人粪尿的处理

第四单元 生物圈中的人第五章 人体内废物的排出第二节人粪尿的处理一、 课程标准对本节内容的要求：生物课程标准第五个一级主题，五、生物圈中的人3.人体代谢废物的排出具体内容标准：1、描述人体泌尿系统的组成。2、 概述尿液的形成和排出过程。3、 描述其他排泄途径。注：描述属于了解的水平概述属于理解的水平二、 本节教学建议本节是在介绍了人体内的废物如何以尿的形式形成并排出体外的过程的基础上进一步学习人粪尿的价值及无害化处理方式，这是对上一节课内容的延伸和补充。本节课从人与生物圈关系的角度，阐述了人体排出的粪便和尿液等进入到环境之中，必须化害为利，变“废”为宝的道理，紧密联系学生生活和农业生产实际，简介人粪尿的价值以及生产沼气、高温堆肥和建立生态厕所等措施，从而与第二章阐述的人的营养来源于生物圈相呼应，有助于帮助学生树立环境保护意识和资源意识，有利于引导学生进一步认识人和环境的相互关系和渗透可待续发展观点的教育。本节课的教学过程可以按照教科书提供的两个资料引导学生开展分析，也可以走出课堂，请教有经验的农民或园艺工人，请他们根据实际经验谈一谈人粪尿的资源价值，以及处理的方式和对环境和影响。有条件的学校，还可以参观沼气池、高温堆肥现场和生态厕所。学完本节后，教师可要求学生根据本地实际情况，提出切实可行的人粪尿处理及利用的措施、提高人粪尿的资源利用率和环境保护力度的方法，让学生真正认识到人粪尿等废弃物在农业生产中和重要地位和资源价值。三、 教学设计第二节人粪尿的处理教学目标：知识与能力列举人粪尿的资源价值。知道人粪尿的几种处理方式。过程与方法：通过调查、谈话、资料分析、逻辑推理、自主学习等方法，提高学生学习的积极性和主动性，完成教学目标。情感态度价值观：关注人粪尿对环境的影响，增强环保意识和资源意识。通过介绍我国农民自古就有施用人畜禽粪尿以肥田的优良传统，增强学生热爱祖国的情感。通过引导学生提出当地人粪尿无害化处理的建议，培养学生主动参与社会决策的意识和能力。教学重、难点：重点：通过对人粪尿的资源价值的对环境造成的影响的认识，增强环保意识和资源意识。难点：通过对人粪尿的资源价值的对环境造成的影响的认识，增强环保意识和资源意识。教学课前准备教师准备收集沼气池、高温堆肥、生态厕所资料。学生准备调查有经验的农民、园艺工人有关人粪尿的科学处理方法，收集人粪尿处理的相关资料。教学步骤（第1课时）第一课时教学设计（一）、导入教师活动学生活动1、 提问：人体排出的粪尿在我们的眼里都是又脏又臭，不值一提的。那么，人粪尿对人类真的是“一无是处”吗？它具有哪些价值，又能给环境带来哪些危害呢？2、 请各小组展示调查结果。对学生的调查结果分别给予评价。（板书）根据课前预习和所做的调查，各小组派代表交流和展示本组的调查结果。人粪尿是有一定利用价值的。人粪尿和禽畜粪尿叫做农家肥料，在化肥问世以前，农家肥料保证了农作物的生长和粮食的收成。人粪尿中会有许多病菌虫卵和其他有害物质，如果直接排放到环境中，会污染土壤、水源、空气、食物，会对人体健康造成危害。（二）、人粪尿的价值教师活动学生活动1、 讨论：人粪尿对人来讲是废物，但在生态系统中植物的生长却非常需要它。那么人粪尿中都含有哪些物质？人粪尿中的有机物能不能直接被植物的根吸收？人粪尿能够参与到生态循环中吗？2、 资料分析：课本第85页的资料。教师对学生提供的信息进行评价。（板书）学生思考，结合调查资料进行小组讨论。学生分析资料，结合学过的知识，回忆、思考、讨论和交流。人粪尿含有氮、磷、钾、水分和有机物等。人粪尿中的有机物是不能被植物的根直接吸收的，需经过分解转变成无机物后才能被吸收。在生态系统中，分解者一一营腐生生

