Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Формы нахождения элементов и методы их изучения» для магистрантов, обучающихся по специальности 022000 «Экология и природопользование» 2011г

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»





УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИПР

___________ А.Ю. Дмитриев

«___» ____________2011 г.









С.С. Ильенок, С.И. Арбузов







Изучение форм нахождения химических элементов

Методические указания к выполнению курсовой работы

по курсу «Формы нахождения элементов и методы их изучения» для магистрантов, обучающихся по специальности 
022000 «Экология и природопользование»









































2011г.


С.С. Ильенок, С.И. Арбузов

Изучение форм нахождения химических элементов: методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Формы нахождения элементов и методы их изучения» для магистрантов, обучающихся по специальности 
022000 «Экология и природопользование» / С.И. Арбузов, С.С. Ильенок – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. – 16 с.











		

	Методические указания рассмотрены и рекомендованы 
к изданию методическим семинаром кафедры 
геоэкологии и геохимии ИПР 

	« ___ »  ________  2011 г.





	Зав. кафедрой ГЭГХ

	доктор геол.-мин. наук	__________Е.Г. Язиков



Председатель 

	учебно-методической комиссии         __________ Н.А. Осипова



		Рецензент

Доцент, кандидат геолого-минералогических наук

А.В. Волостнов





	

	

	

©  С.С. Ильенок, С.И. Арбузов, 2011

© Томский политехнический университет, 2011

© Оформление. Издательство Томского 
политехнического университета, 2011


ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Целью курсовой работы является получение практического опыта в области изучения строения вещества на уровне атомов, молекул, макро -микро- и наноразмерных тел.



Задачей курсовой работы является комплексное изучение определенного природного объекта. Студенты под руководством преподавателя изучают вещества, используя весь комплекс лабораторных методов, в том числе с использованием лабораторных установок кафедры (ДРОН-3М, LМА-10, Hitachi S3400N, Axioskop 40 A, Leica EZ4D) и других подразделений университета.

Успешное выполнение курсовой работы возможно при условии знания студентами минералогии, петрографии, геохимии, методов изучения форм нахождения, оценки условий миграции и концентрирования химических элементов, знания способов диагностики форм нахождения элементов по разным данным и их изменчивости в различных геологических процессах. 

Базой для составления курсовой работы служат реальные материалы, собранные магистрами в процессе прохождения производственной практики,  а также материалы кафедры, по которым совместно со студентами ведутся научно-исследовательские работы.



ТЕМЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

Каждый студент получает конкретную тему курсового проекта, с учетом требований настоящих “Методических указаний”. При выборе темы необходимо учитывать следующее:

1. Работа должна строиться на основе изучения вещественного состава и форм нахождения элементов в объекте исследований.

2. В предстоящей разработке того или иного вопросов должны содержаться элементы новизны.

3. Тема по возможности должна представлять интерес для производства, т.е. решать конкретную производственную задачу.

4. Объем работы должен соответствовать возможности выполнения ее магистром в течение одного семестра

Оптимальным признается такой вариант, при котором курсовая работа является составной частью более крупной реальной научно-исследовательской работы, исходные материалы, для которой магистры собирают на практике или получают на кафедре и которые могут быть рассчитаны на два семестра и более. Однако и в этом случае рамки курсовой работы должны быть четко ограничены с таким расчетом, чтоб она имела законченный вид.





.

Примерные темы курсовых работ:

Формы нахождения радиоактивных элементов в торфах.

Микро- и наноминеральные формы урана и золота в месторождении Северное.

Формы нахождения радиоактивных элементов у донных отложениях непроточных водоемов Кожевниковского района.

Формы нахождения плутония в верховом торфе месторождения Петропавловский Рям.

Формы нахождения золота в углях и золошлаках Ерковецкого месторождения.

Минеральные формы токсичных металлов в накипи питьевых вод пос. Четь.

Формы нахождения кадмия в аэрозолях г.Томска.

Формы нахождения токсичных металлов в углях Харанорского месторождения.

Формы нахождения токсичных элементов (Hg, As, Pb) в почвах

Эволюция форм нахождения редких элементов в процессе углефикации



Содержание курсовой работы

Курсовая работа состоит из текстовой части с иллюстрациями (зарисовками, фотографиями и т.д.) и графических приложений (карт, планов, схем, разрезов и т.д.). Текстовая часть включает введение, заключение, и ряд глав, содержание которых может меняться в зависимости от темы. В конце работы приводится список использованной литературы.

