《水環(huán)境學》教學大綱.docx

水環(huán)境學教學大綱一、課程及教師基本信息課程名稱（中/英文）水環(huán)境學Water Environment Science課程編號21017268學分4課程性質專業(yè)必修授課對象環(huán)境科學專業(yè)本科生先修課程要求無機化學、有機化學、物理化學、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境生物學任課教師信息姓名程榮職稱副教授辦公時間及地點：環(huán)境學院225辦公電話、郵箱地址：，助教信息姓名助教辦公（答疑或輔導）時間郵箱地址課程教學目標通過教學與實驗，使學生對于天然水與污廢水的性質、污染物來源、水質標準及控制水污染的基本途徑和治理方法有較全面和深入的了解，掌握污染物轉化規(guī)律及水污染治理技術。課程簡介本課程是環(huán)境科學專業(yè)本科生的主要專業(yè)課之一，基于水環(huán)境保護的主體工作，結合水資源學、水污染控制等相關基礎理論知識和當前水環(huán)境研究的最新進展，系統(tǒng)討論水環(huán)境中溶質形成及轉化規(guī)律，水污染控制及水環(huán)境修復技術方法；并通過實驗設計與操作，使學生掌握水處理方法的概念、基本原理以及相關的新技術和新設備，打下堅實的專業(yè)理論與實踐基礎?？己朔绞狡綍r考核（50%）考核類型課程作業(yè)課堂表現(xiàn)期中考試占總考核比例（ %）303040期末考核（50%）半開卷考試，允許攜帶一張A4紙抄寫公式。學習要求本課程環(huán)節(jié)包括課堂講授、學生實驗、學生專題報告、期末考試等環(huán)節(jié)，要求學生掌握和了解天然水基本特征及污染物轉化規(guī)律，水污染控制及水環(huán)境修復中各種水處理方法，并能正確應用這些知識來分析和解決實際問題。注1：平時考核（100%）課程作業(yè)（30%）+研討交流（30%）+期中考核（40%）； 2：平時考核應占總成績的40-70%。二、教學進度及基本內容教學進度安排教學周章節(jié)名稱講授內容及掌握程度研究型學習要求學習內容學習時間（小時）第1周緒論1. 水環(huán)境概念及特性；掌握2. 水環(huán)境問題的產(chǎn)生和影響；掌握3. 水環(huán)境學學科體系及水環(huán)境學的任務和內容；熟悉課后復習、文獻查閱3第2周天然水化學基礎知識1. 天然水化學成分；熟悉2. 天然水溶質的形成；熟練掌握3. 天然水組成的影響因素；熟悉4. 各類天然水化學特征；了解課后復習、文獻查閱3第3周水環(huán)境中污染物轉化規(guī)律1. 污染物分類及危害；熟練掌握2. 水化學反應基本原理；掌握3. 污染物在水中的轉化過程；熟練掌握課后復習3第4周河流和溪流1. 污染物的傳輸和泄漏；理解2. 耗氧物質、營養(yǎng)物質和病原體；熟練掌握3. 污染負荷；掌握4. 管理和修復；掌握課后復習、文獻閱讀6第5周實驗一：景觀水體水質調研1. 水體采樣方法；熟練掌握2. 常規(guī)水質指標的測定；熟練掌握3. 微生物指標的測定；熟練掌握課前預習、課后復習3第6周地下水1. 污染源；理解2. 遷移、轉化及歸趨；理解3. 非水相污染物；掌握4. 污染監(jiān)測及修復；熟練掌握課后復習、文獻閱讀6第7周流域1. 城市流域；熟練掌握2. 農業(yè)流域；掌握課后復習3第8周湖泊和水庫1. 物理過程；熟練掌握2. 富營養(yǎng)化；熟練掌握3. 熱分層；掌握；4. 水質模型；理解5. 管理和修復；掌握課后復習、文獻閱讀6第9周濕地1. 天然濕地；掌握2. 