活的细菌和真菌能利用和分解人粪尿中的有机物。氮、磷、钾是植物生活的三大要素，如果缺少含氮无机盐，植物就长得矮小瘦弱，叶子小，光合作用会受到影响；缺少含磷的无机盐，植物的果实会小而少；缺少含钾的无机盐，植物光合作用制造的有机物不能正常运输到指定器官，植株也特别容易倒伏。化肥问世以来，粮食产量有了大幅度的提高。化肥有着肥效迅速、方便、干净等优点，但也表现了很多不近人意之处，如成本高，会造成土壤板结不透气，还会对环境造成一定程度的污染。农家肥料与之相比，有着来源广、养分全、肥效持久、能够改良土壤、成本低等优点。所以，有了化肥后，仍然需要人粪尿及禽畜粪尿做肥料。（三）、人粪尿的无害处理教师活动学生活动3、 创设情境：如果一个成年人一年要排出约800千克的人粪尿，请你计算一下我国每年有多少人粪尿排到环境中？（按13亿人口计算）4、 讨论：这么多的人粪尿若不经处理直接排到环境中，会对环境造成什么影响？可是人们如果能很好地利用，这又是一笔巨大的财富！怎样更好地利用人粪尿，让它们变废为宝呢？请大家根据调查结果，结合课本内容进行小组讨论。（板书）学生计算结果，震惊。学生以小组为单位自主学习，思考，阅读课文，交流调查结果。人粪尿必须经过处理，才能杀灭病菌和虫卵，才能消除有害物质，也才能更好地发挥其资源价值。处理人粪尿的方法，如沼气池、高温堆肥、都是利用生物的呼吸作用，让其中的细菌、真菌将有机物分解，释放出能量，形成高温，利用高温来杀死各种病菌和虫卵。生态厕所是利用了沼气池的原理建成的自身具备良性循环的厕所。既节约了水源，又取得了经济收入，更重要的是减少了对环境的污染，建立生态厕所是应该大力倡导的一项公益事业。学生通过讨论，层层深入，认识到了人粪尿的价值及对环境的影响。（三）、小结教师活动学生活动1、拓展：对我市的人粪尿处理方式提出合理化建议。1、对我市的人粪尿处理方式提出大胆的合理建议。其他同学进行补充。2、引导学生小结。（板书）2、归纳。（五）、板书设计参考第二节人粪尿的处理一、 人粪尿的价值：二、 人粪尿的无害处理原因：方法：1.建立沼气池：高温堆肥兴建生态厕所四、教学参考高温堆肥堆肥可以分为一般堆肥和高温堆肥两种，前一种的发酵温度较低，后一种的前期发酵温度较高，后期一般采用压紧的措施。高温堆肥对于促进农作物茎秆、人畜粪尿、杂草、垃圾污泥等堆积物的腐熟，以及杀灭其中的病菌、虫卵和杂草种子等，具有一定的作用。高温堆肥可以采用半坑式堆积法和地面堆积法堆制。前者的坑深约1m，后者则不用设坑。两者都是需要通气沟，以利于好氧微生物的生活。两者都需要铺一层农作物秸秆等，再铺一层人畜的粪尿，并泼一些石灰水（碱性土壤地区则不用泼石灰水），然后盖一层土。一般发酵56°C以上5〜6d，高温50〜60C持续10d即可。如果堆肥的温度骤然下降，则应及时补充水分。待堆肥的温度降低到40C以下时，高温堆肥中的有机物就大部分形成腐殖质了。沼气发酵、沼气与沼气池沼气发酵是一种将人畜粪尿、植物秸秆与水按适当的比例混合在一起，利用厌氧微生物（主要是甲烷细菌）分解成一种可燃性气体（主要成分是甲烷，俗称沼气）的技术。沼气池就是提供沼气发酵的一种装置（如图）。沼气是一种优质的高效燃料，可用于烧火做饭、照明、发电等。沼气燃烧后的产物是水和二氧化碳，对空气没有污染。沼气发酵后的残余物沼肥，不仅杀灭病菌和虫卵，使生活环境得到保护，而且可以作为一种廉价、优质的高效肥料使用。经常使用沼肥，减少对化肥的使用量，既可以节约农业生产的成本，提高产量，又因富含腐殖质等，可以保护土壤，促进农业的可持续发展。在我国南方的部分城镇和农村，以沼气发酵为纽带，把以养猪为重点的畜牧业和以水果为龙头的种植业紧密地联系在一起。人畜粪便进入沼气池，沼气入室照明和作饭，沼液和沼渣入地作肥料，形成了养殖——沼气——种植三位一体的生态农业体系，取得了巨大的经济效益、社会效益和生态效益。