Zagrożenia ekologiczne

stacjonarne

I stopnia

obowiązkowy

W22/+; C8; S16/+; Razem: 46

Technologia chemiczna. Wymagania wstępne: zna podstawowe procesy technologiczne w przemyśle chemicznym wraz

z zagrożeniami.

Toksykologia. Wymagania wstępne: zna podstawowe pojęcia

z dziedziny toksykologii oraz podstawowe mechanizmy metabolizmu ksenobiotyków.

Chemia środków trujących i procesów odkażania. Wymagania wstępne: zna podstawowe właściwości fizykochemiczne

i toksykologiczne BST i TSP.

kierunek: Chemia

specjalność: Materiały wybuchowe i pirotechnika

Materiały niebezpieczne i ratownictwo chemiczne

dr hab. inż. Władysław Harmata, prof. nzw. WAT

Lp. Aktywność Obciążenie w godz.

1 Udział w wykładach 22

2 Samodzielne studiowanie tematyki wykładów 30

3 Udział w ćwiczeniach 8

4 Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń 16

5 Udział w laboratoriach

6 Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów

7 Udział w seminariach 16

8 Samodzielne przygotowanie się do seminariów 16

9 Realizacja projektu

10 Udział w konsultacjach 4

11 Przygotowanie do egzaminu

12 Udział w egzaminie

Godz. ECTS

Sumaryczne obciążenie pracą studenta 112 4

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1+3+5+7+9+10+12 50 2

Zajęcia o charakterze praktycznym: 5+6+9

Zajęcia powiązane z działalnością naukową:

1+2+3+4+7+8 108 3,5

Podstawowe pojęcia ekologiczne. Bezpieczeństwo ekologiczne (środowiskowe). Charakterystyka zniszczeń (skażeń) środowiska naturalnego (katastrofy ekologiczne i klęski żywiołowe).

Zanieczyszczenia środowiska związkami nieorganicznymi. Przegląd podstawowych reakcji chemicznych, fotochemicznych

i biochemicznych zachodzących w środowisku. Wpływ substancji szkodliwych na ludzi, zwierzęta i rośliny (szkodliwe działanie

i metabolizm ksenobiotyków, biotransformacja trucizn przemysłowych) – podstawy ekotoksykologii. Globalne zagrożenia ekologiczne. Szczegółowa charakterystyka chemicznych źródeł skażeń. Uwalnianie do środowiska zanieczyszczeń chemicznych. Podstawy i zasady prognozowania skażeń chemicznych.

Wykłady:

1. Podstawowe pojęcia ekologiczne. Ekosystem jako podstawowa jednostka biosfery. Elementy biocenozy i biotopu. Pedosfera (struktura gleby i profil glebowy). Hydrosfera (oceany i morza, rzeki, jeziora i bagna, lodowce i lądolody, wody podziemne, obieg wody w przyrodzie). Atmosfera (troposfera, stratosfera, mezosfera. Bezpieczeństwo ekologiczne (środowiskowe) (2 h).

2. Przegląd niebezpiecznych substancji chemicznych. Charakterystyka zniszczeń (skażeń) środowiska naturalnego (katastrofy ekologiczne

i klęski żywiołowe). Zanieczyszczenia środowiska związkami nieorganicznymi. Kryteria jakości powietrza. Nieorganiczne substancje szkodliwe (połączenia azotu, związki tlenu z węglem, siarka i jej związki nieorganiczne, fluorowce i ich związki nieorganiczne, metale ciężkie, materiały włókniste). Mechanizmy działania toksycznego. Zanieczyszczenie środowiska związkami organicznymi (lotne związki organiczne - rozpuszczalniki organiczne, monomery tworzyw sztucznych, freony i halony, związki ropopochodne, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, dibenzodioksyny, polichlorowane bifenyle, pestycydy i nawozy sztuczne). Mechanizmy działania toksycznego (2 h).

3. Toksyczne środki przemysłowe (TSP). Toksykologiczna klasyfikacja szkodliwych substancji chemicznych. Fizykochemiczne właściwości TSP o najwyższej wartości HI (2 h).

