Předmět: Environmentální chemie

» Seznam fakult » FCH » UECHI
Název předmětu Environmentální chemie
Kód předmětu UECHI/C406
Organizační forma výuky Přednáška
Úroveň předmětu Bakalářský
Rok studia nespecifikován
Semestr Letní
Počet ECTS kreditů 5
Vyučovací jazyk Čeština
Statut předmětu Povinný
Způsob výuky Kontaktní
Studijní praxe Nejedná se o pracovní stáž
Doporučené volitelné součásti programu Není
Vyučující
  • Krejčová Anna, doc. Ing. Ph.D.
Obsah předmětu
Chemické látky, jejich rizika a osud v životním prostředí. Persistence. Složky životního prostředí. Ekosystémy. Biogeochemické cykly (uhlík, dusík, síra, fosfor, mikrobiogenní a toxické prvky. Struktura chemických látek a jejich reaktivita. Osud chemických látek v prostředí: transport, transformace: pojmy a vztahy. Environmentální rozhraní a chemická rovnováha. Parametry charakterizující vlastnosti látek a vlastnosti prostředí. Tenze par. Rozpustnost ve vodě. Rovnováha organická fáze: voda, rozdělovací koeficient n-oktanol-voda. Kyseliny a báze, konstanty acidity. Ovlivňující chemické faktory (pH, oxidačně redukční podmínky, iontová síla, komplexotvorné látky) Transport chemických látek v prostředí. Transport v ovzduší, ve vodě, půdě a biotě. Difuze. Fickovy zákony. Disperze, advekce, depozice, vytěkávání, sedimentace, fázové rozdělení, vymývání, biopříjem, eliminace. Abiotické environmentální rovnováhy. Rovnováha vzduch-voda, těkání, Henryho zákon. Rovnováha vzduch-aerosol. Rovnováha vzduch-půda. Rovnováha vzduch-biota. Rozdělovací koeficient n-oktanol-vzduch. Suchá a mokrá atmosférická depozice. Sorpce. Rovnováha voda-tuhá fáze (sediment, suspendované sedimenty, půda). Vymývání půd, odnos půd. Biotické environmentální rovnováhy. Bioakumulace. Bioobohacování, příjem potravou, příjem ze sedimentů, kombinovaný příjem z vody, potravy a sedimentů. Akumulace v terestrických rostlinách, příjem kořeny a listy. Akumulace v terestrických bezobratlých. Abiotické transformace chemických látek. Nereduktivní chemické reakce zahrnující nukleofilní skupinu. Oxidační a redukční reakce. Fotochemické transformační procesy Biotické transformace chemických látek. Biodegradace, typy biodegradačních reakcí, aerobní biodegradace a metabolické mechanismy, anaerobní biodegradace, kinetika biodegradace. Biotransformace, vlivy biotransformací na xenobiotika, fáze biotransformačních procesů. Modely distribuce chemických látek v prostředí. Atmosféra: základní popis - složení, teplotní stratifikace, teplota a její gradienty, tlak vzduchu, energetická bilance. Atmosférické aerosoly, dělení dle skupenství, původu, vzniku, velikosti, účinku, složení. Vlastnosti. Mechanismy atmosférického propadu Znečištění atmosféry, atmosférické reakce, příklady, reakce s OH radikály. Síra (formy výskytu, biogenní a antropogenní sloučeniny, SO2). Dusík (formy výskytu, mechanismus tvorby NOx).Uhlík, CO, CO2, skleníkový efekt, uhlovodíky. Ozon, význam, vznik a rozklad, ozonová vrstva a působení UV záření.Fluorovodík, olovo, tuhé částice v atmosféře. Acidifikace prostředí - mechanismy okyselování depozice, vlivy acidifikace na vodu a vodní ekosystémy, půdu, vegetaci, lesy, stavby a zdraví člověka. Smog: fotochemický, redukční. Hydrosféra - základní popis, voda a její vlastnosti, hydrologický cyklus. Senzorické vlastnosti vod, pH vody, vodivost, redox potenciál, rozpustnost. Chemické reakce ve vodách. Tlumivá a neutralizační kapacita Chemické složení vod, anorganické a organické látky, radionuklidy Dnové sedimenty, vznik, rovnováha voda-sediment, sedimentace, sorpce na povrchu sedimentů. Samočistící schopnost vody, kyslíkové poměry v tocích a nádržích, chemická a biochemická spotřeba kyslíku. Znečištění vod primární, sekundární. Typy vod: odpadní, atmosférické, podzemní, povrchové, pitné. Znečištění vod: kovy ve vodách, živiny ve vodách, radioaktivní znečištění, eutrofizace vod, organické polutanty ve vodách: fenoly, ropné znečištění, pesticidy, detergenty, halogenderiváty. Pedosféra: vznik půdy, složky půdního systému, chemické složení půd. Sorpční kapacita.Transport a reakce chemických látek v pedosféře, Znečištění primární, sekundární ? živiny, kovy, organické polutanty, mobilita. Biosféra: základní charakteristka, expozice organismů, její důsledky.

