Környezetföldtan MSC

Nyomtatás
Megjelent: 2014. április 11. péntek

Tantárgy neve: Környezetföldtan

Tárgyjegyző: Dr. Mádai Viktor

Tantárgy kódja: MFFAT710003

Tárgyfelelős tanszék/intézet: Ásvány- és Kőzettani Intézeti Tanszék

Javasolt félév: 1.

Előfeltételek: nincs

Óraszám/hét (ea+gyak): 2+1

Számonkérés módja (a/gy/v): ): aláírás, vizsga

Kreditpont: 4

Tagozat: nappali

Tantárgy feladata és célja:

A földkéreg elsősorban sekélyebb régióinak megismerése révén az emberi tevékenység által a földtani környezetben kiváltott változások felismerése, nyomonkövetése, az esetleges károsodások minimalizálása illetve felszámolása, valamint az ésszerű keretek között zajló, értékkímélő természeti erőforrásgazdálkodás geológiai szegmensének áttekintése. A tárgy további célja a földtani közeg szennyeződési mechanizmusainak, az egyes szennyezők sajátságainak megismerése, konkrét esettanulmányok vizsgálatával a kárelhárítás gyakorlatának áttekintése.

Tantárgy tematikus leírása:

Előadás:

1.hét:

 Alapfogalmak, környezet, földtani környezet, természeti potenciál, környezeti potenciál. A természeti környezet egyes jellemzői Magyarországon. A térképezhető földkéregbeli térelemek áttekintése (a földtani környezet struktúrája). A földtani környezet hierarchikus tagolása. A kőzettestek megkülönböztető petrográfiai sajátosságai. Magmás kőzettestek, intruzív kőzettestek, effuzív és eruptív kőzettestek. A magmás kőzettestek makrostrukturája, a magmás kőzettestek mikrostruktúrája. A magmatitok petrográfiai osztályozása, piroklasztitok. A piroklasztitok kőzetalkotó elemei. A tefra mozgása és felhalmozódása a földfelszínen. Piroklasztitok és piroklasztos kőzetek.

2.hét:

Metamorf kőzettestek, a metamorf kőzettestek jellemzői, a metamorf kőzettestek makro- és mikrostruktúrája.A metamorf kőzetek petrográfiai és petrogenetikai csoportjai. A magmás és metamorf kőzetek petrográfiai vizsgálata.

3.hét:

Üledékes kőzettestek, törmelék kőzetek, agyagkőzetek, karbonát kőzetek és osztályozásuk. A kőzettestek kőzetrés struktúrája. A földfelszíni kőzetképződési környezetek áttekintése, a litofáciesek. A litofáciesek időbeli ismétlődése – a ciklusosság. Az üledékfelhalmozódási környezetekre jellemző paraméterek.

4.hét:

A kőzettestek alakja, struktúrája és anyaga. A legfontosabb fosszilizálódott organizmusok áttekintése. A földfelszíni kőzetképződési környezetek megismerése. Folyóvízi kőzetképződési környezet, arid - szemiarid pusztasági környezet, glaciális kőzetképződési környezet, tavi kőzetképződési környezet, mocsári kőzetképződési környezet, tengerparti (tóparti) kőzetképződési környezetek, tegeri kőzetképződési környezetek. A szedimentáció sebessége az üledék-felhalmozódási környezetekben. A földtani környezet tektonikai struktúrája.

5.hét: A földtani környezetet bemutató térképek áttekintése. A földtani környezet állapotának jellemzői, a földtani környezet változása természetes és antropogén hatásokra.

6.hét: A természeti és antropogén hatások áttekintése, a földtani környezet változásának minősítése. A földtani környezet felszínének változása.

7.hét:

Geomorfológiai alapok. A lejtő, mint dinamikus környezet. A domborzat állapotának jellemzése, a felszín lejtősségének minősítése. A lejtőalakok elemzése.

8.hét:

A reliefenergia. A lejtős felszínek kitettsége. Felszínalakulás a denudáció hatására. A szélerózió és az okozott problémák vizsgálata. A vízerózió és az okozott károk áttekintése. A potenciális felszínváltozások térképi bemutatása.

9.hét:

Felszínmozgások, omlás, csuszamlás. A kőzetanyag folyások megismerése. Felszíndeformációk vizsgálata. A felszínmozgások térképezése.

10.hét:

A kőzetek földfelszíni átalakulása a mállás. A fizikai mállás, a kémiai mállás. A kőzetalkotó ásványok mállása.

A kőzetek mállottsági állapota. Az eluviumok általános jellemzése.

