《环境地球化学》教学大纲

课程名称：环境地球化学

英文名称：Environmental Geochemistry

【课程编号】C16082503007                     【课程类别】专业选修课程

【总学时数】32                               【周学时数】2

【学分数】2                                  【先修课程】

【课程负责人】 王晓翠、赵宗山                【适用专业】环境科学与工程

一、课程简介

本课程为环境科学与工程专业本科生的一门专业选修课，环境地球化学与环境地质学一起构成环境科学与工程基础学科中的环境地学分支。侧重于研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法，如化学污染物的起源与污染机制，生物与受人为干扰的环境相互之间的关系、相互作用规律及机理。

二、教学目标

本课程为环境科学专业本科生设置的一门专业限选课，通过系统介绍环境物质在地球表层四大圈层中的组成、分布及迁移转化的基本原理和特征，影响污染物行为的各种物理、化学和生物等地球化学因素，探讨生物—非生物复合系统中化学物质的生物地球化学循环的基本过程与反应机制，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，了解有关环境地球学方面的研究方法和样品分析技术，为将来从事专业工作打下良好的专业基础。

三、教学内容、要求和学时分配

（一）绪论（或绪论、概论等）     学时：2

教学内容：环境地球化学与其他学科的关系；环境地球化学的发展简史；小结。

教学要求：熟悉环境与健康的历史起源，学科基本任务，环境地球化学与其他学科之间的关系，发展历史及国际社会对环境问题的关注与重视点。了解在中国的发展历史及主要研究机构。

重点、难点：环境地球化学的研究任务、与其他学科之间的关系；难点为我国环境地球化学的研究现状及研究趋势和发展前景。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：

（二）第一章  地球环境概论       学时：4

教学内容：宇宙诞生及恒星的形成与演化；地球的形成与演化；地球环境；生命起源及演化。

教学要求：了解宇宙的诞生、恒星的形成与元素合成；行星的原始组成、地球的年龄、地壳；掌握地球环境及重要的圈层：大气圈、水圈、土壤与植物；了解生命起源及演化。

重点、难点：重点为大气环境、水环境及土壤环境的物质演变过程。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：讨论题目：地球上的元素是如何形成的？地球大气产生与演化？

（三）第二章 表示环境及表生地球化学                             学时：4

教学内容：表生带环境及表生地球化学：表生带地带性、非地带性特征及地球关键带性质及作用；表生作用的动力学过程：风化与沉积；表生带环境中元素的存在形式与迁移转化形式；重金属汞、砷、铅、镉的表生地球化学特征。

教学要求：了解表生带环境主要特点，表生带环境地带性和非地带性特征，掌握风化和沉积作用，熟悉一种表生重金属元素的存在形式和迁移转化规律。

重点、难点： 何谓地球关键带，其性质及作用；表生带元素迁移特点及影响因素；难点表生环境下重金属元素表现出的地球化学特征、迁移转化过程及其去除固化技术。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：讨论表生带环境中一种元素的迁移转化过程或降解去除、富集过程。

（四）第三章 大气环境地球化学            学时：4

教学内容：一、大气圈的结构与成分；二、大气污染源及污染物；三、大气污染物的迁移与转化；四、大气污染的危害、评价与防治。

教学要求：了解大气圈层结构及大气成分；掌握大气污染源及污染物；了解大气污染物的迁移转化；学会大气环境质量评价、大气污染的控制与防治方法。

重点、难点： 大气污染物及污染源，以及进入大气后的变化；对生态环境、人类健康的影响及危害；应对的防治措施。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：列举我国北方“雾霾”成因与防治措施

（五）第四章 大陆水体环境地球化学                              学时：4

教学内容：一、天然水的基本特征；二、水体污染物及污染源、三、水体污染物迁移和转化；四、水体环境质量评价与污染防治。

教学要求：了解天然水体的基本特征；掌握陆地水体存在的污染源和污染物及后续产生的变化；水体环境质量评价方法与防治措施。

重点、难点：水体环境重金属迁移转化的物理、化学过程；水体污染预防和治理措施有哪一些。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：讨论题目：举例说明水质污染导致的地方病。

（六）第五章 大洋水体环境地球化学                                  学时：4

教学内容：一、大洋水体的元素组成；二、大洋水体循环；三、大洋水体与全球气候；四、大洋水体中元素的循环；五、河口及近海水体环境污染与治理。

教学要求：熟悉大洋水体中常量、营养、微量元素、溶解气体、有机物质；大洋风环流、热盐环流；环流对温度的影响、海水对CO₂等温室气体的固定；主要离子、微量离子的地球化学循环；近海污染物的种类及类型。