4. Przemiany trucizn przemysłowych w środowisku. Przegląd podstawowych reakcji chemicznych, fotochemicznych i biochemicznych zachodzących w środowisku. Wpływ substancji szkodliwych na ludzi, zwierzęta i rośliny (szkodliwe działanie

i metabolizm ksenobiotyków, biotransformacja trucizn przemysłowych) – podstawy ekotoksykologii. Odległe skutki zanieczyszczeń środowiska (idea mutagenezy i kancerogenezy, kancerogeneza chemiczna, oddziaływanie ksenobiotyków genotoksycznych z DNA, epigenetyczne działanie ksenobiotyków)

(2 h).

5. Fizyczne zanieczyszczenia środowiska. Zanieczyszczenie środowiska odpadami. Zanieczyszczenie środowiska hałasem. Źródła zanieczyszczeń. Rozkład poziomu dźwięku. Smog. Zanieczyszczenie promieniowaniem niejonizującym i jego skutki. Źródła promieniowania jonizującego. Właściwości strumienia wysokoenergetycznych fotonów, strumienia cząstek naładowanych i neutronów (2 h).

6. Globalne zagrożenia ekologiczne. Zjawisko „dziury ozonowej” (znaczenie ozonu stratosferycznego, teoria Chapmana). Efekt cieplarniany. Zmiany klimatu - zjawiska (przesuwanie się stref klimatycznych, topnienie lodowców, zanik rzek, kryzys wodny, topnienie lodów Arktyki i Grenlandii, wzrost poziomu oceanów, zmiany prądów oceanicznych, wzrost mocy huraganów, zmiany w opadach - susze i pustynnienie, kryzys wodny, kryzys żywnościowy, wymieranie gatunków, ekspansja szkodników

i chorób, konflikty i uchodźcy) (2h).

7. Szczegółowa charakterystyka chemicznych źródeł skażeń. Wydajność źródeł skażeń (przemiany chemiczne, procesy biochemiczne), obliczanie wydajności źródeł według 3 modeli. Efektywna powierzchnia parowania. Wydajność źródeł o charakterze wybuchowym (2 h).

8. Uwalnianie do środowiska zanieczyszczeń chemicznych. Podstawowe scenariusze uwalniania - katastrofalne, jednofazowe

i dwufazowe (gazu, cieczy). Rozprzestrzenianie wysokotoksycznych substancji chemicznych w powietrzu. Parametry meteorologiczne. Warunki topograficzne (2 h).

9. Zanieczyszczenia jezior i stawów. Jeziora, jako powierzchniowe źródła zanieczyszczeń. Stratyfikacja i mieszanie zanieczyszczeń w wodach jeziora. Jednostrefowy model jeziora. Bilans masy zanieczyszczenia w jeziorze jednostrefowym. Dwustrefowy model jeziora. Dyfuzja cząsteczkowa (2 h).

10. Losy zanieczyszczeń w glebie i w wodach podziemnych Adsorpcja zanieczyszczeń na agregatach glebowych. Podstawy filtracji wód podziemnych (właściwości gruntu, prędkość filtracji, prawo filtracji Darcy'ego). Propagacja zanieczyszczeń

w warstwie wodonośnej (2 h).

11. Podstawy i zasady prognozowania skażeń chemicznych Ocena porażeń na podstawie standardów toksykologicznych. Charakterystyka i zasady posługiwania się numerycznymi metodami prognozowania skażeń (2 h).

Seminaria:

Przygotowanie przez studentów prezentacji na zadane tematy związane z przedmiotem w oparciu o źródła literaturowe oraz dyskusję w grupie nad treściami prezentacji (16 h).

Laboratoria:

Wykorzystanie metod numerycznych do prognozowania i oceny hipotetycznej sytuacji związanej z uwolnieniem niebezpiecznych substancji chemicznych za pomocą programów ALOHA, ALOFT-FT, RizEX2 (8 h).

podstawowa:

1. B.J. Alloway, D.C. Awers, Chemiczne podstawy zanieczyszczeń środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 1999.

2. M.T. Markiewicz, Podstawy modelowania rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń w powietrzu atmosferycznym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2005.

