Помимо указанных ниже дисциплин в учебный план входят поточные дисциплины направления подготовки 06.03.02 «Почвоведение». Общие характеристики образовательных программ, трудоемкость дисциплин в зачетных единицах и календарные графики обучения опубликованы в специальном разделе.
ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ПОЧВ И ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА
Рассматриваются понятия о климате и погоде, внешние и климатообразующие факторы. Анализируется состояние глобальной климатической системы как функции климатообразующих процессов в различной географической обстановке. Кратко освещаются основные этапы формирования оболочек Земли (лито, гидро, атмо, био, педосфер) и их влияние на содержание СО2 и других парниковых газов в атмосфере Земли и формирование климата. Рассматривается климат различных геологических эпох и предполагаемые изменения климата в 21 веке. Оцениваются основные компоненты цикла углерода в оболочках земли, роль органического вещества почв и углекислотного выветривания в глобальном цикле углерода. Рассматриваются механизмы положительной и отрицательной обратной связи между концентрацией парниковых газов, температурой Земли и основными пулами углерода в оболочках Земли. Анализируются основные процессы формирования пула органических соединений почвы, факторы, определяющие соотношение пулов органических соединений с различной степенью устойчивости к микробному разложению, механизмы стабилизации органического вещества в почвах. Оцениваются вероятные изменения содержания гумуса в почвах при различных климатических сценариях, возможности и ограничения секвестрации углерода почвенным почвами.
ГЛИНИСТЫЕ МИНЕРАЛЫ В ПОЧВАХ
В курсе рассмотрены строение кристаллических решеток, свойства и проблемы происхождения наиболее широко распространенных в почвах глинистых минералов, методы их изучения и изменение в ходе почвообразования. Детально анализируются сорбционные свойства глинистых минералов с точки зрения поведения в почвах некоторых элементов питания растений и ряда загрязняющих химических соединений. Обсуждаются основные методы, используемые в целях диагностики глинистых минералов в составе тонкодисперсных почвенных фракций – рентгеновский фазовый анализ, термические методы и некоторые химические методы. Рассмотрены процессы образования, трансформационных изменений, разрушения и перемещения глинистых минералов в почвах, механизмы и диагностические критерии этих процессов. Описаны закономерности профильного распределения основных групп глинистых минералов в почвах зонального ряда и в некоторых интразональных почвах, имеющих широкое распространение на территории России. Анализируется изменение содержания и состава глинистых минералов под влиянием различных антропогенных воздействий. Приведены примеры использования термодинамического подхода к оценке устойчивости глинистых минералов при известном составе почвенного раствора.
СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
B курсе рассматриваются природа copбциoнныx центров на поверхности органических и минеральных компонентов твердой фазы почв, строение поверхности раздела твердая фаза почвы ↔ почвенный раствор, механизмы поглощения почвами различных соединений, в том числе соединений элементов питания и загрязняющих веществ; дается вывод математических уравнений, используемых при описании процессов aдcopбции и катионного o6мeнa.
ХИМИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
Данный спецкурс дает представление о гумусном состоянии почв и закономерностях его формирования в различных природных зонах, о составе и строении гуминовых кислот. Студенты знакомятся с методами определения содержания различных групп и фракций Сорг. в почвах, их модификациями, применимостью для различных почв, определением коэффициентов экстинкции гуминовой кислоты, с ИК-спектроскопией гуминовых кислот, KBr-техникой, потенциометрическим титрованием гуминовых кислот, фракционированием металл-гумусовых комплексов на ионообменной матрице, определением молекулярных масс гуминовых кислот методом гель-фильтрации.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ПОЧВАХ
Курс направлен на изучение окислительно-восстановительных процессов в почвах. В курсе дается определение окислительно-восстановительного потенциала и обсуждаются основные потенциал-определяющие системы в почвах. Дается комплексная оценка окислительно-восстановительного состояния почв. Подробно рассматривается участие окислительно-восстановительных реакций в разрушении и трансформации глинистых минералов. Излагаются принципы регулирования окислительно-восстановительного режима почв.
ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
Цель дисциплины - подробное изучение процессов, происходящих при загрязнении экосистем неорганическими загрязняющими веществами; ознакомление с методами химического анализа, обработки и интерпретации их результатов для всесторонней оценки влияния техногенного загрязнения на экосистемы. Задачи дисциплины - изучение современных представлений о процессах и химических реакциях, происходящих в экосистемах с участием неорганических загрязняющих веществ; Изучение современных методов определения неорганических загрязняющих веществ в объектах окружающей среды, включая методы их выделения из анализируемых объектов и инструментальные методы измерения; Изучение принципов, методов и критериев оценки загрязнения экосистем неорганическими загрязняющими веществами.
ДИСЦИПЛИНЫ ПО ВЫБОРУ
ОРГАНИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА В ЭКОСИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗОН И УРБОЭКОСИСТЕМАХ
Дисциплина дает представление о техногенных источниках и объемах поступления, особенностях токсического действия, распределения и трансформации различных классов органических загрязняющих веществ в пределах экосистем промышленных зон и городов; знакомит с исследовательской методологией в области мониторинга различных групп органических загрязняющих веществ; формирует способность применять и разрабатывать новые инновационные технологии на основе приобретенных навыков и компетенций в сфере анализа поступления, накопления и трансформации органических веществ техногенного происхождения в антропогенноизмененных экосистемах.
РАСЧЕТ КРИТИЧЕСКИХ НАГРУЗОК ПОЛЛЮТАНТОВ НА ЭКОСИСТЕМЫ
В курсе излагается концепция расчета критических нагрузок поллютантов на экосистемы, обсуждаются реакции и процессы с участием соединений серы и азота в тропосфере, почвах и пресноводных водоемах, рассматриваются эффекты воздействия этих соединений на компоненты экосистем и методологические подходы к расчету критических нагрузок соединений серы и азота в отношении эффектов подкисления и эвтрофикации на наземные и пресноводные экосистемы. Дается представление о принципах расчетов критических нагрузок при загрязнении почвы тяжелыми металлами. Обсуждаются вопросы ограничения использования концепции критических нагрузок с использованием модели SMB и необходимости проведения динамического моделирования.
ФАКТОРЫ УЯЗВИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ ЭКОСИСТЕМ К ВОЗДЕЙСТВИЮ КИСЛОТНЫХ И ЩЕЛОЧНЫХ РЕАГЕНТОВ
Рассматриваются естественные и антропогенные факторы подкисления почв, проблемы почвенной кислотности, понятие кислотно-основной буферности почв, общие сведения о химии, педохимии и геохимии алюминия, основные группы соединений алюминия в твердой фазе почв и в почвенном растворе. Рассматриваются вопросы формирования щелочности в почвах и водных экосистемах. Обсуждаются основные механизмы негативного влияния кислотных и щелочных реагентов на почвы, растительность и другие компоненты экосистем.
ОСАДКИ СТОЧНЫХ ВОД: СОСТАВ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ
Курс знакомит бакалавров с понятиями осадки сточных вод, их свойствами, методами использования в сельском и городском хозяйствах, возможные методы утилизации, нормативными документами о качестве осадков сточных вод и их безопасности.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ
Данный курс знакомит бакалавров с понятиями мониторинга почв, а также экологического мониторинга почв. На курсе бакалавры обучаются основным задачам мониторинга, учатся выбирать показатели для мониторинга в соответствии с нормативными документами, учатся планировать экологический мониторинг почв. Цель дисциплины: освоение студентами теории и методологии экологического мониторинга почв, овладение методологией и методами процедуры проведения экологического мониторинга почв, подготовка студентов к умению разрабатывать стратегию почвенного экологического мониторинга, овладевать методами его выполнения, приобретать практические навыки и компетенции в сфере экологии. Задачи дисциплины: 1) формирование способности обосновывать и выбирать информативные показатели контролируемых свойств почв, критерии оценки состояния почв; 2) формирование способности обосновывать и выбирать методы анализа и оценки экологического состояния загрязненных почв; 3) формирование способности анализировать полученные при проведении почвенного мониторинга результаты, 4) формирование способности понимать, излагать и критически анализировать базовую информацию при анализе экологического состояния контролируемых почв, прогнозировать изменение экологического состояния почв.
