Print
Biogeokemija metala u tlu (144098)
Course coordinator
Course description
Cilj modula je stjecanje općih i specijalističkih znanja iz geokemije okoliša te povezivanje fizikalnih, kemijskih i bioloških čimbenika koji utječu na kruženje metala u terestričkim ekosustavima, na procese koji su posrednici u biogeokemijskom kruženju, te konačno na status i zdravlje organizama u ekosustavu. U središtu zanimanja je tlo, koncept kvalitete tla i važnost kemije prirodnih i antropogeniziranih tala u zaštiti okoliša.
Type of course
- Diplomski studij / Agroekologija / Agroekologija (Elective course, 4 semester, 2 year)
ECTS: 3.00
English language: L1
E-learning: L1
Teaching hours: 30
Lectures: 18
Practicum: 8
Seminar: 4
Lecturer
Associate teacher for exercises
Associate teacher for seminars
Grading
Sufficient (2): 60-69%
Good (3): 70-79%
Very good (4): 80-89%
Excellent (5): 90-100%
Conditions for obtaining signature
Pohađanje predavanja, Pohađanje svih laboratorijskih vježbi, izrađen seminarski rad
Description
Pismeni ispit
Types of instruction
- Predavanja
- Laboratorijske vježbe
grupe do 10 studenata - Seminari
seminarski rad, pojedinačno, pismeno, usmeno, prezentacija, grupa do 5 studenata
Learning outcomes
| Learning outcome | Evaluation methods |
|---|---|
| Studenti s položeni predmetom moći će razumjeti i kritički prosuditi važnost geokemije tala za koncept zaštite okoliša. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će steći znanja o načelima održivosti terestričkih ekosustava i održanja njihove stabilnosti. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će u potpunosti razumjeti djelovanje fizikalnih, kemijskih i bioloških procesa kao i njihovih interakcija na kruženje metala u terestričkim sustavima. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će steći aktivna znanja o karakterizaciji i procjeni pristupačnosti metala biljkama. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će steći aktivna znanja iz prostorne analize, geostatistike i kartiranja. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će moći definirati i primijeniti najvažnije procese u kruženju pojedinih metala. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će steći vještine samostalne interpretacije podataka laboratorijskih analiza tla. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
| Studenti će moći procijeniti stupanj ranjivosti tla na onečišćenje pojedinim metalima, te planirati korištenje zemljišta na trajno održivi način. | Usmeno tijekom izvođenja laboratorijskih vježbi; Seminarski rad; Pismeni ispit |
Methods of grading
| Evaluation elements | Maximum points or Share in evaluation | Grade rating scale | Grade | Direct teaching hours | Total number of average student workload | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pohađanje i sudjelovanje na laboratorijskim vježbama | 0,5 |
0-4,75 5-5,75 6-6,75 7-7,75 8 |
Insufficient (1) Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
8 | 8 | 0,5 |
| Ukupno | 0,5 | 0-8 | 1-5 | 8 | 8 | 0,5 |
| Evaluation elements | Maximum points or Share in evaluation | Grade rating scale | Grade | Direct teaching hours | Total number of average student workload | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pismeni ispit | 2 |
0-5,75 6-6,75 7-7,75 8-8,75 9-10 |
Insufficient (1) Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
18 | 18 | 2 |
| Ukupno | 2 | 0-10 | 1-5 | 18 | 18 | 2 |
| Evaluation elements | Maximum points or Share in evaluation | Grade rating scale | Grade | Direct teaching hours | Total number of average student workload | ECTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Seminarski rad | 0,5 |
0-1,75 2-2,75 3-3,75 4-4,75 5 |
Insufficient (1) Sufficient (2) Good (3) Very good (4) Excellent (5) |
4 | 4 | 0,5 |
| Ukupno | 0,5 | 0-5 | 1-5 | 4 | 4 | 0,5 |
| Evaluation elements | Description | Deadline | Recoupment |
|---|---|---|---|
| Pohađanje i sudjelovanje na laboratorijskim vježbama | Pohađanje i sudjelovanje na laboratorijskim vježbama | Do kraja semestra | Odrada, seminar |
| Pismeni ispit | Pismeni ispit | Ispitni rok | - |
| Seminarski rad | Izrada i prezentacija seminarskog rada | Do kraja semestra | Naknadna izrada i prezentacija seminarskog rada |
Weekly class schedule
