Ny sökning
MV0218

Miljögeokemi

Kursvärderingen är ännu inte aktiverad

Kursvärderingen är öppen mellan 2022-01-09 och 2022-01-30

Andra kursvärderingar för MV0218

Läsåret 2021/2022

Miljögeokemi (MV0218-M2092) 2021-11-02 - 2022-01-16

Läsåret 2020/2021

Miljögeokemi (MV0218-20156) 2020-11-02 - 2021-01-17

Läsåret 2019/2020

Miljögeokemi (MV0218-20103) 2019-11-01 - 2020-01-19

Läsåret 2018/2019

Miljögeokemi (MV0218-20083) 2018-11-06 - 2019-01-20

MV0218 Miljögeokemi, 15,0 Hp

Environmental geochemistry

Kursplan fastställd

2017-11-15

Ämnen

Markvetenskap Miljövetenskap

Utbildningens nivå

Avancerad nivå

Moduler

Benämning Hp Kod
Teori 8,00 1002
Laborationer, datorövningar  6,00 1003
Seminarium 1,00 1004

Fördjupning

Avancerad nivå, har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav (A1N)

Betygsskala

5 / 4 / 3 / U Kraven för kursens olika betygsgrader framgår av betygskriterier, som redovisas i bilaga till kursplanen. Aktuell information om betygskriterier ska finnas tillgänglig senast vid kursstart.

Språk

Engelska

Förkunskapskrav

Kunskaper motsvarande:
• 150 hp på grundnivå, varav
• 60 hp i ett naturvetenskapligt ämne såsom biologi, lantbruksvetenskap, markvetenskap, geovetenskap, miljövetenskap eller teknik/teknologi,
• 15 hp kemi,
• 15 hp markvetenskap, geovetenskap eller biologi
samt
• Engelska 6.

Mål

Kursens övergripande mål är att ge studenten en fördjupad förståelse av de processer som styr löslighet och transport av metaller, näringsämnen och organiska miljöföroreningar i mark- och vattensystemen, samt ge en inblick i den metodik som används vid riskbedömning av förorenade områden. Kursen skall ge studenten en god teoretisk grund inom ämnet mark- och vattenkemi för vidare studier på avancerad nivå.
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
• redogöra för hur markens mineral och organiska material är uppbyggda, samt hur de påverkar markvattnets kemiska sammansättning,
• redogöra för grundläggande kemiska principer som reglerar lösligheten av olika typer av ämnen i markoch vattensystemet,
• utföra kvantitativa beräkningar för olika typer av tillämpade markoch vattenkemiska problem,
• utföra en fördjupad riskbedömning av ett område som är förorenat med metaller och/eller organiska ämnen,
• översiktligt redogöra för principer för olika marksaneringsmetoder,
• använda några vanliga, datorbaserade geokemiska modeller för att kvantitativt beskriva löslighet och fördelning av ämnen i mark- vattensystemet.

Innehåll

Kursen ger studenten kunskap i hur man kan tillämpa grundläggande kemisk teori på olika typer av mark- och vattensystem, t ex vid miljöriskbedömning, miljöövervakning, eller rådgivning i växtnäringsfrågor. Kursen ger också grundläggande kunskap om hur man jobbar med att riskbedöma och åtgärda förorenade områden i Sverige och internationellt. Undervisningen sker i form av föreläsningar, räkne- och datorövningar, laborationer och seminarier, där datorövningar, laborationer och seminarier utgör obligatoriska moment
Kursen behandlar följande moment:
• karakterisering av markens fasta beståndsdelar,
• processer i vattenfasen, samt jämvikter med olika mineralfaser,
• sorption av joner och organiska föreningar till mark- och sedimentmaterial,
• redoxprocesser och deras betydelse för lösligheten av olika ämnen i mark- och vattensystem,
• försurande och syraneutraliserande processer i mark- och vattensystem,
• geokemisk modellering,
• metoder för riskbedömning av jordar som är förorenade med tungmetaller och/eller organiska ämnen, med fokus på det svenska systemet för riskbedömning,
• översiktlig beskrivning av olika åtgärdsmetoder för förorenade områden,
• tillämpningar av mark- och vattenkemisk teori inom jordbruks-, skogsbruks- och miljöforskningen.

Examinationsformer och fordringar för godkänd kurs

Följande krävs för godkänd kurs:
• godkänd tentamen,
• godkända inlämningsuppgifter,
• godkänt deltagande i obligatoriska övningar.
  • Om studenten inte blivit godkänd på ett prov har examinatorn rätt att ge en kompletteringsuppgift – om det finns skäl för det och om det är möjligt.
  • Om studenten har ett beslut från SLU om särskilt pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning, har examinatorn rätt att ge ett anpassat prov eller låta studenten genomföra provet på ett alternativt sätt.
  • Om denna kursplan ändras, eller om kursen läggs ner, ska SLU besluta om övergångsregler för examination av studenter som antagits enligt denna kursplan och ännu inte blivit godkända.
  • För examination av självständigt arbete (examensarbete) gäller dessutom att examinatorn kan tillåta studenten att göra kompletteringar efter inlämningsdatum. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Övriga upplysningar

