2019年环境土壤学课程教学大纲

1、环境土壤学课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：260372课程名称：环境土壤学英文名称： Environmental Soil Science课程类别：专业选修课学 时：54学 分：3.0适用对象：环境科学、环境工程专业本科生考核方式：考试或考查，平时成绩占总成绩的 30%先修课程：无机及分析化学、有机化学、环境化学二、课程简介本课程主要讲授土壤在环境中的作用与地位， 土壤的基本组成、性质和分类， 土壤中碳、氮、硫、磷与环境质量，土壤一植物系统中的硒、氟、碘及其环境行 为，土壤重金属元素与环境质量，土壤中有机污染物与环境质量，土壤中的放射 性物质与环境，土壤退化过程与环境质量，污染土壤的修复

2、，土壤环境工程，环 境土壤学的研究方法等。三、课程性质与教学目的环境土壤学是研究自然因素和人为条件下土壤环境质量变化、影响及其调控的一门学科，它涉及土壤质量与生物品质、土壤与水和大气质量的关系、 土壤元 素丰缺与人类健康的关系、土壤与其它环境要素的交互作用、土壤质量的保护与 改善等土壤环境工程的相关研究与应用，环境土壤学是一门新兴的土壤学与环境 科学等交叉融合的综合性学科。通过本课程的学习，使学生正确理解土壤在环境中的作用与地位， 掌握土壤 基本组成、性质与分类，熟悉不同类型污染物对土壤生态系统造成的危害， 掌握 土壤环境质量调控和改善的基本途径和方法。四、教学内容及要求第一章绪论（一）目的与

3、要求1 .掌握土壤圈的概念与功能2 .熟悉环境污染与土壤污染的含义3 .掌握土壤质量及其评估（二）教学内容第一节土壤与土壤圈1 .主要内容土壤、土壤圈。2 .基本概念和知识点土壤的定义、土壤的特征、土壤圈的概念、土壤圈的功能。第二节环境污染与土壤污染1 .主要内容环境与环境污染、土壤环境问题和土壤污染。2 .基本概念和知识点环境的涵义、环境污染概念、土壤污染的定义、土壤污染的特点、土壤污染 源、土壤污染的类型、土壤污染的防治。第三节土壤质量及其评估1 .主要内容土壤质量、土壤质量的评估。2 .基本概念和知识点土壤质量的含义、土壤肥力质量、土壤环境质量。第四节环境科学与环境土壤学1 .主要内容土

4、壤在环境中的作用与地位、环境土壤学的产生与研究内容。2 .基本概念和知识点土壤质量与水质、土壤与大气环境质量、土壤与作物品质、土壤与人体和动 物健康、环境土壤学的定义、定位和特点、环境土壤学的主要研究内容。（三）课后练习1 .试述土壤和土壤圈的定义与功能。2 .什么是土壤环境质量？目前土壤环境质量常用的评价方法是什么？3 .请举例说明土壤在环境中的作用与地位。4 .请叙述环境土壤学的定义、特点和主要研究内容。（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第二章 土壤的基本组成、性质与分类（一）目的与要求1 . 了解土壤生态系统的基本组成2 .熟悉土壤的性质3 .掌握土壤的形成、分类与

5、分布4 .掌握土壤环境及其功能（二）教学内容第一节土壤生态系统的基本组成1 .主要内容土壤矿物质、土壤有机质、土壤生物、土壤水、土壤空气。2 .基本概念和知识点土壤矿物质的矿物组成和化学组成、 粘粒矿物、土壤有机质的来源、含量及 其组成、土壤腐殖酸、土壤有机质的转化、土壤有机质的作用及其生态与环境意 义、土壤生物的类型组成、土壤微生物的根际效应及其环境意义、土壤水的形态、 土壤水的能态、土壤水分含量及其有效性、土壤空气的数量及其影响因素、 土壤 空气的组成与运动。第二节土壤性质1 .主要内容土壤物理性质、土壤化学性质、土壤生物学性质。2 .基本概念和知识点土壤质地、土壤孔性与结构性、土壤水分特

