МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Саратовский государственный университет имени

ИНСТИТУТ ХИМИИ

УТВЕРЖДАЮ

Проректор

по учебно-методической работе

профессор

___________________________

"__" __________________2011 г.

Рабочая программа дисциплины

«СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ
ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ»

Направление подготовки

020100 - ХИМИЯ

Профиль подготовки

Аналитическая химия

Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр

Форма обучения

очная

Саратов,

2011

1.  Цели освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины «Социальные и экономические аспекты экоаналитических технологий» является формирование новой экоаналитической культуры, обеспечивающей компетентное профессиональное выполнение массовых химических анализов в среде экологического контроля и мониторинга окружающей среды, создающих информационный базис принятия оперативных инженерных и организационных природоохранных решений.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата

Дисциплина «Социальные и экономические аспекты экоаналитических технологий» относится к вариативной части гуманитарного, социального и экономического цикла ФГОС ВПО по направлению подготовки «Химия» и обеспечивает содержательную взаимосвязь гуманитарных дисциплин с профессиональными дисциплинами профиля подготовки «Аналитическая химия». Материал дисциплины базируется на знаниях по аналитической химии, органической химии, неорганической химии, методам математической статистики в химии в объеме курсов ООП по направлению 020100 «Химия» и является основой для последующего изучения вариативных дисциплин «Хроматографические методы анализа», «Методы анализа сельскохозяйственной продукции», «Внелабораторный анализ в решении практических задач», «Химические процессы в окружающей среде». Для успешного освоения дисциплины студент должен уметь применять химические и инструментальные методы анализа в практической деятельности, использовать компьютерные технологии для обработки получаемых аналитических сигналов, пользоваться базами аналитических данных, полученных в ходе изучения дисциплины «Аналитическая химия».

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Приобретенные в рамках дисциплины «Социально-экономические аспекты экоаналитических технологий» знания необходимы для последующего освоения вариативных курсов аналитического профиля и научно-исследовательской практики в 8 учебном семестре.

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины «Социально-экономические аспекты экоаналитических технологий» формируются следующие компетенции:

- умение логически верно и аргументировано строить устную и письменную речь формируется при подготовке отчетов по темам и устных выступлениях на отчетах о проделанной самостоятельной работе (ОК-5);

- понимание принципов построения экоаналитических технологий требует использования основных законов естественно-научных дисциплин, применения методов математического анализа и моделирования (ОК-6).

- умение работать с компьютером на уровне пользователя и применять полученные навыки в социальной сфере, в области познавательной и профессиональной деятельности (ОК-7).

- владение основными способами и средствами получения, хранения, переработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-9).

- необходимость работы с иностранной литературой по проблеме развивает навыки письменной и устной коммуникации (ОК-11).

- умение сотрудничать с коллегами, социальная адаптация вырабатывается при применении методологии изучаемой дисциплины во время прохождения научно-исследовательской практики 8 семестра (ОК-14).

- способность к творческому анализу своих возможностей вырабатывается при подготовке тематических обзоров во время самостоятельной работы и дискуссиях при их обсуждении (ОК-15).

- изучение в данном курсе системы информационного базиса о состоянии окружающей среды и умение им пользоваться способствует выработке навыков у учащихся оперативно и грамотно организовать защиту производственного персонала и населения во время возможных аварий и стихийных бедствий (ОК-18).

- понимать сущность и социальную значимость профессии «аналитик» (ПК-1).

- владеть основами теории фундаментальных разделов аналитической химии (ПК-2).

- выработка способности применять основные законы химии при обсуждении полученных результатов с привлечением информационных баз данных (ПК-3).

- закрепление знаний об основных химических, физических и технических аспектах химического промышленного производства (ПК-5).

- владеть методами регистрации и обработки результатов химических экспериментов (ПК-8).