  • Rätten att delta i undervisning och/eller handledning gäller endast det kurstillfälle som studenten blivit antagen till och registrerad på.
  • Om det finns särskilda skäl, har studenten rätt att delta i moment som kräver obligatorisk närvaro vid ett senare kurstillfälle. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Ansvarig institution/motsvarande

Institutionen för mark och miljö

Kompletterande uppgifter

Fastställd av: Programnämnden för utbildning inom naturresurser och jordbruk (PN - NJ)
Ersätter: MV0205, BI1094 (delvis)

Grading criteria: Environmental geochemistry, 15 HEC (MV0218), 2020

Objectives

Grade 3 - pass

Grade 4 – pass with credit

Grade 5 – pass with distinction

I. Describe how soil minerals and organic matter are built up, and how they affect the chemical composition of the soil water.

The student should be able to describe

  • the principles of X-ray diffraction of single crystals and crystalline powders and various types of close-packed arrangements;
  • the atomic structure of type structures as magnesium, aluminum, sodium chloride and cesium chloride;
  • the principle structures of silicate and clay minerals;
  • the principles of scanning electron microscopy and energy dispersion spectroscopy and their use for mineral identification.
  • the principle of weathering processes, and the balancing of chemical formulas of weathering reactions;
  • the chemical composition of soil organic matter and its importance for the soil and water system.

In addition, the student should be able to

  • present a general overview of silicate and clay minerals including their names, chemical formulas and structural build up;
  • calculate Miller indices for peaks in the diffraction patterns from structures with orthogonal symmetries (cubic, tetragonal and orthorhombic).
  • calculate atomic distances in simple orthogonal structures.

In addition, the student should be able to

  • present a detailed overview of silicate and clay minerals including their names, formulas and structural build up;
  • describe how organic matter interacts with acid and metal ions using chemical equilibria and formulas.

Objectives

Grade 3 - pass

Grade 4 – pass with credit

Grade 5 – pass with distinction

II. Use computer based approaches for identification of soil minerals

The student should be able to use a computer-based approach to identification of mineral phases and give an overview of its main structure.

The student should be able to use a computer-based approach to identification of mineral phases and explain and discuss its main structure.

The student should be able to use a computer-based approach to identification of mineral phases and reflect on its weaknesses and limitations.

Objectives

Grade 3 - pass

Grade 4 – pass with credit

Grade 5 – pass with distinction

III. Describe basic chemical principles controlling the solubility of inorganic elements and organic pollutants in the soil-water system.

The student should be able to

  • describe the basic principles and concepts of mineral solubility as well as the adsorption of ions and small molecules onto mineral surfaces;
  • describe the basic principles of complex formation in a soil-water solution including the concept of hard and soft metal ions and ligands;
  • make rough estimates through calculations of the distribution of ions and molecules between aqueous soil solution and adsorbed to mineral surfaces;
  • give examples of typical elements in natural systems which illustrate different mechanisms of solubility control;
  • describe the principles of distribution processes of organic pollutants in soil and water system;
  • briefly describe the Swedish methodology used for risk assessment of areas contaminated with heavy metals and/or organic compounds;
  • give an overview of common remediation methods used for contaminated soils.

The student should have a deeper understanding of:

  • the basic principles of complex formation in a soil-water solution;
  • describe the basic principles of complex formation in a soil-water solution including the concept of hard and soft metal ions and ligands;
  • make predictions through calculations of the distribution of ions and molecules between aqueous soil solution and adsorbed to mineral surfaces;
  • how the solubility of typical elements in natural systems is regulated and controlled;
  • the principles of distribution processes of organic pollutants in soil and water system.

In addition, the student should be able to explain in detail

  • the basic principles and concepts of mineral solubility, adsorption of ions and small molecules onto organo-mineral surfaces;
  • the significance of conditional stability constants of elements, and the expected effects of these constants in natural systems;
  • the principles of distribution processes of organic pollutants in soil and water system.

Objectives

Grade 3 - pass

Grade 4 – pass with credit

Grade 5 – pass with distinction

IV. Carry out quantitative calculations of various applied soil and water chemistry problems.

The student should be able to

  • perform calculations on simple systems in terms of mineral solubility, adsorption, complex formation and redox conditions;
  • perform calculations on simple systems in terms of the partitioning of organic pollutants between the solid, solution and gas phases.

The student should be able to

  • calculate stability constants obtained from experimental data on intermediate systems;
  • perform calculations on intermediate systems in terms of mineral solubility, adsorption, complex formation and redox conditions;
  • perform calculations on intermediate systems in terms of the partitioning of organic pollutants between the solid, solution and gas phases.

The student should be able to

  • calculate stability constants obtained from experimental data on complex systems;
  • perform calculations on complex systems in terms of mineral solubility, adsorption, complex formation and redox conditions;
  • perform calculations on complex systems in terms of the partitioning of organic pollutants between the solid, solution and gas phases.

V. Use common computer-based geochemical models.

The student should be able to use a computer-based geochemical model and give an overview of its main structure.

