Specjalne zastosowania metod instrumentalnych w analizie środowiskowej

Absolwenci kierunków obszaru nauk przyrodniczych oraz nauk ścisłych

przedmiot obligatoryjny

Liczba godzin zajęć teoretycznych- 12 h

Liczba godzin zajęć praktycznych- 20 h

W1: Zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze umożliwiające badanie zjawisk przyrodniczych ma znajomość technik matematyki w zakresie niezbędnym dla ilościowego opisu, zrozumienia oraz modelowania zjawisk przyrodniczych i technologii środowiskowych

W2: zna teoretyczne i praktyczne aspekty wykonania jakościowej i ilościowej analizy metodami klasycznymi i instrumentalnymi oraz zasady działania aparatury

W3: Ma podstawową wiedzę z zakresu szczegółowych nauk przyrodniczych (biologii, geografii, chemii i fizyki) wykorzystywaną w badaniach stanu środowiska

U1: Stosuje podstawowe techniki pomiarowe i narzędzia badawcze mające zastosowanie w naukach przyrodniczych

U2: Przeprowadza proste obserwacje i pomiary w terenie i/lub laboratorium w obecności opiekuna

U3: Wykonuje pomiary podstawowych parametrów fizykochemicznych w różnych środowiskach

K1; Rozumie potrzebę ustawicznego pogłębiania wiedzy i kompetencji zawodowych z zakresu nauk przyrodniczych

K2: Jest zdolny do pracy zespołowej; potrafi współdziałać i współpracować w grupie, przyjmując w niej różne role służące realizacji określonego zadania

K3: Ma świadomość znaczenia nowoczesnych technologii i technik badawczych w rozwoju cywilizacyjnym, w tym w obszarze nauk przyrodniczych, ścisłych i technicznych

- wykłady przygotowane w formie prezentacji multimedialnych;

- indywidualne konsultacje internetowe (distance learning);

- instrukcje do ćwiczeń laboratoryjnych przygotowane na podstawie wiedzy przekazanej słuchaczom podczas wykładu, a na podstawie których prowadzone są zajęcia laboratoryjne;

- praca indywidualna słuchacza ze sprzętem laboratoryjnym

i zaawansowaną aparaturą analityczną pod nadzorem prowadzącego zajęcia;

- ponadto dla słuchaczy są przygotowane materiały wykładowe

i instrukcje z ćwiczeniami laboratoryjnymi w formie drukowanej.

Uzyskanie wiedzy w zakresie wykorzystania technik analizy instrumentalnej w analizie środowiskowej. Począwszy od technik poboru próbek, poprzez metody ich przygotowania, po końcowe oznaczenie i walidację. Zdobyta wiedza pozwoli na pracę, zgodnie z regułami sztuki oraz zasadami dobrej praktyki laboratoryjnej (GLP), w zakładzie przemysłowym, ośrodku badawczo-rozwojowym jak również w nowoczesnych laboratoriach naukowych. Kształcenie umiejętności stosowania wiedzy specjalistycznej

w rozwiązywaniu zagadnień ekologicznych, zwłaszcza zaznajomienie

z chemicznymi aspektami sanitacji wód naturalnych, metodami oczyszczania ścieków i gleb oraz metodami unieszkodliwiania odpadów (osadów ściekowych). Zachowanie czystości i bioróżnorodności ekosystemów wodnych i glebowych jest warunkiem zrównoważonego rozwoju.

Wykład:

Oznaczanie kationów i anionów;

Izotachoforeza i chromatografia jonowa;

Parametry sumaryczne i ich wyznaczanie (przegląd metod);

Gospodarka osadowa – komposty;

Procesy biologicznego oczyszczania ścieków bytowych i przemysłowych;

Przygotowanie prób do ćwiczeń laboratoryjnych;

Metodyka pobierania i analiza próbek w terenie.

Miejsce i rola ekoanalityki we współczesnej chemii środowiska. Analityka wód, ścieków, gleb i odpadów. Metody pobierania i przygotowania próbek do analizy. Mineralizacja, ekstrakcja. Podstawy teoretyczne wybranych metod, analiza jakościowa i ilościowa, aparatura i technika pracy. Techniki elektromigracyjne: izotachoforeza (ITP) i strefowa elektroforeza kapilarna (CZE). Chromatografia jonowa (IC). Analiza elementarna: ogólny węgiel organiczny (OWO). Metody spektroskopowe: spektrofotometria UV-VIS oraz atomowa spektroskopia absorpcyjna (ASA). Pobieranie

i przygotowanie próbek do analizy. Antropopresja a ekosystemy wód naturalnych i gleb. Przykładowe metody wspomagania procesów samooczyszczania in situ. Metody oszczędnego korzystania z zasobów wód

i gleb. Nowoczesne systemy miejskich i wiejskich oczyszczalni ścieków. Nitryfikacja, denitryfikacja i defosfatacja we współczesnych oczyszczalniach ścieków bytowo-gospodarczych. Eksperymentalna optymalizacja wybranych procesów oczyszczania. Usuwanie substancji refrakcyjnych i ksenobiotyków ze ścieków. Uzyskiwanie wód specjalnej czystości. Metanogeneza

i sterowanie procesem beztlenowej przeróbki osadu nadmiernego. Kompostowanie osadów ściekowych. Problemy związane z chemizacją oraz intensyfikacją upraw rolnych i leśnych. Specyfika ochrony wód i gleb na terenach zurbanizowanych. Kompleksowe planowanie jako narzędzie gospodarowania środowiskiem. Systemy kontroli użytkowania środowiska.