- Načela održivosti terestričkih ekosustava i narušavanje njihove stabilnosti: Struktura i funkcioniranje terestričkih ekosustava (kretanje tvari i energije, te interakcije i odnosi među organizama u sustavu). P
- Izvori i porijeklo potencijalno toksičnih metala u tlu: Koncept kvalitete tla, važnost kemije prirodnih i antropogeniziranih tala u zaštiti okoliša Prirodni i antropogeni čimbenici koje mogu dovesti do akumulacije metala u tlima. P
- Biogeokemijski ciklus metala u prirodnim i narušenim terestričkim ekosustavima: Prirodne geokemijske koncentracije, antropogena imisija, imobilizacija i disperzija metala u tlu i drugim medijima okoliša (akvatičnim sustavima, organizmima, atmosferi, te geokemijske barijere i mobilnost metala), interakcije između tla, mikoorganizama i biljke u primanju metala iz otopine tla. P
- Mobilnost metala u terestričkom okolišu: Biogeokemijsko kruženje metala i metaloida: mobilizacija i remobilizacija metala ovisno o redoks uvjetima i sekvestriranje Kalibracija mjerenja: 1. Vježba kalibracije mjerne kivete u spektrofotometriji: Cilj vježbe je upoznati se s radom na UV-Vis spektrofotometru; u postupku se koristi referentna otopina (K2CrO4) za koju je u danim uvjetima poznata vrijednost apsorbancije (A). Mjerenjem apsorbancije (A) takve otopine moguće je utvrditi odstupanja spektrofotometra; provjerava se i duljina puta zračenja (b). P
- Izračunavanje kemijske ravnoteže u otopini tla: Primjena načela kemijske ravnoteže metalnih ionskih vrsta u otopini tla koristi se u rasvjetljavanju mehanizama koji kontroliraju mobilnost potencijalno toksičnih metala. Izračun kemijske ravnoteže primjenom Visual MINTEQ modela (specijacija metala, ravnoteža otopine, sorpcija i dr.). Model kombinira reakcije sorpcije i kompleksiranja. Obrada izlaznih podataka u Excel-u. S
- Pristupi karakterizaciji i procjeni pristupačnosti metala biljkama: Mehanistički pristup, usmjeren na razumijevanje glavnih biogeokemijskih pokretača dinamike metala u sučelju tlo-korijen (npr. u rizosferi), pristup procjene rizika, složeni test za procjenu biljci pristupačnog metala u tlu. V
- Prostorne analize, geostatistika i kartiranje; metode identifikacije izvora onečišćenja i monitoring onečišćenih tala: Uvod u obradu prostornih podataka: priroda prostorne varijabilnosti metala u tlima (Prostorna varijabilnost svojstava tla podrazumijeva sustavne (engl. systematic) i slučajne (engl. random) komponente; Sustavna varijabilnost je postupna promjena (trend) uzrokovana pedogenetskim procesima (topografija, litoogija, klima, biološka aktivnost, starost tla, fizikalno-kemijska svojstva); Procjena prostorne varijabilnosti (mehanistički modeli, temeljeni na fizičkim zakonima i deterministički u predikciji; statistički modeli, koji prepoznaju nesigurnost povezanu s procjenom); Statistički aspekti prostorne klasifikacije. P
- Geokemijske metode u procjeni kontaminacije tala teškim metalima i potencijalno toksičnim elementima: Studije slučaja (prikupljanje podataka, procjena prostorne varijabilnosti, kartiranje prostorne distribucije elemenata u tlima – proizvodnja tematskih karata, korištenje računalnih programa u statistici, geostatistici - ISATIS i kartiranju - GIS). V
- Povezivanje fizikalnih, kemijskih i bioloških čimbenika koji utječu na kruženje metala u terestričkim ekosustavima: Interpretacija najvažnijih čimbenika u procesu biogeokemijskog kruženja pojedinih metala. S
- Ispit. S
- -
- -
- -
- -
- -
Obligatory literature
- Kim H.T: (1994): Environmental soil science. Marcel Dekker, INC, New York.
- Brady C.N., Weil R.R. (2002): The Nature and Properties of Soils, 13th Edition, Prentice Hall, New Jersey
- Bohn H.L., McNeal B.L:, O´Connor G. (2001): Soil Chemistry, 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc.
- Jury W.A., Horton R. (2004): Soil Physics, 6th Edition, John Wiley & Sons, Inc.
- Zovko M., Romić M. 2011. Soil contamination by trace metals: Geochemical behaviour as an element of risk assessment (poglavlje u knjizi: Earth and Environmental Sciences). Ahmad Dar, Imran (ur.). Rijeka, InTech, p. 437-456.
- Castrignano A. 2011. Introduction to spatial data processing. CRA - SCA, Bari, Italija
Recommended literature
- Environmental Chemistry of Soils, Murray B. McBride, Oxford University Press, 1994