Modul Umweltchemie

Code:	158250
Modul:	Umweltchemie
Module title:	Environmental Chemistry
Version:	1.0 (06/2011)
letzte Änderung:	13.05.2019
Modulverantwortliche/r:	Prof. Dr. Hofrichter, Martin martin.hofrichter@tu-dresden.de
	Prof. Dr. Fränzle, Stefan stefan.fraenzle@tu-dresden.de

angeboten im Studiengang:	Biotechnologie und Angewandte Ökologie (M.Sc.) gültig ab Matrikel 2016

Modul läuft im:	SoSe (Sommersemester)
Niveaustufe:	Master
Dauer des Moduls:	1 Semester
Status:	Pflichtmodul (Vertiefung)
Lehrort:	Zittau
Lehrsprache:	Deutsch

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*	Gesamtarbeitsaufwand pro Modul (1 ECTS-Punkt entspricht einem studentischen Arbeitsaufwand von 30 Zeitstunden)
**	eine Semesterwochenstunde (SWS) entspricht 45 Minuten pro Woche

Selbststudienzeit in h	Angabe gesamt	davon
	94	33 Vor- und Nachbereitung LV	28 Vorbereitung Prüfung	33 Sonstiges

Lehr- und Lernformen:	Vorlesung



Prüfung(en)
Prüfungen	Ökotoxikologie Prüfungsleistung als Klausur (PK)	90 min	50.0%
	Technische Umweltchemie Prüfungsleistung als Klausur (PK)	90 min	50.0%

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Lerninhalt:

Technische Umweltchemie: Inhalt: Chemische Grundlagen wesentlicher Prozesse in der Umwelt und deren Implikationen für Reinhaltung bzw. Reinigung von Umweltkompartimenten (Wasser, Boden/Sediment, Luft), sowie biochemische und biologische Grundlagen toxischer Wirkungen von Umweltchemikalien • Definition und Genese der Begriffe • Struktur, Funktionen und Wechselwirkungen der irdischen Umweltkompartimente (Boden, Wasser, Atmosphäre) • Grundtypen in der Umwelt erfolgender chemischer Reaktionen (Fällung, Adsorption, Photochemie usw.) • Basisphänomene und –konzepte der Umweltchemie, • Implikationen der Reaktionsformen und Konzepte für die Umwelttechnik an Hand innovativer Verfahrensbeispiele, • Umweltzustandsanalyse und Geostatistik • Eintragspfade von Schadstoffen in Ökosysteme und Langstreckentransport; • Persistenz und abiotische Umwandlung von Schadstoffen; • Toxikokinetik mit Grundlagen der Aufnahme und Akkumulation von Schadstoffen, ihrer Verteilung, Umwandlung und Ausscheidung durch Organismen; • Grundlagen der Toxikodynamik mit Charakterisierung der Vergiftung, Wirkmechanismen und Dosis-Wirkungsbeziehungen; • Grundlagen und Anwendungen biologischer Testverfahren; Umweltrisikobewertung von Chemikalien; Biomonitoring und Bioindikation; • ausgewählte Fallbeispiele einer Schadstoffwirkung Ziel: Das Modul soll den Studierenden zeigen, wie chemische Vorstellungen und Denkweisen zum Verständnis der natürlichen bzw. belasteten Umwelt und deren Sanierung beitragen können. Sie sollen die Vielfalt von Phänomenen und Prozessen auf eine überschau- und verstehbare Anzahl chemischer Basiskonzepte zurückführen lernen. Dabei soll auch ein Gespür für die Bedeutung und Tragweite einzelner Prozesse und Phänomenklassen im jeweiligen Umweltkompartiment sowie für realistische Eingriffs(Rei¬nigungs- oder Rückhalte-)strategien und deren mögliche Nebeneffekte entwickelt werden. Mechanismen der Verbreitung und (toxischen) Wirkung von Stoffen sollen in ihren Grundlagen vermittelt werden. Ökotoxikologie: Auftreten und Verteilung von Chemikalien in der Umwelt, direkte und indirekte Effekte von Umweltchemikalien auf die biologischen Integrationsstufen (Organismus, Art, Population, Biozönosen) einschließlich der molekularen Wirkmechanismen, Bewertung des Gefährdungspotenzials und Risikoanalyse von Umweltchemikalien Thematische Schwerpunkte: • Ökotoxikologie als Umweltwissenschaft • Belastung der Umwelt und Artenschwund • Verhalten von Schadstoffen in der Umwelt • Produktion und Dispersion von Xenobiotika • Eintragspfade von Schadstoffen in Ökosystemen • Langstreckentransport von Schadstoffen • Senken von Schadstoffen in Ökosystemen • Schadstoffaufnahme und –wirkung auf Organismen • Toxikokinetik: Grundlagen der Aufnahme und Akkumulation von Schadstoffen, ihrer Verteilung, Umwandlung und Ausscheidung durch Organismen • Toxikodynamik: Grundlagen der Charakterisierung von Vergiftungen, Wirkmechanismen und Dosis-Wirkungsbeziehungen • ausgewählte Fallbeispiele einer Schadstoffwirkung • Grundlagen und Anwendungen biologischer Testverfahren; Biomonitoring und Bioindikation Regulatorische Ökotoxikologie

