Экологическая токсикология

1. Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины "Экологическая токсикология" получение студентами научнопрактических и теоретических знаний о реакциях организма на воздействие токсичных веществ, о
механизмах взаимодействия организма человека и вредных веществ, а также о способах защиты от
действия химических факторов.
Задачи дисциплины
1) формирование комплекса знаний в области токсикологии;
2) приобретение навыков расчета основных критериев токсикометрии и определения класса
опасности химических веществ;
3) выработка навыков оказания первой помощи при острых отравлениях сильно
действующими ядовитыми веществами.
4) выработка устойчивых взглядов студентов на здоровый образ жизни как на основу
социального процветания общества.
Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Экологическая токсикология» входит в дисциплины по выбору студента,
устанавливаемые ВУЗом «Математического и естественнонаучного цикла» подготовки бакалавров.
Дисциплины, изучаемые одновременно: Промышленная экология, ТОЗОС.
Последующие дисциплины: БЖД.
2.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
3.1. В результате освоения дисциплины «Экологическая токсикология» должны быть
сформированы следующие компетенции:
владение культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации,
постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
владение основными методами защиты производственного персонала и населения от
возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ПК-6);
способностью участвовать в совершенствовании технологических процессов с позиций
энерго- и ресурсосбережения, минимизации воздействия на окружающую среду (ПК-8);
способностью следить за выполнением правил техники безопасности, производственной
санитарии, пожарной безопасности и норм охраны труда на предприятиях химического,
нефтеххимического и биотехнологического профиля (ПК-12);
3.2. В результате освоения дисциплины студент должен демонстрировать освоение указанными
компетенциями по дескрипторам «знания, умения, владения», соответствующие тематическим
модулям дисциплины, и применимые в их последующем обучении и профессиональной
деятельности:
- Знать:
З.1. реакции основных функциональных систем организма на воздействие токсичных веществ;
З.2. специфику и механизм токсического действия вредных веществ и комбинированного
действия вредных факторов;
З.3. параметры токсикометрии и ее основные закономерности;
З.4. признаки хронических и острых отравлений различными химическими соединениями;
- Уметь:
У1. пользоваться документацией в области санитарно – гигиенического нормирования;
У.2. определять класс опасности химических веществ;
- Владеть:
В.1.
химико-аналитическими методами определения содержания экотоксикантов в объектах
окружающей среды;
В.2. биологическими методами контроля окружающей среды;
3
3.3. Проектируемые результаты и признаки формирования компетенций.
Компетентностная модель дисциплины
Индекс
компетенции
ОК-1
Проектируемые результаты освоения
дисциплины «Экономика и менеджмент
безопасности» и индикаторы
формирования компетенций
Знания (З) Умения (У)
Навыки (В)
З.1
У.1, У.2
Средства и
технологии
оценки
Технологии
формирования
компетенции
В.1, В.2
зачет,
тестирование,
домашнее задание
ПК-6
З.1 – З.3
У.1
В.1, В.2
зачет,
тестирование,
домашнее задание
ПК-8
З.2, З.3
У.1, У.2
В.1, В.2
зачет,
тестирование
отчет по
лабораторной
работе
ПК-12
З.1. – З.4
У.1, У.2
В.1, В.2
зачет,
тестирование,
отчет по
лабораторной
работе
4. Объем дисциплины и виды учебной работы в часах и зачетных единицах
Очная форма обучения
Вид занятий
Всего аудиторных занятий:
Лекции
Практические занятия
Лабораторные работы
Самостоятельная работа:
Самостоятельное изучение материала дисциплины
и подготовка к зачетам
Курсовая работа (проект)
Расчетно-графическая работа
Домашнее задание
Количество часов на экзамен
Всего по дисциплине
Вид аттестации за семестр (зачет,
дифференцированный зачет, экзамен)
Заочная форма обучения
Вид занятий
Всего аудиторных занятий:
Лекции
Практические занятия
Всего
(час./
зач.ед. )
54
18
18
18
126
116
1 2 3
1, 2
1, 2
1, 2
1, 2
Семестры
4 5
6
7 8 9 10
54
18
18
18
126
116
10
10
180
зачет
180
зачет
Всего
(час./
зач.ед. )
16
8
1 2 3
4
Семестры
5 6
7
8 9 10
16
8
4
Лабораторные работы
8
8
Самостоятельная работа:
128
128
Самостоятельное изучение материала
118
118
дисциплины и подготовка к зачетам
Курсовая работа (проект)
Расчетно-графическая работа
Домашнее задание
10
10
Количество часов на экзамен
36
36
Всего по дисциплине
144/4
144/4
Вид аттестации за семестр (зачет,
экзамен
экзамен
дифференцированный зачет, экзамен)
5. Содержание дисциплины по модулям и видам учебных занятий
5.1. Содержание дисциплины по модулям
1. Параметры и основные закономерности экотоксикологии.
