Faglig innhold

Emnet gir en fordypning i instrumentelle kjemiske analyseteknikker og prøvetaking av ulike typer prøvemateriale (inkludert vann, sedimenter, jord og luft). Relevante ISO / standard rutiner (f.eks Norsk Standard) for prøvetaking og analyse gjennomgås. Prøveoppbevaring, forbehandling av prøvemateriale og kvalitetssikring diskuteres. Emnet bygger på grunnelggende kunnskaper i analytisk kjemi, og går videre i dybden på teori og konstruksjon av apparatur med ulike alternativer for ionekromatografi, spektrofotometri (UV/VIS og IR), forskjellige typer absorpsjonsspektrometri og emisjonsspektrometri (for atomer og molekyler), massespektrometri med ICP-MS, potensiometri med ulike ioneselektive elektroder og andre elektroanalytiske metoder som potensiometrisk stripping-analyse og ulike voltammetriske teknikker, samt aktuell sensorteknologi. Videre behandles anvendelsen av disse teknikkene innen naturmiljøkjemi og miljøovervåking, samt feilkilder/begrensninger knyttet til de ulike teknikkene. Laboratorieaktiviteten omfatter datatolking og diverse analyser av aktuelle komponenter i jord, sediment, luft og vann, og rettes spesielt mot naturmiljøkjemi og miljøovervåking.

Læringsutbytte

Emnet tar for seg et utvalg av aktuelle moderne analysemetoder, der det legges hovedvekt på viktige instrumentelle metoder for bestemmelse av kjemiske parametere med relevans for naturmiljøkjemi og miljøovervåking.
Etter avsluttet kurs skal studenten kunne:
- Utføre prøvetaking, analyse og tolking av analyseresultater for viktige komponenter i jord/sedimenter, luft, vann, og vegetasjonsprøver, samt ha kunnskap om kontaminering, oppbevaring/konservering av prøvemateriale og kvalitetsikring.
- Gjøre rede for de fysisk-kjemiske prinsippene, kvantitative og kvalitative bruksområder og feilkilder for forskjellige typer absorpsjonsspektrometri og emisjonsspektrometri (fra NMR til gamma-stråling), med spesielt fokus på IR, UV/VIS og røntgenområdet.
- Gjøre rede for de fysisk-kjemiske prinsippene, bruksområdene og feilkilder for massespektrometri med ICP-MS, og kunne beskrive forskjell på low, medium og high resolution ICP-MS og de analytiske konsekvensene av de ulike oppløsningene.
- Gjøre rede for de fysisk-kjemiske prinsippene, bruksområdene og feilkilder for potensiometri med ioneselektive elektroder og konstruksjon av vanlige typer ISE elektroder og sensorer
- Gjøre rede for de fysisk-kjemiske prinsippene, bruksområdene og feilkilder for ionekromatografi for anvendelse i miljøovervåking.
- Gjøre rede for de fysisk-kjemiske prinsippene, bruksområdene og feilkilder for andre elektroanalytiske metoder som potensiometrisk stripping-analyse, amperometriske sensorer og ulike teknikker innen voltammetri.
- Gjøre rede for prøvetakingsteknikker inkludert passive prøvetakere som DGT.
- Gjøre rede for forskjellen mellom multivariabel statistikk og multivariabel data-analyse, og de viktigste bruksområdene for multivariabel data-analyse.
- Kunne søke etter relevant forskningslitteratur, kunne bearbeide denne i samarbeid med andre i et team, og ha lært seg å skrive en forskningsrapport.
- Kunne lage presentasjoner i PowerPoint eller andre medier for å presentere forskningsresultater muntlig.
- Sikkerhetsforelesningen skal gi studentene en grunnleggende forståelse for hvordan man skal arbeide trygt og sikkert i felt og på laboratoriet.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger (2 timer per uke), felt- og laboratoriearbeid (80 timer), gruppearbeid (20 timer). Som en del av labkurset inngår en obligatorisk (emnespesifikk) HMS-forelesning; oppmøte kreves for å få adgang til labøvelsene. Normalt vil denne foregå i løpet av de to første ukene av semesteret. Studentene er selv ansvarlige for å finne informasjon om undervisningsstart og eventuell obligatorisk aktivitet i emner via NTNU sine nettsider og studiehåndbøker. Ta evt. kontakt med instituttet om noe er uklart. Informasjon om tidspunkt for obligatorisk aktivitet i semesteret vil bli annonsert av emneansvarlig ved semesterstart. Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakter i emnet. I mappen inngår avsluttende muntlig eksamen (70%) og prosjektrapport (30%). Resultatet for prosjektrapporten angis i prosentpoeng. Vurdering for hele mappen angis med bokstavkarakter.

Obligatoriske aktiviteter

• Gruppearbeid
• Godkjent laboratoriekurs

Anbefalte forkunnskaper

Emnet bygger på grunnkurs i analytisk kjemi (som KJ2050 ved NTNU eller tilsvarende)

Kursmateriell

A) Fifield F.W., Haines P.J., Environmental Analytical Chemistry 2.ed. ISBN 978-0-632-05383-4 B) Suppleringsstoff som gjennomgås på forelesningene og i gruppearbeid. C) Teori i tilknytning til felt- og laboratoriekurset.