Рабочая программа по дисциплине «Экологическая биотехнология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды в текстильной и легкой промышленности» Кафедра инженерной химии и промышленной экологии icon

Рабочая программа по дисциплине «Экологическая биотехнология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды в текстильной и легкой промышленности» Кафедра инженерной химии и промышленной экологии


Смотрите также:
Рабочая программа по дисциплине «Нормирование воздействия на окружающую среду» для специальности...
Рабочая программа по дисциплине «Надежность технических систем и техногенный риск» для...
Рабочая программа дисциплины «Промышленная экология» для специальности 330200 «Инженерная защита...
Рабочая программа дисциплина «Акваэкология» Специальность 280202 «Инженерная защита окружающей...
Рабочая программа дисциплина «Водопользование и акваэкология» Специальность 280202 «Инженерная...
Рабочая программа дисциплина «Введение в специальность» Специальность 280202 «Инженерная защита...
Программа для студентов 5 курса специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды»...
Рабочая программа Для студентов Vкурса по специальности 280202 инженерная защита...
Рабочая программа Для студентов Vкурса по специальности 280202 инженерная защита...
Программа междисциплинарного экзамена по специальности 330200 инженерная защита окружающей среды...
Рабочая программа и задание на контрольную работу №1 с методическими указаниями для студентов IV...
Методические указания по выполнению дипломной работы Специальность 280202...



Загрузка...
скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕХНОЛОГИИ И ДИЗАЙНА


УТВЕРЖДАЮ


Проректор по учебной работе

д.т.н., профессор

Ашнин Н.М.

«__28___» _декабря_2004г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА




по дисциплине «Экологическая биотехнология» для специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды в текстильной и легкой промышленности»

Кафедра инженерной химии и промышленной экологии


Очная форма обучения

Всего часов 85


Лекции 34

Практические занятия 34

Курс 5

Экзамен (семестр) 9

Зачет (семестр) 9

Курсовая работа –

Самостоятельная работа 17


Санкт-Петербург

2004


Рабочая парограмма сотавлена на основании материалов кафедры с учетом Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 280202 «Инженерная защита окружающей среды в текстильной и легкой промышленности».


Составитель д.т.н., проф. Шамолина И. И.


Рабочая программа обсуждена и утверждена на заседании кафедры инженерной химии и промышленной экологии 3 сентября 2004 г.


Зав. кафедры, профессор Панов В.П.


Декан ХТФ, профессор Новоселов Н. П.


Виза методического отдела

1. Цели и задачи дисциплины. Ее место в учебном процессе


Отрасли промышленности, связанные с получением и переработкой сырья для производства волокон, кожи, меха, текстильная и легкая промышленность характеризуются образованием большого количества различных видов загрязнителей окружающей среды, среди которых имеются и биологические. Производимые изделия после их использования постоянно пополняют группу отходов потребления. Успешное решение проблем защиты окружающей среды возможно лишь при условии привлечения всех современных достижений наукоемких отраслей материального производства, в том числе и биотехнологии. Благодаря интенсивному развитию биотехнологии в промышленности достигнуты важные результаты по предупреждению поступления загрязнений в окружающую среду и очистке биосферы от ксенобиотиков; производству новых безопасных биоразлагаемых материалов и веществ; разработке эффективных средств контроля загрязнения различных объектов окружающей среды. Все это приводит к необходимости овладения студентами знаниями экологической биотехнологии, занимающейся решением задач охраны окружающей среды и рационального природопользования путем промышленного применения биологических агентов и биологических процессов.

Цель изучения дисциплины дать студентам знания научных и практических основ экологической биотехнологии для развития инженерной защиты окружающей среды в текстильной и легкой промышленности.


1.2. Задачи изучения дисциплины


В результате изучения дисциплины специалист в области инженерной защиты окружающей среды должен иметь представление: о перспективах развития техники и технологии рационального природопользования и защиты окружающей среды с использованием биологических систем;

Должен знать:

– биотехнологические методы и средства защиты окружающей среды;

– биотехнологические способы ограничения антропогенного воздействия на окружающую среду и способы ее оздоровления биотехнологическими методами;

– биотехнологические методы контроля окружающей среды.


2. Содержание дисциплины «Экологическая биотехнология»


Раздел 1 Экологические аспекты биотехнологии


Тема 1.1. Введение в дисциплину 2 ч


Роль биотехнологии в защите и оздоровлении биосферы. Предмет экологической биотехнологии, ее цели и задачи. Биотехнологические методы и средства защиты окружающей среды.