При написании курсовой работы студентам необходимо иметь в виду, что 60–70% ее объема должны отражать результаты самостоятельных исследований. Содержание глав, равно как и соотношение их объемов, обсуждается с руководителем, исходя из конкретной темы.

ВВЕДЕНИЕ 

Во введении необходимо указать место нахождения объекта исследования, обосновать целесообразность постановки темы работы, теоретическое и практическое значение работы, показать на каком материале выполнена работа.

ГЛАВА I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ 

Физико-географический и экономический очерк района. Дается физико-географическая и экономическая оценка района работ (места отбора пробы).

Изученность объекта. Дается обзор и анализ проведенных ранее работ. Делается вывод о целесообразности постановки работ по изучению форм нахождения химических элементов.

ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В данной главе дается краткая характеристика методов, которые использовались при выполнении курсовой работы, указываются лаборатории, где они выполнялись и на каком оборудовании. Приводится методика подготовки проб и препаратов для исследования форм нахождения химических элементов. 

ГЛАВА III. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Данная глава содержит самостоятельные исследования. Материалы должны иллюстрироваться схемой отбора проб, таблицами (прил. 2), рисунками, фотографиями и т.д. В приложении приводятся схемы подготовки проб для изучения форм нахождения, в том числе типовая схема для шлихового анализа (прил. 3), для исследования почвенных и снеговых проб (прил. 4). 

Приведем перечень основных вопросов, которые необходимо раскрыть в специальной главе для каждой темы.

Тема 1: Формы нахождения радиоактивных элементов в торфах

Условия формирования торфяной залежи (верховой, низинный, переходны торф).

Геохимическая характеристика торфа. Содержание и распределение основных золообразующих химических элементов и элементов-примесей (в том числе радиоактивных). Корреляционные связи элементов с зольностью.

Источники и механизмы поступления элементов-примесей в торфяной пласт

Минеральные формы радиоактивных элементов.

Неминеральные формы нахождения радиоактивных элементов.

Баланс различных форм радиоактивных элементов в торфах.

Прогнозирование возможного влияния радиоактивных элементов при использовании торфа или болотных растений на здоровье человека с учетом форм их нахождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Здесь подводятся итоги работы студента в целом и кратко излагаются основные выводы.





СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Является важной составной частью курсовой работы, завершает ее и включает только те материалы, на которые имеются ссылки в тексте. Оформление списка литературы – в соответствии с ГОСТ Р 7.0.5-2008.

Для неопубликованных работ указывается фамилия и инициалы авторов, название работ, отдел фондов организации и город, в которых находится работа, год написания, количество страниц.

Оформление курсовой работы и ее защита

Курсовая работа представляется в печатном или электронном виде. В печатном виде она выполняется на листах белой бумаги формата A4 (210х297 мм). Объем работы  30–40 страниц (листов). При оформлении отчёта используется сквозная нумерация страниц, считая титульный лист первой страницей. Номер страницы на титульном листе не ставится, номера ставятся в центре страницы внизу. Оформление обложки приведено в приложении 1.

Курсовая работа должна быть краткой, но содержательной. Должно быть четко показано, что является достижением автора, а что принадлежит другим исследователям, поэтому необходима ссылка на использованную литературу.

Текстовая часть работы должна сопровождаться схемами, рисунками, фотографиями, подтверждая то или иное положение, развиваемое в работе. Все иллюстрации должны обозначаться одинаково – рис.1, рис.2 и т.д. В тексте необходимы ссылки на иллюстрации. Иллюстрации должны быть с сопроводительными подписями. В подписях к иллюстрациям указывается их основное содержание, масштаб или увеличение, условия получения. Если в тексте имеются таблицы, то они должны иметь свою нумерацию, свое название.

Если к курсовой работе прилагаются планы, карты, разрезы, то они переплетаются в тексте. Такие чертежи выполняются на стандартных форматах по стандартному образцу. Курсовая работа должна иметь оглавление и изложение материала должно соответствовать оглавлению.

Необходимо при оформлении курсовой работы соблюдать следующие требования. Для заголовков: полужирный шрифт, 14 пт, центрированный. Для основного текста: нежирный шрифт, 14 пт, выравнивание по ширине. Во всех случаях тип шрифта – Times New Roman, абзацный отступ 1 см, одинарный междустрочный интервал. Поля: левое – 3 см, остальные – 2 см. Рекомендуется для основного текста использовать расстановку переносов. Переносы в заголовках и точки в конце заголовков не допускаются.

