Rok akademicki: 2033/2034 Kod: GIS s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Podstawy biotechnologii w inżynierii środowiska Rok akademicki: 2033/2034 Kod: GIS s Punkty ECTS: 3 Wydział: Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek: Inżynieria Środowiska Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 4 Strona www: Osoba odpowiedzialna: dr Hołda Anna (turno@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr Hołda Anna (turno@agh.edu.pl) dr inż. Kisielowska Ewa (ekisiel@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 Zna właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii. M_W002 Wie na czym polega proces bioługowania, jego mechanizm, zna czynniki warunkujące jego prawidłowy przebieg., IS2A_W02, IS2A_W04 Udział w dyskusji, Kolokwium M_W003 Posiada podstawową wiedzę z zakresu biotechnologii., IS2A_W02 M_W004 Wie jakie są możliwości regeneracji gleb zanieczyszczonych z zastosowaniem metod biologicznych. IS2A_W08 M_W005 Zna współczesne tendencje biotechnologii wód i ścieków, takie jak: przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych, fermentacja metanowa ścieków, usuwanie związków azotowych, biologiczna defosfatacja., IS2A_W02, IS2A_W03, IS2A_W04 1 / 10

2 M_W006 Zna rolę mikroorganizmów w środowisku człowieka. IS2A_W03 M_W007 Zna mikroflorę środowisk naturalnych: gleby, surowców mineralnych, wody, powietrza., IS2A_W03 M_W008 Posiada wiedzę z zakresu utylizacji odpadów komunalnych ( powstawanie i pozyskiwanie biogazu, kompostowanie)., IS2A_W03, IS2A_W04, IS2A_W07 M_W009 Wie jak ważne i cenne ze względu na ochronę środowiska, a także ze względów ekonomicznych są metody biotechnologiczne, uznawane i stosowane obecnie w całym świecie., IS2A_W03, IS2A_W04, IS2A_W07, IS2A_W13, IS2A_W17 Udział w dyskusji, Kolokwium M_W010 Zna klasyczne metody biologicznego oczyszczania wód i ścieków komunalnych i przemysłowych., IS2A_W02, IS2A_W03, IS2A_W04 M_W011 Zna możliwości zastosowania mikroorganizmów bakteryjnych w procesach biologicznego ługowania metali z rud i odpadów. IS2A_W02, IS2A_W04, IS2A_W07 M_W012 Zna metody bioługowania metali z rud i odpadów w skali przemysłowej. IS2A_W02, IS2A_W04, IS2A_W07 Udział w dyskusji, Kolokwium M_W013 Zna morfologię, fizjologię i właściwości biochemiczne grzybów mikroskopowych. M_W014 Posiada podstawową wiedzę z zakresu mikrobiologii., IS2A_W02 M_W015 Zna metody mikrobiologicznego odsiarczania węgla i ropy naftowej., IS2A_W03, IS2A_W04 M_W016 Zna możliwości zastosowania mikroorganizmów grzybowych w procesach biologicznego ługowania metali z rud i odpadów. IS2A_W02, IS2A_W04, IS2A_W07 M_W017 Zna czynniki środowiskowe w istotnym stopniu wpływające na rozwój drobnoustrojów. M_W018 Zna metody biotechnologiczne stosowane w przemyśle naftowym., IS2A_W02, IS2A_W03 M_W019 Zna biologiczne metody oczyszczania gazów. IS2A_W04, IS2A_W05 M_W020 Posiada wiedzę z zakresu sporządzania preparatów mikroskopowych bakteryjnych i grzybowych. 2 / 10