6、征、土壤通气性、土壤力学性质 与耕性、土壤胶体特性及吸附性、土壤酸碱性、土壤氧化还原性、土壤中的配们 反应、土壤酶特性、土壤微生物特性、土壤动物特性。第三节土壤的形成1 .主要内容土壤形成因素、土壤形成过程、土壤剖面分化与特征。2 .基本概念和知识点土壤形成的母质因素、土壤形成的生物因素、土壤形成的气候因素、土壤形 成的地形因素、土壤形成的时间因素、土壤形成过程的实质、主要的成土过程、 成土过程与成土因素的关系、土壤发生层和土体构型、基本土壤发生层。第四节 土壤分类与分布1 .主要内容土壤分类概述、土壤发生分类、土壤系统分类2 .基本概念和知识点土壤分类的概述、土壤发生分类的原则、土壤发生分类

7、的划分和土纲简介、 土壤系统分类原则、土壤系统分类的划分。第五节 土壤环境及其功能1 .主要内容土壤缓冲性、土壤自净功能2 .基本概念和知识点土壤缓冲性的定义、土壤缓冲性的作用、土壤自净功能的定义。（三）课后练习1 .试述土壤有机质的性质及其生态环境意义。2 .试述土壤反应及缓冲性的生态环境意义。3,简述土壤微生物的根际效应及其环境意义。4. 土壤组成及性质对环境污染物生物有效性有何影响？（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第三章 土壤中碳、氮、硫、磷与环境质量（一）目的与要求1,掌握全球气候变化对土壤碳循环的影响2,掌握土壤氮素管理与环境质量3,熟悉硫素循环对环境的影响4

8、,了解土壤磷素与水体富营养化（二）教学内容第一节土壤中的碳与环境质量1 .主要内容土壤有机碳库、土壤碳的形态与活性、土壤碳的分解与转化、土壤碳库与甲 烷、全球气候变化对土壤碳循环的影响。2 .基本概念和知识点土壤有机碳库的重要性、土壤有机碳储量、分布和密度、土壤碳的形态、土 壤碳的有效性、土壤有机质各组分的转化、影响土壤有机碳分解与转化的因素、 温室效应与土壤中的甲烷、稻田土壤甲烷排放通量的影响因素、 气候变化与土壤 二氧化碳释放、气候变化与土壤甲烷释放。第二节土壤氮素与环境质量1 .主要内容土壤中氮的含量和形态、氮在土壤中的迁移转化、土壤氮素管理与环境质量。2 .基本概念和知识点土壤中氮的含

9、量、土壤中氮的形态、土壤中氮的来源与循环、植物对土壤中 氮的吸收、土壤中氮素转化的重要过程、土壤中氮的损失与去向、土壤中氮损失 对环境的影响。第三节土壤中硫素与环境质量1 .主要内容土壤中硫的含量与形态、硫在土壤中的行为、硫素循环对环境的影响。2 .基本概念和知识点土壤中硫的含量、土壤中硫的形态、土壤中硫的吸附与解吸、土壤中硫的氧 化还原、土壤中硫的矿化、土壤硫的循环与迁移、硫对大气环境的影响、硫对作 物产量与品质的影响、硫对土壤酸化的影响、酸性硫酸盐土壤对生态环境的影响。第四节土壤中磷素与环境质量1 .主要内容土壤中磷的含量与形态、磷在土壤中的迁移转化与固定、土壤磷素与水体富 营养化。2 .

10、基本概念和知识点土壤中磷的含量、土壤磷的形态、有机磷的矿化和无机磷的生物固定、 土壤 中磷的固定和释放、土壤磷素与水体富营养化（三）课后练习1 .全球气候变化对土壤碳循环有何影响？2 .农田氮素损失对环境的影响包括哪几个方面？3 .硫素循环对环境有何影响？4 .土壤中磷的迁移转化与地表水富营养化有何关系？（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第四章 土壤一植物系统中的硒、氟和碘及其环境行为（一）目的与要求1 .掌握硒的健康效应及其调节2 .熟悉土壤-水-植物系统中的氟与地氟病3 .了解碘缺乏病防治（二）教学内容第一节 土壤一植物系统中的硒1 .主要内容土壤中的硒、植物中硒的含

11、量、土壤一植物系统中硒的迁移、 硒的健康效应 及其调节。2 .基本概念和知识点土壤中硒的含量、影响土壤中硒含量的因素、土壤中硒的形态、植物及植物 制品中硒的含量、污染对植物含量的影响、土壤一植物系统中硒行为的一般特征、 土壤及根际条件对硒行为的影响、硒的健康效应及其调节。第二节土壤一植物系统中的氟1 .主要内容土壤中氟的含量与来源、土壤氟的形态、土-水系统中氟的化学平衡、土壤 氟的生物效应、土壤-水-植物系统中的氟与地氟病。2 .基本概念和知识点土壤中氟的含量与来源、土壤氟的形态、氟的沉淀-溶解平衡、氟的配们- 解离平衡、氟的吸附-解吸平衡、植物对氟的吸收和迁移、氟对生物的影响、地 氟病与土、

