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《土壤污染控制与修复工程》 2021-04-07

课程简介 :

土壤污染问题日益严重,近几年开始引起世界各国政府的重视。我国在近二十年间由于工业企业高速发展,城市化进程加快,导致越来越多被重金属和有机物污染的土壤在转化为农业或城市居住用地。土壤污染不像水和大气污染那样易于察觉,即便察觉了,若要将污染物从土壤中分离也是困难重重。因此,土壤污染对人类的潜在健康威胁极大。 

本门课程在新形势下应运而生,其主要授课内容包括:土壤基本环境化学过程、土壤修复技术国内外发展状况、新兴土壤污染修复技术理论与工程实践、土壤污染修复政策和产业化发展。课程最后,使学生能亲临现场参观土壤污染修复过程中的工程问题以及实验室科研方法。 

课程拟达到如下目的:引导学生了解土壤污染状况,认识土壤环境化学过程,对已有的土壤修复技术掌握其原理和优缺点,并培养学生开发新技术的思维模式。为培养专业的土壤污染修复技术人员和科研人员奠定坚实的基础。 


课程PPT资源下载:

www.jbox.sjtu.edu.cn


课程内容:     

第一章 土壤环境功能、污染来源及其危害

教学目标

能够知晓土壤的基本环境功能、了解我国土壤污染的主要来源及特点,认识到土壤修复的必要性。

教学内容

土地与土壤环境、土壤污染及其来源、土壤环境污染及中国所面临的问题、土壤污染修复的意义。

教学要求

掌握土壤污染的定义

掌握土壤污染的基本方式及污染源

掌握我国土壤污染的现状

重点难点

【本章重点】土壤污染的基本过程

【本章难点】土壤污染的隐蔽性、滞后性、不可逆转性

教学活动

【课前预习】我国土壤污染现状与趋势

【课堂讲授】土地及可持续利用、土壤污染的定义、污染物及其来源、特点与危害

【习题作业】土壤环境污染的特点?与水体污染的区别?

 

第二章 土壤污染政策法规标准

教学目标

能够知晓国内外土壤污染防治与管控的基本法律法规。

教学内容

中国土壤污染防治法、中国土壤环境质量标准、欧美土壤环境质量标准

教学要求

掌握土壤污染防治法的基本内容

掌握我国土壤环境质量标准修订思路与方案

掌握欧美土壤环境法规、环境质量标准

重点难点

【本章重点】我国农业用地及工业用地土壤环境质量管控体系建设

【本章难点】我国与欧美土壤环境保护政策的异同

教学活动

【课前预习】国家土壤污染防治行动计划(土十条)政策文件

【课堂讲授】国内外土壤相关立法、土壤保护目标值的确定方法、农用地和建设用地土壤风险筛选值的制定标准、欧美标准对我国的借鉴意义。

【习题作业】土壤环境背景值、保护目标值与风险筛选值的区别?

 

第三章 污染土壤诊断及其方法

教学目标

能够知晓土壤污染诊断的方法、意义与作用。

教学内容

生态毒理学诊断原理、高等植物毒性试验法、敏感动物法、敏感微生物诊断法、生物标记法、其他诊断方法

教学要求

掌握土壤污染诊断的概念

掌握土壤污染诊断的主要方法及操作规程

掌握生态毒理学诊断对生物修复的意义

重点难点

【本章重点】土壤污染风险诊断的方法体系

【本章难点】污染土壤生态风险诊断对评估土壤修复效果的作用

教学活动

【课前预习】土壤污染风险评估的手段

【课堂讲授】污染土壤诊断的定义、快速诊断与长期诊断、诊断的原理、对土壤修复的意思、生态毒理学诊断方法。

【习题作业】分析土壤污染生态毒理诊断的客观需求?