2. Специфика и механизм токсического действия.
3. Экологическое нормирование в экотоксикологии.
Содержание модулей
О
1
Предмет и задачи экотоксикологии. Экология и экотоксикология. Общие Л, С
черты и различия экотоксикологии и токсикологии. Загрязнение окружающей
среды.
2
З
Л, С
Химическое и радиоактивное загрязнение среды в комплексе антропогенных
факторов воздействия на экосистемы. Основные виды химических
загрязняющих веществ – потенциальных экотоксикантов.
Л, С
С
Поведение экотоксикантов в окружающей среде: поступление,
трансформация, удаление, накопление биотой. Источники, пути и
формы
поступления экотоксикантов в окружающую среду.
Химические превращения экотоксикантов. Биотические процессы
трансформации экотоксикантов. Биотрансформация неорганических
экотоксикантов.
Роль микроорганизмов в трансформации и минерализации
экотоксикантов. Процессы перераспределения экотоксикантов
между природными средами, не связанные с химической
деградацией. Накопление экотоксикантов живыми организмами.
Экологические последствия трансформации экотоксикантов в
окружающей среде.
Л, С
С
Л, С
Л, С
Воздействие токсических веществ на биологические системы.
Токсичность. Токсическое действие, токсический процесс. Формы
воздействия токсических
веществ в двухкомпонентоной системе:
аддитивность, антагонизм, антагонизм, синергизм, сенсибилизация.
Л, С
С
Механизм токсического действия токсических веществ на организм.
Популяционная
экотоксикология. Экотоксикология сообществ.
Механизмы взаимодействия экотоксикантов с биогеоценозом.
Л, С
С
Методы исследования состояния окружающей среды в
экотоксикологии.
Химико-аналитические
методы
определения
содержания экотокикантов в объектах окружающей среды.
Биологические
методы контроля окружающей среды. Оценка и
управление экологическим риском. Оценка и управление экологическим
Л, С
Л, С
5
3
Экологическое нормирование в экотоксикологии. Санитарногигиеническое нормирование, его ограниченность с точки зрения
защиты окружающей природной среды. Проблемы нормы и патологии
на организменном уровнях . Критерии нормы экосистемы.
Л, С
С
Характеристика особо опасных экотоксикантов.
Л, С
Л, С
5.2. Содержание практических и лабораторных занятий
5.2. Содержание практических и лабораторных занятий
5.2.1. Содержание практических занятий
Цель практических занятий – закрепление теоретического материала дисциплины, овладение
методами решения задач.
Содержание курса практических занятий
1
Модуль 1. Параметры и основные закономерности экотоксикологии.
Токсичность и опасность веществ.
Классификация опасных веществ.
2
Модуль 2. Специфика и механизм токсического действия.
Методы исследования функционального состояния экспериментальных
животных. Интегральные и специфические показатели. Метод «открытого
поля», «лабиринтный метод». Исследование мышечной работоспособности.
Токсикокинетика. Транспорт токсичных веществ.
3
Модуль 3. Экологическое нормирование в экотоксикологии.
