Metody biotechnologiczne w ochronie środowiska

biotechnologia
ochrona środowiska

obowiązkowe

Znajomość mikrobiologii i chemii w zakresie II roku studiów I stopnia na Wydziale Biologii

w sali

Ogólna charakterystyka metod biotechnologicznych wykorzystywanych w ochronie środowiska. Eliminacja zanieczyszczeń z odpadów gazowych, płynnych i stałych przy udziale mieszanych populacji mikroorganizmów. Bioremediacja gleb, hałd i osadów z wykorzystanie mikroorganizmów. Zastosowanie wirusów bakteryjnych w procesach oczyszczania ścieków a także do oceny skuteczności procesów separacji membranowej.

Tematyka wykładu: Bioróżnorodność mikroorganizmów (gatunkowa, morfologiczna, strukturalna, genetyczna, metaboliczna, behawioralna, ekologiczna). Zastosowanie mikroorganizmów w biotechnologii środowiskowej i ochronie środowiska. Przegląd metod oczyszczania różnego rodzaju ścieków, unieszkodliwianie osadów ściekowych, usuwanie pierwiastków biogennych ze ścieków metodami biologicznymi. Samooczyszczanie wód. Kompleksowe unieszkodliwianie odpadów przemysłowych i komunalnych - produkcja biogazu, kompostowanie. Zastosowanie filtrów biologicznych do usuwania zanieczyszczeń powietrza. Bioremediacja gleb i terenów skażonych różnymi zanieczyszczeniami. Biotechnologia odsiarczania węgla kamiennego i ropy naftowej, mikrobiologiczne ługowanie metali. Procesy biotechnologiczne w uzdatnianiu wody do picia. Zastosowanie wirusów bakteryjnych w procesach oczyszczania ścieków, w tym do oceny efektywności usuwania ludzkich enterowirusów w procesach membranowych prowadzących do uzdatniania wody w oczyszczalniach ścieków, a także do oceny skuteczności procesów separacji membranowej. Fagi jako czynniki biologiczne do kontroli: biofouling membranowego, spieniania w zakładach z osadem czynnym, odwadniania osadów, oraz do identyfikacji i redukcji bakterii patogennych.

Program ćwiczeń: Oczyszczanie ścieków komunalnych i przemysłowych w reaktorach z zastosowaniem osadu czynnego. Rola mikroorganizmów w procesie oczyszczania ścieków, charakterystyka osadu czynnego. Podstawowe metody pomiaru parametrów ścieków oraz kontroli aktywności mikroorganizmów w procesie oczyszczania. Bioróżnorodność bakterii żyjących w osadzie czynnym oraz możliwość ich praktycznego zastosowania do biodegradacji związków toksycznych. Identyfikacja i ustalenie liczebności bakteriofagów infekujących bakterie jelitowe jako standard ISO w określaniu jakości wody. Ścieki jako potencjalne źródło izolacji nowych wirusów bakteryjnych do zastosowania w bakteriofagoterapii. Bioremediacja gruntów skażonych związkami ropopochodnymi oraz wybranych odpadów przemysłowych w warunkach tlenowych z wykorzystaniem specjalnie wyselekcjonowanych mikroorganizmów, monitorowanie tempa degradacji zanieczyszczeń.

1.Baj J., Markiewicz Z., 2012. Biologia molekularna bakterii, PWN 2006; wydanie drugie zmienione PWN 2015.

2.Bartkiewicz B., 2002. Oczyszczanie ścieków przemysłowych. PWN

3.Błaszczyk M., 2007. Mikroorganizmy w ochronie środowiska. PWN

4.Błaszczyk M.,2010. Mikrobiologia środowisk. PWN

5.Buraczewski G., 1994: Biotechnologia osadu czynnego. PWN

6.Chełmicki W., 2001. WODA Zasoby, degradacja, ochrona. PWN

7.Hartmann L.,1996: Biologiczne oczyszczanie ścieków. Instalator Polski

8.Hermanowicz W., Dożańska W., Dojlido J., Koziorowski B., 1976. Fizyczno- chemiczne badanie wody i ścieków. Arkady