人工濕地；熟練掌握課后復習、文獻閱讀6第10周海洋1. 污染源；掌握；2. 河口；掌握文獻閱讀3第11周水污染控制物化技術（1）1. 混凝；熟練掌握2. 沉淀；熟練掌握3. 過濾；熟練掌握4. 消毒；熟練掌握課前閱讀、課后復習6第12周水污染控制物化技術（2）1. 膜分離；熟練掌握2. 離子交換；掌握3. 氧化還原；掌握4. 吸附；熟練掌握5. 中和、化學沉淀、吹脫、汽提、萃?。涣私庹n前閱讀、課后復習6第13周水污染控制生物技術1. 活性污泥法的理論基礎、性能指標及其有關參數(shù)；熟練掌握2. 活性污泥法的各種演變及應用、發(fā)展與新工藝；了解3. 生物膜法的基本概念及工藝形式；熟練掌握4. 厭氧生物處理的基本原理及常見工藝；熟練掌握5. 生物脫氮除磷工藝與技術；熟練掌握6. 膜生物反應器的基本理論、應用及發(fā)展；熟練掌握課后復習6第14周實驗二：混凝1. 混凝的基本方法與原理；熟練掌握2. 混凝條件的優(yōu)化；掌握課前閱讀、實驗報告3第15周實驗三：消毒1. 消毒的基本方法與原理；熟悉2. 消毒方法；熟悉課前預習、實驗報告3第16周實驗四：膜分離1. 膜的結構和影響膜分離效果的因素；掌握2. 膜分離的主要工藝參數(shù)；了解1. 膜分離的工藝過程；熟悉課前預習、實驗報告6第17周實驗五：吸附1. 吸附的基本原理和操作方法；熟練掌握3. 不同吸附材料的性能；熟悉課前預習、實驗報告6注：1. 掌握程度指學生應掌握教師講授內容的程度，分為“熟練掌握、熟悉、了解”等；2. 學習內容包括課前閱讀、課程作業(yè)、課后復習、文獻綜述、課下實驗、課程論文等； 3. 在教學過程中，“教學進度及基本內容”可以根據(jù)實際情況有小幅度調整。三、推薦教材及閱讀文獻（包括按章節(jié)提供必讀文獻和參考文獻）1. 竇明，左其亭 著，水環(huán)境學。中國水利水電出版社，2014。2. 李圭白、張杰 主編，水質工程學，中國建筑工業(yè)出版社，2013。3. 張自杰 編著，排水工程（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，2000。4. Wastewater Engineering, treatment disposal and reuse, Fourth edition, Metcalf & Eddy, Inc.5. 國內期刊：環(huán)境科學、中國環(huán)境科學、環(huán)境科學學報、給水排水、中國給水排水、環(huán)境化學、環(huán)境科學研究、環(huán)境工程、水處理技術6. 國際雜志：Water Research, Environmental Science and Techonology, Applied Catalysis B-Environment, Journal of Hazardous Materials, Bioresource Technology, Chemical Engineering Journal, Water Science and Technology, Chemosphere, Langmuir課程負責人（簽字）： 基層教學組織（教研室）負責人（簽字）： 學院（系）、部主管領導（簽字）： 學院（系）、部（蓋章） _年_月_日 附件一：中國人民實驗課程教學大綱參考格式一、課程基本信息課程名稱（中文）水環(huán)境學（英文）Water Environment