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. ЧАСТЬ 1.
Дисциплина знакомит студентов с теоретическими основами оценки химического состояния природных объектов (почв, вод, растительности, донных отложений) – их состава (валового, вещественного, группового), свойств (катионообменных, кислотноосновных) и почвенных процессов. Задачи курса: научить студента выбору показателей химического состояния объектов окружающей среды, необходимых для решения научных и производственных проблем; выбору методов их определения; принципам интерпретации уровней показателей и практическим навыкам химического анализа природных объектов с использованием современных методов измерения.
СПЕКТРАЛЬНАЯ ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПОЧВ
Рассмотрены теоретические основы теории цветности органических и неорганических соединений, терминологический аппарат, используемый в молекулярной спектрометрии видимого диапазона, количественные показатели спектров. Обсуждаются понятия спектральной отражательной способности и цвета почв, показатели, используемые для их выражения и оценки, характеристики и способы измерений. Дается анализ различных колориметрических систем, методов и приборов для измерений спектров отражения и цвета почв, особенностей их использования применительно к почвам. Обсуждены вопросы влияния источника освещения, способы перехода от спектров отражения к цветовым показателям, измеренным в разных цветовых пространствах. Рассмотрена система представлений о природе цветности почв, количественных закономерностях отражения света почвами в зависимости от их вещественного состава и физического состояния. Анализируются особенности формирования спектральной отражательной способности почв разных генетических типов. Рассматриваются примеры и возможности использования показателей отражения и цвета почв при диагностике и классификации почв, дистанционном мониторинге.
ХИМИЯ ПЕСТИЦИДОВ В ПОЧВАХ
Рассматриваются история пестицидов, терминология, назначение, регламенты применения, виды препаративных форм, способы использования, виды классификации пестицидов. Показаны связи химического строения и свойств пестицидов, механизмы действия гербицидов, инсектицидов, фунгицидов, регуляторов роста. Анализируются пути поступления пестицидов в почвы, механизмы трансформации, миграции, разложения, влияющие факторы. Перечисляются способы изучения процессов сорбции, миграции, скорости деструкции в лабораторных и полевых условиях, используемые показатели, методология испытаний. Проводится разбор методов моделирования поведения пестицидов в почвах и водных объектах. Рассматриваются основные эмпирические и физические обоснованные модели, алгоритмы, входные и выходные данные, пошаговый подход к прогнозированию остаточных концентраций. Рассматриваются основные показатели экотоксичности пестицидов в отношении нецелевых организмов. Обсуждаются понятия экологического риска и экологической опасности, их критерии, индикаторы и индексы опасности, классификации и расчет (прогноз) показателей опасности и риска. Разбирается процедура и порядок регистрации препаратов пестицидов в РФ, законодательные основы регулирования обращения пестицидов в России и мире.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ И МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИНИСТЫХ МИНЕРАЛОВ ДЛЯ РЕМЕДИАЦИИ ПРИРОДНЫХ СРЕД
В курсе даются основы кристаллографии глинистых минералов, обсуждаются вопросы о сорбционных свойствах отдельных групп глинистых минералов и их роль и в защите окружающей среды. Рассматриваются методы изучения глинистых минералов и способы модификации глин и глинистых минералов в целях повышения их химической активности. Подробно обсуждаются возможности использования природных и модифицированных глинистых наноматериалов для очистки природных сред от тяжелых металлов, органических поллютантов и радионуклидов.
ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЕЙ СРЕДЫ. ЧАСТЬ 2.
Специфика контроля качества различных природных сред. Принципы деятельности аккредитованных аналитических лабораторий. Основы химической метрологии. Контроль качества анализов. Методы и способы оценки качества почв, грунтов, торфов и воды. Методы контроля качества окружающей среды, связанного с загрязнением органическими веществами.
