《土壤污染與修復(fù)》課程教學(xué)大綱

1、土壤污染與修復(fù)課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Soil Pollution and Remediation課程編號：HZ192240課程類別：個性化教育課程課程性質(zhì)：選修課學(xué) 分：2學(xué) 時(shí)：32（其中：講課學(xué)時(shí)：32 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0 上機(jī)學(xué)時(shí)：0）適用專業(yè)：環(huán)境工程開課部門：環(huán)境與資源學(xué)院環(huán)境工程系先修課程：環(huán)境化學(xué)、環(huán)境工程微生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)測后續(xù)課程：環(huán)境工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)、環(huán)境工程畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一、課程目標(biāo)1、掌握土壤的基本組成、性質(zhì)和分類，了解土壤在生產(chǎn)和生活中的重要作用，在此基礎(chǔ)上理解土壤-植物系統(tǒng)中重金屬、有機(jī)污染物和放射性物質(zhì)與土壤環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系；掌握土壤污染的評價(jià)方法，并針對不同污染情況采用

2、物理、化學(xué)和生物修復(fù)方法。2、具備分析、解決污染土壤修復(fù)工程問題的基本能力，能夠通過查閱資料制定初步的土壤修復(fù)方案，包括目標(biāo)區(qū)域調(diào)查與評價(jià)、修復(fù)技術(shù)和設(shè)備等。二、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系課程目標(biāo)指標(biāo)點(diǎn)畢業(yè)要求畢業(yè)要求達(dá)成的教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)12.1能夠?qū)?shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)、工程科學(xué)基本原理運(yùn)用于識別和判斷復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵因素或環(huán)節(jié)。畢業(yè)要求2 問題分析：具備識別、表達(dá)、分析復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力，并能通過信息查詢、文獻(xiàn)檢索對復(fù)雜環(huán)境環(huán)境工程問題進(jìn)行分析以獲得有效結(jié)論。通過查閱文獻(xiàn)和介紹國家政策法規(guī)，使學(xué)生了解技術(shù)發(fā)展前沿和行業(yè)發(fā)展動態(tài)。課程目標(biāo)21.3使用工程和專業(yè)知識，通過模型或工

3、藝的比較與綜合，優(yōu)選復(fù)雜環(huán)境工程問題的解決方案。2.2 能夠運(yùn)用環(huán)境工程專業(yè)的基本知識和理論分析復(fù)雜環(huán)境工程問題，并正確表達(dá)其解決方案3.1 掌握基本的創(chuàng)新方法，能夠針對特定的環(huán)境污染問題設(shè)計(jì)污染控制工藝和治理設(shè)備，并在設(shè)計(jì)過程中體現(xiàn)出一定的創(chuàng)新意識畢業(yè)要求1 工程知識：掌握從事環(huán)境工程技術(shù)工作所需的扎實(shí)的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程科學(xué)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，并能將上述知識用于解決復(fù)雜環(huán)境工程問題。畢業(yè)要求2 問題分析：具備識別、表達(dá)、分析復(fù)雜環(huán)境工程問題的能力，并能通過信息查詢、文獻(xiàn)檢索對復(fù)雜環(huán)境環(huán)境工程問題進(jìn)行分析以獲得有效結(jié)論。畢業(yè)要求3 設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案：能夠針對特定的復(fù)雜環(huán)境工程問題進(jìn)行工藝

4、、工程的設(shè)計(jì)及計(jì)算，并能在此環(huán)節(jié)中體現(xiàn)出創(chuàng)新意識，同時(shí)能全面考慮到安全、環(huán)境、法律、文化、健康以及社會等因素的制約。（1）結(jié)合農(nóng)田土壤和場地修復(fù)實(shí)例說明各種修復(fù)技術(shù)在解決復(fù)雜工程問題中的應(yīng)用。（2）通過課堂討論、課堂報(bào)告和課后作業(yè)，使學(xué)生以口頭和書面形式說明土壤修復(fù)的技術(shù)問題。（3）以課后作業(yè)和考試的形式，針對某一土壤污染實(shí)際情況制定初步的修復(fù)方案，從社會需求、政策法律、修復(fù)目標(biāo)與修復(fù)成本等方面考慮方案的可行性。三、課程教學(xué)內(nèi)容及安排第一單元 緒論1、教學(xué)目標(biāo)掌握土壤的基本概念和分類，了解我國土壤的主要類型，主要污染物種類和分布；了解土壤修復(fù)的基本技術(shù)和發(fā)展趨勢。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目