12、水和植物氟的关系、氟危害的调控。第三节 土壤一植物系统中的碘1 .主要内容土壤中碘的含量与来源、影响土壤碘行为的因素、植物对碘的吸收、碘缺乏 病的防治。2 .基本概念和知识点土壤中碘的含量、土壤中碘的来源、土壤中碘的存在形式、影响土壤碘行为的因素、植物体内碘的含量与分布、不同形态碘对植物生长的影响、碘毒害、土 壤碘缺乏与地甲病、碘缺乏病的防治方法。（三）课后练习1 .硒污染土壤的修复技术有哪些？硒含量过高对植物的生长有何影响？2 .大气环境中的氟污染有哪些主要来源？3 .防治人类碘缺乏病的主要途径有哪些？各有何优缺点？（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第五章 土壤重金属元

13、素与环境质量（一）目的与要求1 . 熟悉土壤中的重金属2 .了解土壤元素背景值和土壤负载容量3 .掌握重金属污染对环境质量的影响4 .了解稀土元素在土壤中的行为与环境质量5 .熟悉土壤中污染物的交互作用（二）教学内容第一节土壤中的重金属1 .主要内容土壤重金属污染及其来源、土壤中重金属的形态、控制土壤中重金属溶解度 的主要反应。2 .基本概念和知识点土壤重金属污染的定义、土壤中重金属污染的来源、土壤中重金属化合物的 类型、土壤中重金属化合物的化学形态、控制土壤中重金属溶解度的主要反应。第二节土壤元素背景值和土壤负载容量1 .主要内容土壤元素背景值、土壤负载容量。2 .基本概念和知识点土壤元素背

14、景值的研究法、土壤元素背景值的应用、土壤负载容量的研究方 法、土壤环境容量的影响因子、土壤负载容量的应用。第三节重金属污染对环境质量的影响1 .主要内容重金属对土壤肥力的影响、重金属的植物效应及其影响因素、 重金属对土壤 微生物和酶的影响、重金属对人类健康的影响。2 .基本概念和知识点重金属对土壤氮素的影响、重金属污染对土壤磷素的影响、 重金属对土壤钾 行为的影响、重金属的植物效应及其影响因素、 重金属对微生物的影响、重金属 对土壤酶活性的影响、重金属对人类健康的影响。第四节 稀土元素在土壤中的行为与环境质量1 .主要内容土壤中稀土元素的来源和含量、土壤中稀土元素的形态、稀土元素在土壤中 的吸

15、附与解吸、稀土元素的环境效应。2 .基本概念和知识点土壤中稀土元素的来源、土壤中稀土元素的含量、土壤中稀土元素的形态、 土壤中稀土元素的吸附、土壤中稀土元素的解吸、稀土元素在土壤中的迁移、稀 士对人体健康的影响、稀土对植物的影响、稀土对土壤微生物的影响。第五节 土壤中污染物的交互作用1 .主要内容土壤、植物系统中的Pb Cd交互作用对植物吸收Cd的影响、交互作用对模 式参数的重要性、土壤中重金属与有机污染物的交互作用2 .基本概念和知识点土壤、植物系统中的Pb Cd交互作用对植物吸收Cd的影响、交互作用对模 式参数的重要性、吸附行为的交互作用、化学过程的交互作用、重金属-有机污 染物在土壤生物

16、学过程中的交互作用。（三）课后练习1 .土壤中重金属污染来源包括哪些方面？2 .叙述土壤元素背景值和土壤负载容量的概念。3 .重金属对土壤微生物和酶有哪些影响？4 .试说明稀土元素在土壤中的行为与环境质量的关系5 .讨论土壤中交互作用的形式及机制。（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第六章 土壤中有机污染物与环境质量（一）目的与要求1 .熟悉土壤中有机污染物的主要种类2 .了解土壤中有机污染物的环境行为3 .掌握土壤中有机污染物的生态效应与环境质量4 .了解土壤中有机污染物的研究展望（二）教学内容第一节 土壤中有机污染物概述1 .主要内容农药、多环芳烂类、多氯联苯、二嗯英、

