环境修复原理与技术教学大纲

一、教学目标
(一)学习目标
随着环境污染带来的农产品安全和人类健康等问题日益突出，污染环境修复的任务也就变得十分紧迫。

通过对《污染环境修复原理与技术》课程的学习，使学生能够掌握污染环境修复的基本概念和原理，掌握污染环境修复技术、工艺及工程设计的原则和方法，熟悉本领域研究的新进展与新成果。

（二）可测量结果
1) 能理解环境修复的核心概念及内涵，能说明环境修复与传统环境工程及污染预防工程的区别与联系。

2）了解环境修复的主要类型、对象和任务，掌握物理修复、化学修复、微生物修复和植物修复主要技术类型的基本原理、技术特点和适用范围。

3）理解污染物生物有效性和风险评估在污染环境修复中的重要性，了解土壤、地表水和地下水等环境载体特性对环境修复的影响。

4）理解环境修复现场评价、可处理性评估、修复方案设计的基本原则、方法与流程。

5）掌握场地土壤污染修复、地下水污染修复、污染水体修复、固体废物污染修复的主要技术方法与发展趋势。

6）具有文献查找阅读、分析讨论、报告展示、论文撰写、团队写作等综合能力。

以上结果可以通过课堂讨论、分组报告与课程论文等环节测量。

二、课程要求
（一）授课方式与要求
授课方式：（1）教师讲授（教师讲授核心内容、总结、答疑、提示今后内容、公布课程报告与讨论主题等）；（2）课后阅读和报告准备（学生按照课程讨论与报告主题内容，分小组进行阅读总结和制作报告展示PPT）；（3）课程报告与讨论(主题报告学生根据所选主题作PPT 展示与发言，其他学生根据主题与报告内容进行质疑与讨论，教师作点评)；（4）期末课程论文撰写。

要求：熟悉本课程的基本知识，提高文献阅读与分析水平，锻炼自我学习和独立思维的能力，培养用于创新与团队合作的精神，激发对污染环境修复研究的兴趣。

要求学生认真对待课程报告与讨论环节，教师将对学生的主题报告及讨论发言情况进行点评和绩效记录，作为课程评分的依据。

（二）考试评分与建议
本课程将以课程论文撰写和课程报告与讨论的形式进行评分，其中课程论文占40％，课程报告占30％，课程讨论发言占30%。

三、教学安排
第一次：污染环境修复概论及基本原理(3课时)
主要内容：
污染环境修复的概念及内涵，污染环境修复的主要类型、产生与发展、对象和任务。

中国生态环境现状和优先控制修复污染物分析。

污染环境的物理修复原理，包括物理分离、翻土和客土、固化/稳定化修复、蒸汽抽提、玻璃化修复、热解吸修复、电动力学修复等主要技术特点与基本原理。

污染环境的化学修复原理，包括化学淋洗、溶剂浸提、化学氧化（还原）、原位化学反应处理墙、化学固定等主要技术特点与基本原理。

污染环境的生物修复原理，包括生物通风、生物泥浆反应器、生物堆制、植物修复等主要技术特点与基本原理。

思考题：
依据物理修复、化学修复、生物修复主要技术原理分析其技术的适用性。

第二次：环境修复中污染物有效性和风险评估的作用(3课时)
环境中污染物生物有效性的内涵；污染物形态和生物有效性的关系；污染物形态和生物有效性分析在环境修复风险评估中的重要性。

污染物形态和生物有效性的分析表征方法，包括基于连续提取污染物理形态分析方法、基于联用技术的化学形态以及基于同步辐射技术的污染物分子形态分析方法。

污染物生物有效性与界面反应的关系，包括污染物在土壤颗粒界面、土壤-微生物界面、土壤-根系界面的反应过程及形态与生物有效性变化。

基于污染物有效性和风险评估的环境污染修复。

思考题：与化学提取技术相比，基于同步辐射技术的污染物形态分析方法有何优势？
第三次：环境修复现场评价与可处理性评估及修复方案制定(3课时)
主要内容：
土壤、地表水和地下水等环境载体特性与环境修复的关系，粘土矿物、有机质、酸碱度、氧化还原电位等对环境修复的影响。