Studijní aktivity a metody výuky
Monologická (výklad, přednáška, instruktáž)
Výstupy z učení
Cílem předmětu je: - objasnit fyzikální, chemické a biochemické procesy ve složkách životního prostředí a na jejich rozhraních(transport, rovnováhy, transformace, - podat popis chemických látek, jejich rizik a jejich osudu v životním prostředí, - charakterizovat vlastnosti složek životního prostředí a dát je do souvislosti s výskytem a osudem chemických látek v těchto složkách.
Student je schopen po absolvování předmětu se orientovat ve fyzikálních, chemických a biochemických procesech probíhajících ve složkách životního prostředí a na jejich rozhraních. Získá ucelený přehled o pohybu chemických látek, jejich osudu ve složkách životního prostředí a ovliňujících faktorech. Je schopen posoudit rizika spojená s rozšířením chemických látek v životním prostředí a jeho složkách. Tato kvalifikace je nezbytná pro specialisty zajišťující technologické aspekty výroby a likvidace odpadů, kontrolu kvality v chemických laboratořích či administrativní řízení v institucích v oblasti ochrany životního prostředí.
Předpoklady
Jsou vyžadovány základní znalosti obecné, anorganické, organické, fyzikální a analytické chemie.

Hodnoticí metody a kritéria
Ústní zkouška, Písemná zkouška

Hodnocení osvojených znalostí a orientace v přednášené problematice předmětu bude tvořeno: 50 % průběžné písemné testy po končení výuky částí: - úvod do problematiky, pojmy,definice, přehled environmentálně významných látek - biogeochemické cykly - osud látek v životním prostředí (transport, transformace, chemodynamika) - chemie složek životního prostředí(ovzduší, voda, půda, biota) 10 % seminární práce 40 % závěrečná písemná zkouška, opakované pokusy ústní
Doporučená literatura
  • Anděl Petr. Ekotoxikologe, bioindikace a biomonitoring.
  • Blažej Anton. Chemické aspekty životního prostředí.
  • Manahan. Fundamentals of environmental chemistry.
  • Pitter. Hydrochemie.


Studijní plány, ve kterých se předmět nachází
Fakulta Studijní plán (Verze) Kategorie studijního oboru/specializace Doporučený ročník Doporučený semestr
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Ochrana životního prostředí (2013) Kategorie: Ekologie a ochrana životního prostředí 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Ochrana životního prostředí (2015) Kategorie: Ekologie a ochrana životního prostředí 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Ochrana životního prostředí (2014) Kategorie: Ekologie a ochrana životního prostředí 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní
Fakulta: Fakulta chemicko-technologická Studijní plán (Verze): Ochrana životního prostředí (2016) Kategorie: Ekologie a ochrana životního prostředí 2 Doporučený ročník:2, Doporučený semestr: Letní