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Umweltbiologie und -chemie

Dozenten / Betreuer

  • Prof. Dr. Regina Maria de Oliveira Barros Nogueira
  • Dr.-Ing. Maike Beier
  • Dr.-Ing. Corinna Lorey
  • M. Sc. Ina Feldkämper
  • M. Sc. Kristina Elsner

Termine

  • Vorlesung: Mittwoch 11:30h - 13:00h; Geb.-Raum: 3101/A104
  • Tutorium: Freitag 14:00h - 15:30h (optional, wird angekündigt); Geb.-Raum: 1101/E001
  • Praktikum (in Gruppen): Freitag 14:00h - 15:30h (Informationen siehe Stud.IP)
  • Praktikum (in Gruppen): Freitag 15:45h - 17:15h (Informationen siehe Stud.IP)

Studien-/ Prüfungsleistungen

  • Klausur

Ziel des Moduls

Im Modul Umweltbiologie und -chemie werden die für Ingenieure essentiellen naturwissenschaftlichen, wasserbezogenen Grundlagen vermittelt. Diese werden durch Beispielanwendungen der Chemie mit dem Arbeitsfeld des Bauingenieurs verknüpft, indem auf chemische Reaktionen im Bereich der Abwasserreinigung und in Baustoffen eingegangen wird (Stichwort Korrosion). Nach erfolgreichem Abschluss des Teilmoduls Umweltchemie können die Studierenden den Aufbau des Atommodells/ Periodensystems erläutern, chemische Reaktionsgleichungen aufstellen und Mengen- und Konzentrationen berechnen. Zudem können die Studierenden die Stoffkreisläufe aquatischer Systeme beschreiben. Das Teilgebiet Umweltbiologie vermittelt die biologischen und ökologischen Zusammenhänge zwischen Gewässergüte und Abwasserreinigung, so dass das Verständnis für die Verknüpfung der Vorgänge im natürlichen Gewässer mit denen in einer Kläranlage geschärft wird. Zur Veranschaulichung und vertieften Anwendung der gelehrten Inhalte wird die Vorlesung von einem Praktikum begleitet. Nach erfolgreichem Abschluss des Teilmoduls Umweltbiologie können die Studierenden maßgebliche Organismengruppen, die für die Reinigungsprozesse verantwortlich sind, charakterisieren und unterscheiden. Ferner sind die Studierenden in der Lage, Verhältnisse und Prozesse im natürlichen Gewässer mit denen der Kläranlage darstellen und vergleichen. Im Rahmen des Praktikums lernen die Studierenden u.a., die Verfahrensschritte einer Kläranlage zu benennen und deren Funktionsweise zu erklären. Nach Absolvieren des Praktikums sind die Studierenden zudem in der Lage, die Gewässergüte über mikroskopische Untersuchungen zu bewerten und mittels Versuchen grundlegende Abwasser-/Wasserparameter zu bestimmen. 

Inhalt des Moduls

Teilgebiet Umweltchemie

  • Atome und Elemente, chemische Bindung und chemische Reaktionen
  • Wasser und seine Eigenschaften, pH-Wert, Säuren, Basen, Puffer
  • Elektrochemische Potentiale, Redoxpotential, Oxidation und Reduktion
  • Fällung, Flockung und weitere chemisch-physikalische Abwasserreinigungsverfahren
  • Beispielanwendungen Chemie
  • Chemisches Rechnen
  • Einfache Wasser- und Abwasseranalytik

Teilgebiet Umweltbiologie

  • Systematik und Morphologie der Organismen
  • Trophie und Saprobie
  • Biozönose und Ökosystem
  • Stoffkreisläufe- und Energiehaushalt
  • Grundlagen der biologischen Abwasserbehandlung
  • Stoffwechsel (Aerober und anaerober Stoffwechsel, Nitrifikation, Denitrifikation, biologische Phosphatelimination)
  • Abwasser- und Klärschlammanalytik: Untersuchungen zur Gewässergüte, Mikroskopie belebter Schlämme, Stickstoffgehalt und -abbauprozesse

Empfohlene Voraussetzungen

  • keine

Literatur

  • Mudrack, Kunst, Biologie der Abwasserreinigung, Spektrum Verlag, 2003
  • Mortimer, Chemie: Das Basiswissen der Chemie, Thieme Verlag, 2007

Besonderheiten

  • Bestandteil des Moduls sind semesterbegleitende Praktika. Der zeitliche Aufwand beträgt ca. die Hälfte der Präsenzzeit und setzt sich aus Labor- und Feldversuchen zusammen.