11.hét:

A technogén mállás folyamata, az okozott problémák áttekintése. A mállás sebessége. Az eluviumok és az üledékes kőzetek szennyeződése. Elemkoncentráció az eluviumokban. Az eluviumok szorpciós és ioncserélő sajátsága. A pórusvíz pH - ja az eluviumokban. Az eluviumok szilárd fázisainak felületi töltései. Az eluviumok szorpciós kapacitása. Az üledékek és kőzetek szorpciós sajátságai.

12.hét:

Az eluviumok, üledékek, kőzetek szennyeződése kémiai elemekkel. Az ipari tevékenység elemszennyezése. A legfontosabb szennyező komponensek áttekintése. Az agráripar elemszennyezése és a legfontosabb károsító tényezők vizsgálata. Az urbanogén területek elemszennyeződése, a főbb károsító faktorok.

13.hét:

A felszínalatti víz szennyeződése. Az egyes szennyezési fajták vizsgálata. A földtani környezet szennyezettségének állapota, a felmérés és kárelhárítás lehetőségeinek áttekintése.

14.hét:

Környezetminősítés, ökogeológiai veszélyesség. A tájhasználati konfliktus és annak kezelése. A környezetminősítés folyamata. Ökogeológiai veszélyesség, és kockázat.

Gyakorlat:

1. hét: Az arzén és a szelén környezetföldtani és környezetgeokémiaigeokémiai szempontú áttekintése. Az egyes közegek (víz, illetve szilárd anyag (talaj, egyéb kőzetek)) mintázási problémáinak áttekintése. Az arzén és a szelén különböző kémiai formákban, oxidációs állapotokban való megjelenése megoszlása a környezetben természetes és antropogén hatásokra. Az arzén és a szelén mérésének analitikai módszerei.Az arzén és a szelén mozgása kötődési sajátoságai a természeti környezetben. Gyakorlati feladat: arzén és szelén szennyezés ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

2. hét: Nehézfémek a környezetben. Az Pb, Zn, Cd, Cr, Cu, Ni forrásainak és a mobilitási útvonalainak átekintése. A vizsgált nehézfémek geokémiai sasjátosságainak (oxidációs állapotok, vegyületcsoportok, megoszlási, mobilitási és felhalmozódási hajlamok) vizsgálata.

A tárgyalt nehézfémek atmoszférikus emissziójának és geokémiai ciklusának áttekintése. Üledékminták nehézfémtartalmának vizsgálata alapján rekonstruált történeti nehézfém trendek. Gyakorlati feladat: Pb, Zn, Cd, Cr, Cu, Ni történelmi léptékben értelmezhető szennyezésének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

3. hét: A higany környezetföldtana és környezetgeokémiája. A globális higany ciklus. A higany alapvető geokémiájának és környezetföldtanának áttekintése: források, mobilitás, kötődés, megoszlási sajátosságok. A higany környezeti (természetes és antropogén) forrásainak áttekintése. A higany atmoszferikus ciklusának és kémiai viselkedésének vizsgálata. A higany vizes környezetben mutatot biogeokémiai sajátosságai. A higany eltávolítása a felszíni szférákból. A higany globális ciklisának modellezési lehetőségei. Gyakorlati feladat: higany szennyezés ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

4. hét: A savas bányavizek, csurgalékvizek környezetgeokémiája és környezetföldtana. A probléma alapjainak ismertetése, A létrehozó bányászati tevékenység és a szennyezett bányászati csurgalékvizek keletkezésének áttekintése. Az érc, szén és gyémánt depozítumok ásványtana. A szulfidoxidáció folyamatának és az oxidációs termékek sajátságainak vizsgálata. Neutralizációs folyamatok a csurgalékvizek keletkezésének helyszínén. A másodlagos ásványok és geokémiájuk. Savas elfolyó vizek generálása a bányákban és a meddőfelhalmozásokban. Az előrejelzés eszközei. Az oxidációs termékek bioakkumulációja és toxicitása. A prevenció és a remediáció eszköztára. Gyakorlati feladat: ARD, ill. AMD okozta szennyezés ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

5. hét: A radioaktív szennyezések környezetgeokémiája és környezetföldtana. A környezet radioaktív anyagokkal történő szennyezésének természete és veszélyei. A radionuklidok geokémiájának elméleti és gyakorlati háttere. A radionuklidok környezetünkben megfigyelhatő viselkedésének tanulmányozása. A környezet radionuklidokkal történő szennyezése esetén alkalmazható remediációs eljárások és a kockázatkezelés különböző modelljei. Gyakorlati feladat: radioaktivitás okozta szennyeződés ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

