Современные методы анализа вещества в Науке о Земле

Место дисциплины в структуре ООП: дисциплина разработана для магистрантов, обучающихся по направлению 050100.68 «Педагогическое образование» (магистерская программа «Эколого-геологическое образование») и относится к обязательным дисциплинам вариативной части общенаучного цикла.

 

Трудоемкость и аттестация дисциплины:

 

Дисциплина / курс, семестр	Трудоемкость				Аудиторная нагрузка, часы			Форма итоговой аттестации / семестр
	Всего кредитов / из них на экзамен	Всего часов на теоретическое обучение	из них:		Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия
			Аудиторная нагрузка	Самостоятельная работа
Современные методы анализа вещества в Науке о земле, 2 семестр	3/0	108	24	84			24	Зачет, 2 семестр

Цель и ожидаемые результаты изучения дисциплины:студент должен обладать следующими компетенциями: 

Общекультурными:

-       Способностью использовать знание современных проблем науки и образования при решении образовательных и профессиональных задач (ОК-2);

-       Способностью к самостоятельному освоению новых методов исследования, к изменению научного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-3);

-       Способностью формировать ресурсно-информационные базы для решения профессиональных задач (ОК-4).

Профессиональными:

-       Способностью руководить исследовательской работой обучающихся (ПК-4);

-       Способностью анализировать результаты научных исследований и применять их при решении конкретных образовательных и исследовательских задач (ПК-5);

-       Готовностью использовать индивидуальные креативные способности для оригинального решения исследовательских задач (ПК-6);

-       Готовностью самостоятельно осуществлять научное исследование с использованием современных методов науки (ПК-7);

-       Готовностью к систематизации, обобщению и распространению методического опыта (отечественного и зарубежного в профессиональной области) (ПК-9);

-       Готовностью проектировать новое учебное содержание, технологии и конкретные методики обучения (ПК-16).

 

Для достижения поставленной цели необходимо, чтобы студенты:

Знали:

-       сущность современных методов анализа вещества, необходимое для дальнейшего изучения различных областей знания наук о Земле;

-       применение методов современных методов анализа вещества;

Умели:

-       применять умения и навыки экспериментальной работы;

-       использовать возможности информационных технологий и баз данных по минеральному, химическому и изотопному составам различных соединений для повышения эффективности профессиональной деятельности;

-       уметь использовать полученные знания в профессиональной деятельности;

-       уметь организовать деятельность, направленную на понимание логики построения научного исследования.

Владели:

-       Основными современными методами анализа вещества в науке о Земле;

-       Методами пробоподготовки образцов для разных видов геохимического анализа;

-       Методами математико-статистической обработки полученных результатов.

 

Содержание дисциплины с указанием разделов (тем) и часов по видам занятий, а также часов самостоятельной работы:

 

№ п/п	Темы дисциплины с кратким содержанием	Виды занятий, часы			Самостоятельная работа, часы	Всего часов
		лекции	практические	лабораторные
1.	Современные методы исследования химического состава вещества. Методы количественного химического анализа. Количественный химический анализ объектов окружающей среды  для определения концентраций загрязняющих веществ. Методы спектрального анализа: рентгено-спектральный флуоресцентный анализ, микрозондовый анализ – электронная микроскопия , ICP- метод. Определение содержания углерода и серы в образцах окружающей среды и нефтепродуктах.			7	20	27
2.	Современные методы и средства жидкосцинтилляционной спектрометрии в изотопных исследованиях. Физические основы ЖС методов спектрометрии. Перспективные методы и приборы для жидкосцинтилляционной спектрометрии. Пробоотбор и изготовление счётных образцов для стационарных измерений. Ультра-низкофоновый жидкосцинтилляционный спектрометр (счетчик) quantulus. Методика определения минимальной измеряемой активности, определение активности образца с коррекцией на гашение.			7	20	27
3.	Применение современных минералогических методов исследованияМетоды оптической микроскопии. Рентгенографический анализ - идентификация и количественная оценка фаз, размер кристаллитов которых не менее 0,02 мкм; изучение кристаллической структуры реальных минералов. Применение для оценки сохранности архитектурных памятников, определения глинистых минералов в почвах.			7	20	27
3.	Методы математико-статистической обработки результатов геохимических исследований			3	24	27
	Итого:			24	84	108