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВ В РОССИИ
Данный курс знакомит бакалавров с понятиями антропогенной деградации, экологической безопасности, типологии производств РФ. Курс позволит понимать какие производства несут какую антропогенную нагрузку и каким образом возможно ее снижение. Цель дисциплины: овладение системой знаний о формировании экологической обстановки в зоне воздействия производств различного профиля, действующих в различных условиях их функционирования (природных, народно-хозяйственных, региональных) и о методах обеспечения экологической безопасности этих производств. Задачи дисциплины -формирование у учащихся способности - обосновывать и выбирать информативные экологические показатели функционирования производств разных технологических отраслей (топливной энергетики, черной и цветной металлургии, машиностроения, химической промышленности и других) со специфическими видами вредного влияния их на окружающую среду, - выявлять влияние специфических региональных особенностей этих производств (природных, народно-хозяйственных, технологических условий) на экологическое состояние окружающей среды, - вырабатывать меры снижения негативного влияния производственной деятельности человека на окружающую среду, - прогнозировать изменение экологического состояния природных сред.
НОРМИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И КАЧЕСТВА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Дисциплина дает представления о принципах устойчивости природных систем к антропогенным воздействиям, теоретических и методических подходах и концепциях к разработке систем экологических нормативов, механизмов экономической регламентации природопользования; предполагает знакомство с исследовательской методологией при проведении научных оценок допустимого воздействия на природные системы и природных емкостей территорий; формирует способность применять и разрабатывать новые инновационные технологии на основе приобретенных навыков и компетенций в сфере экологического нормирования.
ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ
Рассматриваются роль нефти в современной цивилизации и масштабы загрязнения окружающей среды нефтью и нефтепродуктами. Дается представление об основных блоках технологического процесса добычи нефти, элементах инфраструктуры нефтепромысла, основных факторах негативного влияния нефтедобычи на природную среду, составе нефтей, методах экстракции нефтепродуктов из почв и количественного определения массовой доли нефтепродуктов в почвах, водах и атмосферном воздухе. Анализируются основные механизмы влияния нефти и ее компонентов на морфологические, физические, химические свойства почв и почвенную биоту, на донные отложения и гидробионтов. Оценивается влияние минерализованных пластовых вод на почвы (техногенный галогенез), рассматриваются закономерности миграции и сорбции углеводородов в почвах и ландшафтах, рассматриваются принципы экологического нормирования качества почв и водных объектов, существующие нормативные документы в области оценки качества почв и водных объектов, принципы разработки нормативов допустимого остаточного содержания нефти в почвах и донных отложениях, современные технологии рекультивации нефтезагрязненных земель и водных объектов.
РОЛЬ ЭЛЕМЕНТОВ С ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТЬЮ В ТРАНСФОРМАЦИИ ПОЛЮТАНТОВ
В курсе излагаются основные понятия теории окислительно-восстановительных процессов, их протекании в различных природных средах. Подробно излагаются современные способы ремедиации природных сред с использованием окислительновосстановительных реакций (ОВР). Обсуждаются приемы с использованием ОВР для очистки почв от тяжелых металлов, мышьяка, органических поллютантов с использованием Fe0 , перхлоратов, перекиси водорода, озона, перманганата калия и дитионита. Рассматривается концепция in situ реактивных зон и возможность использования проницаемых окислительно-восстановительных барьеров в технологиях ремедиации почв и грунтов.
БИОСФЕРНЫЕ ФУНКЦИИ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ
Данный курс знакомит студентов-бакалавров с функциями гуминовых веществ в биосфере. Рассказывает о возможностях использования различных гуминовых веществ в сельском хозяйстве, медицине, рекультивации загрязненных почв, торфов, грунтов, шламов. Описывает влияние на растения, возможности применения гуминовых веществ в качестве стимуляторов роста. Курс знакомит с многообразием источников органического сырья для получения гуминовых веществ и влиянием условий гумификации на химические свойства гуминовых веществ.