6. hét: A talajok, porok illetve egyéb geogén eredetű komponensek környezetgeokémiai és környezetföldtani problémaköre. A geogén anyagok emberi egészségre gyakorolt hatása. Kitettségi felületek, útvonalak. Abszorpció, biodisztribúció, metabolizmus és detoxifikáció. Az emberi test kémiai sajátosságai geokémiai szempontból. A geogén anyagok és az emberi test kölcsönhatásának és ezen folyamatok kiváltotta toxikus hatások becslési módszerei. Biológiai szempontból értelmezett tekintett oldékonyság (biosolubility) és reakciókészség (bioreactivity). A biológiai szempontból inert anyagok (azbesztek, erionit, és egyéb szálas anyagok, kristályos szilicium-dioxid) biogeokémiája és környezetföldtana. A biológiai szempontból erősen reaktív és oldékony geogén anyagok biogeokémiája és környezetföldtana. Gyakorlati feladat: talajok, porok illetve agyéb geogén anyagok okozta szennyeződések ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

7. hét:  1. Zárthelyi dolgozat. A vízek eutrofizációjának környezetgeokémiai és környezetföldtani vetületei. A természetes eutrofizáció. Az antropogén hatások kiváltotta eutrofizáció. A pontszerű, a diffúz és a belső tápanyagforrások révén megvalósítható ellenőrzött vízminőség védelem. Az eutrofizáció kezelésének jövőbeli perspektívái. Gyakorlati feladat: egy víztest (talajvíz, felszíni víz) eutrofizáció okozta károsodásának illetve a probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

8. hét: A szalinizáció és a sós környezetek környezetgeokémiai és környezetföldtani problémaköre. A folyók a tavak a talajvíz szalinizációja. A tengervíz bekeveredés okozta problémák. A száraz sivatagos területek szalinizációja, szikesedése. Antropogén behatások, a városi és a mezőgazdasági területhasználat kiváltotta szalinizáció. A talaj sóháztartásának megváltozása. A víztelített felszíni kőzetek és talajok szalinizációja. A sóforrások meghatározása és kontrollja. A remedeiáció eszköztára a szalinizáció témakörében. Gyakorlati feladat: egy víztest (talajvíz, felszíni víz) vagy fekszíni kőzetanyag, talaj szalinizáció okozta károsodásának illetve a probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

9. hét: A savasodás és a savas esők környezetgeokémiai és környezetföldtani vizsgálata. A savasodás alapfogalmainak definiálása. Rövidtávú, hosszútávú és epizodikus savasodási jelenségek. A fémek környezeti szerepének és a tápanyagok elérhetőségének, mobilitásának változása a savasodás következtében. A klíma savasodásának hatásai. A savasodás időbelisége, a természetes és az antropogén hatások kiváltotta savasodás időbeli, történeti vetületei. Az édesvizek savasodásának és neutralizációjának gyakorlati kérdései. A remediáció eszközei. A savasodás előrehaladásának modellezési lehetőségei édesvíztestek esetében. A kémiai remediáció eszközei. Gyakorlati feladat: egy víztest (talajvíz, felszíni víz) vagy fekszíni kőzetanyag, talaj savasodás okozta károsodásának illetve a probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