Структура и токсичность. Влияние на токсичность введения нитро- и
аминогрупп, галогенов. Непредельность и токсичность. Правило
Ричардсона. Правило разветвленных цепей. Математическая зависимость
«структура - токсичность».
Острые и хронические отравления.
Воздействие ионизирующих излучений на организм человека.
Антидоды.
Форма
обучения
О
+
+
З
+
+
+
+
+
+
+
+
5.2.2. Содержание лабораторных работ
Проведение лабораторных работ имеет целью ознакомить студентов с современными
методами определения содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны, воде и почве,
получить навыки по расчету предельно допустимых концентраций в различных средах и по
определению класса опасности.
Содержание лабораторного практикума
Модуль 1. Параметры и основные закономерности токсикометрии.
Лабораторный практикум.
Определение класса опасности вредных
веществ
по
экспериментальным
и
производным
параметрам
токсикометрии.
2
Модуль 2. Специфика и механизм токсического действия.
Лабораторный практикум.
Расчётные методы определения класса
опасности промышленных отходов. Критерии отнесения отходов к классу
опасности. Паспорт токсичных отходов.
1
Форма
обучения
О
О
З
+
+
+
6
3
Модуль 3. Биотрансформация токсичных веществ.
Лабораторный практикум.
Комбинированное действие ядов. Расчет
предельно допустимых концентраций при аддитивном действии вредных
веществ. Совместное действие оксида углерода и диоксида азота.
Лабораторный практикум. Расчёт ПДК рз веществ, относящихся к
изученным в токсикологическом плане классам или группам химических
соединений .
Лабораторный практикум. Расчет ПДКр.з по физико-химическим
константам.
Физические характеристики, по которым ведется расчет, их диапазон.
Определение ПДК рз веществ по биологической активности химических
связей.
Лабораторный практикум.
Расчет ПДК вредных веществ в
атмосферном воздухе. Расчет максимально разовых ПДК. Расчет
среднесуточных ПДК.
6. Образовательные технологии.
6.1. Для достижения планируемых результатов освоения дисциплины
токсикология» используются следующие образовательные технологии:
6.1.1. Информационно-развивающие технологии.
6.1.2. Развивающие проблемно-ориентированные технологии.
Методы
Метод IT
Работа в команде
Case-study
Проблемное обучение
Контекстное
обучение
Обучение на основе
опыта
Индивидуальное
обучение
Междисциплинарное
обучение
Опережающая
самостоятельная
работа
+
Лабораторные
работы
+
+
+
+
+
+
+
+
Лекция
+
+
+
+
+
+
«Экологическая
+
+
+
+
6.2. Интерактивные формы обучения (в соответствии с положением П ОмГТУ 75.03-2012.
«Об использовании в образовательном процессе активных и интерактивных форм
проведения учебных занятий»)
№ Семестр,
Применяемые технологии интерактивного обучения
Кол-во
модуль
часов
1
6 семестр
Лабораторные работы. Работа в команде. Case – Study.
2
Модуль 1
Обучение на основе опыта.
2
6 семестр
Лабораторные работы. Case – Study. Работа в команде.
2
Модуль 2.
3
6 семестр
Лабораторные работы. Case – Study. Работа в команде.
4
Модуль 3
ИТОГО
8
7.
Самостоятельная работа студентов (указываются все виды работ в соответствии с
7
учебным планом)
Самостоятельная работа направлена на закрепление и углубление полученных теоретических и
практических знаний, развитие навыков практической работы.
7.1. Объем СРС и распределение по видам учебных работ в часах
Количество часов
Вид СРС
Семестр 6
1. Работа
с
лекционным
материалом,
самостоятельное изучение отдельных тем
дисциплины; поиск и обзор литературы и
электронных источников; чтение и изучение
учебника и учебных пособий.
2. Подготовка к теоретическим коллоквиумам
3. Выполнение домашних заданий
4. Подготовка к лабораторным работам
ИТОГО
ИТОГО по дисциплине
45
45
10
26
126
126
7.2. Домашнее задание
Задачи по модулям:
1.
Современное состояние и перспективы развития токсикологии (модуль 1).