Lernergebnisse/Kompetenzen:
Fachkompetenzen:	Die Studierenden sollen die unmittelbaren Implikationen von Basiskonzepten der Chemie für das Geschehen in der Umwelt, ihre Belastungsformen und Methoden der Abhilfe erkennen lernen. - Allgemeine Kenntnisse der Stoffeigenschaften von Chemikalien, die zur Freisetzung und Verbreitung in und zu Austauschvorgängen zwischen den Umweltkompartimenten beitragen; Kenntnisse der Aufnahme-, Metabolisierungs- und Ausscheidungsfähigkeit von Substanzen durch Organismen; Kenntnisse über den Zusammenhang zwischen stofflichen Eigenschaften, Eigenschaften der Umweltmedien und Verhalten der Stoffe
Fachübergreifende Kompetenzen:	Weiter sollen Kenntnisse der Stoffeigenschaften, die zur Freisetzung und Verbreitung von Schadstoffen in der Umwelt führen vermittelt werden. Die Studierenden sollen zur Vorhersage der Aufnahme-, Metabolisierungs- und Ausscheidungsfähigkeit von Substanzen bei tierischen und pflanzlichen Organismen sowie Einschätzung ihres Gefährdungs- und Risikopotentials; Beurteilung von Sicherheitsdatenblättern und toxikologischer Stoffcharakterisierungen befähigt werden.

Notwendige Voraussetzungen für die Teilnahme:	- Chemische und physikalisch-chemische Grundkenntnisse, Grundkenntnis in Allgemeiner Biologie, Vordiplom/Bachelor in einschlägigen Fächern (z. B. Biologie, Biotechnologie, Ökologie & Umweltschutz oder Umwelttechnik) - Grundkenntnisse analytischer Methoden, Laborpraxis
Empfohlene Voraussetzungen für die Teilnahme:	Bereitschaft zu komparativen Ansätzen: wie ändert sich die Perspektive, wenn analoge Fragen in der Verfahrenstechnik (Reaktorkonzept), der vergleichenden Planetologie oder pharmazeutischen Identitäts- und Reinheitskontrolle von Stoffen/Bioproben auftauche

Literatur:

Fränzle S et al.: Technische Umweltchemie; Schwister: Taschenbuch der Verfahrenstechnik; Heintz/Reinhardt: Chemie und Umwelt; Fränzle O: Contaminants in Terrestrial Environments Fent K (2003): Ökotoxikologie. Umweltchemie - Toxikologie - Ökologie. 2. Auflage Stuttgart, New York: Thieme. 332 S. Fomin A, Oehlmann J, Markert B (2003): Praktikum zur Ökotoxikologie. Grundlagen und Anwendungen biologischer Testverfahren. Landsberg, Ecomed. 239 S. Oehlmann J & Markert B (Hrsg.) (1999): Ökotoxikologie - Ökosystemare Ansätze und Methoden. Landsberg: Ecomed. 576 S. Walker CH, Hopkins SP, Sibly RM & Peakall DB (2000): Principles of ecotoxicology. 2nd edition. London, Bristol: Taylor & Francis. 321 S.