5、標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)土壤的基本概念及其在環(huán)境中的重要作用。12.1土壤污染的主要類型和土壤修復(fù)技術(shù)概述。12.13、教學(xué)要求理解土壤概念和其在環(huán)境中的作用；了解我國土壤主要污染類型；明確土壤污染修復(fù)的重要性。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：土壤和土壤污染的定義；土壤修復(fù)技術(shù)及其在環(huán)境保護(hù)中的作用。難點(diǎn)：土壤污染的復(fù)雜性及其修復(fù)的困難性。5、教學(xué)活動課堂講授：土壤的定義，土壤污染的定義，土壤污染的特點(diǎn)，土壤圈的概念，土壤退化，土壤污染的類型，土壤污染的防治，土壤與周圍環(huán)境的相互作用。課后作業(yè)：查找資料，舉例說明中國近年來土壤污染情況。第二單元 土壤理化性質(zhì)與土壤生物1、教學(xué)目標(biāo)掌握土壤的構(gòu)成，固液氣三相的成

6、分；土壤礦物組成和化學(xué)組成，土壤有機(jī)質(zhì)的重要作用，土壤空氣的來源和成分，土壤水的不同形態(tài)；掌握土壤酸堿性、氧化還原性和土壤結(jié)構(gòu)；土壤動物和微生物對土壤組成和土壤性質(zhì)的影響。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)土壤的形成12.1土壤構(gòu)成與土壤理化性質(zhì)12.1土壤生物12.13、教學(xué)要求了解土壤形成的不同學(xué)說。掌握土壤固液氣三相的基本組成和來源。明確土壤有機(jī)質(zhì)對土壤性質(zhì)的重要作用。理解土壤動物、微生物和植物間的相互關(guān)系，及其對土壤性質(zhì)的影響。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：土壤的構(gòu)成；土壤有機(jī)質(zhì)的作用；土壤微生物與元素形態(tài)的關(guān)系。難點(diǎn)：土壤構(gòu)成的復(fù)雜性；植物根際效應(yīng)。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤的

7、來源和土壤組成。課堂講授：土壤礦物、有機(jī)質(zhì)、土壤空氣和土壤水的來源、含量及其組成；土壤pH、Eh；土壤質(zhì)地，土壤耕性，粒級及粒級分布，土壤膠體、土壤結(jié)構(gòu)，土壤礦化和腐殖化過程；土壤動物、微生物和土壤酶；植物根際環(huán)境特點(diǎn)。案例分析：土壤種類的多樣性；植物間的相互作用（化感作用）。第三單元 土壤中碳、氮、硫、磷與環(huán)境效應(yīng)1、教學(xué)目標(biāo)掌握氮在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程及其對環(huán)境質(zhì)量的影響；土壤有機(jī)碳庫的重要性；土壤碳庫與甲烷，全球氣候變化對土壤碳循環(huán)的影響；土壤中硫的含量與形態(tài)，硫素循環(huán)對環(huán)境的影響；磷在土壤中遷移轉(zhuǎn)化與固定，土壤磷素與水體富營養(yǎng)化。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)土壤中