- способен проводить оценку возможных рисков при обращении с химическими материалами (ПК-9).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

•Знать:

- экономические и социальные подходы к оценке состояния экосистем и научно-обоснованные прогнозы развития экологической ситуации;

- принципы аналитической химии, основанные на ЭВМ;

- организационно-управленческие механизмы экоаналитических технологий;

•Уметь:

- оценить состояние экосистемы, дать научно-боснованные прогнозы развития конкретной экологической ситуации и оценит ее социальную и экономическую значимость;

- применить технико-экономические критерии оптимизации выбора приборно-методического обеспечения экоаналитических технологий;

•Владеть:

- навыками работы с нормативно-технической документацией экологического профиля;

- навыками работы на современных аналитических приборах и химико-аналитических комплексах;

- навыками работы с различными информационными ресурсами.

4. Структура и содержание дисциплины «Социально-экономи-ческие аспекты экоаналитических технологий»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы (72 часа).

4.1. Структура лекционного курса

№

п/п

Раздел дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Формы промежуточной аттестации (по семестрам)

лекции

Самостоя

тельная работа

всего

1

Введение. Экологи-ческие системы. Экоаналитическое обследование и нор-мативы. Методики измерений и контроля

6

1

2

2

 

2

Системы управления качеством окружа-ющей среды. Экологи-ческая паспортизация и аудит. Экологическое страхование. Экоанали-тические измерения и технологии.

6

2-4

6

4

10

3

Универсальная систе-ма химического анали-за. Сложные анализи-рующие системы. Хи-мико-аналитические коды веществ.

6

5-6

4

4

8

4

Химико - аналитичес-кая концепция эколо-гического контроля и мониторинга. Оптими-зация выбора прибор-но-методического обеспечения по крите-рию производитель-ности.

6

7

2

2

4

5

Технико-экономичес-кие критерии оптими-зации выбора прибор-но-методического обеспечения.

6

8

2

2

4

6

Методология расчета основных технико-экономических пока - зателей экоаналити-ческих лабораторий.

6

9

2

2

4

7

Результаты системо-технических исследо-ваний по ряду номи-наций приоритетных загрязнителей ( нефть, др. органические соединения, тяжелые металлы, кислоты, др. неорганические соединения).

6

10-11

4

4

8

8

Сравнительная харак-теристика технико-экономических пока-зателей аналитичес-ких приборов и хими-ко-аналитических комплексов (многоце-левые компьютеризи-рованные хроматогра-фические, рентгено-флуоресцентные, спектрофотометриче-ские комплексы).

6

12-13

4

4

8

9

Практическая реализация экоаналиических технологий

6

14

2

2

4

10

Организационно-управленческая составляющая экоаналитических технологий

6

15

2

2

4

11

Основы экономики природопольозования и экоаналитические технологии

6

16

2

4

6

12

Техногенные системы, экологический риск и экоаналитические технологии

6

17-18

4

6

10

ИТОГО

36

36

72

ЗАЧЕТ

Содержание лекционного курса

1.  ВВЕДЕНИЕ

Аналитическая химия и химический анализ. Процедуры химического анализа и управляемые технологические процессы. Технико-экономические ограничения. Путь развития : «аналитическая химия»- «универсальная система химического анализа»- «химико-аналитические технологии». Химико - аналитические технологии – преимущества и недостатки. Принципиальное отличие от информационных и машиностроительных технологий. Химико-аналитические технологии – новая культура массовых химических анализов в сфере экологического контроля и мониторинга, создающие информационный базис принятия инженерных природоохранных решений. Место экоаналитических технологий в аспекте новых средств производства и новых производственных отношений.

2.  ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

Экоаналитические лаборатории. Аккредитация экоаналитических лабораторий. Методики измерения и контроля. Экоаналитическое обследование и нормативы. Экологические системы. Системы управления качеством окружающей среды. Экологическая паспортизация и аудит. Экологическое страхование. Экоаналитические измерения и технологии.