Курсовая работа сдаётся на бумажном носителе и в электронном виде. Рисунки из отчёта также сохраняются отдельными файлами и сдаются в электронном виде. Рекомендуемые форматы файлов рисунков: векторных – CDR, растровых – JPEG, TIFF. Все файлы сохраняются в папку, указанную ведущим преподавателем. Названия файлов и папок переписываются на титульной странице отчёта.

Библиографический список содержит ссылки на книги, периодические издания, интернет-страницы, использованные при выполнении работы и оформлении отчёта. В основном тексте отчёта ссылки на пункты библиографического списка приводятся в следующем виде: [4] или [4, стр.52], где 4 – номер публикации в библиографическом списке, стр.52 – дополнительное уточнение местоположения ссылки в тексте.

В приложение вносятся справочные таблицы, распечатки текстов программ, руководство (инструкция) пользователя программы и прочая информация, не включённая в основные разделы отчёта.

По завершению работы оформленная курсовая работа вместе с препаратами (образцами, аншлифами, пробами и т.д.) сдается руководителю курсового проекта или  преподавателю курса. Допущенная руководителем к защите работа защищается студентом.

ЛИТЕРАТУРА

	Алимарин И.П., Фрид Б.И. Количественный микрохимический анализ минералов и руд. Практическое руководство. – М.: Госх имиздат, 1961. – 399 с.

Арбузов С.И., Ершов В.В. Геохимия редких элементов в углях Сибири. – Томск, Изд. дом «Д-Принт», 2007. – 468 с.

	Арнаутов Н.В., Глухова Н.М., Яковлева Н.А. Приближенный количественный спектральный анализ природных объектов: таблицы появления и усиления спектральных линий. – Новосибирск: Наука, 1987. – 104 с.

	Бокий Г.Б., Порай-Кошиц М.А. Рентгено-структурный анализ, т.I, – М.: МГУ, 1964. – 489 с.

	Вахромеев С.А. Руководство по минераграфии. Иркутское книжное издательство, 1956. – 284с.

	Галюк В.А. Руководство к лабораторным занятиям по курсу «Минералогия и геохимия радиоактивных элементов». – М.: Высшая школа, 1964. – 138 с.

	Гиллер Я.Л. Таблицы межплоскостных расстояний. /в 2-х томах, Т..2, - М: Недра,1966, – 360 с.

	Гинзбург А.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.А. Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ. – М.: Недра, 1981. – 237 с.

	Горобец Б.С., Гафт М.Л., Подольский А.М. Люминесценция минералов и руд. (Учебное пособие) – М.: Недра, 1989. –53 с.

	Дробышев А.И. Основы атомного спектрального анализа: Учебное пособие. – СПб.: изд-во С.-Петербург ун-та, 1997. – 200 с.

	Егорова О.В. Техническая микроскопия. Практика работы с микроскопами для технических целей. С микроскопом на "ты". – М.: Техносфера, 2007. –360 с. 

	Исаенко М.П., Афанасьева Е.Л. Лабораторные методы исследования руд. – М.: Недра, 1992.

	Кирюков В.В. Методы исследования вещественного состава твердых горючих ископаемых. Л. Недра 1970. – 240 с.

	Косовец Ю.Г., Ставров О.Д. Локальный спектральный анализ в геологии. – М.: Недра, 1983. –103 с.

	Крейг Дж., Воган Д. Рудная микроскопия и рудная петрография. – М.: Мир, 1983. – 423 с.

	Лабораторные методы исследования и анализа редкоземельных и радиоактивных минералов и руд: учеб.пособие/ сост.: Э.М. Муратов, О.В. Василевский. – Алматы: КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2007. – 122 с.

	Лазерный спектральный микроанализ: Методическое руководство по работе на ЛМА-10 с использованием МАЭС. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 52 с.

	Лебедева С.И Определение микрответдости минералов. – М.: изд-во Академии наук СССР, 1963. – 123 с.

	Маслов А.В. Осадочные породы: методы изучения и интерпретации полученных данных. Учебное пособие. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. – 289 с.

