Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Environmental Geochemistry
Course of study:
2015/2016
Code:
BOS-2-101-OS-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Environmental Assessment
Field of study:
Environmental Protection
Semester:
1
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość dostosowania do pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie OS2A_K03, OS2A_K06, OS2A_K02 Report,
Involvement in teamwork
M_K002 Ma świadomość ciągłych zmian zachodzących w środowisku i wiedzy o środowisku i rozumie związaną z tym potrzebę ciągłego podnoszenia kompetencji zawodowych OS2A_K01, OS2A_K05 Report
M_K003 Zna i stosuje w praktyce zasady BHP obowiązujące w laboratorium chemicznym OS2A_K06, OS2A_W14 Activity during classes,
Test,
Execution of laboratory classes
Skills
M_U001 Potrafi pozyskać informacje dotyczące aktów prawnych i innych przepisów regulujących dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń w różnych komponentach środowiska oraz zastosować je w praktyce do oceny stanu środowiska OS2A_U06, OS2A_U10, OS2A_U04 Report
M_U002 Potrafi wybrać sposób opróbowania odpowiedni dla rozwiązania konkretnego problemu związanego z badaniami stanu środowiska oraz pobrać, opisać i zabezpieczyć próbki do badań laboratoryjnych OS2A_W12, OS2A_W18, OS2A_U01, OS2A_W10, OS2A_U16, OS2A_U03, OS2A_U22, OS2A_U07 Activity during classes,
Test,
Report
M_U003 Potrafi wykonać w terenie i laboratorium oznaczenia podstawowych parametrów fizykochemicznych wód oraz wybranych wskaźników ich zanieczyszczenia OS2A_W12, OS2A_W18, OS2A_U01, OS2A_W10, OS2A_U16, OS2A_U03, OS2A_U22, OS2A_U07 Activity during classes,
Report,
Execution of laboratory classes
M_U004 Potrafi zestawić i opracować wyniki badań środowiskowych, ocenić ich jakość oraz wyciągnąć i zaprezentować wnioski naukowe i społeczne będące ich efektem OS2A_U18, OS2A_U06, OS2A_U10, OS2A_U04, OS2A_U09, OS2A_W04, OS2A_W02, OS2A_U16, OS2A_W05, OS2A_U08, OS2A_K09 Activity during classes,
Test,
Report
M_U005 Zna metody określania stężeń głównych, pobocznych i śladowych składników wód powierzchniowych i podziemnych oraz potrafi w praktyce wykorzystać te metody do oznaczeń wybranych kationów i anionów OS2A_W12, OS2A_W18, OS2A_U01, OS2A_W10, OS2A_U16, OS2A_U03, OS2A_U22, OS2A_U07 Activity during classes,
Test,
Report
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę o budowie i składzie litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery oraz zachodzących w ich obrębie naturalnych i indukowanych antropogenicznie procesach fizycznych i chemicznych OS2A_W04, OS2A_W01, OS2A_W02, OS2A_W05 Examination,
Test
M_W002 Posiada wiedzę o pochodzeniu, właściwościach, migracji, ewolucji i toksyczności najważniejszych grup polutantów nieorganicznych i organicznych oraz podstawowych sposobach minimalizacji skutków ich szkodliwego działania OS2A_W04, OS2A_W01, OS2A_W08, OS2A_W05, OS2A_W07, OS2A_W21 Examination
M_W003 Posiada wiedzę o roli obecnych w środowisku naturalnych substancji mineralnych i organicznych w kształtowaniu równowagi w geoekosystemach OS2A_W04, OS2A_W01, OS2A_W08, OS2A_W02, OS2A_W05, OS2A_W07 Examination,
Test
M_W004 Zna metody określania koncentracji pierwiastków śladowych w skałach, glebach, osadach i roślinach oraz kryteria wyboru sposobów przygotowania próbek do analiz OS2A_W12, OS2A_W18, OS2A_W10 Test,
Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość odpowiedzialności za pracę własną oraz gotowość dostosowania do pracy w zespole i ponoszenia odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadanie - - + - - - - - - - -
M_K002 Ma świadomość ciągłych zmian zachodzących w środowisku i wiedzy o środowisku i rozumie związaną z tym potrzebę ciągłego podnoszenia kompetencji zawodowych - - + - - - - - - - -
M_K003 Zna i stosuje w praktyce zasady BHP obowiązujące w laboratorium chemicznym - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Potrafi pozyskać informacje dotyczące aktów prawnych i innych przepisów regulujących dopuszczalne poziomy zanieczyszczeń w różnych komponentach środowiska oraz zastosować je w praktyce do oceny stanu środowiska - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi wybrać sposób opróbowania odpowiedni dla rozwiązania konkretnego problemu związanego z badaniami stanu środowiska oraz pobrać, opisać i zabezpieczyć próbki do badań laboratoryjnych - - + - - - - - - - -
M_U003 Potrafi wykonać w terenie i laboratorium oznaczenia podstawowych parametrów fizykochemicznych wód oraz wybranych wskaźników ich zanieczyszczenia - - + - - - - - - - -
M_U004 Potrafi zestawić i opracować wyniki badań środowiskowych, ocenić ich jakość oraz wyciągnąć i zaprezentować wnioski naukowe i społeczne będące ich efektem - - + - - - - - - - -
M_U005 Zna metody określania stężeń głównych, pobocznych i śladowych składników wód powierzchniowych i podziemnych oraz potrafi w praktyce wykorzystać te metody do oznaczeń wybranych kationów i anionów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Posiada wiedzę o budowie i składzie litosfery, atmosfery, hydrosfery i biosfery oraz zachodzących w ich obrębie naturalnych i indukowanych antropogenicznie procesach fizycznych i chemicznych + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada wiedzę o pochodzeniu, właściwościach, migracji, ewolucji i toksyczności najważniejszych grup polutantów nieorganicznych i organicznych oraz podstawowych sposobach minimalizacji skutków ich szkodliwego działania + - - - - - - - - - -
M_W003 Posiada wiedzę o roli obecnych w środowisku naturalnych substancji mineralnych i organicznych w kształtowaniu równowagi w geoekosystemach + - + - - - - - - - -
M_W004 Zna metody określania koncentracji pierwiastków śladowych w skałach, glebach, osadach i roślinach oraz kryteria wyboru sposobów przygotowania próbek do analiz + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

