Mikrobiologia wód - Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Opis modułu kształcenia / przedmiotu (sylabus)
Grupa przedmiotów:
Rok akademicki:
Nazwa przedmiotu1):
Tłumaczenie nazwy na jęz. angielski3):
4)
Kierunek studiów :
Numer katalogowy:
Mikrobiologia wód
ECTS 2)
2,0
Water microbiology
Inżynieria i Gospodarka Wodna
5)
Koordynator przedmiotu :
dr n. biol. inż. Magdalena Frąk
Prowadzący zajęcia6):
dr n. biol. inż. Magdalena Frąk, mgr inż. Iwona Gielmuda
7)
Jednostka realizująca :
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Katedra Kształtowania Środowiska
Wydział, dla którego przedmiot jest
realizowany8):
Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska
9)
Status przedmiotu :
a) przedmiot podstawowy
b) stopień I
Cykl dydaktyczny10):
letni
Jęz. wykładowy11): polski
Założenia i cele przedmiotu12):
Zapoznanie studentów z regułami występowania mikroorganizmów w wodach różnego pochodzenia i sposobu
użytkowania (wody naturalne i dystrybuowane). Omówione zostaną skutki wpływu gospodarki w zlewni, rola
mikroorganizmów w potencjale ekosystemu do naturalnego samooczyszczania oraz podstawy dla wdrażania
rozwiązań technicznych wspomagania odnowy wód. Dodatkowo omówione zostaną problemy związane z
obecnością mikroorganizmów w systemach dystrybucyjnych wód konsumpcyjnych, przemysłowych i
leczniczych.
Formy dydaktyczne, liczba godzin13):
Metody dydaktyczne14):
Pełny opis przedmiotu15):
Wymagania formalne (przedmioty
wprowadzające)16):
rok 1 sem. 2
c) stacjonarne / niestacjonarne
a)
Wykład
b)
Ćwiczenia laboratoryjne ……………………………………………………….; liczba godzin
………………………………………………………………………; liczba godzin 15;
15;
Eksperyment, interpretacja uzyskanych wyników w powiązaniu z typem/źródłem analizowanego materiału,
rozwiązywanie zadanego problemu, dyskusja;
Wykłady:
Woda jako siedlisko mikroorganizmów; ekosystemy naturalne wodne i wodozależne, zniekształcone, sztuczne.
Mikroorganizmy w różnych typach wód (bakterie, grzyby, sinice, glony, pierwotniaki).
Czynniki regulujące różnorodność i liczebność mikroorganizmów w wodach naturalnych (powierzchniowe
śródlądowe, morskie, podziemne, źródlane): wpływ warunków biotycznych i abiotycznych, rola dopływu materii
spoza ekosystemu; przeżywalność drobnousrojów. Znaczenie mikroorganizmów w funkcjonowaniu
ekosystemów wodnych (naturalnych i zdegradowanych). Autotrofia i heterotrofia. Przemiany biochemiczne
zachodzące środowisku wodnym: rozkład związków organicznych w warunkach tlenowych i beztlenowych,
biologiczne przekształcanie form chemicznych azotu i fosforu (utlenianie, redukcja).Proces samooczyszczania
wód naturalnych: procesy cząstkowe, rola mikroorganizmów, sukcesja (mikro)organizmów, czynniki
modyfikujące przebieg i ukierunkowanie procesu, mikroorganizmy osadów dennych. Saprobowość i trofia wód
naturalnych – cechy chemiczne i biologiczne, przyczyny i skutki, mikroorganizmy charakterystyczne i ich
znaczenie. Podstawy technicznych rozwiązań wspomagających procesy odnowy wód. Elementy mikrobiologii
sanitarnej wód: zanieczyszczenia sanitarne wód naturalnych i dystrybuowanych, mikroorganizmy szkodliwe i
patogeny, mikroorganizmy wykorzystywane w analizie jakości sanitarnej wód i ich przydatności użytkowej
(Escherichia coli, Enterococcus, Legionella, sinice). Przepisy prawne określające jakość sanitarną wód
użytkowych (konsumpcyjne, lecznicze, stołowe i mineralne, przemysłowe, medyczne, w basenach kąpielowych,
w kąpieliskach naturalnych). Mikroorganizmy uciążliwe dla ujęć wody i sieci dystrybucyjnych (bakterie siarkowe,
żelaziste, manganowe. Wpływ mikroorganizmów na sieci dystrybucyjne (biofilm, korozja materiałów, kolmatacja
przewodów) i jakość wody (zmiany barwy, zapachu i smaku wody, redukcja i utlenianie związków żelaza,
toksyny). Mikroorganizmy i ich umiejętności w technologiach inżynierii i gospodarki wodnej – przykłady
zastosowania (uzdatnianie wody konsumpcyjnej, oczyszczanie ścieków, systemy symulujące warunki
mokradłowe, mikroorganizmy efektywne).