重点、难点： 大洋水体对海水中物质和元素的迁移的转化方式及对环境平衡作用及其关键作用；化石燃料、重金属、有机物质等来源、危害与防治。

实验课、习题课、讨论课等教学形式： 海水如何促进CO₂循环并影响全球气候？

（七）第六章 土壤环境地球化学                                  学时：4

教学内容：一、土壤的形成及成土过程；二、土壤物质组成与结构；三、土壤的物理和化学性质；四、土壤中物质的迁移和转化；五、土壤的系统分类；六、土壤污染与防治。

教学要求：土壤形成过程中大小循环学说、土壤形成因素、成土过程、土壤剖面；土壤基本物质组成、土壤的机械组成、土壤的结构；土壤物理性质指标、胶体特性及吸附性、氧化还原反应；土壤矿物迁移转化、有机质的转化；土壤分类原则及分类系统；土壤污染的基本概念、特点、污染物及污染来源、土壤污染防治。

重点、难点： 掌握成土因素和成土过程、土壤物质组成与结构、土壤物理化学性质、土壤物质迁移转化规律。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：土壤重金属污染特点及防治措施？

（八）第七章 生态地球化学                                  学时：4

教学内容：一、生态地球化学产生的背景值；二、生态地球化学的概念和研究内容；三、中国生态地球化学研究进展；四、生态地球化学学科发展趋势。

教学要求：生态地球化学定义、研究内容以及与其他学科关系；农田、城市、河流、湖泊生态系统。

重点、难点： 了解中国农田、城市、河流、湖泊等生态地球化学研究进展，从而进行系统总结，展望生态地球化学学科发展趋势。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：生态地球化学的主要研究内容？

（九）第八章 全球变化                                  学时：2

教学内容：一、地球环境的历史变化；二、当前全球性环境问题。

教学要求：地球环境历史变化记录、地球环境变化的影响因素；ENSO、青藏高原隆升的全球气候环境效应、人口与资源环境问题。

重点、难点： 掌握厄尔尼诺现象及其产生的影响。

实验课、习题课、讨论课等教学形式：如何确定石笋、钟乳石的纹层时间？

四、教材与学习资源

1、环境地球化学，陈岳龙，杨忠芳，地质出版社，2017。

2、现代环境地球化学，杨忠芳等编著，北京：地质出版社，1999。

3、环境地球化学，陈静生等编著，海洋出版社，1990。

4、环境生物地球化学及全球环境变化，周启星等，科学出版社，2001。

5、环境化学，第2版，戴树桂，高等教育出版社，2006。

6、痕量有机污染物的监测，齐文启等，化学工业出版社，2001。

7、环境有机污染物监测分析，王正萍，周雯，化学工业出版社，2002。

8、环境地球化学，戎秋涛，翁焕新，地质出版社，1998。

五、考核方式

开卷考试（卷面70%+ 平日表现30%）

六、教学策略与方法建议

采用多媒体教学为主，课堂讨论和课后安排查阅各种中外文文献的方式进行教学。

强调环境地球化学课程的实用性与重要性，引导学生的学习兴趣。授课过程通过互动式教学（以问促学），培养学生主动思考、提出问题的能力；将理论知识与实例结合，培养学生解决实际问题的能力。采用多媒体教学为主，课堂讨论和课后安排查阅各种中外文文献的方式进行教学。

教室多媒体、线上、线下

针对目前学生学习过程存在“没有问题”，进而影响学习效果的问题，提出“以问促学”方案。在实践中多采用教师创设问题情境-学生提问的方式，或者采用教师提问的方式。针对单向提问存在的问题，有一些教师关注到师生互相问答的重要性。本课题尝试采用师生循环提问方式，并在循环问答过程，关注问题设计、提问时机、问题顺序，激发学生的学习兴趣、促使学生主动思考与提问、引导学生逐渐构建学科的知识结构。

本课程为环境科学专业本科生设置的一门专业限选课，通过系统介绍环境物质在地球表层四大圈层中的组成、分布及迁移转化的基本原理和特征，影响污染物行为的各种物理、化学和生物等地球化学因素，探讨生物—非生物复合系统中化学物质的生物地球化学循环的基本过程与反应机制，揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律，了解有关环境地球学方面的研究方法和样品分析技术，为将来从事专业工作打下良好的专业基础。

1、环境地球化学，陈岳龙，杨忠芳，地质出版社，2017。

2、现代环境地球化学，杨忠芳等编著，北京：地质出版社，1999。

3、环境地球化学，陈静生等编著，海洋出版社，1990。

4、环境生物地球化学及全球环境变化，周启星等，科学出版社，2001。

5、环境化学，第2版，戴树桂，高等教育出版社，2006。

6、痕量有机污染物的监测，齐文启等，化学工业出版社，2001。

7、环境有机污染物监测分析，王正萍，周雯，化学工业出版社，2002。

8、环境地球化学，戎秋涛，翁焕新，地质出版社，1998。

1、地球上的元素是如何形成的？地球大气产生与演化？

2、讨论表生带环境中一种元素的迁移转化过程或降解去除、富集过程。

3、列举我国北方“雾霾”成因与防治措施。

4、例说明水质污染导致的地方病。

5、 海水如何促进CO₂循环并影响全球气候？

6、土壤重金属污染特点及防治措施？

7、生态地球化学的主要研究内容？

8、如何确定石笋、钟乳石的纹层时间？