环境修复现场评价，包括现场调查、生物过程评价、原位生物修复评价、过程控制评价等内容。

生物修复的可处理性研究，包括可处理性研究的目的、可处理性研究实验设计、可处理性研究方案制订、可处理性研究费用与设备等。

污染修复的技术导则，包括适用范围、规范性引用文件、术语和定义、工作程序、评估预修复目标、筛选和评价修复技术、制定修复技术方案、编制可行性研究报告等。

思考题：如何科学制定生物修复的可处理性研究方案？
第四次：环境污染微生物修复技术与原理(3课时)
主要内容：
环境污染微生物修复的概念及发展趋势。

微生物修复的机理，包括污染物进入微生物细胞的过程，微生物对重金属污染物的修复机理，微生物对有机污染物的修复机理等。

原位生物修复的水力学控制。

原位生物修复的亚表层供给系统，包括重力注入、强制注入和回收系统。

原位生物修复的阻塞控制，包括悬浮固体阻塞、生物阻塞、化学阻塞。

原位氧源供应，包括井孔通气、含氧水的注入、H2O2的注入等。

原位共代谢，生物通气，处理过程各种物料需要量计算等。

思考题：影响原位生物修复效率的主要因素有哪些？
第五次：环境污染植物修复技术与原理(3课时)
主要内容：
环境污染植物修复的主要技术类型及特点。

重金属污染植物修复，包括植物固定、植物过滤、植物挥发、植物提取等技术；超积累植物等。

有机污染植物修复，包括根际降解、强化根区矿化、植物降解、植物挥发等技术。

植物修复新发展，包括络合诱导植物提取，植物转化，植物刺激，根际修复。

植物修复的优势、问题及应用前景。

修复植物的产后处置技术。

植物吸收累积重金属的机理，根际活化、根系吸收、运输与转移、卸载与组织分布、细胞内分配定位等机制；植物中的金属转运蛋白；基因工程在植物修复中的应用。

思考题：重金属污染植物修复的主要技术类型、发展趋势及应用前景。

第六次：场地污染土壤修复技术与方案(3课时)
主要内容：
重点以铬渣堆场污染土壤修复为案例讲述。

铬渣来源与污染现状。

铬渣污染土壤修复主要技术，包括固化/稳定化、化学淋洗、化学还原、生物修复、电动修复、玻璃化修复等技术。

铬渣污染场地修复问题与挑战。

铬渣污染场地修复案例，污染场地污染状况调查，包括采样布点、土壤和地下水污染状况调查等；污染场地修复目标值的制定；污染场地土壤修复方案，包括方案的制定原则、技术比选、方案技术路线、方案的实施等。

思考题：污染场地土壤修复的系统方案如何制定？
第七次：地下水和固体废弃物污染修复技术(3课时)
地下水污染现状来源及污染特征；地下水污染控制修复的技术需求；地下水污染调查与评价；地下水污染修复典型技术，包括抽出处理（P&T ）技术、监测天然衰减(MNA) 技术、原位( In-Situ) 修复技术等；高砷地下水修复；有机氯污染地下水修复；地下水硝酸盐污染控制。

固废拆解业污染现状调查与评价；固体废弃物污染土壤修复控制技术与方案，包括热脱附修复、化学淋洗修复、原位生物修复等。

思考题：地下水污染渗透性反应墙修复（PRB）的技术特点及发展趋势。

第八次：污染河流与湖泊水体修复技术(3课时)
主要内容：
污染河流的修复，包括自然净化修复、河流水体曝气修复、河道生态工程修复、陆生生态修复、水生生态修复等、湿地生态修复等。

湖泊富营养化控制与污染生态修复，包括底泥疏浚、换水、蓝藻打捞与处置等富营养化控制方法；河道的生态净化、地表径流缓冲及净化、水流交汇地缓冲及生态净化、湿地强化净化、岸边生态隔离带污染物截留、雨头强化处理及雨水收集净化、水力调控与管理等湖泊污染生态修复方法。

思考题：如何从流域的角度考虑河流与湖泊水体污染的控制与修复？
四、参考教材及相关资料
1、赵景联编，环境修复原理与技术，化学工业出版社，2006
2、沈德中编，污染环境的生物修复，化学工业出版社，2002年
3、 Crawford, R L and Crawford, D L. Bioremediation: principles and applications, NEW YORK: Cambridge University Press. 1996
4、期刊：Environmental Science and Technology, Water research, Environmental Pollution
五、课程教学网站：
将通过校内网络提供必要的课件和文字材料链接。