3.  УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА.
ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПРАКТИКИ

Аналитическая химия, использующая ЭВМ и аналитическая химия, основанная на ЭВМ. Схема ЭВМ- проектирования аналитического прибора. Химико-аналитические признаки вещества, основные характеристики системы, общая методика анализа. Примеры сложных анализирующих систем. Химико - аналитические коды веществ, принципиальные требования к ним. «Интеллект» прибора, невозможные решения, постановка задачи. Правила синтеза и выбора анализаторов ( правило представления, правило общности, правило кодирования, правило выбора, правило разрешения. Правило достоверности, правило количественной определенности, правило информационной достаточности).

4. КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И КРИТЕРИИ ОПТИМИЗАЦИИ ВЫБОРА ПРИБОРНО - МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

Химико – аналитическая концепция экологического контроля и мониторинга. Множество задач (подмножества: единичные задачи, простые сочетания, многокомпонентные задачи) – множество приборно – методическое (подмножества: приборы, комбинации приборов разных поколений). Оптимизация выбора приборно- методического обеспечения по критерию производительности. Технико – экономические критерии оптимизации выбора приборно – методического обеспечения.

5. ОПТИМИЗАЦИЯ ПО СОВОКУПНОСТИ КРИТЕРИЕВ

Алгоритм многопараметрической оптимизации. Табулированная форма регламента работы экоаналитической лаборатории. Классификация класса задач с указанием контролируемых загрязнителей. Схема выбора оптимальных решений по каждой из номинаций экоаналитических задач. Методология расчета основных технико – экономических показателей экоаналитических лабораторий. Примеры: объекты контроли – экозагрязнители; экозагрязнители в группах задач. Результаты систематических исследований по каждой номинации приоритетных экозагрязнгителей (органические соединения, тяжелые металлы, неорганические кислоты и основания, неорганические основные и кислые газы, нефтепродукты).

6. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПОНЕНТА ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Сравнительная характеристика аналитических приборов и химико-аналитических комплексов. Технологические и эксплуатационные и экономические характеристики аналитических приборов и комплексов. Подходы к комплектации химико-аналитических лабораторий.

Многоцелевые компьютеризированные газохроматографические комплексы – как измерительные системы( (принцип метода; функциональная схема газового хроматографа; периферийные устройства: пробоотборники, преобразователи, устройства скрининга, устройства консервации и транспортирования проб). Стандартная и скрининговая схемы регламентного контроля воздуха на содержание органических загрязнителей. Структура и технологические линии газохроматографического комплекса. Методическое обеспечение. Приоритетные органические загрязнители, программа идентификации. Программное обеспечение.

Многоцелевые компьютеризированные ионохроматографические комплексы. Принцип ионной хроматографии. Элементы ионного хроматографа. Определяемые неорганические ионы, электромоторные органические соединения. Ионохроматографическое газопреобразование. Структура и технологические линии ионохроматографического комплекса. Программное обеспечение и его состав.

Многоцелевые компьютеризированные рентгенофлуоресцентные комплексы. Принцип метода. Сорбенты для каонцентрирования, условия применения. Состав и структура рентгенофлуоресцентного комплекса. Программно - математическое обеспечение, технология получения стандартных образцов.

Спектрофотометрические (спектролюминесцентные ) комплексы. Состав и схема функционирования спектрофотометрического/ спектролюминесцентного комплекса. Методическое обеспечение.

7. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИХ
ТЕХНОЛОГИЙ

Мобильные экоаналитические лаборатории. Назначение, область применения и приборно-методическое обеспечение. Псевдостационарные лаборатории. Стационарные автоматизированные посты экологического контроля. Системы экоаналитического контроля ( интегрирующие и дифференцирующие газоаналитические системы). Структура газоаналитической системы. Базовая комплектация топовой стационарно-мобильной экологической лаборатории.

8. ОРГАНИЗАЦИОННО – УПРАВЛЕНЧЕСКАЯ КОМПОНЕНТА ЭКОАНАЛИТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

Организация, реорганизация, модернизация экоаналитических лабораторий. Организация работы экоаналитической лаборатории (пробоотбор, транспортирование проб, прием и расфасовка, пробоподготовка, измерение аналитического сигнала. Компьютеный контроль правильности результатов измерений, протокол анализа).