3 M_W021 Posiada wiedzę z zakresu analityki mikrobiologicznej. IS2A_W03 M_W022 Zna podstawowe przepisy BHP dotyczące zachowania i pracy w laboratorium mikrobiologicznym. IS2A_W15 M_W023 Zna morfologię bakterii. M_W024 Wie jak istotny jest wpływ drobnoustrojów na środowisko., IS2A_W03 M_W025 Zna podstawy identyfikacji bakterii oraz grzybów mikroskopowych. M_W026 Zna metody hodowli drobnoustrojów. Umiejętności M_U001 Potrafi wykorzystać metody biotechnologiczne do regeneracji zanieczyszczonych gleb. IS2A_U10, IS2A_U16 M_U002 Potrafi dobrać i zastosować odpowiednie metody biotechnologiczne oczyszczania wód i ścieków. IS2A_U01, IS2A_U05, IS2A_U16 Kolokwium, Aktywność na zajęciach, Udział w dyskusji M_U003 Potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do odsiarczania węgla i ropy naftowej, a także oczyszczania gazów z zastosowaniem metod biotechnologicznych. IS2A_U06, IS2A_U16 M_U004 Potrafi wykorzystać poznane metody bioługowania metali z rud i odpadów. IS2A_U07, IS2A_U16 M_U005 Potrafi odczytać i opracować wyniki przeprowadzonych badań analitycznych. IS2A_U05, IS2A_U06, IS2A_U13, IS2A_U14, IS2A_U16 M_U006 Umie wykonać preparaty mikroskopowe bakteryjne i grzybowe oraz zidentyfikować je do rodzaju. IS2A_U05, IS2A_U06 M_U007 Umie wykonać odpowiednie podłoża mikrobiologiczne, przeprowadzić hodowlę różnych mikroorganizmów oraz pozyskać biomasę bakteryjną lub grzybową, odpowiednią dla planowanego procesu biotechnologicznego. IS2A_U06, IS2A_U16 M_U008 Potrafi zaprojektować i urządzić laboratorium mikrobiologicznobiotechnologiczne. IS2A_U07, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Sprawozdanie 3 / 10

4 M_U009 Potrafi wykonać analizę mikrobiologiczną różnych środowisk: wody, powietrza, gleby, rudy itp. IS2A_U05, IS2A_U06, IS2A_U14, IS2A_U16 M_U010 Potrafi docenić rolę mikroorganizmów w środowisku naturalnym. IS2A_U06 Udział w dyskusji, Kolokwium M_U011 Umie pozyskiwać biogaz ze składowisk odpadów komunalnych. IS2A_U07, IS2A_U16 Kompetencje społeczne M_K001 Student jest świadomy zagrożenia i skutków działalności człowieka oraz ich wpływu na środowisko naturalne. IS2A_K05 M_K002 Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. IS2A_K03, IS2A_K04 M_K003 Student jest odpowiedzialny za własne i współpracowników bezpieczeństwo. IS2A_K07 Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium, Sprawozdanie M_K004 Student potrafi pracować zespołowo przy wykonywaniu poszczególnych ćwiczeń IS2A_K01 Sprawozdanie, Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych, Kolokwium Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um Zajęcia seminaryjne Zajęcia praktyczne Zajęcia terenowe Zajęcia warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W001 M_W002 M_W003 Zna właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii. Wie na czym polega proces bioługowania, jego mechanizm, zna czynniki warunkujące jego prawidłowy przebieg. Posiada podstawową wiedzę z zakresu biotechnologii. 4 / 10

5 M_W004 M_W005 M_W006 M_W007 M_W008 M_W009 M_W010 M_W011 M_W012 M_W013 M_W014 M_W015 M_W016 Wie jakie są możliwości regeneracji gleb zanieczyszczonych z zastosowaniem metod biologicznych. Zna współczesne tendencje biotechnologii wód i ścieków, takie jak: przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych, fermentacja metanowa ścieków, usuwanie związków azotowych, biologiczna defosfatacja. Zna rolę mikroorganizmów w środowisku człowieka. Zna mikroflorę środowisk naturalnych: gleby, surowców mineralnych, wody, powietrza. Posiada wiedzę z zakresu utylizacji odpadów komunalnych ( powstawanie i pozyskiwanie biogazu, kompostowanie). Wie jak ważne i cenne ze względu na ochronę środowiska, a także ze względów ekonomicznych są metody biotechnologiczne, uznawane i stosowane obecnie w całym świecie. Zna klasyczne metody biologicznego oczyszczania wód i ścieków komunalnych i przemysłowych. Zna możliwości zastosowania mikroorganizmów bakteryjnych w procesach biologicznego ługowania metali z rud i odpadów. Zna metody bioługowania metali z rud i odpadów w skali przemysłowej. Zna morfologię, fizjologię i właściwości biochemiczne grzybów mikroskopowych. Posiada podstawową wiedzę z zakresu mikrobiologii. Zna metody mikrobiologicznego odsiarczania węgla i ropy naftowej. Zna możliwości zastosowania mikroorganizmów grzybowych w procesach biologicznego ługowania metali z rud i odpadów. 5 / 10