	Методы лабораторного исследования вещественного состава руд и диагностические свойства промышленно-ценных рудных минералов в отраженном свете: учебное пособие / С.В. Воробьева; Томский политехнический университет (ТПУ) – Томск : Изд-во ТПУ, 2008 – 164 с.

	Методические основы исследования химического состава горных пород, руд и минералов. / Под ред. Г. В. Остроумова. – М.: Недра, 1979. – 400 с.

	Методы минералогических исследований. Справочник. / Под ред. А.И. Гинзбурга. – М.: Недра, 1985. – 480 с.

	Михеев В.Н. Рентгенометрический определитель минералов. – М.: Гос. научн.-техн. изд-во, 1957. – 34 с.

Наноминералогия. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества - СПб: Наука, 2005. -  581 с. 

	Недома И. Расшифровка рентгенограмм порошков. – М.: Металлургия, 1975. – 56 с.

	Озеров И. М. Шлиховая съемка и анализ шлихов. М.: Госгеолиздат, 1959. – 379 с.

	Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород: Учебник / М.А. Афанасьева, Н.Ю. Бардина, О.А. Богатикова. – М.: Логос, 2001. – 768 с.

Попов К.В. Наноэкология как перспективное научное направление: проблемы, тенденции, перспективы. - Изд-во Кол. науч. центра РАН, 2008 -377 с.

	Рид С.Дж.Б. Электронно-зондовый микроанализ и растровая электронная микроскопия в геологии. – М..: Техносфера, 2008. – 232 с.

	Сарнаев С.И., Рихванов Л.П. Опыт по созданию эталона для определения урана методом f-радиографии // Радиографические методы исследования в радиогеохимии и смежных областях: Тез. докл. III Всесоюзн. совещ. Новосибирск, 1991.

	Сидоренко Г.А. Методические основы фазового анализа минерального сырья, №4 / М:, ВИМС. 1999. – 182 с.

		Синдо Д. Оикава Т. Аналитическая просвечивающая электронная микроскопия. – М.: Техносфера, 2006. –256 с.

	Трофимов Н.Н., Науменко Б.Н., Дранцова  М.А. Разделение шлиха на фракции. М.: Университет дружбы народов, 1980. – 27 с.

	Фекличев В.Г. Диагностика минералов. Теория, методика, автоматизация. – М.:Наука, 1975. – 237 с.

	Флейшер Р.Л., Прайс П.Б., Уокер Р.М. Треки заряженных частиц в твердых телах: Принципы приложения. В 3-х ч. Пер. с англ. Под общ. ред. Ю.А. Шуколюкова. – М.: Энергоиздат, 1981. – 152 с.

	Флеров Г.Н., Берзина И.Г. Радиография минералов, горных пород и руд. – М.: Атомиздат, 1979. – 224 с.

	Фролов В.В. Ядерно-физические методы контроля делящихся веществ. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 184 с.

	Щуколюков Ю.А. Деление ядер урана в природе. – М.: Атомиздат, 1970.

	Юшко С.А. Методы лабораторного исследования руд. Учебное пособие для вузов.–5-е изд., перераб. и.доп. – М.: Недра, 1984. – 389 с.

	Якубович А.Л., Зайцева Е.И., Пржиягловский С.М. Ядерно-физические методы анализа горных пород. 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоиздат, 1982. – 264 с.

Finkelman R.B. Modes of occurrence of trace elements in coal. – US Geol. Surv.Open-File Report, 1981. - №81-99. – 322p

		Powder Diffraction File. ISPDS, International Centre for Diffraction Data. (ASTM). – (картотека Американского общества испытателей материалов ASTM). Наиболее полный рентгенометрический справочник.



















Приложение 1



Министерство ОБРАЗОВАНИя и Науки РФ



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

	

	Институт природных ресурсов

	

	Кафедра геоэкологии и геохимии

	

	

	

	

	

	

	

	

	КУРСОВАЯ РАБОТА

	на тему: «Формы нахождения радиоактивных элементов в торфе месторождения Петропавловский Рям» 

	

	

	

	

	

	Выполнил: магистрант  гр.2М601 ГЭГХ ИПР 

	Ануфриев Н.С.

	

	

	Руководитель: профессор Арбузов С.И.

	

	

	Проверил: ассистент Ильенок С.С.

