Договоры с ООО «РУНЭБ» № SU-12-09/2014-1 от 12 сентября 2014 года и № SU-14-12/2018-2042 от 21 декабря 2018 года). Срок действия: 1 год, доступ сохраняется на сервере http://elibrary.ru в течение 9 лет после окончания срока обслуживания по гарантии.

4.    ЭБС «Юрайт». (Договоры с ООО «Электронное Издательство ЮРАЙТ» № 2324 от 25.12.2017 г. Срок действия: 26.12.18 и № 2043 от 21.12.2018 г. Срок действия: 26.12.19) с автоматической пролонгацией.