10. hét: A troposzférikus ózon és a fotokémiai szmog környezetgeokémiai és környezetföldtani vizsgálata. A fotokémiai szmog jelenségének általános áttekintése, alapfogalmak. Elsődleges és másodlagos szennyezők, ózon, a légszennyezők részecske típusú összetevői. Urbanogén hatások. Hosszú távú előrejelzések. Az ózon és a részecske típusú komponensek fotokémiája. A fotokémiai szmog meteorológiai problémái: dinamika és hőmérsékleti vetületek. A jövőbeli trendek vizsgálata. Gyakorlati feladat: a fotokémiai szmog okozta károsodás illetve a probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.
11. hét: Illékony, üzemanyagokban megjelenő szénhidrogének és MTBE komponensek okozta szennyeződések  környezetgeokémiai és környezetföldtani vizsgálata. A kőolaj és főbb származékainak, illetve az egyéb hozzáadott komponensek kémiai összetétele. Ökológiai, környezeti problémák, emberiegészség-károsító hatások. A kőolajipar technológiai folyamatainak, és a keletkező melléktermékek áttekintése. A kőolajszármazékok környezetbeli transzport- és transzformációs folyamatainak áttekintése (biotikus és abiotikus, aerob és anaerob folyamatok). A már létrejött környezetkárosítás remediációs lehetőségei (természetes és mesterséges kárelhárítás, környezeti tönkremenetel mérséklése). Gyakorlati feladat: a kőolajlepárlási termékek (elsődlegesen üzemanyagok) illékony szénhidrogénösszetevőinek, illetve MTBE komponenseinek következtében kialakult környezetkárosodás, illetve probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.
12. hét: A nagy molekulasúlyú petrogén és pirogén szénhidrogének vizes környezetben kiváltott környezetgeokémiai és környezetföldtani problémái. A petrogén és pirogén források és ezek működése, a szolgáltatott anyag sajátságai. A környezetbe jutás és a környezetben való mozgás útvonalai, migrációs és transzport folyamatok. Szorpció vízoldékonyság és oldhatóság apoláros fluidumokban, biodegradáció, fotokémiai reakciók. A szénizotópok környezetgeokémiája és ezek földtani vetülete. Az izotóp-összetétel sajátosságai a PAH források kapcsán. A szénhidrogének szétesési sajátosságai és az izotóp-összetétel kapcsolatai. Gyakorlati feladat: nagy molekulasúlyú petrogén és pirogén szénhidrogének által vizes környezetben kiváltott környezetkárosodás, illetve probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

13. hét: A halogénezett szénhidrogének és a peszticidek környezetgeokémiája és környezetföldtana. A globális transzportfolyamatok és a környezetben tapasztalt megoszlás. Források és mobilitási útvonalak, illetve azok fluxusa. A kémiai reakcióképességet meghatározó tényezők és azok felhasználása a környezeti károk felszámolására, csökkentésére. Mikrobiális biogeokémia és biológiai elérhetőség. Környezeti reakcióképesség (mikrobiális-, felszín vezérelt-, szerves komponensek mediálta-) a környezeti folyamatok ciklusaiban betöltött szerep. A remediáció lehetőségei. Gyakorlati feladat: A halogénezett szénhidrogének és a peszticidek által kiváltott környezetkárosodás, illetve probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.
14. hét: A hulladéklerakók által érintett tajvíz és víztartó rétegek környezetgeokémiai és környezetföldtani áttekintése. Források és átszivárgó vizek összetétele. A talajvíztestben való elkeveredés mikéntje. Az így keletkezett szennyezett víztestrészletek, csóvák biogeokémiai sajátosságai (mikrobiális sajátosságok és redox-viszonyok). A már létrejött szennyezés sorsát meghatározó folyamatok áttekintése. Oldott szervesanyag, szervetlen makrokomponensek és nehézfémek szerepe. A hulladéklerakók által elszennyezett talajvíztestek környezeti kárelhárításának módszerei. Gyakorlati feladat: A hulladéklerakók elszennyezte talajvizek által kiváltott környezetkárosodás, illetve probléma környezetföldtani vetületének ismertetése. A kárelhárítás módszereinek áttekintése egy esettanulmány bemutatása révén.

Félévközi számonkérés módja: 2db zárthelyi dolgozat megírása valamint önálló kutatómunka alapján egy személyreszabott környezetföldtani probléma és kárelhárítási forgatókönyv ismertetése, és a kész anyag beadása. Sikertelen dolgozat esetén pótlási lehetőség a 14 héten.

Értékelési határok: > 80 %: jeles, 70 – 80 %: jó, 60 – 70 %: közepes, 50 – 60 %: elégséges, < 50 %: elégtelen

Kötelező és javasolt irodalom jegyzéke:

F. G. Bell: Geological Hazards: their assessment, avoidance and mitigation. E & FN Spon,

London, 1999

Horváth Zs.: A felszín alatti víz és a földtani közeg szennyezés elleni védelme. ELTE, L. W.

Lundgren: Environmental Geology. Prentice-Hall Inernational, London, 1999.

C. W. Montgomery: Environmental Geology. McGraw-Hill Companies, Boston, New York, San Francisco, 2005

Wallacher, L: Környezetföldtan, kézirat, 1996

Edgar, Spencer; Reichard, J S; Reichard, J: Environmental Geology, McGraw-Hill, 2009,

Erickson, J.: Environmental Geology: Facing the Challenges of Our Changing Earth (Living Earth) Amazon com,2002

Foley, Duncan: Investigations in environmental geology, Prentice Hall, Upper Saddle River N.J, 2009,

Holland, H D.: Treatise on geochemistry, Elsevier, New York NY, 2003

Joomla 1.6 Templates designed by Joomla Hosting Reviews