Science課程編號21017268課程性質專業(yè)必修先修課程無機化學、有機化學、生物化學、環(huán)境生物學授課對象環(huán)境科學專業(yè)本科生總學分（課時）4其中：理論教學課時54其中：實驗教學課時36課程簡介本課程是環(huán)境科學專業(yè)本科生的主要專業(yè)課之一，基于水環(huán)境保護的主體工作，結合水資源學、水污染控制等相關基礎理論知識和當前水環(huán)境研究的最新進展，系統(tǒng)討論水環(huán)境中溶質形成及轉化規(guī)律，水污染控制及水環(huán)境修復技術方法；并通過實驗設計與操作，使學生掌握水處理方法的概念、基本原理以及相關的新技術和新設備，打下堅實的專業(yè)理論與實踐基礎。教學目標通過教學與實驗，使學生對于天然水與污廢水的性質、污染物來源、水質標準及控制水污染的基本途徑和治理方法有較全面和深入的了解，掌握污染物轉化規(guī)律及水污染治理技術。二、教師基本信息教師信息姓名程榮職稱副教授辦公時間及地點 周一至周五，環(huán)境學院樓225辦公電話、郵箱地址 ，助教信息姓名助教辦公（答疑或輔導）時間郵箱地址三、實驗項目序號實驗項目名稱試驗場所實驗周次實驗課時分組人數(shù)實驗一北京市景觀水體水質調查圓明園、頤和園、北海公園第5周82-3人/組實驗二混凝紅樓實驗室102第14周82-3人/組實驗三消毒紅樓實驗室102第15周62-3人/組實驗四吸附紅樓實驗室102第16周82-3人/組實驗五膜分離紅樓實驗室102第17周62-3人/組四、實驗安排實驗一：北京市景觀水體水質調查1. 實驗任務（目標）(1) 了解水質調查的內容和各指標涵義；(2) 掌握水質采樣方法；(3)掌握水質指標測定的基本原理和方法； (4)掌握微生物指標的采樣及測定方法。2. 實驗內容(1)圓明園、頤和園、北海公園等地景觀水體的采樣；(2)常規(guī)水質指標的測定；(3)水中微生物指標的測定。3. 器材使用水質采樣器、便攜式pH計、便攜式溶氧儀、葉綠素熒光測定儀、ORP測定儀、快速消解儀、生化培養(yǎng)箱、TOC測定儀、超凈工作臺等。實驗二：混凝1. 實驗任務（目標）(1)加深對混凝沉淀原理的理解； (2)掌握化學混凝工藝最佳混凝劑的篩選方法； (3)掌握化學混凝工藝最佳工藝條件的確定方法。2. 實驗內容(1)比較不同混凝劑的混凝效果；(2)確定最佳混凝劑投加量；(3)確定最佳混凝pH值。3. 器材使用六聯(lián)攪拌儀、濁度儀、pH計、燒杯實驗三：消毒1. 實驗任務（目標）(1)了解不同消毒方法的作用原理；(2)掌握測定消毒效果的方法； (3)了解影響消毒效果的環(huán)境因素。2. 實驗內容(1)測定不同消毒方法的滅菌效率；(2)探究pH值、劑量等因素對消毒效果的影響。3. 器材使用高壓蒸汽滅菌鍋、恒溫培養(yǎng)箱、試管、燒杯、量筒、 玻璃棒、天平、藥匙、橡膠塞、棉塞、皮筋、移液槍、電爐、酒精燈、紫外燈實驗四：活性炭吸附1. 實驗任務（目標）(1)了解活性炭的吸附特性和吸附原理；(2)理解吸附等溫線的涵義并掌握其實驗方法；(3)掌握吸附動力學的測定方法。2. 實驗內容(1)污染物濃度標準曲線的繪制；(2)吸附等溫線的測定；(3)吸附動力學的測定。3. 器材使用搖床、分析天平、分光光度計、錐形瓶、干燥箱、容量瓶、移液管實驗五：膜分離1. 實驗任務（目標）(1)認識各種膜組件，了解不同膜分離手段的差異； (2)掌握平板膜和中空纖維膜滲透通量和分離效率的測定方法。2. 實驗內容(1)繪制牛血清蛋白標線；(2)測定純水通量；(3)測定膜組件對牛血清蛋白的截留率。3. 器材使用平板膜、中空纖維膜、膜截留實驗裝置、分光光度計五、考核方式課程：半開卷考試，允許攜帶一張A4紙抄寫公式。實驗環(huán)節(jié)：實驗室操作+實驗報告六、使用教材及參考書目1.成官文, 黃翔峰, 朱宗強