6 M_W017 M_W018 M_W019 M_W020 M_W021 M_W022 Zna czynniki środowiskowe w istotnym stopniu wpływające na rozwój drobnoustrojów. Zna metody biotechnologiczne stosowane w przemyśle naftowym. Zna biologiczne metody oczyszczania gazów. Posiada wiedzę z zakresu sporządzania preparatów mikroskopowych bakteryjnych i grzybowych. Posiada wiedzę z zakresu analityki mikrobiologicznej. Zna podstawowe przepisy BHP dotyczące zachowania i pracy w laboratorium mikrobiologicznym. M_W023 Zna morfologię bakterii. M_W024 M_W025 M_W026 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 M_U005 M_U006 Wie jak istotny jest wpływ drobnoustrojów na środowisko. Zna podstawy identyfikacji bakterii oraz grzybów mikroskopowych. Zna metody hodowli drobnoustrojów. Potrafi wykorzystać metody biotechnologiczne do regeneracji zanieczyszczonych gleb. Potrafi dobrać i zastosować odpowiednie metody biotechnologiczne oczyszczania wód i ścieków. Potrafi wykorzystać nabytą wiedzę do odsiarczania węgla i ropy naftowej, a także oczyszczania gazów z zastosowaniem metod biotechnologicznych. Potrafi wykorzystać poznane metody bioługowania metali z rud i odpadów. Potrafi odczytać i opracować wyniki przeprowadzonych badań analitycznych. Umie wykonać preparaty mikroskopowe bakteryjne i grzybowe oraz zidentyfikować je do rodzaju. 6 / 10

7 M_U007 M_U008 M_U009 M_U010 M_U011 Umie wykonać odpowiednie podłoża mikrobiologiczne, przeprowadzić hodowlę różnych mikroorganizmów oraz pozyskać biomasę bakteryjną lub grzybową, odpowiednią dla planowanego procesu biotechnologicznego. Potrafi zaprojektować i urządzić laboratorium mikrobiologicznobiotechnologiczne. Potrafi wykonać analizę mikrobiologiczną różnych środowisk: wody, powietrza, gleby, rudy itp. Potrafi docenić rolę mikroorganizmów w środowisku naturalnym. Umie pozyskiwać biogaz ze składowisk odpadów komunalnych. Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 M_K004 Student jest świadomy zagrożenia i skutków działalności człowieka oraz ich wpływu na środowisko naturalne. Student ma świadomość konieczności ciągłego samodokształcania i poszukiwania innowacyjnych rozwiązań w zakresie monitorowania i oceny stanu środowiska. Student jest odpowiedzialny za własne i współpracowników bezpieczeństwo. Student potrafi pracować zespołowo przy wykonywaniu poszczególnych ćwiczeń Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Definicja biotechnologii jako nauki. Zarys rozwoju biotechnologii. Podstawowe techniki działań biotechnologicznych. Mikrobiologia jako podstawowa dziedzina biotechnologii. Rola mikroorganizmów w środowisku człowieka.. Morfologia bakterii kształt, wielkość i budowa komórki bakteryjnej. 7 / 10

8 Cechy chemiczne i fizyczne drobnoustrojów. Wpływ czynników środowiskowych na drobnoustroje. Wpływ drobnoustrojów na środowisko.. Właściwości fizjologiczne i uzdolnienia biochemiczne bakterii. Grzyby morfologia, fizjologia, właściwości biochemiczne. Mikroflora środowisk naturalnych: gleby, wody, powietrza.. Klasyczne metody biologicznego oczyszczania wód i ścieków: - metody naturalne i pośrednie - metody sztuczne: złoża biologicznego i osadu czynnego.. Współczesne tendencje biotechnologii ścieków: - przeróbka i unieszkodliwianie osadów ściekowych, - fermentacja metanowa ścieków, - usuwanie związków azotowych, - biologiczna defosfatacja. Utylizacja odpadów komunalnych: - biogaz ze składowisk odpadów komunalnych - kompostowanie. Bioregeneracja gleb: - rekultywacja terenów zanieczyszczonych np. produktami naftowymi Odsiarczanie wegla i ropy naftowej. Biotechnologiczne metody w przemyśle naftowym. Biodezodoryzacja gazów: - biofiltry, - płuczki biologiczne. Zastosowanie metod biotechnologicznych w przemyśle wydobywczym rud,węgla i utylizacji odpadów. Ługowanie biologiczne: - mechanizm bioługowania - czynniki warunkujące przebieg procesu - bioługowanie metali z rud - inne zastosowania. Ługowanie w warunkach laboratoryjnych. Bioługowanie metali z rud i odpadów w skali przemysłowej: - ługowanie w hałdach - ługowanie w złożu. 3 godz Ćwiczenia laboratoryjne Laboratorium mikrobiologiczne: - BHP pracy w laboratorium mikrobiologicznym - wyposażenie - metody sterylizacji. Mikroskopia: 8 / 10