3. J. Namieśnik, J. Jaśkowski, Zarys ekotoksykologii, Gdańsk, 1995.

4. W. Harmata, Zagrożenia środowiska naturalnego (ekologiczne). Wybrane zagadnienia bezpieczeństwa środowiskowego. Charakterystyka zanieczyszczeń środowiska naturalnego, Skierniewice 2015.

uzupełniająca:

1. S.F. Zakrzewski, Principles of Environmental Toxicology, Washington,1991.

2. K. Rup, Procesy przenoszenia zanieczyszczeń w środowisku naturalnym, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa, 2006.

W1. Zna fizykochemiczne i toksyczne właściwości trucizn (nieorganicznych, organicznych), źródeł hałasu, środowiskowych źródeł promieniowania jonizującego i niejonizującego oraz wpływu tych czynników na ludzi i ekosystemy - K_W02, K_W13.

W2. Zna podstawowe reakcje chemiczne, fotochemiczne

i biochemiczne zachodzące w środowisku, w tym wpływ substancji szkodliwych na ludzi, zwierzęta i rośliny - K_W11, K_W16.

W3. W interpretacji zjawisk oraz oceny zagrożeń zna znaczenie metod matematycznych i statystycznych (korzystanie

z numerycznych metod prognozowania) - K_W09, K_W12, K_W18

U1. Potrafi identyfikować, oceniać i minimalizować zagrożenia występujące podczas niekontrolowanych uwolnień substancji chemicznych - K_U06, K_U11.

U2. - Potrafi przygotować prezentację ustną dotyczącą szczegółowych zagadnień z zakresu zagrożeń ekologicznych, ekotoksykologii, procesów fizyko-chemicznych towarzyszących rozprzestrzenianiu się skażeń w elementach środowiska - K_U10.

K1. Rozumie potrzebę ciągłego uczenia się, a także potrafi inspirować innych - K_K05.

K2. Ma świadomość ważności pozatechnicznych aspektów i skutków działalności inżynierskiej - K_K07.

Zaliczenie przedmiotu przeprowadzane jest w formie testu pisemnego po zakończeniu wykładów, w którym student musi udzielić minimum 50% poprawnych odpowiedzi.

Ćwiczenia – zaliczenie wymaga samodzielnego opracowania symulacji komputerowej hipotetycznego zagrożenia po uwolnieniu wysokotoksycznej substancji chemicznej dla różnych warunków meteorologicznych.

Seminaria – zaliczenie wymaga samodzielnego przygotowania

i wygłoszenia prezentacji na wybrane z listy zagadnienie.

Efekty W1-2, U1 oraz K1 sprawdzane są na podstawie wyników kolokwiów pisemnych zawierających pytania testowe.

ocena 2 – poniżej 50% poprawnych odpowiedzi;

ocena 3 – 50 ÷ 60% poprawnych odpowiedzi;

ocena 3,5 – 61 ÷ 70% poprawnych odpowiedzi;

ocena 4 – 71 ÷ 80% poprawnych odpowiedzi;

ocena 4,5 – 81 ÷ 90% poprawnych odpowiedzi;

ocena 5 – powyżej 91% poprawnych odpowiedzi.

Efekty W3 i K2 sprawdzane podczas wykonywania ćwiczeń rachunkowych.

Ocena Opis umiejętności

zal – samodzielnie wykonana symulacja komputerowa dla wybranej substancji chemicznej w zmiennych warunkach meteorologicznych oraz właściwie zinterpretowane hipotetycznego zagrożenia;

nzal – brak symulacji lub niewłaściwa interpretacja uzyskanych wyników wykonanej symulacji;

Efekty U2 oraz K1 sprawdzane są podczas seminarium na podstawie przygotowanego wystąpienia oraz udziału w dyskusji:

Ocena Opis umiejętności

3,0 (dst), samodzielnie przygotowana prezentacja, brak właściwego wnioskowania, brak udziału w dyskusji.

4,0 (db), samodzielnie przygotowana prezentacja, właściwe wnioskowanie, brak udziału w dyskusji.

5,0 (bdb), samodzielnie przygotowana prezentacja, właściwe wnioskowanie, udział w dyskusji.

Brak