《地下水污染与防治》学习指南

《地下水污染与防治》课程学习指南课程名称：地下水污染与防治英文名称：GroundwaterContamination&Prevention学时：48学分：3课程简介：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。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。通过本课程的学习，使学生具有从事与地下水污染、防治有关的研究与实践的基本能力。授课对象：环境工程专业及其他相关专业本科生教材：地下水污染与防治，王焰新主编，高教出版社，2007主讲教师：王焰新马腾李义连罗朝晖苏春利谢先军马瑞郭清海陈华清高旭波曹李靖梁莉莉开课教师所在院系：环境学院一、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、教学安排课程结构第一讲绪论（共2学时）第一节地下水污染研究的几个特点与趋势（1学时，王焰新）第二节地下水污染与防治的重要性（1学时，马腾）第二讲地下水污染基础（共8学时）第一节地下水污染的基本概念（2学时，马腾）地下水污染地下水污染源地下水污染物地下水污染途径污染物在地下水中的运移过程（2学时，马瑞）对流与弥散过程初始和边界条件第三节污染物在地下水中经历的水化学过程（4学时，郭清海）溶解与沉淀碳酸平衡系统第三讲地下水污染调查（共6学时）第一节地下水污染调查方法（2学时，谢先军）地下水污染调查的目的和方法地下水系统特征调查第二节地下水污染源、物、途径调查（2学时，谢先军）第三节水化学资料的获取与整理（2学时，苏春利）水化学资料的获取与分析方法水化学资料的整理方法第四讲地下水污染评价（共6学时）地下水污染与原生劣质水（1学时，郭清海）第二节地下水环境质量评价（1学时，郭清海）第三节地下水脆弱性（质量影响）评价（1学时，郭清海）第四节地下水功能评价（1学时，苏春利）第五节地下水环境影响评价（1学时，罗朝晖）第六节地下水环境影响评价案例（1学时，罗朝晖）第五讲地下水污染修复技术与方法（共6学时）第一节概论（1学时，谢先军）第二节监控条件下的自然衰减法(MNA)与抽出处理法(PAT)（1学时，谢先军）监控条件下的自然衰减法(MNA)抽出处理法(PAT)第三节渗透性反应墙法(PRB)与生物修复法（2学时，李义连）渗透性反应墙法(PRB)生物修复法第四节地下水污染修复典型案例（2学时，李义连）第六讲课程实践（共10+10学时）第一节水文地球化学模拟（2+4学时，高旭波）第二节水化学简分析（2+4学时，曹李靖）第三节地下水污染修复模拟槽实验（1+1学时，马腾）第四节土柱实验（1+1学时，梁莉莉）第五节大型仪器分析（4学时，梁莉莉）五、教材和参考资料（一）教材：地下水污染与防治，王焰新主编，高教出版社，2007（二）参考资料：1专著AppeloCAJ,PostmaD.Geochemistry,groundwaterandpollution.AABalkema,1999.FetterCW.ContaminantHydrogeology.NewYork:MacmillanPublishingCompany，1993.FriedJJ.GroundwaterPollution.Amsterdam:Elsevier,1975.JaroslavV,AlexanderZ.Guidebookonmappinggroundwatervulnerability.Verlag:HeinzandHeiseCo.1994,1-133.LangmuirD.AqueousEnvironmentalGeochemistry.NewJersey:PrenticeHall,1997.MohamedAMO,AntiaHE.GeoenvironmentalEngineering.Amsterdam:Elsevier,1998NationalResearchCouncil.Alternativesforgroundwatercleanup.WashingtonDC:AcademyPress,1994,315.NationalResearchCouncil.Innovationsingroundwaterandsoilcleanup.WashingtonDC:NationalParkhurstDL,AppeloCAJ.User'sGuidetoPHREEQC(Version2):AComputerProgramforSpeciation,Batch-Reaction,One-DimensionalTransport,andInverseGeochemicalCalculations.USGS.2000.PruessK,OldenburgC,MoridisG.TOUGH2User’sGuide,Version2.0.EarthScienceDivision,LawrenceBerkeleyNationalLaboratory,UniversityofCalifornia,Berkeley,StummW,MorganJJ.Aquaticchemistry.NewYork:JohnWiley&Sons,1996.WardCH,CherryJA,ScalfMR.Subsurfacerestoration.Cheslsea:AnnArborPress.,1997.WiedemeierTH,RifaiHS,NewellCJ,WilsonJT.NaturalAttenuationoffuelsandchlorinatedsolventsinthesubsurface.NewYork:JohnWileyandSons,1999.WorldHealthOrganization.Guidelinesfordrinking-waterquality,thirdedition,Vol.1Recommendations,2004,Geneva.MohamedAMO,AntiaHE.GeoenvironmentalEngineering.Amsterdam:Elsevier,1998.RudolphD.Hydrogeologicalsiteinvestigation.In:Subsurfaceassessmenthandbookforcontaminatedsites.ReportCCMEEPC-NCSRP-48E,WaterlooUSEPA.GuidlinessforHealthAssessmentofSystemicToxicants,FedRegist,1989.USEPA.ListofdrinkingwatercontaminantsandMCLs,Currentdrinkingwaterstandards,EPA816-f-02-013,2002.ZhengChunmiao,BennettGD..Appliedcontaminanttransportmodeling.NewYork:JohnWileyandSons,Inc.2002.陈崇希,李国敏.地下水溶质运移理论及模型.武汉:中国地质大学出版社,1996.崔霖沛,吴其斌.环境地球物理方法及其应用.北京:地质出版社,1997.高廷耀主编.水污染控制工程（下册）.北京：高等教育出版社,1989.高廷耀,顾国维主编.水污染控制工程（下册）（第二版）.北京：高等教育出版社,1999.韩行瑞,鲁荣安,李庆松.岩溶水系统——山西岩溶大泉研究.北京:地质出版社,1993.李大心.探地雷达方法及其应用.北京:地质出版社,1994.李舟波等译.地下地质测井分析的原理与计算机方法.北京:地质出版社，1989.林年丰,李昌静,钟佐燊等.环境水文地质学.北京:地质出版社,1993.林学钰等译.地下水溶质运移数学模型手册.长春:吉林科技出版社,1985.刘英俊,曹励明,李兆麟等.元素地球化学.北京:科学出版社,1984.刘兆昌,张兰生,聂永丰等.地下水系统的污染与控制.北京:中国环境科学出版社,1991.罗固源主编.水污染物化控制原理与技术.北京:化学工业出版社,2003.陆柱,蔡兰坤,丛梅主编.给水与用水处理技术.北京:化学工业出版社环境科学与工程出版中心,2004.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.孙讷正,地下水污染.北京:地质出版社,1989.孙讷正.地下水污染—数学模型和数学方法.北京:地质出版社,1989.孙铁珩,周启星,李培军主编.污染生态学.北京:科学出版社,2001.王宝贞主编.水污染控制工程.北京：高等教育出版社,1990.王秉忱,杨天行.地下水污染与地下水水质模拟方法.北京:北京师范大学出版社,1985.汪民,吴永锋.地下水微量有机污染.地学前缘（中国地质大学，北京）.1996,3（1-2）:169-175.王洪涛编著.多孔介质污染物迁移动力学.高等教育出版社，2008.文冬光,沈照理,钟佐燊等.水岩相互作用的地球化学模拟理论及应用.武汉:中国地质大学出版社,1998.王占生,刘文君编著.微污染水源饮用水处理.北京:中国建筑工业出版社,1999.薛禹群主编.地下水动力学.北京:地质出版社,1997.叶常明.多介质环境污染研究.北京:科学出版社,1997.曾北危,姜平.环境激素.北京:化学工业出版社,2005.张永波,时红,王玉和.地下水环境保护与污染控制.北京:中国环境科学出版社，2003.张希衡主编.水污染控制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