Управление экоаналитическими лабораториями.

5. Образовательные технологии

При реализации лекционного материала наряду с традиционными образовательными технологиями широко используются технологии, основанные на методах научно-технического творчества и современных информационных средствах (электронный учебник и методическое пособие), включающие в том числе обучение на основе выполнения самостоятельных творческих заданий по темам: «Ваш взгляд на проблему химической безопасности города с точки зрения экоаналитических технологий»; «Качество окружающей среды в месте вашего проживания» (социологический опрос); «Применение экоаналитических технологий для оценки экологического, экономического и социального риска на территории Вашего проживания»). Предусмотрены встречи с представителями природоохранных органов. Всего в интерактивной форме проводится 36 часов.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

Самостоятельная работа студентов предполагает освоение теоретического материала и выполнение самостоятельных обзорно-аналитических творческих работ на заданную тему. Текущий контроль самостоятельной работы студентов проводится в сочетании с контролем освоения дисциплины во время чтения лекций (блиц-опросы, коллоквиумы); при защите реферативных обзорно-аналитических работ; при проведении консультаций. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы базируется на учебных пособиях[1-3], интернет-ресурсах[4,5], периодической литературе. Форма итогового контроля – зачет.

Вопросы для самостоятельной подготовки к зачету:

1. Общая характеристика экосистем. Источники и уровни загрязнения.

2. Поведение загрязнителей в экосистемах (загрязнитель не репродуцируется; репродуцируется; экосистема репродуцирует биохимический агент).

3. Типовая схема системы управления качеством окружающей среды. Подсистемы экологического контроля и экологического мониторинга.

4. Что предусматривает экологическая паспортизация промышленных предприятий?

5. Оценка потенциальной экологической опасности хозяйственной деятельности. Экологическое страхование.

6. Экологический аудит.

7. Экспресс-методика оценки экологической опасности предприятий.

8. Экоаналитические измерения как информационный базис экологического контроля и мониторинга. Производительность экоаналитических лабораторий.

9. Системы компьютерной организации работы лабораторий (LIMS, NIST, MALDIData).

10. Понятие о «Универсальной системе химического анализа, (УСХА)».

11. Дайте определение понятиям «Аналитическая химия, использующая ЭВМ» и «Аналитическая химия, основанная на ЭВМ».

12. Что такое «Химико-аналитические признаки веществ»? Как связаны с ними определяемые физические параметры?

13. Общие свойства (признаки химических соединений) и их детектирование.

14. Общие и функциональные аналитические признаки вещества и их качественные коды.

15. Обобщенная задача: количественный анализ смеси при полном отсутствии априорной информации о ее качественном составе». Решение с помощью универсальной системы химического анализа.

16. Примеры частных задач количественного анализа, решаемые с помощью универсальной системы химического анализа.

17. Примеры сложных анализирующих систем.

18. Алгоритм определения пространственной структуры молекул в системе РАСТР.

19. Блок-схема системы РАСТР.

20. Химико-аналитические признаки вещества и химико-аналитические коды вещества.

21. Дайте определение понятия «интеллект прибора».

22. Принципы «отбраковки» невозможных аналитических решений с помощьюЭВМ.

23 Правила выбора приборно-методического обеспечения экоаналитических лабораторий.

24. Химико-аналитическая концепция экологического контроля и мониторинга.

25. Оптимипзация выбора приборно-методического обеспечения химико-аналитических экологических лабораторий по критерию производительности.

26. Технико-экономические критерии оптимизации выбора приборно-методического обеспечения экоаналитических лабораторий.

27. Алгоритм многопараметрической оптимизации приборно-методического обеспечения экоаналитических технологий по набору химико-аналитических производных и экономическим критериям.

28. Классификации классов задач с указанием контролируемых загрязнителей.

29. Схема выбора оптимальных решений по каждой из номинаций экоаналитических задач.

30. Методология расчета основных технико-экономических показателей экоаналитических лабораторий. Приоритетные для Саратовской области экозагрязнители.

