Geochemia środowiska przyrodniczego 1300-OGSP2LCW
Wykład (WYK) Semestr letni 2024/25

Cel:

Zrozumienie podstawowych procesów i mechanizmów rządzących w naturalnym środowisku przyrodniczym rozkładem, obiegiem, uruchomieniem i retencją pierwiastków, tworzeniem i rozpadem naturalnych związków chemicznych - ze szczególnym uwzględnieniem obszaru skorupy ziemskiej i strefy hipergenicznej. Nauczenie postrzegania środowiska przyrodniczego – w skali całej planety, a przede wszystkim geosfer bezpośrednio dostępnych dla człowieka – poprzez pryzmat procesów i zjawisk geochemicznych.

Efekty:

Student poprzez zaznajomienie się z procesami powstawania pierwotnych i wtórnych związków chemicznych litosfery (przede wszystkich główne minerały skałotwórcze) oraz poznanie szczegółowej charakterystyki geochemicznej wybranych pierwiastków rozumie i potrafi przewidzieć zachowanie się i drogi migracji pierwiastków chemicznych w określonym fragmencie środowiska przyrodniczego. W szczególności dotyczy to pierwiastków toksycznych lub stanowiących w pewnych warunkach zagrożenie dla zdrowia człowieka. Zna i rozumie mechanizmy powstawania na obszarze Polski anomalii geochemicznych pochodzenia naturalnego i antropogenicznego, a w konsekwencji może podjąć próbę oceny wpływu oraz zmiany charakterystyki geochemicznej danego fragmentu środowiska przyrodniczego wskutek prowadzonej na jego obszarze działalności gospodarczej. Umie przewidzieć konsekwencje dla charakterystyki geochemicznej danego obszaru wynikające ze zmian jego parametrów fizyko-chemicznych. Jest zaznajomiony i świadomy zagrożeń płynących ze strony substancji pochodzenia naturalnego (np. azbesty, pyły krzemionkowe i inne pyły mineralne, vog,, etc.)

Efekty uczenia dla kierunku Geologia stosowana:

Efekty uczenia w obszarze wiedzy:

K_W01 - dostrzega wielorakie związki między składowymi środowiska przyrodniczego

K_W02 - w zaawansowanym stopniu zna problemy i metody badawcze z dziedziny nauk przyrodniczych

K_W03 - w zaawansowanym stopniu zna instrumentalne metody analityczne stosowane w badaniach skał, minerałów i substancji pochodzenia organicznego, chemizmu i dynamiki wód i innych elementów środowiska przyrodniczego

K_W09 - przewiduje skutki ingerencji człowieka w środowisko przyrodnicze (gruntowo-wodne, skał i złóż, gospodarki odpadami, zagrożeń dla środowiska, rekultywacji i rewitalizacji obszarów zdegradowanych)

K_W12 - zna modele opisujące środowisko geologiczne

K_W14 - w zaawansowanym stopniu zna zasady korzystania z zasobów naturalnych (złóż surowców mineralnych, wody, powietrza, biologicznych, itp.)

K_W19 - zna zasady bezpieczeństwa w pracy laboratoryjnej i terenowej

Efekty uczenia w obszarze umiejętności:

K_U01 - wykonuje i opisuje proste zadanie badawcze indywidualnie i zespołowo

K_U06 - wykorzystuje modele środowiskowe do interpretacji zmian zachodzących w przyrodzie ożywionej i nieożywionej

K_U08 - identyfikuje słabe i mocne strony standardowych działań podejmowanych dla rozwiązania problemów inżynierskich i środowiskowych

Efekty uczenia w obszarze kompetencji społecznych:

K_K02 - docenia rolę edukacji praktycznej, ekologicznej i zdrowotnej

K_K10 - rozwija świadomość ekologiczną u siebie i w otoczeniu i respektuje zasady bezpieczeństwa ekologicznego

K_K12 - dba o rzetelność i wiarygodność swojej pracy

Zaliczenie odbywa się na podstawie dwóch elementów:

1) pracy zaliczeniowej wykonanej samodzielnie lub w zespołach 2-osobowych obejmującej materiał przerabiany na ćwiczeniach - 33% oceny;

2) testu końcowego (przeprowadzany stacjonarnie za pośrednictwem platformy cyfrowej Kampus) zawierającego pytania otwarte, pytania do uzupełnienia i pytania wielokronego wyboru, czas pisania 45 minut - 67% oceny.