9.Jędrczak A., 2007. Biologiczne przetwarzanie odpadów. PWN

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

11.Kowal A.L., Świderska - Broż M., 2003: Oczyszczanie wody. PWN

12.Kunicki-Goldfinger, 1998: Życie bakterii. PWN

13.Łomotowski J., Szpindor A., 2002: Nowoczesne systemy oczyszania ścieków. Arkady

14.Schlegel H.G.,1996: Mikrobiologia ogólna. PWN

15.Rosik-Dulewska C., 2002. Podstawy gospodarki odpadami. PWN

Po ukończeniu przedmiotu (wykładu i ćwiczeń) student zna :

Biotechnologia

Zna różnorodność mikrobiologiczną i rozumie zjawiska i procesy zachodzące w środowisku. Umie scharakteryzować procesy biotechnologiczne wykorzystując do tego różnorodne techniki badawcze. (K_W02)

Ma wiedzę dotyczącą wykorzystania technicznych i technologicznych aspektów biotechnologii w ochronie środowiska. (K_W05)

Stosuje podstawowe techniki, właściwe dla biotechnologii stosowanej w ochronie środowiska (K_U01)

Przeprowadza proste zadania badawcze pod okiem opiekuna. (K_U04)

Wykazuje umiejętność poprawnego wnioskowania i interpretowania wyników badań na podstawie danych z różnych źródeł. (K_U06)

Wykazuje zrozumienie zjawisk i procesów biotechnologicznych wykorzystywanych w ochronie środowiska. (K_K01)

Wykazuje zdolność do efektywnej pracy w zespole. (K_K04)

Ochrona Środowiska

Ma wiedzę w zakresie podstawowej terminologii stosowanej w ochronie środowiska. Zna przebieg podstawowych procesów biotechnologicznych stosowanych w ochronie środowiska. (K_W02)

Zna globalne problemy środowiskowe oraz zastosowanie biotechnologii w praktyce ochrony i kształtowania środowiska. (K_W05)

Stosuje podstawowe techniki analityczne i pomiarowe wykorzystywane do oceny stanu zanieczyszczenia środowiska. (K_U03)

Wykonuje samodzielnie lub w zespole proste obserwacje i doświadczenia z zakresu biotechnologii i mikrobiologii oraz analizuje i interpretuje wyniki w świetle obowiązujących teorii naukowych. (K_U01)

Potrafi zaplanować i zastosować odpowiednie metody i techniki badawcze do rozwiązania zadanego problemu z dziedziny ochrony środowiska. (K_U10)

Potrafi odpowiednio określić priorytety służące rozwiązaniu problemów w zakresie ochrony środowiska. (K_K03)

Potrafi współpracować w grupie podczas wykonywania zadań badawczych i prawidłowo rozstrzygać dylematy związane z wykonywaną pracą. (K_K05)

Egzamin końcowy pisemny w postaci 14 opisowych pytań dotyczących wykładów i literatury podanej przez wykładowcę. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń.

Szczegółowe warunki zaliczenia ćwiczeń:

(i) aktywność na zajęciach;

(ii) zaliczenie kolokwium pisemnego - uzyskanie co najmniej 50% sumy maksymalnej liczby punktów + 1 pkt.

1. Kolokwium pisemne z pytaniami otwartymi i testowymi (6-8 pytań z każdego tematu) wymagającymi znajomości metod stosowanych na zajęciach laboratoryjnych oraz towarzyszącej im wiedzy, a także umiejętności zaplanowania eksperymentów do rozwiązania konkretnych problemów badawczych.

2. Osoby, które dostaną ocenę niedostateczną z kolokwium zaliczeniowego, mają prawo tylko do jednej poprawki. Osoby, które uzyskają ocenę niedostateczną również z kolokwium poprawkowego otrzymują ocenę niedostateczną z ćwiczeń. NIE MA MOŻLIWOŚCI KOLEJNEGO (TRZECIEGO) PODCHODZENIA DO KOLOKWIUM.

3. Osoby, które nie przystąpiły do kolokwium w wyznaczonym terminie z przyczyn zdrowotnych, powinny okazać koordynatorowi zwolnienie lekarskie na ten dzień lub przesłać jego kopię elektroniczną (np. zdjęcie) drogą mailową, nie później niż w ciągu pięciu następnych dni roboczych. W przypadku braku zwolnienia lekarskiego nieobecność oznacza tylko jedno podejście do kolokwium.

Nie