2.
Распределение и накопление вредных веществ в организме. Превращение вредных веществ.
Пути выведения вредных веществ из организма (модуль 1).
3.
Отравления. Виды и степени отравлений (модуль 2).
4.
Влияние индивидуальных особенностей организма человека и условий производства на
течение отравлений (модуль 2).
5.
Радиоактивное излучение. Виды радиоактивных излучений (модуль 2).
6.
Нормирование содержания вредных веществ (модуль 2).
7. Профессиональные заболевания работников нефтехимической промышленности (модуль 2).
8.
Профессиональные заболевания работников деревообрабатывающей промышленности
(модуль 2).
9.
Токсикология боевых отравляющих веществ (модуль 2).
10. Методы оценки токсичности и опасности химических соединений (модуль 2).
11. Психоактивные вещества (модуль 2).
12. Причины наркомании и методы ее лечения (модуль 2).
13. Влияние алкоголя на организм человека (модуль 2).
14. Токсикология тяжелых металлов (модуль 3).
15. Микотоксикозы (модуль 3).
16. Сильнодействующие ядовитые вещества (модуль 3).
17. Отравления ядохимикатами (модуль 3).
8. Методическое обеспечение системы оценки качества освоения программы дисциплины
К промежуточной аттестации студентов по дисциплине «Экологическая токсикология» могут
привлекаться в качестве внешних экспертов: представители выпускающей кафедры.
8.1. Фонды оценочных средств.
Фонд оценочных средств позволяет оценить знания, умения и уровень приобретенных
компетенций.
Фонд оценочных средств по дисциплине «Экологическая токсикология» включает:
- вопросы к зачету;
- варианты домашнего задания;
- тестовый комплекс;
- задания для проведения занятий в интерактивной форме.
Оценка качества освоения программы дисциплины «Экологическая токсикология» включает
8
текущий контроль успеваемости, промежуточную аттестацию (по модулям), итоговую аттестацию.
Студентам предоставлена возможность оценивания содержания, организации и качества
учебного процесса.
8.2. Контрольные вопросы по дисциплине
Модуль 1.
1. Классификационные структуры вредных веществ.
2. Классификация промышленных ядов.
3. Классификация пестицидов.
4. Виды и степени отравлений.
5. Экспериментальные параметры токсикометрии.
6. Производные параметры токсикометрии и определение опасности веществ.
7. Методы определения параметров токсикометрии.
8. Исследование функционального состояния подопытных животных.
Модуль 2.
9. Рецепторы токсичности.
10. Строение биологических мембран.
11. Перенос веществ через биологические мембраны.
12. Пути поступления вредных веществ в организм человека.
13. Распределение и накопление вредных веществ в организме.
14. Превращение вредных веществ.
15. Пути выведения вредных веществ из организма.
16. Виды и степени отравлений.
17. Комбинированное и комплексное действие ядов.
18. Влияние индивидуальных особенностей организма человека и условий производства на
течение отравлений.
19. Виды радиоактивных излучений.
20. Доза ионизирующих излучений.
Модуль 3.
21. Действие антидотов.
22. Расчет ПДК вредных веществ в различных средах.
23. Абсорбция вредных веществ через дыхательные пути.
24. Адсорбция вредных веществ через кожу.
25. Классификация вредных веществ с учётом параметров токсикометрии.
26. Распределение и кумуляция.
27. Комбинированное действие ядов.
28. Нормирование содержания вредных веществ.
29. Биотрансформация токсичных веществ. Конденсация.
30. Биотрансформация токсичных веществ. Гидролиз.
9. Ресурсное обеспечение дисциплины.
9.1. Материально-техническое обеспечение дисциплины
9.1.1 Технические средства обучения и контроля.
9.1.2.1. Мультимедийные лекционные аудитории.
9.1.2.2. Использование тестовых заданий для текущего контроля знаний студентов, полученных
при самостоятельном изучении лекционного курса и в период промежуточных аттестаций.
9.1.2.3. Демонстрация учебных кино- и видеофильмов.
9