The student should be able to use a computer-based geochemical model and explain and discuss in detail its main structure.

The student should be able to use a computer-based geochemical model and reflect on its strengths, weaknesses and limitations.

Specific requirements of grading levels (only applicable on the whole course)

Mark 3 – Pass

  • The student should achieve at least 50% of the maximal number of points of the written exam
  • Participation in the laboratory exercises Chemical structure of soil minerals (lab 1) and pH-dependent solubility of lead in a contaminated soil (lab 2)
  • Compile a satisfactory report of the laboratory exercise Chemical structure of soil minerals (lab 1).
  • Compile a satisfactory report of the laboratory exercise pH-dependent solubility of lead in a contaminated soil (lab 2).
  • Participation in the computer exercise Geochemical modelling and oral presentation
  • Participation in the exercise Fugacity modelling and written report
  • Participation in the exercise Environmental chemistry of PFAS and oral presentation and short written report
  • Oral presentation of the seminar task “Scientific papers”

Mark 4 – Pass with credit

  • All requirements mentioned above (Mark 3) must be achieved.
  • Compile a satisfactory report of the laboratory exercise pH-dependent solubility of lead in a contaminated soil (lab 2); submitted before the deadline (deadline will be given by responsible teacher).
  • The student should achieve at least 65% of the maximal number of points of the written exam.

Mark 5 – Pass with Distinction

  • All requirements mentioned above (Mark 4) must be achieved.
  • The student should achieve at least 80% of the maximal number of points of the written exam.

Specific requirements for passing the sub-courses (no grading)

Theory (7 credits)

  • The student should achieve at least 50% of the maximal number of points of the written exam

Lab and computer exercises (5 credits)

  • Participation in the laboratory exercises Chemical structure of soil minerals (lab 1) and pH-dependent solubility of lead in a contaminated soil (lab 2)
  • Compile a satisfactory report of the laboratory exercise Chemical structure of soil minerals (lab 1).
  • Compile a satisfactory report of the laboratory exercise pH-dependent solubility of lead in a contaminated soil (lab 2).
  • Participation in the computer exercise Geochemical modelling and oral presentation
  • Participation in the exercise Fugacity modelling and written report
  • Participation in the exercise Environmental chemistry of PFAS and oral presentation and short written report

Calculation exercises, seminars (3 credits)

  • Oral presentation of the seminar task “Scientific papers”

1) Soil and water chemistry: An integrative approach
Författare: M. Essington
ISBN: 9781466573154
Kommentar: File and link is for first edition
2) Soil and water chemistry. Compendium.
Författare: • Gustafsson, J.P., Jacks, G., Simonsson, M. Nilsson, I.
4) The challenge of micropollutants in aquatic systems
Författare: Schwartzenbach, R.P., Escher, B.I., Fenner, K., Hofstetter, T.B., Johnson, C.A., von Gunten, U., Wehrli, B.
ISBN: Science, 310, 1072-1077
5) Sorption of perfluoroalkyl substances (PFASs) to an organic soil horizon - Effect of cation composition and pH
Författare: Campos Pereira, H., Ullberg, M., Kleja, D.B., Gustafsson, J.P., Ahrens, L.
Kommentar: Chemosphere 207: 183-191.
8) Soil washing for metal removal: A review of physical/chemical technologies and field applications.
Författare: Dermont et al.
Kommentar: Journal of Hazardous Materials 152: 1–31
11) Sources, Transport and Fate of Organic Sources, Transport and Fate of Organic Sources, Transport and Fate of Organic Pollutants in the Oceanic Environment
Författare: Rosalinda Gioia, Jordi Dachs, Luca Nizzetto, Naiara Berrojalbiz, Cristo´bal Rosalinda Giola, Jordi Dachs, Luca Nizzetto, Naiara Berrojalbiz, Cristobal Galban, Sabino Del Vento, Laurence Mejanelle, and Kevin C. Jones
Kommentar: Background literature for the part of environmental organci chemistry
12) Modelling the fate of hydrophobic organic contaminants in a boreal forest catchment: A cross disciplinary approach to assessing diffuse pollution to surface waters
Författare: Bergknut M., Meijer S., Halsall C., Ågren A., Laudon H., Köhler S., Jones K.C., Tysklind M., Wiberg K.
ISBN: Environmental pollution 158 (2010) 2964-2969

Kursfakta

Kursen ges som en fristående kurs: Ja Kursen ges som en programkurs: Agronomprogrammet - mark/växt EnvEuro - European Master in Environmental Science Mark, vatten och miljö - masterprogram Agronomprogrammet - mark/växt (270 hp) Uthållig mark- och vattenanvändning - masterprogram Kursavgift: Studieavgift, endast för medborgare utanför EU, EES, och Schweiz: 38054 SEK Nivå: Avancerad nivå
Ämne: Markvetenskap Miljövetenskap
Kurskod: MV0218 Anmälningskod: SLU-20092 Distanskurs: Nej Undervisningsspråk: Engelska Ansvarig avdelning: Institutionen för mark och miljö Studietakt: 100%