17、石油类污染物、其他重要的有机污 染物。2 .基本概念和知识点有机氯农药、有机磷农药、多环芳姓:类污染、多氯联苯、二嗯英、石油类污 染物、其他重要的有机污染物。第二节 土壤中有机污染物的环境行为1 .主要内容有机污染物在土壤中的吸附与迁移、 有机污染物在土壤中的转化、土壤中农 药的结合残留。2 .基本概念和知识点有机污染物在土壤中的吸附、有机污染物在土壤中的挥发、有机污染物在土 壤中的移动性、有机污染物在土壤中的水解、 有机污染物在土壤中的光解、 有机 污染物在土壤中的生物降解、土壤结合态农药残留的概念、某些常用农药的结合 残留量、农药结合残留的特征。第三节 土壤中有机污染物的生态效应与环境质量

18、1 .主要内容有机污染物对生物的影响、农药污染与农产品质量安全。2 .基本概念和知识点有机污染物对微生物的影响、有机污染物对土壤动物的影响、有机污染物对 植物生长的影响、作物对土壤中农药的吸收、转运与积累、农产品的农药污染、 减少农药对农产品污染的措施。第四节 土壤中有机污染物的研究展望1 .主要内容土壤中有机污染物的研究展望。2 .基本概念和知识点有机污染物迁移、转化的机理性研究、背景和分离、检测方法的研究、复合 污染的研究、土壤中优势流对有机污染物迁移影响的研究。（三）课后练习1 .请列举土壤环境中常见有机污染物的来源、分布特征与主要危害。2 .试述有机污染物在土壤环境中迁移转化的主要过程

19、及其影响因素。3 .简述土壤中有机污染物的主要生态效应及其对环境质量的影响。（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第七章 土壤中的放射性物质与环境（一）目的与要求1 .熟悉土壤中的放射性物质2 .了解土壤中放射性核素的植物效应3 .掌握放射性核素在土壤侵蚀研究中的应用（二）教学内容第一节 土壤中的放射性物质1 .主要内容放射性和放射性污染、土壤中放射性物质的来源、放射性污染物的危害、放 射性核素在土壤中的行为。2 .基本概念和知识点放射性及其特征、放射性污染和土壤放射性污染、天然放射性污染、人工放 射性污染、放射性污染物对人体健康的影响、放射性污染物的生态毒理学指标、放射性核

20、素在土壤中的行为。第二节 土壤中放射性核素的植物效应1 .主要内容植物吸收的途径、影响植物根系吸收放射性核素的因素、 植物吸收放射性污 染物的调控。2 .基本概念和知识点根外吸收、根系吸收、影响植物根系吸收放射性核素的因素、施加土壤改良剂、施用化学肥料、第三节 放射性核素在土壤侵蚀研究中的应用1 .主要内容放射性核素示踪土壤侵蚀的原理、侵蚀示踪技术的基本方法、侵蚀示踪研究 的基本现状和前景。2 .基本概念和知识点放射性核素示踪土壤侵蚀的原理、侵蚀示踪技术的基本方法、侵蚀示踪研究 的基本现状和前景。（三）课后练习1 .简述环境中放射性核素的来源与种类。2 .植物对土壤中放射性污染物吸收的影响因子

21、有哪些？3 .叙述植物对放射性污染物的吸收的途径和控制方法。4 .试述放射污染土壤的修复技术的各类及其优缺点。（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第八章 土壤退化过程与环境质量（一）目的与要求1 . 了解土壤的自然演变与退化2 .掌握土壤侵蚀与环境质量3 .熟悉荒漠化过程中的土壤和环境质量变化4 .掌握土壤酸化与环境质量5 .了解土壤盐渍化（二）教学内容第一节土壤的自然演变与退化1 .主要内容土壤变化与环境条件的关系、人为导致的土壤退化。2 .基本概念和知识点土壤变化过程中能量变化、人为导致的土壤退化类型。第二节土壤侵蚀与环境质量1 .主要内容土壤水蚀与及其影响因子、土壤水

22、蚀的估计和预测、土壤水蚀对环境质量的 影响。2 .基本概念和知识点土壤水蚀过程、土壤水蚀的影响因子、土壤水蚀流失量计算方法及相关参数、 土壤水蚀的原位影响、土壤水蚀的异位影响。第三节荒漠化过程中的土壤和环境质量变化1 .主要内容荒漠化及其影响、荒漠化过程的特点和影响因子、荒漠化评价的土壤和环境 指标。2 .基本概念和知识点荒漠化的概念和现状、荒漠化的环境影响、荒漠化过程的特点、荒漠化过程 的影响因子、荒漠化评价的土壤和环境指标。第四节土壤酸化与环境质量1 .主要内容土壤酸化过程的形成和实质、土壤酸化的主要成因、土壤酸化的环境效应。2 .基本概念和知识点盐基的淋溶、铝的活化、自然土壤发生过程、生