Zajęcia laboratoryjne:

Analiza anionów i kationów za pomocą kapilarnej izotachoforezy (ITP/CE) i chromatografii jonowej (IC);

Parametry sumaryczne i ich wyznaczanie (TOC, BZT, ChZT, ect.)

w wodach, ściekach i osadach.

1. B. Buszewski, Chromatografia i techniki pokrewne w chemii środowiska, UMK, Toruń, 1998,

2. W. Szczepaniak, Metody instrumentalne w analizie chemicznej, PWN, Warszawa, 2004;

3. J. Garaj, D. Bustin, Z. Hladky, Chemia analityczna, Alfa, SNTL Bratislava, 1989;

4. J. Namieśnik (red. nauk), Metody instrumentalne w kontroli zanieczyszczeń środowiska, WNT Warszawa, 1998;

5. Praca zbiorowa, Nowe horyzonty i wyzwania w analityce

i monitoringu środowiskowy, CEEAM Gdańsk 2003

6. Praca zbiorowa, Nowoczesne techniki analityczne, WPW Warszawa 2006

7. J. Pawliszyn, Sampling and sample preparation, J. Willey & Sons, New York, 2006

8. Z. Witkiewicz, Podstawy chromatografii, WNT Warszawa, 2005;

9. R. Michalski, Chromatografia jonowa, WNT, Warszawa, 2005;

10. D.R. Baker, Capillary Electrophoresis, Wiley, New York, 1995;

11. J. Weiss, Ion Chromatography, VCH, Weinheim, 1995;

12. P. Bocek, M. Deml, P. Gebauer, V. Dolnik, Analytical Isotachophoresis, VCH, Weinheim, 1988;

13. F.M. Everaerts, J.L. Beckers, T.P.E.M. Verheggen, Isotachophoresis. Theory, Instrumentation and Applications, Elsevier, Amsterdam, 1976;

14. J. Dojlido, Instrumentalne metody badania wody i ścieków, Arkady, Warszawa, 1997;

15. W. Hermanowicz, J. Dojlido, J. Zerbe, W. Dożańska, B. Koziorowski, Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa, 1999;

16. H. Greinert, A. Greinert: Ochrona i rekultywacja środowiska glebowego, Wydawnictwo PZ, Zielona Góra 1999;

17. D. Kozak, B. Chmiel, J. Niećko: Ochrona środowiska, Wydawnictwo UMCS, Lublin 1999;

18. M. Granops, J. Kaleta: Woda, uzdatnianie i odnowa, laboratorium, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 2005;

19. T.L. Wierzbicki: Technologia wody i ścieków, Wydawnictwo PB, Białystok 1996;

20. W. Hermanowicz, J. Dojlido, W. Dożańska, B. Koziorowski,

J. Zerbe: Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków, Arkady, Warszawa 1999.

1. rozpoznaje i rozróżnia zagadnienia związane z tematyką prowadzonych zajęć;

2. znajduje i posługuje się literaturą przedmiotu w j. angielskim i polskim;

3. posługuje się, używa, i wyjaśnia terminologię specjalistyczną dotyczącą przedmiotu (nie używa slangu laboratoryjnego) w j. angielskim oraz ich odpowiedników w j. polskim;

4. stosuje w praktyce zdobytą wiedzę teoretyczną w tym posługiwania się aparaturą i innym, drobnym sprzętem laboratoryjnym w sposób poprawny

i właściwy. Dokonuje samodzielnych pomiarów;

5. przygotowuje samodzielnie preparaty do analiz, tworzy procedury analityczne i postępowania;

6. samodzielnie analizuje, interpretuje i oblicza wyniki badań otrzymanych

w laboratorium w trakcie swej pracy. Stosuje właściwe procedury analityczne. Sporządza raporty z badań i notatki, które mogą być podstawą do przygotowania publikacji naukowej;

7. porównuje, objaśnia i opisuje uzyskane wyniki badań w porównaniu ze wzorcami jak i dostępną literaturą. Przewiduje prawdopodobne scenariusze zachowań w laboratorium podczas przygotowania próbek oraz w trakcie samych badań (przestrzeganie zasad BHP na stanowisku pracy).

Warunkiem zaliczenia zajęć jest uczęszczanie na zajęcia, aktywne w nich uczestnictwo, znajomość procedur analitycznych potrzebnych do poprawnego wykonania ćwiczenia-analizy laboratoryjnej. Zaliczenie przedmiotu odbywa się na podstawie frekwencji uczestnictwa w zajęciach oraz otrzymanie pozytywnej oceny z ustnego egzaminu końcowego.

nie przewidziano