Ćwiczenia:
Zapoznanie studentów z zasadami bezpieczeństwa i higieny pracy w laboratorium mikrobiologicznym. Krótki
przegląd metod pracy w laboratorium mikrobiologicznym.
Udział drobnoustrojów w przemianach związków chemicznych w środowisku wodnym: określanie występowania
grup fizjologicznych bakterii ważnych z punktu widzenia zdolności ekosystemu do samooczyszczania (praca w
zespołach) – założenie doświadczeń-hodowli, odczyt wyników, ich interpretacja, ocena bioróżnorodności
ekosystemu.
Ocena stanu sanitarnego środowiska wodnego: oznaczenie obecności i liczebności Escherichia coli w próbkach
wody różnego pochodzenia (powierzchniowe, podziemne/lecznicze, konsumpcyjne, ścieki), pobór próbek do
analiz mikrobiologicznych, założenie doświadczeń-hodowli (praca w zespołach), odczyt wyników, ich
interpretacja, określenie możliwości użytkowych badanej wody na podstawie uzyskanych wyników, posiadanej
wiedzy o pochodzeniu próbki oraz przy uwzględnieniu aktualnych wytycznych prawnych.
Wpływ związków chemicznych (substancje szkodliwe i toksyczne): na drobnoustroje wodne: założenie
doświadczenia metodą hodowlaną (praca w zespołach), odczyt wyników, ich interpretacja. Analiza możliwości
wykorzystania badanych związków w procesach dezynfekcji wód konsumpcyjnych, ścieków, osadów
ściekowych.
Analiza różnorodności mikroorganizmów w próbkach wód różnego pochodzenia (ekosystemy naturalne, ścieki)
metodą mikroskopową – określenie różnorodności taksonomicznej zespołów mikroorganizmów w próbkach wód
o różnym stopniu zanieczyszczenia; określenie stopnia zanieczyszczenia badanych próbek wody (trofia,
saprobowość); na przyczyn zaobserwowanej różnorodności mikroorganizmów;
Podstawowa wiedza przyrodnicza z zakresu szkoły średniej; Ekologia ogólna lub Ekologia wód;
Student zna podstawowe informacje z zakresu ekologii środowiska naturalnego, w tym podstawy systematyki
taksonomicznej; rozumie zależności troficzne w ekosystemach;
01 – student ma wiedzę z zakresu mikrobiologii wód,
rozpoznawać podstawowe gatunki mikroorganizmów
umożliwiającą zrozumienie zjawisk i procesów
występujące w ekosystemach wodnych;
zachodzących w środowisku wodnym;
04 –
student potrafi pracować samodzielnie i
02 – student zna zjawiska i procesy mikrobiologiczne
współpracować w zespole nad wyznaczonym
zachodzące w środowisku wodnym, związane z
zadaniem, rzetelnie analizuje uzyskane wyniki prac
przemieszczaniem
zanieczyszczeń
i
własnych;
samooczyszczaniem;
05 – ma świadomość wpływu działalności inżynierskiej
03 –
student umie ocenić jakość wody
na funkcjonowanie środowiska wodnego;
uwzględniającej wskaźniki mikrobiologiczne, umie
Założenia wstępne17):
Efekty kształcenia18):
19)
Sposób weryfikacji efektów kształcenia :
Efekt 01, 02, 05: pisemne kolokwia cząstkowe obejmujące materiał ćwiczeniowy i wykładowy tematycznie
powiązany;
Efekt 03, 04: wykonanie eksperymentów oraz analiza uzyskanych wyników, sprawozdania z eksperymentów w
dzienniczku laboratoryjnym;
Forma dokumentacji osiągniętych efektów
Kolokwia pisemne, dzienniczki laboratoryjne;
kształcenia 20):