23、物地球化学平衡的失调、施 肥和土壤管理、土壤酸化的作物效应、土壤酸化的水质效应。第五节土壤盐渍化1 .主要内容土壤盐渍化过程及其影响因子、盐渍化土壤的管理。2 .基本概念和知识点盐分的来源、土壤盐分迁移、土壤盐分平衡、盐土和碱土的诊断、盐渍土的 管理。（三）课后练习1 . 土壤退化过程与自然演变过程有哪些主要区别和联系？2 . 土壤侵蚀过程的主要影响因子有哪些？3 .荒漠化过程包含哪些互相联系的因子？这些因子是如何互相影响的？4 .导致土壤酸化有哪些主要的途径？各自的影响作用范围和程度有什么区别？5 .土壤中的盐分有哪些来源？（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第九章污染土

24、壤的修复（一）目的与要求1 . 了解土壤修复的概念与分类2 .熟悉污染土壤的物理修复、化学修复3 .掌握污染土壤的微生物修复和植物修复（二）教学内容第一节土壤修复的概念与分类1 .主要内容土壤修复的概念、土壤修复的分类。2 .基本概念和知识点土壤修复的概念、土壤修复的分类。第二节污染土壤的物理修复1 .主要内容污染土壤物理修复的方法与措施。2 .基本概念和知识点翻土和客土、高温热解、真空/蒸气抽提、固化/填埋。第三节污染土壤的化学修复1 .主要内容化学钝化剂及改良剂、淋洗/萃取、电动修复。2 .基本概念和知识点无机钝化剂、有机改良剂、氧化剂/还原剂、催化/光降解、土壤淋洗的概 念与分类、污染土

25、壤淋洗的影响因素、淋洗剂的选择和应用、泵出处理、萃取、 电动修复的定义与原理、电动修复的实际应用。第四节污染土壤的微生物修复1 .主要内容有机物污染土壤的微生物修复、重金属污染土壤的微生物修复、微生物修复 技术的优缺点、原位微生物修复、异位微生物修复。2 .基本概念和知识点土著微生物、外源微生物、基因工程菌、重金属污染土壤的微生物修复、微 生物修复技术的优点、微生物修复技术的缺点、原位微生物修复技术、异位微生 物修复技术。第五节污染土壤的植物修复1 .主要内容植物修复技术的概念与分类、植物修复技术的优缺点、重金属污染土壤的植 物修复、有机物污染土壤的植物修复、放射性核素污染土壤的植物修复。2

26、.基本概念和知识点植物修复的概念、植物修复的分类、植物修复的优点、植物修复的缺点、植 物萃取、植物挥发、植物钝化/稳定化、有机污染物的直接吸收和代谢、酶的作 用、根际的生物降解、真菌作为生物修复剂、植物提取修复技术体系。第六节污染土壤修复的发展趋势1 .主要内容污染土壤修复的发展趋势。2 .基本概念和知识点污染土壤修复的发展趋势。（三）课后练习1 .什么是土壤修复和污染土壤修复？ 土壤修复技术包括哪些主要类型？各 有何特点？2 .简述污染土壤物理修复各种方法的原理和优缺点。3 .简述污染土壤化学修复的过程与原理。4 .植物修复技术具有哪些优缺点？（四）教学方法与手段以多媒体课堂讲授为主，辅以课堂讨论。第十章 土壤环境工程（一）目的与要求1 . 了解地下管道的腐蚀与保护2 .熟悉城市污水土地处理3 .掌握固体废弃物的土地处置（二）教学内容第一节地下管道的腐蚀与保护1 .主要内容金属腐蚀的定义和分类、土壤中金属的腐蚀原理、金属在土壤中的腐蚀过程、 影响土壤中金属管道腐蚀的因素、土壤腐蚀性表征、地下管道的腐蚀防护。2 .基本概念和知识点金属腐蚀的定义和分类、金属腐蚀的自发性、腐蚀电池、金属在土壤中的腐 蚀过程、影响土壤中金属管道腐蚀的因素、 土壤腐蚀性表征、阴极保护原理牺牲 阳极法、强制电流法。第二节城市污水土地处理1 .主要内容污水慢速渗滤处理系统、其它土