Biotechnologia w ochronie i rekultywacji środowiska

obowiązkowe

BIOTECHNOLOGIA na usługach ochrony środowiska (Environmental biotechnology) służy rozwiązywaniu problemów przyrodniczych przy zastosowaniu wiedzy biologicznej.

Jej podstawowe zadania to:

- usuwanie, przetwarzanie i/lub neutralizowanie niebezpiecznych ubocznych produktów działalności przemysłowej, rolniczej i bytowej człowieka (ścieki, odpady, zanieczyszczenia środowiska)

- implementacja metod postępowania, które sprzyjają zachowaniu równowagi ekologicznej w przyrodzie gwarantującej jej zrównoważony rozwój,

- wspieranie oraz wdrażanie racjonalnych i oszczędnych sposobów gospodarowania zasobami naturalnymi (produkcja biogazu, odzysk metali ze złóż pozabilansowych i odpadów przemysłowych, recykling).

- zachowanie troski o utrzymanie walorów środowiska naturalnego poprzez proponowanie rozwiązań biotechnologicznych polepszających właściwości gleb, wód i atmosfery.

- Biotechnologia: pojęcia ogólne oraz dziedziny wiedzy i życia korzystające ze zdobyczy biotechnologii. Podkreślenie znaczenia biotechnologii w ochronie środowiska a cały cykl wykładów koncentruje się głównie na tym temacie.

- Omówienie procesów mikrobiologicznych sterujących przemianami związków węgla, azotu, fosforu i siarki w środowisku naturalnym i antropogenicznym.

- Oczyszczanie ścieków przy pomocy osadu czynnego. Charakterystyka ścieków, opis technologii oczyszczania, omówienie czynników wpływających na efektywność oczyszczania oraz przedstawienie modeli symulacyjnych optymalizujących proces oczyszczania.

- Usuwanie metali za ścieków z zastosowaniem metod mikrobiologicznych. Dyskusja nad czynnikami wpływającymi na efektywność usuwania poszczególnych metali przy zastosowaniu różnych technologii.

- Selektywne usuwanie metali z ubogich rud, odpadów poprodukcyjnych oraz osadów ściekowych metodami mikrobiologicznymi: odzysku metali tworzących siarczki po ich utlenieniu do siarczanów przy udziale bakterii chemolitotroficznych, odzysk uranu po utlenieniu nierozpuszczalnych tlenków do rozpuszczalnych soli uranylowych, odsiarczanie węgla przez mikrobiologiczne utlenienie i wymycie zawartych w nim siarczków.

- Mikrobiologiczne oczyszczanie gruntów z produktów naftowych. Źródła zanieczyszczenia, warunki sprzyjające naturalnej biodegradacji ropopochodnych, fizyko-chemiczne i biologiczne metody rekultywacji gruntów.

- Testy toksyczności i podatności na biodegradację: związków chemicznych obecnych w wyrobach dopuszczanych do handlu, ciągłe monitorowanie jakości wody powierzchniowej i pitnej, kontrolowanie skuteczności oczyszczania ścieków kanalizacyjnych w oczyszczalniach biologicznych.

- Biologiczne przetwarzanie odpadów: historia, stan prawny, charakterystyka odpadów, przygotowanie do procesu biologicznego przetwarzania.

- Fermentacja metanowa w biologicznym przetwarzaniu odpadów, stosowane technologie, produkty procesu fermentacji

- Kompostowanie, technologie kompostowania i ich rozprzestrzenienie na świecie. Wykorzystanie kompostu, zagrożenia środowiskowe występujące podczas procesu kompostowania i sposoby ich minimalizacji.

- Przykłady typowych ogólnie dostępnych rozwiązań technologicznych stosowanych w procesie fermentacji i w procesie kompostowania.

- Biotechnologiczne metody ochrony upraw rolnych, zwiększenie wydajności produkcji roślinnej. Mikrobiologiczne zwalczanie owadów, chwastów i chorób roślin. Wykorzystanie wiedzy ekologicznej przy stosowaniu tych zabiegów.

