地下水与环境实验教学示范中心
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《地下水污染与防治》教学大纲

 

(课程编号:27022          学时:60     学分:3)

一、课程性质和目的

    本课程属环境工程专业的主干课程之一,也是我校环境工程专业的特色专业课程之一。通过本课程的学习,使学生掌握有关地下水污染与防治的基本概念、基本理论和基本方法,具备从事地下水污染与防治的科学研究与实践的基本能力。

二、课程的基本内容

    本课程从污染物水文地质学基础、地下水污染调查、地下水污染的评价、模拟与预测以及地下水污染防治四个方面较全面、系统地介绍了有关地下水污染与防治的基本概念、基本理论、基本模型和技术方法。

三、课程的基本要求

    1、重点掌握地下水污染、地下水污染源和地下水污染物的概念和地下水污染的特点及四种污染途径,了解地下水污染源和污染物的分类与特征;
    2、重点掌握水动力弥散机理(机械弥散和分子扩散-对流)、污染物迁移的基本方程,了解污染物迁移方程的推导过程以及液体性质(密度和粘滞度)对污染物迁移的影响;
    3、重点掌握在迁移中经历的溶解-沉淀、氧化还原、吸附作用和生物化学等四种水文地球化学作用;在溶解-沉淀中重点掌握溶度积、饱和指数、全等(非全等)溶解等概念,以及影响溶解-沉淀平衡的5种效应;掌握碳酸平衡系统中的7个基本方程,并能应用其进行相关计算;在氧化还原作用方面,重点掌握Eh-pH绘制及铁氧化还原体系的特征;在吸附作用方面,重点掌握吸附量、离子交换容量、零点电位pH值、等温吸附的概念以及三种等温吸附模式的特点;在生物化学方面重点掌握植物的溶解、转移和固定3种作用。
    4、重点掌握水文地质调查的4阶段调查法,使学生明确各阶段调查的目的、内容和方法(手段);了解测井、电法-电磁法、探地雷达、地震法等地球物理技术在地下水污染与防治研究中的应用条件和所能解决的问题;掌握水化学监测网设计原则、监测项目和水样的采集与保存方法;
    5、掌握地下水环境质量评价的概念、内容、方法和步骤,重点掌握环境背景值、环境本底值和环境基线值3个概念;在风险评价与处理中,掌握人类健康评价的4个基本要素,重点掌握风险、风险评价、参考剂量、斜度系数、致癌能力分级系统和生物学反应谱等概念;
    6、通过实验使学生掌握污水-岩石-地下水相互作用、等温吸附和溶质运移参数等3组实验的目的、原理、仪器、过程及数据整理分析;通过上机实习,使学生掌握水文地球化学模拟和溶质运移模拟的概念、方法、过程和相关软件等。
    7、掌握地下水污染敏感性的概念及DRASTIC模型的应用条件和评价方法;了解固体废物处置和衬垫系统的概念;掌握自然衰减、监测条件下的自然衰减法和地下水原位修复的概念,重点掌握抽出-处理、反应性渗透墙、生物修复等3种原位修复技术的基本原理过程。

四、教学安排

序言  2学时
第一篇  污染物水文地质学基础  10学时
第一章  地下水污染源  2学时
第二章  地下水污染物  2学时
第三章  污染物在地下水系统中的迁移  2学时
第四章  污染物经历的水文地球化学作用  4学时
第二篇  地下水污染调查  8学时
第五章  水文地质调查  4学时
第六章  地球物理技术  2学时
第七章  水文地球化学调查  2学时
第三篇   地下水污染的评价、模拟与预测 32学时
第八章  地下水环境质量评价 2学时
第九章  风险评价与处理 4学时
第十章  地下水污染物运移与化学作用的实验室研究 12学时(含10学时实验)
第十一章 地球化学模拟 6学时(含4学时上机)
第十二章  污染物运移的数值模拟与预测 8学时(含6学时上机)
第四篇  地下水污染防治 10学时
第十三章  污染敏感性分析与地下水保护 2学时
第十四章  废物地质处置 1学时
第十五章  天然衰减作用 2学时
第十六章  地下水环境修复技术 5学时

五、教材和参考资料

教材:地下水污染与防治,王焰新主编,高教出版社,2004
参考资料:
1.Rudolph D, 1994. Hydrogeological site investigation. In: Subsurface assessment handbook for contaminated sites. Report CCME EPC-NCSRP-48E, Waterloo Center for Groundwater Research
2.Mohamed A. M. O., and Antia H. E., 1998. Geoenvironmental Engineering. Amsterdam: Elsevier
3.崔霖沛,吴其斌,1997,环境地球物理方法及其应用。北京:地质出版社
4.周爱国,蔡鹤生,1998,地质环境质量评价的理论与应用,湖北省武汉市,中国地质大学出版社
5.刘兆昌,张兰生,聂永丰等,1991,地下水系统的污染与控制,北京市,中国环境科学出版社
6.芈振明,高爱忠,祁梦兰等,1997,固体废物的处理与处置,北京市,高等教育出版社
7.Edward A. Keller,1995,Environmental Geology,New York,Macmillian Co. New York
8.Jaroslav Verba, Alexander Zaporozec. 1994. Guidebook on mapping groundwater vulnerability. Verlag: Heinz and Heise Co., 1-133
9.陈崇希, 李国敏. 1996. 地下水溶质运移理论及模型. 武汉: 中国地质但学出版社邓聚龙. 1988. 灰色预测与决策. 武汉: 华中理工大学出版社
10.李昌静, 卫钟鼎. 1983. 地下水水质及其污染. 北京: 中国建筑工业出版社
11.杨位钦, 顾岚. 1988. 时间序列分析与动态数据建模. 北京: 北京理工大学出版社
12.文冬光, 沈照理, 钟佐燊. 地球化学模拟及其在水文地质中的应用. 地质科技情报, 1995,14(1):99-104
沈照理,朱宛华,钟佐燊. 水文地球化学基础. 北京:地质出版社,1993
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