8、的碳與環(huán)境效應(yīng)12.1土壤氮循環(huán)與環(huán)境效應(yīng)12.1土壤中硫與環(huán)境效應(yīng)12.1土壤中磷與環(huán)境效應(yīng)12.13、教學(xué)要求掌握土壤中碳、氮、硫、磷的來源和遷移轉(zhuǎn)化。掌握土壤中碳、氮、硫、磷對土壤、大氣和水體質(zhì)量的影響。了解土壤中碳、氮、硫、磷的植物營養(yǎng)作用。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：土壤中碳、氮、硫、磷的循環(huán)和環(huán)境效應(yīng)。難點(diǎn)：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤中碳、氮、硫、磷的來源、分布與循環(huán)對環(huán)境的影響。課堂講授：土壤中碳、氮、硫、磷的含量和形態(tài)，其來源與循環(huán)；氨化、硝化和反硝化反應(yīng)；土壤硫元素與土壤酸化，土壤中氮、磷的損失與水體富營養(yǎng)化。，案例分析：亞洲主要農(nóng)業(yè)國家中稻田土壤的溫室

9、氣體排放及其影響因素。第四單元 土壤污染物概述1、教學(xué)目標(biāo)掌握土壤中重金屬和有機(jī)污染物的主要種類、形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化和影響因素，以及重金屬和有機(jī)污染物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的毒性，對人體健康的危害。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)土壤中重金屬污染物概述12.1土壤中有機(jī)污染物概述12.13、教學(xué)要求掌握土壤中重金屬和有機(jī)污染物的主要種類、來源和遷移轉(zhuǎn)化。掌握土壤中重金屬和有機(jī)污染物對環(huán)境質(zhì)量的影響。掌握土壤中主要重金屬和有機(jī)污染物對人體健康的危害。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：土壤重金屬和有機(jī)污染的概念；主要重金屬和有機(jī)污染物的環(huán)境效應(yīng)。難點(diǎn)：多污染物共存條件下，土壤復(fù)合污染的復(fù)雜效應(yīng)，交互作用的

10、類型。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤中重金屬和有機(jī)污染物的種類、來源、分布與形態(tài)對土壤、水體和大氣環(huán)境的影響。課堂講授：土壤重金屬污染的定義，來源，土壤重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化的主要反應(yīng)，土壤元素背景值和基準(zhǔn)值，土壤容量；重金屬污染對土壤環(huán)境質(zhì)量的影響；有機(jī)污染物在土壤中的吸附與遷移，有機(jī)污染物在土壤中的轉(zhuǎn)化與微生物的作用，生物降解；土壤中有機(jī)污染物的環(huán)境效應(yīng)，農(nóng)藥污染與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。案例分析：農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中重金屬復(fù)合污染的復(fù)雜交互作用。課堂討論：我們身邊的重金屬、有機(jī)污染物與食品安全。課后作業(yè)及課堂報(bào)告：我國土壤污染現(xiàn)狀與居民健康。第五單元 土壤污染物檢測分析1、教學(xué)目標(biāo)掌握土壤環(huán)境調(diào)查的基本流程，包括

11、采樣點(diǎn)布設(shè)、樣品采集和分析方法、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。掌握土壤中主要有機(jī)和無機(jī)污染物的分析方法。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)土壤環(huán)境調(diào)查1、21.3、2.1、2.2土壤中主要有機(jī)和無機(jī)污染物的分析方法12.13、教學(xué)要求掌握土壤污染調(diào)查的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和基本流程。掌握土壤中主要重金屬和有機(jī)污染物的分析方法。熟悉主要大型分析測試儀器及其工作原理。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：場地污染調(diào)查的基本方法；重金屬“五毒”、有機(jī)磷農(nóng)藥、多環(huán)芳烴等的分析方法；GC、LC、ICP、AAS、分光光度計(jì)的原理。難點(diǎn)：場地污染調(diào)查時(shí)，樣品采集和分析。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤污染調(diào)查的基本方法；大型分析儀器種類；土壤

12、中主要重金屬和有機(jī)污染物的分析方法。課堂講授：農(nóng)田土壤污染調(diào)查；場地土壤污染調(diào)查；調(diào)查方案制定，采樣點(diǎn)布設(shè)原則，采樣方法和注意事項(xiàng)；土壤污染調(diào)查相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)；主要大型分析儀器種類；色譜柱，塔板理論，朗伯比爾定律，ECD、TCD和紫外檢測器；主要污染物分析的國家標(biāo)準(zhǔn)。課后作業(yè)：針對某地農(nóng)田重金屬污染制定初步的調(diào)查計(jì)劃。第六單元 土壤污染修復(fù)技術(shù)1、教學(xué)目標(biāo)掌握不同污染物種類和不同污染程度土壤的修復(fù)技術(shù)，包括物理、化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)國內(nèi)外土壤修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢12.1常見土壤污染修復(fù)技術(shù)詳述1、21.3、2.1、2.2、3.13、教學(xué)要求了解國外

