《土壤污染與修復》課程教學大綱

1、土壤污染與修復課程教學大綱課程英文名稱：Soil Pollution and Remediation課程編號：HZ192240課程類別：個性化教育課程課程性質：選修課學 分：2學 時：32（其中：講課學時：32 實驗學時：0 上機學時：0）適用專業(yè)：環(huán)境工程開課部門：環(huán)境與資源學院環(huán)境工程系先修課程：環(huán)境化學、環(huán)境工程微生物學、環(huán)境監(jiān)測后續(xù)課程：環(huán)境工程生產實習、環(huán)境工程畢業(yè)設計(論文)一、課程目標1、掌握土壤的基本組成、性質和分類，了解土壤在生產和生活中的重要作用，在此基礎上理解土壤-植物系統(tǒng)中重金屬、有機污染物和放射性物質與土壤環(huán)境質量的關系；掌握土壤污染的評價方法，并針對不同污染情況采用

2、物理、化學和生物修復方法。2、具備分析、解決污染土壤修復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方案，包括目標區(qū)域調查與評價、修復技術和設備等。二、課程目標與畢業(yè)要求的對應關系課程目標指標點畢業(yè)要求畢業(yè)要求達成的教學環(huán)節(jié)課程目標12.1能夠將數(shù)學、物理、化學、生物學、工程科學基本原理運用于識別和判斷復雜工程問題的關鍵因素或環(huán)節(jié)。畢業(yè)要求2 問題分析：具備識別、表達、分析復雜環(huán)境工程問題的能力，并能通過信息查詢、文獻檢索對復雜環(huán)境環(huán)境工程問題進行分析以獲得有效結論。通過查閱文獻和介紹國家政策法規(guī)，使學生了解技術發(fā)展前沿和行業(yè)發(fā)展動態(tài)。課程目標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)選復雜環(huán)境工程問題的解決方案。2.2 能夠運用環(huán)境工程專業(yè)的基本知識和理論分析復雜環(huán)境工程問題，并正確表達其解決方案3.1 掌握基本的創(chuàng)新方法，能夠針對特定的環(huán)境污染問題設計污染控制工藝和治理設備，并在設計過程中體現(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)境工程技術工作所需的扎實的數(shù)學、自然科學、工程科學基礎知識和專業(yè)知識，并能將上述知識用于解決復雜環(huán)境工程問題。畢業(yè)要求2 問題分析：具備識別、表達、分析復雜環(huán)境工程問題的能力，并能通過信息查詢、文獻檢索對復雜環(huán)境環(huán)境工程問題進行分析以獲得有效結論。畢業(yè)要求3 設計/開發(fā)解決方案：能夠針對特定的復雜環(huán)境工程問題進行工藝

4、、工程的設計及計算，并能在此環(huán)節(jié)中體現(xiàn)出創(chuàng)新意識，同時能全面考慮到安全、環(huán)境、法律、文化、健康以及社會等因素的制約。（1）結合農田土壤和場地修復實例說明各種修復技術在解決復雜工程問題中的應用。（2）通過課堂討論、課堂報告和課后作業(yè)，使學生以口頭和書面形式說明土壤修復的技術問題。（3）以課后作業(yè)和考試的形式，針對某一土壤污染實際情況制定初步的修復方案，從社會需求、政策法律、修復目標與修復成本等方面考慮方案的可行性。三、課程教學內容及安排第一單元 緒論1、教學目標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；了解土壤修復的基本技術和發(fā)展趨勢。2、教學內容教學內容支撐課程目

5、標支撐畢業(yè)要求指標點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技術概述。12.13、教學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；明確土壤污染修復的重要性。4、重點難點 重點：土壤和土壤污染的定義；土壤修復技術及其在環(huán)境保護中的作用。難點：土壤污染的復雜性及其修復的困難性。5、教學活動課堂講授：土壤的定義，土壤污染的定義，土壤污染的特點，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 土壤理化性質與土壤生物1、教學目標掌握土壤的構成，固液氣三相的成

6、分；土壤礦物組成和化學組成，土壤有機質的重要作用，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構；土壤動物和微生物對土壤組成和土壤性質的影響。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點土壤的形成12.1土壤構成與土壤理化性質12.1土壤生物12.13、教學要求了解土壤形成的不同學說。掌握土壤固液氣三相的基本組成和來源。明確土壤有機質對土壤性質的重要作用。理解土壤動物、微生物和植物間的相互關系，及其對土壤性質的影響。4、重點難點 重點：土壤的構成；土壤有機質的作用；土壤微生物與元素形態(tài)的關系。難點：土壤構成的復雜性；植物根際效應。5、教學活動課前預習：土壤的