Warunkiem zaliczenia z oceną pozytywną jest uzyskanie minimum 50% wartości punktowej testu oraz minimum 50% oceny ogólnej łączącej w sobie oba oceniane elementy stosownie do ich wagi.

CZĘŚĆ I

geochemia jako gałąź nauk o Ziemi,

elementy kosmochemii:

a)powstanie pierwiastków: gorąca fuzja, procesy termojądrowe zachodzące w gwiazdach, wychwyt neutronów

b)meteoryty - źródło informacji o powstaniu Ziemi i składzie chemicznym planety.

powstanie Ziemi, przepływ energii na Ziemi i jego dynamika, układ okresowy pierwiastków, klasyfikacja geochemiczna pierwiastków wg Goldschmidta i jej modyfikacje, kategorie i sposoby występowania pierwiastków, pojęcie diadochii, rozproszenie izomorficzne i geochemiczne, częstość atomowa w Układzie Słonecznym i w geosferach Ziemi, skład chemiczny geosfer i porównanie składu pomiędzy geosferami.

CZĘŚĆ II

utlenienie pierwiastków, potencjał utleniająco-redukcyjny (red-ox), typowe związki chemiczne biosfery,

związki chemiczne atmosfery, biosfery i litosfery:

a)minerały, ich własności fizyczne

b)minerały pierwotne i wtórne

c)zachowanie Al2O3 i SiO2 w różnych środowiskach geochemicznych d)minerały ilaste i ich znaczenie w środowisku przyrodniczym.

procesy wietrzenia:

a)rodzaje wietrzenia i towarzyszące im procesy

b)mechanizmy wietrzenia chemicznego głównych minerałów skałotwórczych (skalenie, łyszczyki, krzemiany Fe i Mg)

c)produkty wietrzenia, ich skład chemiczny, transport i sedymentacja.

CZĘŚĆ III

zużycie pierwiastków - zarys historyczny i cywilizacyjny, zasoby i ekstrakcja pierwiastków, pierwiastki toksyczne i drogi zanieczyszczeń środowiska przyrodniczego,

charakterystyka geochemiczna wybranych pierwiastków (arsen, miedź, nikiel, beryl, tal, ołów, cynk, kadm, chrom, kobalt, fluor, glin, fosfor) wg następującego schematu:

a)występowanie (środowisko geologiczne, główne minerały pierwiastka) b)formy chemiczne występowania pierwiastka w środowisku naturalnym (strefa hipergeniczna)

c)mobilność i retencja pierwiastka w środowisku przyrodniczym (gleby, osady wodne i wody powierzchniowe, etc.)

d)główne zastosowania pierwiastka

e)znaczenie pierwiastka w procesach życiowych roślin i zwierząt f)toksyczność i szkodliwy wpływ pierwiastka na organizmy żywe g)naturalne i antropogeniczne anomalie pierwiastka w Polsce (gleby, osady wodne i wody powierzchniowe) i przyczyny ich powstania.

prospekcja geochemiczna:

a) pojęcie anomalii, aureoli geochemicznej i mineralogicznej

b) anomalie pierwotne i wtórne

c) metody biogeochemiczne i geobotaniczne.

azbesty i inne zagrożenia pochodzenia naturalnego (geohazards).

Wykład multimedialny z częścią pokazową (prezentacja skał i minerałów związanych z tematyką części II i III wykładu).