	

	

	

	

	

Томск 2009







Приложение 2



Типовая характеристика твёрдого осадка снега

№ п/п

Описание частиц

Номер пробы

Сред. содер., в %





1

5

10

15

20







Сод., в %

Размер, в мкм

Сод., в %

Размер, в мкм

Сод., в %

Размер, в мкм

Сод., в %

Размер, в мкм

Сод., в %

Размер, в мкм



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

Угловатые, бесцветные, прозрачные

5

28-250

7

28-300

8

28-420

5

28-350

3

28-1000

5,6

2

Полуугловаты, жёлто-бурые, прозрачные























3

Неметал-лические сферулы























4

Металлические сферулы



























Типовая таблица химического состава частиц твёрдого осадка снега

(по данным лазерного спектрального анализа)

№

 п/п

Описание частиц

Химический состав

1

Металлические сферулы

Fe, Ti, Ca, Si, Mg

2

Неметаллические сферулы

Si, Fe, Ca, Mg, Mn, Ti, Al, Cd

3

Частицы сажи

Fe, Ca

4





5





















Приложение 3









Приложение 4















Приложение 5

Сводная таблица минералов по фракциям





Фракции





Прозрач-

ность

минералов



Группы минералов





Самородные

элементы



Сульфиды

Сульфосоли

и арсениды



Галоиды

и окислы



Гидро-окислы



Силикаты



Титанаты,

титано-силикаты,

танталониобаты



Карбонаты

и сульфаты



Фосфаты,

вольфраматы,

молибдаты,

арсенаты



1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Магнитная



Непрозрачные

Железо

Магнитная 

платина

Магнитное 

золото

Кубанит

Пирротин

Магнетит Титано-магнетит





















Электро-магнитная

Непрозрачные









Гематит Ильменит Лимонит

Пиролюзит

Хромит

Лимонит 

Псиломеланвад







Колумбит

-танталит







Вольфрамит

Ферберит





Прозрачные









Шпинель







Амфиболы Гельвин 

Гранаты 

Оливин 

Ортит

Пироксены Ставролит Турмалин Эпидот

Астрофиллит 

Лампрофиллит

Сфен 

Перовскит 

Пирохлор



Сидерит

Ярозит



Гюбнерит

Ксенотим

Монацит

















1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Тяжелая

неэлектро-магнитная

Непрозрачные



Висмут

Золото 

Медь

Олово

Осмистый 

иридий

Платина,

Свинец

Серебро

Антимонит

Арсенопирит 

Борнит

Буланжерит 

Висмутин

Галенит

Кобальтин

Ковеллин

Марказит

Молибденит 

Сперрилит 

Станнин

Пентландит 

Пирит

Тетрадимит Teтpaэдpит

Халькозин 

Халькопирит

Тенорит



















1





Прозрачные



Алмаз



Аурипигмент 

Киноварь

Реальгар

Сфалерит

Кераргирит

Флюорит 

Анатаз 

Брукит

Валентинит

Касситерит

Кермезит 

Корунд

Куприт

Рутил

Тунгстит Шпинель





Андалузит Волластонит

Кианит

Родонит Силлиманит

Сподумен Топаз

Тремолит Циркон





Азурит

Базобисмутит

Малахит

Родохрозит 

Смитсонит 

Церуссит

Ангидрит 

Англезит

Барит

Апатит

Ванадинит

Вульфенит

Пироморфит

Повеллит

Скородит

Шеелит

Штольцит

Эритрин

Легкая

Непрозрачные

Графит

















Прозрачные



Сера







Кварц







Берилл 

Гарниерит Полевые шпаты 

Слюды 

Хлориты Хризоколла





Алунит

Гипс

Доломит

Кальцит















Учебное издание







ИЛЬЕНОК Сергей Сергеевич, АРБУЗОВ Сергей Иванович





		







Изучение форм нахождения химических элементов



Методические указания к выполнению курсовой работы

по курсу «Формы нахождения элементов и методы их изучения» для магистрантов, обучающихся по специальности 
022000 «Экология и природопользование»





	

	

	

	

	Научный редактор

	доктор геол.-мин. наук,

		профессор	Е.Г. Язиков

		

	

	

	
	

Подписано к печати  .  .2012. Формат 60х84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать RISO. Усл. печ. л.    . Уч.-изд. л.   . 

	Заказ   . Тираж 50 экз. 

	

	Томский политехнический университет

	Система менеджмента качества

	Томского политехнического университета сертифицирована

	NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2008

	

	. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.



16