13、土壤修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展與趨勢。理解不同土壤修復(fù)技術(shù)的原理和適用范圍。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：污染土壤修復(fù)的技術(shù)體系；不同土壤修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；難點(diǎn)：多種土壤修復(fù)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用解決復(fù)雜土壤污染問題。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤修復(fù)的技術(shù)體系，標(biāo)準(zhǔn)、政策與法律；國內(nèi)外土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展歷史和前沿；土壤修復(fù)的物理、化學(xué)和生物技術(shù)原理。課堂講授：先污染后治理的土壤修復(fù)背景；土壤修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，土壤修復(fù)行業(yè)的發(fā)展與國家政策的關(guān)系；工程修復(fù)技術(shù)，蒸汽抽提技術(shù)，熱修復(fù)技術(shù)，土壤淋洗修復(fù)技術(shù)，土壤鈍化修復(fù)技術(shù)，微生物修復(fù)技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)。案例分析：某礦山及其周邊土壤修復(fù)實(shí)例。第七單元 地下水污染修復(fù)技

14、術(shù)1、教學(xué)目標(biāo)掌握不同污染物種類和不同污染程度地下水的修復(fù)技術(shù)，包括物理、化學(xué)和生物修復(fù)技術(shù)。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)國內(nèi)外地下水修復(fù)技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢12.1地下水污染修復(fù)技術(shù)1、21.3、2.1、2.2、3.13、教學(xué)要求了解國內(nèi)外地下水修復(fù)技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展與趨勢。理解土壤修復(fù)和地下水修復(fù)的聯(lián)系；掌握不同地下水修復(fù)技術(shù)的原理和適用范圍。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：污染地下水修復(fù)的技術(shù)體系；不同地下水修復(fù)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍；難點(diǎn)：土壤與地下水聯(lián)合修復(fù)對于生態(tài)恢復(fù)的重要意義。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：土壤與地下水的密切聯(lián)系；地下水修復(fù)的標(biāo)準(zhǔn)、政策與法律；國內(nèi)外地下水修復(fù)技術(shù)的發(fā)展

15、歷史和前沿；地下水修復(fù)的物理、化學(xué)和生物技術(shù)原理。課堂講授：農(nóng)田與場地土壤污染與地下水污染的聯(lián)系；地下水修復(fù)技術(shù)體系；底泥疏浚，化學(xué)氧化還原技術(shù)，電化學(xué)修復(fù)技術(shù)，吸附技術(shù)，微生物降解技術(shù)，植物修復(fù)技術(shù)。案例分析：某場地芳香族化合物污染地下水的修復(fù)實(shí)例。課后作業(yè)與課堂報(bào)告：污染場地中土壤和地下水的聯(lián)合修復(fù)。第八單元 場地土壤污染修復(fù)管理體系1、教學(xué)目標(biāo)掌握場地修復(fù)的主要標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、政策與法律法規(guī)；掌握場地土壤修復(fù)管理基本流程，各方面的責(zé)權(quán)，以及場地管理與環(huán)保行業(yè)發(fā)展的關(guān)系。2、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容支撐課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)場地土壤修復(fù)管理需求分析12.1場地土壤修復(fù)管理基本流程1、21.3、2.

16、1、2.2、3.1場地土壤修復(fù)工作管理內(nèi)涵12.13、教學(xué)要求了解國內(nèi)外場地修復(fù)管理體系的基本構(gòu)架。了解我國場地修復(fù)相關(guān)法律法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。理解場地修復(fù)管理的內(nèi)涵和意義。4、重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：場地修復(fù)技術(shù)選擇與管理切入點(diǎn)；我國場地修復(fù)管理體系的建立和發(fā)展；難點(diǎn)：場地修復(fù)管理體系與政策、市場、技術(shù)發(fā)展的復(fù)雜關(guān)系。5、教學(xué)活動課前預(yù)習(xí)：場地修復(fù)監(jiān)管；場地修復(fù)責(zé)任主體；場地修復(fù)法律法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)；國外場地修復(fù)管理體系構(gòu)架。課堂講授：國內(nèi)外場地修復(fù)法律法規(guī)建立歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展；場地優(yōu)先排序；土壤質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；修復(fù)技術(shù)體系與管理體系；場地修復(fù)融資機(jī)制、監(jiān)管體系、調(diào)查修復(fù)程序、污染場地設(shè)施無害化；場地修復(fù)風(fēng)險(xiǎn)

17、管理與適應(yīng)性管理。案例分析：某冶煉企業(yè)場地修復(fù)過程管理。【學(xué)時(shí)分配】知識單元理論學(xué)時(shí)第一單元 緒論2第二單元 土壤理化性質(zhì)與土壤生物4第三單元 土壤中碳、氮、硫、磷與環(huán)境效應(yīng)2第四單元 土壤污染物概述4第五單元 土壤污染物檢測分析2第六單元 土壤污染修復(fù)技術(shù)10第七單元 地下水污染修復(fù)技術(shù)6第八單元 場地土壤污染修復(fù)管理體系2合計(jì)32五、教學(xué)方法與手段本課程是一門綜合性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中需要重點(diǎn)講解土壤學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)知識，融入物理、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、環(huán)境管理和環(huán)境法相關(guān)知識，以便于學(xué)生理解課程內(nèi)涵。本課程實(shí)用性也很強(qiáng)，基于以上理論知識的土壤和地下水修復(fù)技術(shù)是解決環(huán)境污染問題的重要手段

18、，在教學(xué)過程中應(yīng)該以適當(dāng)?shù)陌咐由顚W(xué)生對各種技術(shù)原理和應(yīng)用的理解；并以課堂報(bào)告和課后作業(yè)的形式，通過文獻(xiàn)查閱針對較為復(fù)雜的土壤修復(fù)問題制訂初步的解決方案，了解各種技術(shù)的適用范圍以及修復(fù)的管理體系。六、考核要求、方式與成績評定本課程成績評定中過程考核（平時(shí)成績）占50%（由課后作業(yè)和課堂報(bào)告組成），期末考試成績占50%。課程目標(biāo)考核、評價(jià)方式及成績比例具體如下：評價(jià)環(huán)節(jié)分值評估課程目標(biāo)對應(yīng)畢業(yè)要求期末考試（50%）501、21.3、2.1、2.2、3.1平時(shí)成績（50%）課堂報(bào)告401、21.3、2.1、2.2、3.1課后作業(yè)101、21.3、2.1、2.2、3.1成績評分細(xì)則：（一）課后作業(yè)和

19、期末考試考察點(diǎn)權(quán)重90100分8089分7079分6069分60分以下基本概念掌握程度0.390%以上概念清晰80%以上概念清晰70%以上概念清晰60%以上概念清晰60%以下概念清晰解決問題方案的正確性0.5方案能夠解決90%以上問題方案能夠解決80%以上問題方案能夠解決70%以上問題方案能夠解決60%以上問題方案能夠解決60%以下問題方案的規(guī)范性0.2方案90%以上符合規(guī)范要求，邏輯性強(qiáng)，無錯別字方案80%以上符合規(guī)范要求，邏輯性強(qiáng)，無錯別字方案70%以上符合規(guī)范要求，邏輯性較強(qiáng)，錯別字少于3個方案60%以上符合規(guī)范要求，邏輯性一般，錯別字少于5個方案60%以下符合規(guī)范要求，邏輯混亂，錯別字5個以上（二）課堂報(bào)告考察點(diǎn)權(quán)重90100分8089分7079分6069分60分以下解決問題方案的正確性0.5方案能夠解決90%以上問題方案能夠解決80%以上問題方案能夠解決70%以上