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土壤污染修复技术

土壤污染修复技术

英文名称:Soil contamination and remediation

课程编号】ENV14007 所属模块】学科基础课/√
学分数】2 适用专业】环境科学/环境工程
学时数】32 开设学期】春季
【已开设次数】9 【建议选课人数】15-50……(需配备助教)
授课教师姓名】林春野 授课教师职称】教授
授课教师联系方式】 Email:c.lin@mccoymadeblog.com      手机:13552411707 授课教师所属单位】 威尼斯人app
【先修课要求】掌握土壤学或环境化学基础知识

一、课程简介

turangshigouchengshengtaixitongdejibenyaosuzhiyi,shirenleilaiyishengcundewuzhijichu。turangquanyushuiquan、daqiquanheshengwuquanzhijiancunzaizhemiqiedewuzhiyunengliangjiaohuan。turangwuranwentizhijieguanxidaonongchanpinzhiliang,guanxidaorentijiankang,guanxidaoshengtaianquan,shirenminqunzhongguanxinderedianwenti。zhongyangbafangzhiturangwuranzuoweishehuizhuyixinnongcunjianshedeyixiangzhongyaogongzuo,zuoweixinshiqihuanjingbaohudeyixiangzhongyaorenwu。hujintaozongshujiqiangdiao,yaorangrenminqunzhongheshangganjingdeshui,huxiqingjiedekongqi,chishangfangxindeshiwu,zailianghaodehuanjingzhongshengchanshenghuo,bingmingqueyaoqiu“bafangzhiturangwurantishangzhongyaoyicheng”。zaidiliuciquanguohuanbaodahuishang,wenjiabaozongliyaoqiu“jijikaizhanturangwuranfangzhi”。

威尼斯人appyinciweinisirenappyu2005-2006xueniandierxueqishouciweihuanjinggongchengzhuanyebenkeshengkaisheturangwuranxiufubixiukecheng,huanjingkexuezhuanyedexueshengyekexuanxiugaikecheng。jingguojinshiniandejiaoxue,kechengneirongdedaozhubuwanshanyugengxin。gaikechengyiturangxuejibenyuanli、turangwurandefashengguochengweiqierudian,xitongjieshaoturangwuranxiufujishudejibenyuanli、gongyiguocheng、shiyongtiaojian、youquedian、yijiguoneiwaijinzhanheweilaifazhanfangxiang。gaikechengdingweiweiturangwuranxiufuderumenkecheng,shihuanjinggongchengzhuanyejixiangguanzhuanyedexueshengzhangwoturangwuranxiufudejibenyuanlihefangfa,weijianglaizhiliyuturangwuranxiufujishuyanfahegongchengshejidexueshengdaxiayidingdejichu。

二、课程目标

威尼斯人apptongguo32xueshideketangjiaoxuehekehouzuoye,shixueshengzhangwoturanghuaxuedejibenyuanli、turangwuranpingjiayufengxianpinggufangfaheturangwuranxiufujishujibenyuanli、yingyongjiguoneiwaiyanjiujinzhan。weijianglaizhiliyuturangwuranxiufujishuyanfahegongchengshejidexueshengdaxiayidingdejichu。

三、教学内容和学时分配

(一)总论(或绪论、概论等)     2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:威尼斯人app土壤的基本功能、土壤问题、土壤污染、土壤污染修复的基本方法。

教学要求:首先,让学生了解土壤的基本功能:(1)植物生长基质;(2)水循环调节基质;(3)原料(废物)循环场所;(4)土壤生物的栖息地;(5)工程介质。然后,讲述由于人类活动导致的土壤问题:土壤侵蚀、土壤板结、土壤沙漠化、土壤盐碱化、土壤养分退化、土壤污染等。之后重点介绍土壤污染和土壤污染修复的基本方法。通过本课时教学,学生必须掌握土壤的基本功能、土壤问题、我国土壤污染概况(具体数据)和土壤污染修复的基本原理和方法。

课前学习要求:

重点、难点:我国土壤污染问题和土壤污染修复的基本原理和方法。

其它教学环节:

(二)第一章 土壤的组成、物理特性和形成4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:威尼斯人app土壤的基本组成、物理特性和形成过程。