Биологические агенты и процессы экологической биотехнологии. Ферментные технологии. Использование и развитие экологической биотехнологии в текстильной и легкой промышленности.


Тема 1.2. Главные биологические агенты экологической биотехнологии


1.2.1. Микроорганизмы 1ч


Экология микроорганизмов. Роль микроорганизмов в жизни биосферы и отдельных экосистем. Микробные биоценозы. Роль микроорганизмов в превращении и круговороте веществ. Переработка отходов деятельности человека естественным путем при участии микроорганизмов. Механизмы адаптации микроорганизмов к условиям внешней среды и промышленным загрязнителям. Микробиологическое преобразование ксенобиотиков, антропогенных примесей в почве и воде. Рекомбинантные штаммы микроорганизмов-биодеструкторов

Тема 1.3. Направления использования микроорганизмов для защиты окружающей среде 2 ч


Минерализция загрязнителей с помощью микроорганизмов до простых солей, газов и воды. Деградация и детоксикация загрязнителей путем биотрансформации. Микробиологическая конверсия загрязнителей в полезные продукты. Микробиологический синтез биоразлагаемых полимеров и текстильно вспомогательных веществ. Микробиологическое производство биологически активных веществ путем использования твердых и жидких отходов.


Тема 1.4. Ферменты 2 ч


Основные источники ферментов для промышленного пользования. Оценка ферментов как промышленных биокатализаторов. Особенности ферментативных процессов. Основные направления использования ферментов в производстве волокон, кожи и меха, в химической технологии, бытовой химии.

Экологическая характеристика использования ферментов.

Иммунохимические реакции. Общие аспекты безвредности ферментов. Контроль над применением ферментов.


Тема 1.5. Растения. 1 ч


Функции растений в водоемах. Биотехнология обезвреживания сточных вод растениями. Водно-воздушные, свободноплавающие, погруженные растения. Культивирование растений в системах очистки воды. Основные типы биотехнологических сооружений с использованием водной растительности.

Тема 1.6. Основные виды загрязнителей 2 ч


Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), нефтепродукты, органические красители, растворители, химикаты, используемые в производстве волокон, кожи, меха и их способность к микробиологической деструкции. Биологические загрязнители.

Тема 1.7. Биоконверсия отходов производства натуральных волокон, кожи, меха 5ч


1.7.2. Отходы переработки натуральных волокон животного происхождения


Получение аминокислот, кормовых добавок, удобрений на основе кератина шерсти. Отходы натурального шелка и их биопереработка. Изготовление косметических товаров, медицинских изделий, лекарственных средств, пищевых добавок, био-ПАВ, носителей для иммобилизации ферментов и клеток.


1.7.3. Отходы кожевенного и мехового производства.

Получение и использование заводской ферментативной шерсти. Ферментные технологии получения растворимого коллагена из отходов переработки животного сырья для получения материалов технического и медицинского назначения. Переработка мехового лоскута.


Раздел 2.Защита гидросферы.


Тема 2.1 .Биологическая очистка промышленных сточных вод 2 ч


Сущность биохимических процессов очистки сточных вод, их особенности и преимущества. Системы очистки со взвешенными и неподвижными клетками микроорганизмов. Аэробный и анаэробный методы очистки. Метод адаптированных культур. Роль ферментов микроорганизмов в процессе очистки. Составы сточных вод, подвергаемых биологической очистке.

Тема 2.3.Аэробные процессы очистки сточных вод 1ч


Биоценоз активного ила и биопленки. Физико-химическая и химическая характеристика активного ила. Строение и свойства биопленки. Закономерности окисления органических веществ в аэробных условиях. Биоценоз очистных сооружений.


Тема 2.3. Анаэробные процессы очистки сточных вод 1 ч


Микробиологическая характеристика анаэробного ила. Метанобразующие бактерии. Биодеградация органических веществ в процессе метанового брожения. Фазы метанового брожения. Адаптация к токсинам.


Тема 2.4. Технологии очистки сточных вод от трудноразлагаемых соединений 2 ч


Специально адаптированные микроорганизмы для очистки сточных вод от органических соединений. Иммобилизованные микроорганизмы в процессах очистки воды. Физиология иммобилизованных микроорганизмов. Типы реакторов с иммобилизованными микроорганизмами. Полимерные насадки. Загрузки волокнистой структуры в качестве носителей специализированной микрофлоры в системах очистки воды.