Prace pisemne max 50%: wykonanie doświadczeń i ich interpretacja (opisy w zeszycie laboratoryjnym),
Elementy i wagi mające wpływ na ocenę
kolokwium pisemne max 50%; uzyskanie oceny pozytywnej z przedmiotu oznacza zebranie co najmniej 51%
końcową21):
wszystkich możliwych punktów;
Miejsce realizacji zajęć22):
Sala audytoryjna (wykłady), sala laboratoryjna (ćwiczenia), Laboratorium Biologii Sanitarnej;
UWAGI24): z uwagi na szczególny charakter zajęć laboratoryjnych, przepisy BHP oraz możliwości techniczne Pracowni Biologii Sanitarnej - ćwiczenia
powinny być prowadzone w blokach min. 90-135 minutowych (2-3h), w grupach max 15 osobowych;
Literatura podstawowa 23):
Schlegel H., 2006: Mikrobiologia ogólna, wyd. PWN; Pawlaczyk-Szpilowa M., 1980: Mikrobiologia wody i ścieków. Wyd. PWN; Paluch J., 1973:
Mikrobiologia wód, wyd. PWN; Rheinheimer U., 1998: Mikrobiologia wód., wyd. PWRiL; Błaszczyk M., 2010: Mikrobiologia środowisk. Wyd. PWN; Grabińska
Łoniewska A., Siński E., 2010: Mikroorganizmy chorobotwórcze i potencjalnie chorobotwórcze w ekosystemach wodnych i w sieciach wodociągowych, wyd.
Seidel-Przywecki; Walczak M., Burkowska A., Świontek-Brzezińska A., Kalwasińska A., 2013: Podstawy mikrobiologii w teorii i praktyce, Wydawnictwo
Naukowe UMK;
Literatura uzupełniająca:
Łebkowska M., red., 1999: Toksykologia środowiska, ćwiczenia laboratoryjne. Wyd. PW Warszawa; Kańska Z. i inni, 1996: Ćwiczenia z biologii sanitarnej,
cz 1 i cz. 2 (fragmenty)., Wyd. PW Warszawa; Kunicki-Goldfinger W.J.H., 2008: Życie bakterii, wyd. PWN; Lubidzisz Z., Kowal K., Żakowska Z., 2006:
Mikroorganizmy i środowiska ich występowania, wyd. PWN; Turoboyski L., red., 1976: Atlas organizmów wskaźnikowych do oceny wód powierzchniowych.,
AR Olsztyn;
Wskaźniki ilościowe charakteryzujące moduł/przedmiot 25) :
Szacunkowa sumaryczna liczba godzin pracy studenta (kontaktowych i pracy własnej) niezbędna dla osiągnięcia zakładanych efektów
kształcenia18) - na tej podstawie należy wypełnić pole ECTS2:
55 h
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
1 ECTS
Łączna liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, takich jak zajęcia laboratoryjne,
projektowe, itp.:
1 ECTS
Tabela zgodności kierunkowych efektów kształcenia efektami przedmiotu
Nr /symbol
efektu
01
02
03
04
05
26)
Wymienione w wierszu efekty kształcenia:
student ma wiedzę z zakresu mikrobiologii wód, umożliwiającą zrozumienie zjawisk i
procesów zachodzących w środowisku wodnym
student zna zjawiska i procesy mikrobiologiczne zachodzące w środowisku wodnym,
związane z przemieszczaniem zanieczyszczeń i samooczyszczaniem
student umie ocenić jakość wody uwzględniającej wskaźniki mikrobiologiczne, umie
rozpoznawać podstawowe gatunki mikroorganizmów występujące w ekosystemach
wodnych;
student potrafi pracować samodzielnie i współpracować w zespole nad wyznaczonym
zadaniem, rzetelnie analizuje uzyskane wyniki prac własnych;
ma świadomość wpływu działalności inżynierskiej na funkcjonowanie środowiska wodnego
Odniesienie do efektów dla programu
kształcenia na kierunku
K_W01
K_W08
K_U13, K_U14
K_K02, K_K03
K_K04