Przedmiot, zakres i cel badań geochemii środowiska. Wybrane metody badań stosowane w geochemii środowiska – zasada działania, zakres stosowalności. Podstawowe elementy środowiska i ich wzajemne relacje. Elementy geochemii organicznej – podstawowe grupy związków organicznych, ich właściwości, znaczenie środowiskowe, naturalne i antropogeniczne pochodzenie w środowisku. Atmosfera, charakterystyka fizyczna i podział. Elementy meteorologii. Skład chemiczny atmosfery, reakcje chemiczne i fotochemiczne. Ewolucja i zmiany składu atmosfery w historii Ziemi. Nieorganiczne i organiczne zanieczyszczenia atmosfery. Aerozole naturalne i antropogeniczne – powstawanie, przemiany w atmosferze. Charakterystyka aerozoli w odniesieniu do źródeł emisji. Smog klasyczny i fotochemiczny – charakterystyka, powstawanie. Kwaśne opady. Efekt cieplarniany. Cykl węglowy. Powstawanie i destrukcja warstwy ozonowej. Hydrosfera. Właściwości fizyczne i chemiczne wody. Obieg wody w przyrodzie. Skład chemiczny i właściwości wód oceanicznych, powierzchniowych, podziemnych. Reakcje kształtujące chemizm wód. Formy występowania metali w roztworach. Związki kompleksowe i chelaty. Rola koloidów w procesach geochemicznych. Nieorganiczne i organiczne zanieczyszczenia wód. Litosfera, skład chemiczny i mineralny. Procesy wietrzenia fizycznego i chemicznego. Wpływ działalności człowieka na geochemię litosfery. Skład mineralny i właściwości fizykochemiczne gleb. Biosfera. Skład chemiczny organizmów żywych. Udział biosfery w procesach geochemicznych. Równowaga geochemiczna oraz jej zaburzenia. Omówienie roli minerałów, jako indykatorów stanu skażenia środowisk geochemicznych . Przykłady zastosowania izotopów w badaniach środowiskowych.

Laboratory classes:

Zajęcia organizacyjne – wprowadzenie do przedmiotu. Przypomnienie podstawowych pojęć i obliczeń użytecznych w chemii i geochemii środowiska. Schemat postępowania w badaniach środowiskowych. Pobór próbek gleb i materiału roślinnego – metodyka i sposób opróbowania w zależności od celu i zakresu badań, sprzęt, wymagania stawiane próbkom środowiskowym. Przechowywanie, utrwalanie i/lub przygotowanie próbek do badań laboratoryjnych. Oznaczanie zawartości pierwiastków śladowych w glebach i roślinach – zawartości całkowite, formy mobilne, bioprzyswajalne itp. Sposoby mineralizacji, ekstrakcje sekwencyjne. Kryteria wyboru metod analitycznych. Wykorzystanie metody AAS do określenia zawartości wybranych pierwiastków w próbkach środowiskowych. Oznaczenia pomocnicze – wilgotność, straty prażenia, odczyn. Zależność między składem fazowym gleb a ich zdolnością do akumulowania pierwiastków głównych i śladowych. Sposoby poboru, przechowywania i utrwalania próbek wód powierzchniowych i opadowych. Sposoby określania i znaczenie wybranych parametrów fizykochemicznych wód. Wykorzystanie standardowych metod analitycznych do oznaczania głównych i pobocznych składników wód – pomiary elektrochemiczne, metody miareczkowe, spektrofotometria VIS – zastosowanie w badaniach terenowych i laboratoryjnych. Znaczenie i metody oznaczania wybranych wskaźników zanieczyszczeń wód. Sposoby prezentacji wyników badań środowiskowych, mapy geochemiczne.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 85 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 28 h
Participation in laboratory classes 41 h
Realization of independently performed tasks 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 4 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