Тема 2.5. Выделение металлов из растворов 1ч


Микробиологические способы извлечения металлов из растворов. Метилирование металлов микроорганизмами и перевод в летучую форму. Внеклеточное осаждение. Сорбция. Внутриклеточное накопление. Биосорбенты – клетки микроорганизмов, их компоненты и клеточные метаболиты. Металлы, извлекаемые из сточных вод с помощью микроорганизмов.


Тема 2.5. Осадки сточных вод 1 ч


Применение микроорганизмов в качестве флокулянтов. Оеззараживание и обезвреживание осадков сточных вод – химческое, радиационное, термическое, биотермическая обработка. Способы биохимической утилизации активного ила.


Тема 2.6. Обеззараживание воды 1 ч


Патогенные микроорганизмы сточных вод. Санитарно-показательные микроорганизмы. Дезинфектанты и окислители. Хлорирование и озонирование воды. Озонаторы. Обеззараживание воды электролизом, ультразвуком, УФ-лучами. Бактерицидные установки. Сорбенты для дезодорирования воды и удаления токсичных веществ.


Тема 2.8. Борьба с биообрастаниями 1ч


Биологические обрастания в промышленных системах водоснабжения и кондиционирования воздуха и их влияние на качество продукции, ход технологического процесса и на работающих. Состав биообрастаний. Методы борьбы с биообрастаниями. Биоциды и их свойства. Комбинированные методы борьбы с биообрастаниями.

Раздел 3. Защита атмосферы


Тема 3.1. Биологическая очистка воздуха 2 ч


Биологические источники загрязнения атмосферы. Составы газовых смесей, подверженных биологической очистке. Микробные культуры для разложения и детоксикации загрязнителей воздушной среды, их физиология и способы культивирования. Биореакторы для мокрой и сухой биоочистки воздуха. Очистка и дезодорация промышленных газов с помощью микроорганизмов.


Тема 3.2.Биотехнология получения эклогически чистого топлива 2 ч


Экологические характеристики биотоплива. Топливный этанол, водород, биогаз, ацетон, бутанол, изопропанол. Промышленное производство этанола. Микроорганизмы продуценты этанола. Утилизируемые субстраты. Образование водорода микроорганизмами. Биофотолиз воды. Промышленные сельско-хозяйственные и бытовые отходы – сырье для производства биогаза.


Раздел 4. Защита литосферы.


Тема 4.1. Переработка твердых отходов путем компостирования 2 ч

Аэробное и анаэробное компостирование. Параметры и выход продуктов компостирования. Присутствие и выживание патогенных микроорганизмов в компосте. Влияние компостов на микрофлору почвы.


Тема 4.2. Биохимическая переработка макулатуры и трепья 1 ч


Микробиологическое загрязнение отходов. Удаление печатной краски с бумаги с помощью ферментов.


Тема 4.3. Биологическая детоксикация и восстановление почв 2 ч


Естественная почвенная микрофлора и ее возможности в деградации отходов синтетического и природного происхождения. Детоксикация почвы от пестицидов и других химических загрязнителей. Биоремедиация почв. Биотехнологическое производство и использование биоудобрений, биологических стимуляторов роста растений, средств борьбы с болезнями и вредителями растений


Раздел 5 . Контроль за окружающей средой


Тема 5.1. Биологические методы контроля 2 ч


Требования, предъявляемые к биоиндикаторам. Живые организмы, выбираемые для определения уровня загрязнения окружающей среды, клеточные культуры для оценки токсичности и мутагенного потенциала сточных вод. Биотестирование и биоиндикация. Применение моноклональных антител. Иммуноферментный анализ.

2.1. Распределение времени по дисциплине «Экологическая биотехнология»


Форма обучения

Номер семестра

Всего часов

Лекции

Практические занятия

дневная

9

85

34

34


2.2. Практические занятия по дисциплине «Экологическая биотехнология»


Номер тем, по которым проводятся практические занятия

Ном ер семестра

Номер практического занятия

Наименование практического занятия

Объем в часах





1

Анализ биотехнологического процесса культивирования микроорганизмов

2





2

Принцип действия ферментов и кинетика ферментативных реакций.