31.Подходы к системотехническим решеним по каждой номинации приоритетных загрязнителей: органические соединения, тяжелые металлы, неорганические основные и кислые газы, нефтепродукты.

32. Пути максимально эффективного использования эко-аналитических лабораторий с технико-экономической точки зрения (статья бизнес-плана: требуемый размер капиталовложений).

33. Понятие о химико-аналитических комплексах, их технологические и эксплуатационные характеристики.

34. Типовая технологическая линия химико-аналитического комплекса.

35. Сравнительная характеристика технологических и эксплуатационных характеристик аналитических приборов и химико-аналитических комплексов.

36. Многоцелевые компьютеризированные газохроматорафические комплексы (принцип метода, параметры удерживания, функциональная схема газового хроматографа, газохроматографические комплексы).

37. Стандартная и скрининговая схемы регламентного контроля воздуха на содержание органических загрязнителей.

38. Структура и технологические линии газохроматографического комплекса.

39. Состав, методическое и программное обеспечение газохроматографического комплекса на примере системы «ИНЛАН-ГХ».

40. Многоцелевые компьютеризированные ионохроматографические комплексы.

41. Схема ионохроматографического преобразователя «газ-жидкость».

42. Струкура, программное обеспечение и технологические линии ионохроматографического комплекса.

43. Многоцелевые компьютеризированные рентгенофлуоресцентные комплексы (принцип метода, сорбенты для концентрирования тяжелых металлов, методическое и программное обеспечение, устройство пробоподготовки).

44. Состав и структура функционирования комплекса «ИНЛАН-РФ».

45. Технология получения стандартных образцов для градуировки РФ-спектрометров.

46. Многоцелевые компьютеризированные спектрофотометрические (спектролюминесцентные) комплексы.

47. Методическое, программное обеспечение и схема функционирования СФ/СЛ комплексов.

48. Мобильные экоаналитические лаборатории как один из способов реализации экоаналитических технологий (назначение, комплектация, функционирование).

49. Псевдостационарные и стационарные автоматизированные посты экологического контроля как способ реализации экоаналитических технологий.

50. Типовая функциональная схема автоматизированного стационарного поста контроля.

51. Системы экоаналитического контроля как информационно-измерительные подсистемы обеспечения экологической безопасности. Интегрирующие и дифференцирующие измерительные газоаналитические системы.

52. Принципиальная схема дифференцирующих измерительных каналов.

53. Структура газоаналитической системы.

54. Экономика природопользования и экоаналитические технологии.

55. Техногенные системы. Экологический. социальный, экономический риски. Роль экоаналитических технологий в оценках техногенных рисков.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература:

1. ,, , , Фетисов химия и физико-химические методы анализа/Под ред. . М.: Изд. Центр «Академия», 2010. Т. 2.416 с.

б) дополнительная литература:

3. , , ОГсновы аналитической химии / Под ред. . Омск: Изд-во Омск. гос. ун-та, 20с.

в) Информационные ресурсы по естественным наукам и по экологии. 4.Web:www. *****/faculties/chemical/pankratov.

5. Зональная научная библиотека им. Саратовского государственного университета. Web: library. *****.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

1. Учебная аудитория для чтения лекций

2. Оверхед-проектор и прозрачные пленки.

3. Ноутбук, проектор и программа Power Point для презентации.

4. Поисковые системы, электронные библиотеки, информационные сети, базы данных, сервера издательств научной литературы и другие информационные ресурсы.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению и профилю подготовки «Аналитическая химия».

Автор: Засл. деят. науки РФ,

дхн., профессор

Программа одобрена на заседании кафедры аналитической химии и химической экологии

от 2011 года, протокол № _________________.

Подписи:

Зав. кафедрой

Засл. деят. науки РФ,

дхн., профессор

Декан факультета / Директор Института (факультет/Институт, где разрабатывалась программа)

дхн., профессор

Декан факультета/Директор Института (факультет/Институт, где реализуется программа)

дхн., профессор