 

第四章 污染土壤的植物及微生物修复原理及工程案例

教学目标

能够针对不同污染场景,利用生物修复的理念设计处理污染土壤。

教学内容

植物修复和微生物修复的概念、优势与特点、技术可行性、修复案例

教学要求

掌握土壤植物修复技术及其基本原理

掌握土壤微生物修复技术及其应用前景

掌握土壤植物-微生物联合修复

重点难点

【本章重点】植物和微生物在土壤修复中的应用及强化生物修复技术

【本章难点】植物稳定、植物阻隔、植物提取等技术特点及具体适用情形

教学活动

【课前预习】土壤生物修复的基本概念

【课堂讲授】植物稳定、植物阻隔、植物提取、微生物分解、微生物吸附等技术原理,生物修复的场地条件、生物修复的评价过程。

【习题作业】根据具体污染场地信息,针对性分析植物及微生物修复的可行性。

 

第五章 污染土壤化学固定修复原理及工程案例

教学目标

能够根据不同化学固定剂的作用原理,针对不同污染场地,提出针对性固定修复措施。

教学内容

固定/稳定化修复的概念、优势与特点、技术可行性、修复案例

教学要求

掌握土壤固定剂的种类及作用原理

掌握土壤污染物固定效应的主控因子

掌握化学固定的长效性及稳定性

重点难点

【本章重点】不同固定剂对污染物的作用机制

【本章难点】化学固定方法的长效性评价体系

教学活动

【课前预习】典型的工业废弃物粉煤灰、钢渣等作为固定剂的潜力

【课堂讲授】稳定化土壤修复技术的优势与影响因素,需要注意的设计问题,土壤固定剂的筛选,施用比例的确定、应对环境胁迫的响应、修复长效性和稳定性评估。

【习题作业】浅析原位固定与异位固定的应用条件。

 

第六章 污染土壤化学淋洗修复及工程案例

教学目标

能够根据土壤特性及污染物的类型,设计淋洗条件及工艺,完成修复目标。

教学内容

化学淋洗的概念、优势与特点、淋洗一体化装置设备、技术可行性、修复案例

教学要求

掌握土壤淋洗剂的种类及作用原理

掌握土壤化学淋洗效率的影响因素

掌握淋洗系统及其设备组成

重点难点

【本章重点】化学淋洗的条件控制

【本章难点】化学淋洗的系统设计

教学活动

【课前预习】化学淋洗的基本原理

【课堂讲授】化学淋洗的概述、适用范围、淋洗系统及其设备组成、系统设计、冲洗助剂的应用、装备要求、应用实例。

【习题作业】分析化学淋洗适用场景及经济可行性。

 

第七章 新兴土壤污染修复技术理论与工程实践

教学目标

能够分析并灵活提出运用电动力学修复技术、冰冻修复技术、热力学修复技术等新兴修复技术解决实际污染土壤问题。

教学内容

几种新兴土壤修复技术的概念原理、优势与特点、技术可行性、修复案例

教学要求

掌握电动力学修复技术的原理、技术优势与限制因素

掌握冰冻修复技术的原理和研究实例

掌握热力学修复技术的原理和研究实例

重点难点

【本章重点】几种新兴修复方法的作用机制及优劣比较

【本章难点】电动力学修复技术的类电池原理解析

教学活动

【课前预习】查阅文献,检索最新土壤修复技术

【课堂讲授】电动力学修复技术、冰冻修复技术、热力学修复技术的概述、技术原理、适用范围、应用或研究实例

【习题作业】分析讨论新兴修复技术的工程应用前景。

 

第八章 土壤污染修复政策和产业化发展

教学目标

能够根据土壤修复的技术方法特点及相关政策,提出产业化发展的建议。

教学内容

研究与发展、市场定位和技术实施的关系

教学要求

掌握我国土壤修复的政策

掌握我国土壤污染修复行业的技术发展态势

掌握我国土壤修复的产业化规模及未来发展潜力

重点难点

【本章重点】相关领域技术现状及产业化应用

【本章难点】修复技术再造

教学活动

【课前预习】我国土壤污染修复市场规模及行业现状

【课堂讲授】我国的土壤污染修复市场需求、技术储备、存在问题和技术局限性、技术再造、研发和行业发展展望。

【习题作业】分析并讨论土壤修复行业发展的有利条件和制约因素。

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