2





3

Классы ферментов, методы определения активности ферментов различных классов

2





4

Ферментные препараты, характеристика, номенклатура, товарные формы, нормативно-техническая документация. Правила работы с ферментными препаратами

4





5

Кинетические схемы и механизмы ферментативных реакций при биоконверсии и утилизации полимерных отходов

2





6

Биохимическая конверсия отходов переработки хлопка с помощью культуры A. pullulans

2





7

Определение реакционной способности целлюлозосодержащих волокнистых отходов при биоконверсии ферментами целлюлазного комплекса

6





8

Оценка волокнистых насадок для культивирования специализированных микроорганизмов деструкторов ксенобиотиков

2





9

Исследование ковалентной иммобилизация клеток дрожжей на волокнистых насадках

2





10

Эколого-биотехнологическая оценка основных загрязнителей

6





11

Метод культуры растительных клеток.

2





12

Анализ схем микробиологического синтеза биоразлагаемых полимеров

2

Итого за семестр

9





34



2.4.Формы контроля и закрепление знаний по дисциплине «Экологическая биотехнология»


Форма обучения

Наименование контроля

Кол-во

Номер семестра

Разделы, по которым проводится контроль

Дневная


Коллоквиум

Реферативная работа

5

1

9

1,2,3,4


темы по выбору


1. Биотехнология. М.: Наука, 1984 /Под ред. А.А.Баева.

2. Экологическая биотехнология: Пер. с анг./Под ред. К.Ф.Форстера, Д.А.Дж.Вейза. - Л.: Химия, 1990. - Пер.изд.:Великобритания, 1987. - 384 с.

З.Ковалева Н.Г., Ковалев В.Г. Биохимическая очистка сточных вод предприятий химической промышленности. М.: Химия ,1987. - 160.

4. Виестур У.Е., Шмите И.А., Жилевич А.В.Биотехнология: Биотехнологические агенты, технология, аппаратура. - Рига: Зинатне, 1987. -263.

5. Биотехнология: Учебное пособие для вузов. В 8 кн./Под ред.Н.С.Егорова, В.Д.Самуилова. Кн.7:Иммобилизованные ферменты/И.В.Березин, Н.Л.Клячко, А.В.Левашов и др. - М.:Высш.шк., 1987.

159 с.

6.Биотехнология: Учебное пособие для вузов. В 8 кн./Под ред.Н.С.Егорова, В.Д.Самуилова. Кн.8: Инженерная

энзимология/И.В.Березин, А.А.Клесов, В.К.Швядас и др. - М.: Высш.шк., 1987. - 143 с.

7.Сассон А. Биотехнология:свершения и надежды: Пер. с англ./Под ред., с предисл. и дополн. В.Г.Дебабова. М.: Мир, 1987. -411 с.

8.Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. - М.: Химия. 1988. 112с.

9.Чурбанова И.Н.Микробиология: Учебное пособие для вузов по спец. «Рациональное использование водных ресурсов и обезвреживание пром.стоков».М.:Высшая школа, 1987 г., с.239.

10. Биотехнология клеток животных: В 2т.: Пер. с англ. В.М. Тарасенко; Под редакцией Г.А.Сафонова. - М.: Агропромиздат, 1989.

11.Биотехника - новое направление компьютеризации/ Ахапкин Ю.К., Барцев С.И., Всеволодов Н.Н. и др. - М.: наука, 1990. - 144 с.

12.Мембраны и сорбенты в биотех-нологии/ А.Н.Черкасов, В.А.Пасечник. - Л.-.Химия, 1991. - 240 с.

13-Синицын А.П., Райнина Е.И., Лозинский В.И., Спасов С.Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. – М.: Изд-во МГУ, 1994.-288с.

14. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и методы. Пер. с анг. - М.: Мир, 2002. - с.589.

15.Биосфера: загрязнение, деградация, охрана: Краткий толковый словарь/ Д.С.Орлов, Л.К.Садовникова, Н.И.Суханова, С.Я.Трофимов. - М.: Высш. шк., 2003. - 125 с.

16.Егорова Т.А., Основы биотехнологии:Учеб.пособие для высш.пед.учеб.заведений /Т.А.Егорова, С.М.Клунова, Е.А.Живухина. -М.:Издательский центр «Академия», 2003. - 208 с.

17. Лутова Л.А. Биотехнология высших растений: Учебник. - СПб.: Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2003. - с.228.

18.Пехов А.П. Биология с основами экологии. Серия «Учебники для вузов. Специальная литература». - СПБ.: Издательство «Лань», 2000. - 672 с.

^.Сельскохозяйственная биотехнология: Учеб./В.С.Шевелуха, Е.А.Калашникова, С.В.Дегтярев и др.: Под ред. В.С. Шевелукхи. - М.: Высш.шк., 1998.-416с.




Скачать 131.98 Kb.
оставить комментарий
Дата15.10.2011
Размер131.98 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх