Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Geochemia środowiska
Tok studiów:
2015/2016
Kod:
BOS-2-101-OS-s
Wydział:
Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Poziom studiów:
Studia II stopnia
Specjalność:
Ocena stanu środowiska
Kierunek:
Ochrona Środowiska
Semestr:
1
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr hab. inż. Rzepa Grzegorz (grzesio@geolog.geol.agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
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 Egzamin,
Kolokwium
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 Egzamin
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 Egzamin,
Kolokwium
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 Kolokwium,
Egzamin
Umiejętności
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 Sprawozdanie
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
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 Aktywność na zajęciach,
Sprawozdanie,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
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 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Sprawozdanie
Kompetencje społeczne
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 Sprawozdanie,
Zaangażowanie w pracę zespołu
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 Sprawozdanie
M_K003 Zna i stosuje w praktyce zasady BHP obowiązujące w laboratorium chemicznym OS2A_K06, OS2A_W14 Aktywność na zajęciach,
Kolokwium,
Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
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 + - + - - - - - - - -
Umiejętności
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 - - + - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
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 - - + - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:

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.

Ćwiczenia laboratoryjne:

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.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 85 godz
Punkty ECTS za moduł 3 ECTS
Udział w wykładach 28 godz
Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 41 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 10 godz
Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. 4 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:

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

Wymagania wstępne i dodatkowe:

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

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

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.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

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.

Informacje dodatkowe:

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