3 Зміст дисципліни (лекції)

3.2. Зміст дисципліни (лекції) + № теми Назва теми Зміст теми К-сть год. 1 2 3 4 Модуль 1 1 Вступ Передумови виникнення біогеохімії. Геохімія як наука про роль атомів хімічних елементів у геологічному розвитку Землі. В.І. Вернадський як засновник гео- і біогеохімії. Поняття про “живу речовину” і “біосферу”. Вчення В.І. Вернадського про біосферу. Роль живої речовини в геологічному розвитку планети. Біогеохімія як наука про взаємодію між живою і неживою природою. Процес перетворення біосфери в ноосферу. Розвиток вчення В.І. Вернадського на сучасному етапі. Місце біогеохімії в системі наук про живу і неживу природу. Об’єкт вивчення і задачі біогеохімії. 2 2 Біосфера як вищий ступінь організації природної системи Поняття про природні системи. Система як комплекс компонентів, що знаходяться у взаємодії. Прості та складні системи, їх будова, функціонування та розвиток. Характерні риси всіх природних систем. Саморегуляція, еволюційність та емер-джентність природних систем. Біосфера як вища природна система, її основні компоненти. Головна властивість біосфери – виникнення “живої речовини” і підтримка умов її існування. Історія розвитку біосфери. Закон В.І. Вернадського. Межі компонентів біосфери, її мозаїчність. Закономірності процесу розвитку життя на Землі: а) безперервність; б) оновлення форм життя; в) спливання у часі і просторі; г) циклічність. 3 Хімічні елементи – основа живої та неживої природи. Біогеохімічна міграція сполук. Хімічні елементи як основа живої і неживої природи. Періодична таблиця елементів і “лінія поживних речовин”. Макро- і мікроелементи. Біофільність елементів. Розподіл елементів на органогени і слідові елементи. Коефіцієнт біологічного поглинання (КБП), елементи накопичення і захоплення. Біогенна міграція речовин. Геохімічна 1 2 3 4 міграція речовин. Сонце – єдине джерело геохімічних процесів. Поняття про великий геологічний кругообіг речовин. Типи міграції речовин. Взаємодія між живою і неживою природою – основа біогенної міграції речовин. Поняття про малий біологічний кругообіг хімічних елементів. Енергія живої речовини – рушійна сила геохімічного і біогеохімічного кругообігів речовин. Біогеохімічні цикли та їх тривалість. Поняття резервного фонду. Компоненти біологічного кругообігу речовин та критерії його оцінювання. Типи біогенного обміну речовин. Поняття про прижиттєві та посмертні типи обміну речовин, їх безперервність як головна умова повноти біогеохімічного кругообігу речовин. Модуль 2 4 Біогеохімічні цикли і фізіологічна роль деяких макро- і мікроелементів Біогеохімічне районування Кругообіг Карбону, його вміст у літосфері, атмосфері і живій речовині. Біологічний кругообіг Карбону в системі Сонце – атмосфера – рослина – грунт – атмосфера, його характерні риси та об’єми. Антропогенний фактор кругообігу. Вплив концентрації СО2 на клімат (парниковий ефект). Газообмін між атмосферою і гідросферою, його значення. Кругообіг Оксигену, його вміст у мінералах, атмосфері, живій речовині. Фотосинтез як джерело атмосферного кисню. Аеробні та анаеробні організми, їх метаболізм. Біогеохімічний цикл Оксигену, його об’єми та тривалість, антропогенний фактор. Кругообіг Гідрогену та води. Вміст Гідрогену в літосфері, атмосфері, живих організмах, гумусі, рослинах. Вода як джерело Гідрогену для синтезу органічних речовин та середовище виникнення життя. Потрійна діаграма води. Аномальні фізико-хімічні властивості води та їх значення для розвитку живої матерії. Вміст води у біосфері та його розподіл між атмосферою, гідрос-ферою та літосферою. Біогеохімічний цикл води, його тривалість та резервний фонд. Кругообіг Нітрогену. Вміст Нітрогену в атмосфері, ґрунті, рослинах, тваринах. Хімічні перетворення сполук Нітрогену в процесі його кругообігу: фіксації, нітрифікації, денітрифікації, амоніфікації. Антропогенний вплив на біогеохімічний