9 - typy mikroskopów biologicznych - budowa - obsługa 1 godz Analiza mikrobiologiczna powietrza Technika sporządzania preparatów mikroskopowych: - barwienie bakterii metodą prostą i złożoną - diagnostyka mikroskopowa Grzyby mikroskopowe: - preparatyka mikroskopowa, - identyfikacja do rodzaju i garunku 1 godz Metody hodowli drobnoustrojów. Podłoża do hodowli różnych mikroorganizmów, ich rodzaje i skład. Podstawy identyfikacji drobnoustrojów. Badanie żywotności bakterii - technika sporządzania preparatu z kroplą wiszącą" Analiza mikrobiologiczna gleby, surowców mineralnych, produktów spożywczych i innych produktów stałych. Analiza mikrobiologiczna i sanitarna wody Odczyt wyników analiz mikrobiologicznych uprzednio wykonanych. Charakterystyka mikrobiologiczna badanych środowisk. Sposób obliczania oceny końcowej Na ocenę końcową składa się: 50% ocena z kolokwium zaliczeniowego i 50% ocena z Wymagania wstępne i dodatkowe Na pierwszym wykładzie podawane są studentom warunki zaliczania wszystkich form przedmiotu. W związku z tym obecność studentów bezwzględnie obowiązkowa. Zaliczenie i treści wykładu może odbyć się maksymalnie w trzech terminach: podstawowym i dwóch poprawkowych. Ocena z jest uzależniona od oceny ze sprawozdań, kolokwium zaliczeniowego oraz aktywności na zajęciach. Zalecana literatura i pomoce naukowe 1. Klimiuk E., Łebkowska M.: Biotechnologia w ochronie środowiska. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2003; 2. Kunicki-Goldfinger Wł.: Życie bakterii. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2008; 3. Libudzisz Z. i in.: Mikrobiologia techniczna. T.1 i 2, Wyd. Naukowe PWN, 9 / 10

10 Warszawa Grabińska-Łoniewska A.i in.: Ćwiczenia laboratoryjne z mikrobiologii ogólnej.oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999; 5. Mrozowska J. i in.: Laboratorium z mikrobiologii ogólnej i środowiskowej. Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice 1999 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu 1. Hexavalent chromium accumulation by microscopic fungi Akumulacja jonów Cr(VI) przez grzyby mikroskopowe / Anna HOŁDA // Archives of Environmental Protection = Archiwum Ochrony Środowiska ; ISSN vol. 39 no. 2, s Influence of heavy metals on soil microflora Wpływ metali ciężkich na mikroflorę gleby / Anna HOŁDA, Ewa KISIELOWSKA, Tomasz NIEDOBA // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; 2010 R. 34 z. 4/1, s Participation of microorganisms in effluent transformation Udział mikroorganizmów w przetwarzaniu osadów ściekowych / Anna HOŁDA, Ewa KISIELOWSKA, Tomasz NIEDOBA// Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków ; ISSN Tytuł poprz.: Górnictwo (Kraków) R. 34 z. 4/1, s Bibliogr. s Removal of heavy metals from coal medium with application of biotechnological methods Usuwanie metali ciężkich ze środowiska węglowego przy zastosowaniu biotechnologii / Ewa KISIELOWSKA, Anna HOŁDA, Tomasz NIEDOBA // Górnictwo i Geoinżynieria / Akademia Górniczo- Hutnicza im. Stanisława Staszica, Kraków; 2010 R. 34 z. 4/1, s Informacje dodatkowe Obecność na ćwiczeniach laboratoryjnych jest bezwzględnie obowiązkowa. W przypadku zajęć laboratoryjnych do uzyskania zaliczenia konieczne jest wykonanie wszystkich ćwiczeń. Jedynie obecności usprawiedliwione mogą być odrabianie za zgodą prowadzącego zajęcia na dowolnej grupie realizującej dany zakres materiału. W ramach wszystkich form zaliczenia przedmiotu nie ma możliwości poprawiania oceny pozytywnej. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Przygotowanie do zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 14 godz 14 godz 15 godz 15 godz 15 godz 75 godz 3 ECTS 10 / 10