- Rośliny i zwierzęta transgeniczne. Aspekty prawne, etyczne, polityczne społeczne, ekologiczne i ochrony środowiska związane ze stosowaniem GMO. Charakterystyka dostępnych w handlu specyficznych preparatów.

- Biotechnologia w ochronie jakości wód jeziornych (np. bariery biologiczne), wód morskich i oceanicznych (np. zanieczyszczenia paliwami i olejami). Rozważania nad możliwością sekwestrację dwutlenku węgla z atmosfery poprzez kontrolę produktywności fitoplanktonu na obszarach gdzie jego produkcja jest limitowana dostępnością jonów żelaza.

Jędrzejczak A. 2008. Biologiczne Przetwarzanie odpadów. PWN Warszawa.

Klimiuk E., Łebkowska M. Biotechnologia w ochronie środowiska. PWN Warszawa 2003.

Wang L. K., Ivanov V., Joo-Hwa Tay, Yung-Tse Hung 2010 Environmental Biotechnology. Vol. 10 Handbook of Environmental Engineering. Humana Press. Springer New York, Dordrecht, Heidelberg, London. 2010 (available on line).

Fiedorow Z., Gołębniak B., Weber Z.: Ogólne wiadomości z fitopatologii, Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2011.

Sharma R. R., Singh D., Singh R.: Biological control of postharvest diseases of fruits and vegetables by microbial antagonists: A review. Biological Control, 50, 3, 205-221, 2009.

Inne dodatkowe źródła informacji przekazywane będą podczas wykładów.

K_W01 ma wiedzę na temat procesów i czynników kształtujących Ziemię w zakresie geologii czwartorzędu, geomorfologii, stratygrafii, sedymentologii, paleontologii, geochemii, mineralogii, petrologii, geologii złóż

K_W06 zna nowoczesne instrumentalne metody analityczne wykorzystywane w badaniach substancji mineralnych i organicznych, zna zalety i ograniczenia poszczególnych metod , zna znaczenie badań empirycznych w rekonstrukcji środowisk przyrodniczych

K_W07 zna zasady działania i możliwości analityczne określonej aparatury badawczej oraz zasady optymalnego planowania badań z wykorzystaniem dostępnego zaplecza badawczego

K_W13 posiada wiedzę nt. zasad planowania badań z wykorzystaniem technik i narzędzi badawczych dostępnych w jednostce a także poza nią. zna również zasady bezpieczeństwa jakie obowiązują w trakcie prac w laboratorium oraz w trakcie pobytu w terenie

K_W14 ma pogłębioną wiedzę o powiązaniach dziedzin nauki i dyscyplin naukowych, właściwych dla studiowanego kierunku studiów z innymi dziedzinami nauki i dyscyplinami naukowymi obszaru albo obszarów, z których został wyodrębniony studiowany kierunek studiów, pozwalającą na integrowanie perspektyw właściwych dla kilku dyscyplin naukowych

K_U01 stosuje zaawansowane techniki badań laboratoryjnych, umie posługiwać się sprzętem laboratoryjnym, podstawową i zaawansowaną aparaturą badawczą

K_U04 umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy, zinterpretować otrzymane wyniki badań i wyciągnąć stosowne wnioski

w oparciu o własne doświadczenia i najnowsze dane literaturowe

umie samodzielnie zanalizować zgromadzony materiał naukowy,

K_K01 Absolwent jest gotów do ciągłego podnoszenia swoich zawodowych kompetencji oraz znajdowania nowych technologii w celu rozwiązywania problemów badawczych poprzez zapoznawanie się z literaturą fachową

i aktami prawnymi

K_K02 współdziała w grupach tematycznych na zajęciach terenowych oraz podczas grupowych zajęć kameralnych

K_K05 potrafi przedstawić i wyjaśnić społeczne i środowiskowe aspekty praktycznego stosowania zdobytej wiedzy i umiejętności, także w zakresie istniejącego ryzyka i możliwych zagrożeń środowiskowych

Egzamin pisemny

brak