 

Содержание самостоятельной работы студентов по темам дисциплины

Содержание инвариантной самостоятельной работы студентов

№ п/п	Темы дисциплины	Содержание самостоятельной работы студентов	Кол-во часов
1.	Современные методы исследования химического состава вещества.	Написание отчета по проведенным исследованиям	10
2.	Современные методы и средства жидкосцинтилляционной спектрометрии в изотопных исследованиях.	Написание отчета по проведенным исследованиям	10
3.	Применение современных минералогических методов исследования	Написание отчета по проведенным исследованиям	10
4	Методы математико-статистической обработки результатов геохимических исследований	Корреляционный, факторный и кластерный анализ заданного блока геохимических данных.	10
	Итого:		40

 

Содержание вариативной самостоятельной работы студентов

№ п/п	Темы дисциплины	Содержание самостоятельной работы студентов	Кол-во часов
1.	Современные методы исследования химического состава вещества.	Применение методов для решения задач диссертационного исследования магистранта	10
2	Современные методы и средства жидкосцинтилляционной спектрометрии в изотопных исследованиях	Применение методов для решения задач диссертационного исследования магистранта	10
3.	Применение современных минералогических методов исследования	Применение методов для решения задач диссертационного исследования магистранта	10
4.	Методы математико-статистической обработки результатов геохимических исследований	Применение методов математической статистики для обработки результатов, полученных при самостоятельной работе по темам №1,2,3	14
	Итого:		44

 

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) Основная литература:

1. Кулькова М.А. 2011. Радиоуглерод (14С) в окружающей среде и метод радиоуглеродного датирования/ Методическое пособие. РГПУ им. А.И. Герцена.
2. Кулькова М.А. Методы прикладных палеоландшафтных геохимических исследований: Учебное пособие для геоэкологических, геохимических специальностей вузов. – СПб.: Издательство РГПУ им. А.И. Герцена, 2012 – 120 с.
3. Вартанов А.З., Рубан А.Д., Шкуратник В.Л МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ. УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ / Москва: Изд-во «Горная книга» , 2009г, ISBN: 978-5-98672-188-0 http://www.iprbookshop.ru/metodyi-i-priboryi-kontrolya-okruzhayushhej-sredyi-i-ekologicheskij-monitoring.html

б) Дополнительная

1. 1.     Вагнер Г.А. Научные методы датирования в геологии, археологии и истории. Техносфера. 2006. С.576
2. 2.     Батти Х., Принг А. Минералогия для студентов. Изд.Мир, 2001. С.420
3. 3.     Бадун Г.А., Чернышова М.Г., Позднякова В.Ю., Федосеев В.М.// Радиохимия.2005.С.536
4. 4.     Спектрометрические методы анализа в геохимии. Сб. научн, трудов ин-т геохимии и геофизики СО АН СССР. Новосибирск, 1980. 125 с.
5. 5.     Лосева А.Ф., Усачева В.И., Лосева Т.А. и др. Количественный спектральный анализ природных объектов.Ростов-на-Дону: РГУ, 1989. 118с.
6. 6.     Беловодский В.Ф., Гаевой В.К., Гришмановский В.И. Тритий. М.1985
7. 7.     Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов углерода. М., "Наука". 1981.
8. 8.     Верховский А.Б., Шуколюков Ю.А. Элементное и изотопное фракционирование благородных газов в природе. М., "Наука". 1991.
9. 9.     Нахмансон, М.С. Диагностика состава материалов рентгенодифракционными и спектральными методами / М.С. Нахмансон, В.Г. Фекличева. – Л. : Машиностроение, 1990. – 357 с.
10. 10.  Арсланов Х.А. Радиоуглерод: геохимия и геохронология. Л., ЛГУ. 1987
11. 11.  Старик И.Е. Ядерная геохронология. М.-Л., "АН СССР". 1961.
12. 12.  Гинье А. Рентгенография кристаллов, гл. 1. М., ИЛ, 1961.
13. 13.  Ewing H.A., Nater E.A. 2003.Use of scanning electron microscopy to investigate records of soil weathering preserved in lake sediment.The Holocene13(1): 51-61.
14. 14.  Stable Isotopes. Natural and Anthropogenic Sulphur in the Environment. (eds. Krouse H.R., Grinenko V.A.) 1990. SCOPE Publ. by John Wiley and Sons Ltd. 425 p.
15. 15.  Tatsumoto M., Unruh D.M., Patchett P.J. U-Pb and Lu-Hf systematics of Antarctic meteorites. // Proc. 6th Symp. Antarctic Meteorites. Natl. Inst. Polar Res. Tokyo. 1981. P.237-249.