7、來源和土壤組成。課堂講授：土壤礦物、有機質、土壤空氣和土壤水的來源、含量及其組成；土壤pH、Eh；土壤質地，土壤耕性，粒級及粒級分布，土壤膠體、土壤結構，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。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1、教學目標掌握氮在土壤中的遷移轉化過程及其對環(huán)境質量的影響；土壤有機碳庫的重要性；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；磷在土壤中遷移轉化與固定，土壤磷素與水體富營養(yǎng)化。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點土壤中

8、的碳與環(huán)境效應12.1土壤氮循環(huán)與環(huán)境效應12.1土壤中硫與環(huán)境效應12.1土壤中磷與環(huán)境效應12.13、教學要求掌握土壤中碳、氮、硫、磷的來源和遷移轉化。掌握土壤中碳、氮、硫、磷對土壤、大氣和水體質量的影響。了解土壤中碳、氮、硫、磷的植物營養(yǎng)作用。4、重點難點 重點：土壤中碳、氮、硫、磷的循環(huán)和環(huán)境效應。難點：農業(yè)生產與環(huán)境質量之間的關系。5、教學活動課前預習：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；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、教學目標掌握土壤中重金屬和有機污染物的主要種類、形態(tài)、遷移轉化和影響因素，以及重金屬和有機污染物對土壤生態(tài)系統(tǒng)的毒性，對人體健康的危害。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點土壤中重金屬污染物概述12.1土壤中有機污染物概述12.13、教學要求掌握土壤中重金屬和有機污染物的主要種類、來源和遷移轉化。掌握土壤中重金屬和有機污染物對環(huán)境質量的影響。掌握土壤中主要重金屬和有機污染物對人體健康的危害。4、重點難點 重點：土壤重金屬和有機污染的概念；主要重金屬和有機污染物的環(huán)境效應。難點：多污染物共存條件下，土壤復合污染的復雜效應，交互作用的

10、類型。5、教學活動課前預習：土壤中重金屬和有機污染物的種類、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)轉化的主要反應，土壤元素背景值和基準值，土壤容量；重金屬污染對土壤環(huán)境質量的影響；有機污染物在土壤中的吸附與遷移，有機污染物在土壤中的轉化與微生物的作用，生物降解；土壤中有機污染物的環(huán)境效應，農藥污染與農產品質量安全。案例分析：農田生態(tài)系統(tǒng)中重金屬復合污染的復雜交互作用。課堂討論：我們身邊的重金屬、有機污染物與食品安全。課后作業(yè)及課堂報告：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、教學目標掌握土壤環(huán)境調查的基本流程，包括

11、采樣點布設、樣品采集和分析方法、評價標準。掌握土壤中主要有機和無機污染物的分析方法。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點土壤環(huán)境調查1、21.3、2.1、2.2土壤中主要有機和無機污染物的分析方法12.13、教學要求掌握土壤污染調查的相關國家標準和基本流程。掌握土壤中主要重金屬和有機污染物的分析方法。熟悉主要大型分析測試儀器及其工作原理。4、重點難點 重點：場地污染調查的基本方法；重金屬“五毒”、有機磷農藥、多環(huán)芳烴等的分析方法；GC、LC、ICP、AAS、分光光度計的原理。難點：場地污染調查時，樣品采集和分析。5、教學活動課前預習：土壤污染調查的基本方法；大型分析儀器種類；土壤

12、中主要重金屬和有機污染物的分析方法。課堂講授：農田土壤污染調查；場地土壤污染調查；調查方案制定，采樣點布設原則，采樣方法和注意事項；土壤污染調查相關國家標準；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準。課后作業(yè)：針對某地農田重金屬污染制定初步的調查計劃。第六單元 土壤污染修復技術1、教學目標掌握不同污染物種類和不同污染程度土壤的修復技術，包括物理、化學和生物修復技術。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點國內外土壤修復技術現(xiàn)狀及趨勢12.1常見土壤污染修復技術詳述1、21.3、2.1、2.2、3.13、教學要求了解國外