教学要求:威尼斯人app开展土壤污染修复时首先必须调查土壤的组成和物理特性。因此,本章首先讲述土壤的基本组成:(1)土壤无机矿物;(2)土壤有机质;(3)土壤水;(4)土壤空气。并掌握土壤成分的重要性。结合图片,使学生从感官上了解土壤类型及其主要特征。然后,介绍土壤的基本物理特性:(1)土壤颜色;(2)土壤质地;(3)土壤结构;(4)土壤密度和孔隙;(5)土壤水。最后,上述土壤的基本形成过程:影响土壤形成的因素。通过本课时教学,学生必须掌握土壤的基本组成和土壤物理特性。

课前学习要求:

重点、难点:土壤质地分级方法。

其它教学环节:

(三)第二章 土壤胶体4学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:胶体类型,硅酸盐胶体的矿物结构构成,胶体的基本特性,离子交换反应。

教学要求:胶体是土壤中污染物主要的存在场所,是污染土壤修复中常用的稳定化材料。学生必须掌握土壤胶体的基本类型:有晶形的层状硅酸盐胶体,无晶形的硅酸盐胶体,铁锰氧化物胶体,有机胶体。掌握胶体的一般特点:粒径、表面积、表面电荷、离子吸附、水吸附。掌握有晶形的层状硅酸盐胶体的结构组成和相应特点。掌握吸附和离子交换反应的概念。

课前学习要求:

重点、难点:土壤胶体的类型、化学结构、以及与污染物结合的微观机制。

其它教学环节:……

(四)第三章 土壤有机质2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:土壤有机质的组成、分类,土壤有机质与污染物和土壤矿物的相互作用。

教学要求:威尼斯人app土壤有机质对污染土壤修复有重要的影响。一方面作为土壤胶体的土壤有机质可吸附污染物(尤其是有机污染物),因此常常被使用快速锁定有机污染物;另一方面土壤有机质也会对土壤污染淋洗、氧化还原的修复产生负面影响。通过本课时教学,使学生掌握土壤有机质的组成和分级,了解全球C循环过程,了解金属离子与腐殖酸反应机理,了解腐殖酸与粘土矿物相互作用对污染物吸附的影响。

课前学习要求:

重点、难点:土壤有机质大分子结构和分级提取方法。

其它教学环节:……

(五)第四章 土壤固-液平衡2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:威尼斯人app污染物在土壤固相-液相之间的分配、沉淀溶解过程、形态和生物可用性、无机污染物在土壤中的迁移途径。

教学要求:污染物在土壤固相-液相之间的分配对土壤中污染物的迁移和修复极为重要,是土壤固化稳定化修复技术的基础。通过本课时教学,学会如何处理土壤中的沉淀/溶解反应,了解离子活度和活度系数的概念,理解和绘制土壤矿物的pH-溶解度图,以及土壤中典型重金属污染物的溶解沉淀平衡。

课前学习要求:

重点、难点:土壤中重金属污染物的沉淀溶解平衡、形态、生物可用性。

其它教学环节:……

(六)第五章 污染物吸附过程2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:污染物吸附机理、动力学和热力学模型、阴阳离子吸附规律。

教学要求:理解污染物在土壤中的吸附对开展土壤修复具有重要意义。通过本课时教学,使学生掌握吸附的概念,污染物与土壤胶体结合的形式,吸附动力学和热力学模型参数,以及如何运用吸附解吸原理开展土壤污染修复。

课前学习要求:

重点、难点:污染物与土壤胶体的结合机理与模拟。

其它教学环节:……

(七)第六章 生物修复4学时(3课堂讲授学时+1课程实践学时

主要内容:威尼斯人app生物修复的基本原理和常用的生物修复技术工艺。

教学要求:生物修复技术是土壤污染修复的的主要方式之一,主要用于修复被可降解有机物污染的土壤。通过本课时教学,让学生掌握生物修复的基本原理,各种生物修复技术的工艺参数,修复的主要污染物,各种生物修复方法的优缺点等。

课前学习要求:威尼斯人app课前阅读关于土壤污染生物修复的中文和英文论文各一篇。

重点、难点:威尼斯人app生物通风工艺设计、运行及管理

其它教学环节:……

(八)第七章 植物修复2学时(课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:植物修复技术类型、基本原理及其应用。

教学要求:威尼斯人app植物修复技术可用于各种污染土壤的修复。通过本科时教学,使学生掌握生物修复的基本原理,修复的主要污染物,各种植物修复方法的优缺点等。了解开展植物修复研究的一般方法。