цикл Нітрогену. Резервний фонд циклу Нітрогену. Кругообіг Фосфору, його вміст в літосфері та живій речовині. Особливості міграційної здатності Фосфору, гідрос-фера як акумулятор Фосфору. Кругообіг Фосфору та вплив на нього людини, фосфатизація суші. Кругообіг Сульфуру. Хімічна харак-теристика Сульфуру, її вміст у біосфері, літосфері, гідросфері. Анаеробні бактерії та хімічні перетворення Сульфуру. Річний стік Сульфуру, океан як головне джерело сірководню. Кислотні дощі та зростання кислотності ґрунтів, їх нега-тивний вплив на біосферу. Кругообіг Кальцію. Хімічна характе-ристика Кальцію, його вміст в літосфері та біосфері. Біологічне значення Кальцію, його поглинання рослинами. Геохімічний та біогеохімічний цикли Кальцію, вплив людини на його кругообіг. Особливості міграції мікроелементів. Первинне, вторинне та третинне розсію-вання мікроелементів у природі. Кругообіг Плюмбуму. Хімічна характеристика, вміст в літосфері та біосфері. Біологічне значення. Вплив людини на кругообіг Плюмбуму. Кругообіг органічних речовин та радіонуклідів. Вплив органічних речовин на довкілля. Хлорорганічні пестициди (ХОП). Біогеохімічний цикл ДДТ. Основні закономірності біогеохімічної міграції радіонуклідів. 1 2 3 4 Типи розподілу радіонуклідів між компонентами екосистем. Коефіцієнти концентрування, накопичення та переходу. Міграції радіоактивних речовин уздовж трофічних ланцюгів. Біогенна акумуляція радіонуклідів. Декади В.І. Вернадського. Вміст основ-них хімічних елементів у воді, земній корі, склад тварин і рослин порівняно з хімічним складом літосфери. Фізіологічне значення основних макроелементів: Карбону, Оксигену, Гідрогену, Нітрогену, Фосфору, Сульфуру, Кальцію, Калію, Магнію, Феруму, Силіцію, Натрію. Фізіологічне значення найважливіших мікроелементів: Мангану, Бору, Купруму, Цинку, Молібдену, Кобальту, Іоду, Флуору, Стронцію і Цезію. Поняття про біогеохімічні ендемії. Роль мікроелементів у виникненні ендемічних захворювань.Біогеохімічне районування за В.В. Коваль-ським і А.П. Виноградовим. Поняття про біогеохімічну провінцію (субрегіон). Зона-льні та інтразональні провінції. Ландшафтно-геохімічне районування Ук-раїни. Зональні та інтразональні провінції в Україні, ендемічні захворювання в Ук-раїні. Фактори, то впливають на хімічний склад рослин у системі “середовище-рослина”. Залежність хімічного складу рослин від концентрації хімічних елементів. Вплив форм знаходження хімічних сполук на хімічний склад рослин. Основні форми хімічних елементів у земній корі. Відносний вміст хімічних речовин у рослині (ВВХР), рослини-концентратори і деконцентратори. Вплив кліматичних умов на вміст хімічних елементів у рослинах. 6 Ноосфера і техногенез Антропогенний етап розвитку біосфери. Поняття про ноосферу. Ноосфера як закономірний крок розвитку Землі. 1 2 3 4 Характерні риси ноосфери: а) виникнення нових ландшафтів (культур-них, техногенних, агроландшафтів);б) людина як головна діюча сила ноосфери, техногенна міграція хімічних речовин;в) значне збільшення обсягу інформації, нові типи інформації; г) використання енергії біосфери.Умови (за В.І. Вернадським) повного перетворення біосфери в ноосферу.Поняття про техногенез. Два типи техноген-них процесів: притаманні і непритаманні біосфері.Технофільність хімічних елементів та кількість відходів. Класифікація відходів за В.А. Ковдою, їх середня кількість за рік у світі. Техногенез і техногенні геохімічні аномалії (за А.І. Перельманом) – позитивні, негативні і нейтральні; глобальні, регіона-льні та локальні. Контроль стану навколишнього середовища як одне з головних завдань біогеохімії. Охорона природних вод, аналіз природних та стічних вод. Забруднювачі води, класифі-кація методів її очищення за Л. Кульським. Поняття про ГДК. Характеристика хіміч-ного складу природних вод, методи їх аналізу. Інтегральні та диференційні показники якості води, їх визначення.