13、土壤修復技術的產生、發(fā)展與趨勢。理解不同土壤修復技術的原理和適用范圍。4、重點難點 重點：污染土壤修復的技術體系；不同土壤修復技術的優(yōu)缺點和適用范圍；難點：多種土壤修復技術的聯(lián)合應用解決復雜土壤污染問題。5、教學活動課前預習：土壤修復的技術體系，標準、政策與法律；國內外土壤修復技術的發(fā)展歷史和前沿；土壤修復的物理、化學和生物技術原理。課堂講授：先污染后治理的土壤修復背景；土壤修復技術的發(fā)展，土壤修復行業(yè)的發(fā)展與國家政策的關系；工程修復技術，蒸汽抽提技術，熱修復技術，土壤淋洗修復技術，土壤鈍化修復技術，微生物修復技術，植物修復技術。案例分析：某礦山及其周邊土壤修復實例。第七單元 地下水污染修復技

14、術1、教學目標掌握不同污染物種類和不同污染程度地下水的修復技術，包括物理、化學和生物修復技術。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點國內外地下水修復技術現(xiàn)狀及趨勢12.1地下水污染修復技術1、21.3、2.1、2.2、3.13、教學要求了解國內外地下水修復技術的產生、發(fā)展與趨勢。理解土壤修復和地下水修復的聯(lián)系；掌握不同地下水修復技術的原理和適用范圍。4、重點難點 重點：污染地下水修復的技術體系；不同地下水修復技術的優(yōu)缺點和適用范圍；難點：土壤與地下水聯(lián)合修復對于生態(tài)恢復的重要意義。5、教學活動課前預習：土壤與地下水的密切聯(lián)系；地下水修復的標準、政策與法律；國內外地下水修復技術的發(fā)展

15、歷史和前沿；地下水修復的物理、化學和生物技術原理。課堂講授：農田與場地土壤污染與地下水污染的聯(lián)系；地下水修復技術體系；底泥疏浚，化學氧化還原技術，電化學修復技術，吸附技術，微生物降解技術，植物修復技術。案例分析：某場地芳香族化合物污染地下水的修復實例。課后作業(yè)與課堂報告：污染場地中土壤和地下水的聯(lián)合修復。第八單元 場地土壤污染修復管理體系1、教學目標掌握場地修復的主要標準、規(guī)范、政策與法律法規(guī)；掌握場地土壤修復管理基本流程，各方面的責權，以及場地管理與環(huán)保行業(yè)發(fā)展的關系。2、教學內容教學內容支撐課程目標支撐畢業(yè)要求指標點場地土壤修復管理需求分析12.1場地土壤修復管理基本流程1、21.3、2.

16、1、2.2、3.1場地土壤修復工作管理內涵12.13、教學要求了解國內外場地修復管理體系的基本構架。了解我國場地修復相關法律法規(guī)和相關標準。理解場地修復管理的內涵和意義。4、重點難點 重點：場地修復技術選擇與管理切入點；我國場地修復管理體系的建立和發(fā)展；難點：場地修復管理體系與政策、市場、技術發(fā)展的復雜關系。5、教學活動課前預習：場地修復監(jiān)管；場地修復責任主體；場地修復法律法規(guī)、政策和標準；國外場地修復管理體系構架。課堂講授：國內外場地修復法律法規(guī)建立歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展；場地優(yōu)先排序；土壤質量標準；修復技術體系與管理體系；場地修復融資機制、監(jiān)管體系、調查修復程序、污染場地設施無害化；場地修復風險

17、管理與適應性管理。案例分析：某冶煉企業(yè)場地修復過程管理?！緦W時分配】知識單元理論學時第一單元 緒論2第二單元 土壤理化性質與土壤生物4第三單元 土壤中碳、氮、硫、磷與環(huán)境效應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 土壤污染修復技術10第七單元 地下水污染修復技術6第八單元 場地土壤污染修復管理體系2合計32五、教學方法與手段本課程是一門綜合性很強的課程，在教學過程中需要重點講解土壤學相關基礎知識，融入物理、化學、環(huán)境科學、環(huán)境工程、環(huán)境管理和環(huán)境法相關知識，以便于學生理解課程內涵。本課程實用性也很強，基于以上理論知識的土壤和地下水修復技術是解決環(huán)境污染問題的重要手段

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

19、期末考試考察點權重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，無錯別字方案80%以上符合規(guī)范要求，邏輯性強，無錯別字方案70%以上符合規(guī)范要求，邏輯性較強，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）課堂報告考察點權重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