 

Материально-техническоеобеспечение дисциплины:

Учебно-исследовательская лаборатория Геохимии окружающей среды им. А.Е. Ферсмана.

 

Примерный перечень вопросов к экзамену по дисциплине

1. Аналитические методы исследования в геоэкологии.
2. Методы определения химического состава вещества. Качественный и количественный анализы.
3. Физические основы и применение методов спектрального анализа.
4. Методики отбора различных типов образцов для целей экологического мониторинга.
5. Неразрушающие методы исследования состояния архитектурных памятников, артефактов.
6. Основы жидкосцинтилляционной спектроскопии.
7. Методы получения спектров изотопов трития, углерода, 210Pb, 208 Pu., радона, радия.
8. Пробоподготовка образцов к анализу на содержание трития, радиоуглерда для целей экологического мониторинга.
9. Определение активности радиоуглерода и трития в различных типах образцах окружающей среды.
10. Нормативы по радиационным параметрам сбросов и выбросов АЭС в окружающую среду.
11. Радиационная безопасность при обращении с тритием и радиоуглеродом и их соединениями.
12. Методы абсолютного определения возраста.
13. Принципы радиоуглеродного метода датирования.
14. Методы химической пробоподготовки различных типов органогенных образцов для радиоуглеродного датирования.
15. Фракционирование стабильных изотопов углерода в объектах окружающей среды и методы определения.
16. Ультра-низкофоновый жидкосцинтилляционный спектрометр (счетчик) quantulus.
17. Калий-аргоновый метод определения возраста.
18. Дендрохронологический метод определения возраста.
19. Минералогические методы исследования для решения геоэкологических задач.
20. Методы оптической микроскопии.
21. Рентгенографические методы.
22. Методы определения микронеоднородностей и микростроения минеральных и техногенных фаз в веществе.

 

Критерии оценки на зачете по дисциплине

-       Оценки«зачтено»заслуживает студент, обнаруживший всестороннее, систематическое и глубокое знание учебно-программного материала, умение свободно выполнять задания, предусмотренные программой, усвоивший основную и знакомый с дополнительной литературой, рекомендованной программой, показавшим систематический характер знаний по дисциплине и способным к их самостоятельному пополнению и обновлению в ходе дальнейшей учебной работы и профессиональной деятельности.

-       Оценка«не зачетено»выставляется студенту, обнаружившему пробелы в знаниях основного учебно-программного материала, допустившему принципиальные ошибки в выполнении предусмотренных программой заданий. «Не зачтено» ставится студентам, которые не могут продолжить обучение или приступить к профессиональной деятельности по окончании вуза без дополнительных занятий по соответствующей дисциплине.

 

Разработчик:

доцент кафедры геологии и геоэкологии

РГПУ им. А.И. Герцена, к.г.-м.н.                                      Кулькова М.А.