课前学习要求:课前阅读关于土壤污染植物修复的中文和英文论文各一篇。

重点、难点:污染物进入植物体的过程及代谢过程。

其它教学环节:……

(九)第八章 化学修复4学时(3课堂讲授学时+1课程实践学时

主要内容:威尼斯人app固化稳定化修复、淋洗修复、化学氧化修复的基本原理和工艺。

教学要求:化学修复技术常用于污染比较严重的土壤。通过本科时教学,是学生掌握固化稳定化修复、淋洗修复、化学氧化修复的基本原理和工艺,了解常用的固化稳定化材料、淋洗剂和氧化剂,各种化学修复技术的适用性及优缺点等。

课前学习要求:课前阅读关于土壤污染化学修复的中文和英文论文各一篇。

重点、难点:淋洗修复的工艺设计及运行。

其它教学环节:……

(十)第九章 气相提取修复4学时(3课堂讲授学时+1课程实践学时

主要内容:威尼斯人app气相提取技术类型、原理及工艺。

教学要求:气相提取修复技术是一类广泛使用的土壤污染修复技术,常用于修复挥发性有机物污染的土壤和地下水。通过本科时教学,是学生掌握气相提取修复技术的类型、基本原理、工艺、适用范围及优缺点等。

课前学习要求:课前阅读关于土壤气相提取修复的中文和英文论文各一篇。

重点、难点:土壤气相提取的工艺设计及运行。

其它教学环节:……

(十一)第十章 美国超级基金介绍2学时(2课堂讲授学时+课程实践学时

主要内容:美国超级基金污染土壤场地情况介绍,修复技术应用情况介绍,修复技术的发展和未来趋势。

教学要求:上世纪八十年代,面对土壤污染导致的严重的健康问题,美国制订和实施了超级基金法,并启动了美国超级基金污染场地(土壤和地下水)修复专项。通过本科时教学,让学生了解美国土壤污染修复的发展过程,修复技术的演变,以及未来发展趋势。。

课前学习要求:威尼斯人app美国土壤污染修复历史。

重点、难点:

其它教学环节:……

四、教材与学习资源

benkechengdejiaocaiweizibianyingwenjiangyi:general soil chemistry and remediation of contaminated soils.

cankaoshumuruxia:

威尼斯人app[1]  the nature and properties of soils, brady n.c. and  weil r.r.,  prentice hall   di13ban,2002.

威尼斯人app[2]  environmental soil chemistry. donald sparks, academic press, 2004

[3]  wuranturangxiufu:yuanliyuyingyong,zhouqixingdengzhu,kexuechubanshe,2004。

[4]  treatment technologies for site cleanup: annual status report (eleventh edition). usepa.

五、教学策略与方法建议

威尼斯人appkechengshejishang:jianglilunjiaoxue、shijianjiaoxueheyanjiuxingjiaoxuexiangjiehe,shixueshengzhangwoturanghuanjingxuejichulilunhewuranturangxiufujishudejibenyuanlihefazhanqianyan,peiyangxueshengdulisikao、zonghefenxi、tiwenhechuangxindengfangmiandenengli,tigaoxueshengduituranghuanjingwentidequanmianlejie,jifaxueshengduiturangxiufujishudeyanjiuxingqu。

jiaoxueneirongshang:zhenduibenkeshengtedian,shouxianjiangshouturangxueheturanghuaxuejichuzhishi,ranhoujiangshouturangwuranxiufujishudeyuanli、yingyonganlihefazhanqushi。

jiaoxuefangfashang:tansuobayanjiuxingjiaoxuefa、xingdongjiaoxuefaheanlijiaoxuefagaoxiaozuhe,yiketangjiaoxueweizhuxian,jiangshouyutaolunxiangjiehe;tongguoketangjiaoxue、shijianjiaoxue、kehouyueduhekehouzuoye,lijiehezhangwobingnenglinghuoyunyongturanghuanjingxuehewuranturangxiufujishujichuzhishi、jibenlilunheyanjiufangfa,shixueshengduliyanjiunenglihechuangxinsiweinenglidedaoquanmiandetisheng。

六、考核方式

威尼斯人app1.       pingshichengjizhan40%,qimokaoshizhan60%

  1. 平时成绩由课后作业与课堂成绩组成
  2. 课后作业:共12次,平均0.75次/周
  3. 课堂成绩:教师布置,学生以学习小组的形式制作PPT,讲解40分钟,教师点评并给出成绩
  4. 考试采用百分制。