0,5* ocena z ćwiczeń laboratoryjnych + 0,5* ocena z egzaminu

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw geologii, mineralogii i chemii. Chałat bawełniany na zajęcia laboratoryjne

Recommended literature and teaching resources:

1. Z. M. Migaszewski, A. Gałuszka – Podstawy geochemii środowiska, Wyd. Nauk.-Techn., Warszawa 2007.
2. E. Szczepaniec, P. Kościelniak (red.) – Chemia środowiska, ćwiczenia i seminaria. Cz. 1 i 2. Wyd. UJ, Kraków 1999
3. A. Kabata-Pendias, H. Pendias – Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN, Warszawa 1999
4. W.M.White – Geochemistry, 2014; http://www.geo.cornell.edu/geology/classes/geo455/Chapters.HTML
5. J.Namieśnik, J.Łukasiak, Z.Jamrógiewicz – Pobieranie próbek środowiskowych do analizy. PWN, Warszawa 1995
6. J.Namieśnik, Z. Jamrógiewicz, M.Pilarczyk, L.Torres – Przygotowanie próbek środowiskowych do analizy. Wyd. N-T, Warszawa, 2000.
7. B.J.Alloway, D.C. Ayres – Chemiczne podstawy zanieszczyszczenia środowowiska. PWN, Warszawa 1999.
8. G.W. vanLoon, S.J.Duffy – Chemia środowiska, PWN, Warszawa, 2007.
9. A.Macioszczyk, Z.Dobrzański – Hydrogeochemia, Warszawa, 2007.
10. E.Bajkiewicz-Grabowska, Z.Mikulski – Hydrologia ogólna, PWN, Warszawa, 2013.
11. W.Szczepaniak – Instrumentalne metody w analizie chemicznej, PWN, Warszawa, 1997.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Bożęcki P., Rzepa G. 2010. Wstępne wyniki badań mineralogiczno-hydrogeochemicznych prowadzonych
w rejonie zlikwidowanej Kopalni Węgla Brunatnego „Przyjaźń Narodów” szyb „Babina” w rejonie Łęknicy
(SW Polska). Górnictwo Odkrywkowe, 51,2, 66-69.
Bożęcki P., Rzepa G., 2010. Wstępne wyniki badań zmienności chemizmu kwaśnych wód kopalnianych z rejonu Łęknicy (SW Polska). W: J.Drzymała, W.Ciężkowski (red.) Interdyscyplinarne zagadnienia w górnictwie i geologii. Ofic. Wyd. PWr., Wrocław: 113–121
Bożęcki P., Rzepa G., 2013. The rate of iron compounds precipitation from AMD waters in the Łęknica
region (the Muskau Arch, western Poland). Mineralogical Magazine 77,: 759.
Kwaśniak-Kominek M., Manecki M., Rzepa G. 2010. Geochemistry of pore waters in the foreland of
retreating glacier, Werenskioldbreen, SW Spitsbergen. Contemporary Problems of Geochemistry, Kielce,
September 27-30, 2010. Mineralogia, Special Papers 36-58.
Marszałek M., Alexandrowicz Z., Rzepa G., 2014 – Weathering crusts on sandstones from natural outcrops and sandstone architectonic elements in an urban environment. Environmental Science and Pollution Research, 21, 24: 14023–14036
Rzepa G., Bajda T., Ratajczak T. 2009. Utilization of bog iron ores as sorbents of heavy metals. Journal of
Hazardous Materials, 162: 1007–1013.
Rzepka P., Bożęcki P., Manecki M., Rzepa G., Bajda T., 2013. The results of multistage liming and
lacustrine chalk application in AMD water reservoir in the Muskau Arch near Łęknica, W Poland.
Geology, Geophysics and Environment, 38, 4: 527–528.
Rzepka P., Walder I.F., Aagaard P., Bożęcki P., Rzepa G., 2014 – Sub-sea tailings deposition modeling. Geology, Geophysics and Environment 40, 1: 123–124.
Sala D, Rzepa G., 2011. Geochemistry of waters and bottom sediments in landslide lakes of the
Babiogórski National Park. Mineralogia 42, 1: 63–72.
Tarkowski J., Sikora M., Mucha W., Bajda T. & Rzepa G., 2001. Badania nad oddziaływaniem emisji komunikacyjnych na otaczające środowisko na przykładzie lotniska w Balicach koło Krakowa, Materiały Konferencji z okazji jubileuszu 50-lecia Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej „Nauki o Ziemi w badaniach podstawowych, złożowych i ochronie środowiska na progu XXI wieku”, Kraków 28-29 czerwca 2001 r., 405–408.

Additional information:

W przypadku braku zaliczenia ćwiczeń w terminie podstawowym, studentowi przysługują dwa terminy poprawkowe. Szczególowe informacje dotyczące warunków uzyskania zaliczenia są przedstawiane na pierwszych ćwiczeniach.