生态厕所与普通公厕生态厕所是自身具备良性循环的厕所。生态厕所一般具有生态建筑的三个特点：一是地下要设有沼气净化池，而不是普通的沼气池，这是一个核心设施；二是屋顶要覆土（用于种植或蓄水养殖）或设置太阳能利用装置；三是墙体要垂直绿化，这样，经过多年后，生态厕所就成为一个绿色的生态建筑。生态厕所的类型主要有园林式、综合式（与住房、办公和营业用房合为一体）、棚架式（种植葡萄或藤萝等）、普通式和风景游览区式等。生态厕所的沼气净化池应当设在地下，由厌氧发酵池和生物过滤池组成。沼气净化池的作用是将人粪尿和污水等污物及时、就地、分散、无害化处理。沼气净化池可以将人粪尿和污水等污物分解成沼气和沼气发酵液：沼气经管道输送，可作能源；沼气发酵液可作为肥水浇灌植物。沼气净化池的容积是实际使用人数乘以0.15〜0.2。生态公厕的建造，不仅能节约成本，而且带来的经济效益也是可观的。沼液可为屋顶的种植提供水源和肥料，既节约了水，又取得了经济收入。沼气能用于烧饭和照明。据对某市市区4座生态公厕进行调查后统计，4座生态公厕的总产沼气量为10675立方米，相当于12.80吨标准煤。生态公厕管理员用沼气做饭，有的还烧开水出售。由于生态公厕实行有偿使用，公厕能取得一定的经济效益。据对某市市区9座生态公厕的普查，年纯收入达11.7万元，约10年时间就可以收回建筑成本。一般建造公厕都由政府投资，是一项公益事业。然而按普通公厕来说，政府只有投入，根本没有回报。而且加上管理、维修，更是一笔可观的开支。而生态公厕则不需要政府专项资金的投入，就能够正常运行。人粪尿人粪尿是以氮素为主的农家速效肥料，一个成年人一年排出的粪尿施用在农田中，可增产粮食50〜100千克。人粪尿中的氮素极易变成氨气挥发，尿中所含的氮素占总氮量70%左右，这部分氮很容易流失。保管人粪尿的关键是防止氮素的挥发和流失，厕所的粪池要建在阴凉、不受日光直射的地方，用砖石砌造，石灰或水泥抹缝，防止渗漏。厕所要加棚顶，便坑要加盖，这样可以减少氮素的挥发和流失。另外，要注意在人粪尿中不应当混入草木灰或石灰等碱性物质，否则，会引起氮素大量挥发损失。人粪尿适于作追肥，施后几天就能见效。可采取穴施或条施盖土的办法。蔬菜宜施用充分腐熟的人粪尿，以免传播传染病和寄生虫病。国外厕所趣闻在英国使用公共厕所需要支付1便士，所以“花一便士”成为“上厕所”的别名。2002年8月，英国的公共厕所度过了150岁的生日。但是英国的公共厕所已经逐渐关闭。据报道，自从1995年以来，英国已经关闭了大约75%的公共卫生间，目前大约8000个英国人才拥有一个公共厕所，据说此举主要是因为维护成本问题和英国人的不良习惯。东南亚各国正在兴起“厕所革命”，其中韩国水原更被称为“世界上拥有最漂亮公共厕所的城市。”日本人对厕所的迷恋堪称世界之最：日本有专门对高技术智能厕所的研究，有厕所网站，研讨会，古代厕所博物馆，24K金男便桶等等。世界上没有第二个地方有这么多人为如此高价的座位花这么多钱。在人满为患的日本，厕所是人们可以静静呆上几分钟的少数地方之一。日本的厕所之王——东陶机器公司在80年代以其高技术的“小卫生间”确立了自己在业界的地位，这种产品当时在全世界受到欢迎。这个要价在1000美元以上的厕所过去只限于疗养院和医院使用，但是过了近20年后，这种曾是奢侈品的厕所进入了约30%的日本家庭。“小卫生间”有照明设备、软管、按钮、遥控器，以及温度和水压调节器。日本东陶公司生产的技术最复杂的厕所是老年人用的EWCS120K，它带扶手，并有一个类似弹射座椅的东西，供没人帮助便无法站立的老人使用。日本的厕所文化并不局限于抽水马桶。日本的一个厕所网站要求网民自愿参观东京的公共厕所并给它们打分。它还要求人们提供最肮脏厕所的照片，将它们贴在网页上。日本人每年还要花费1亿多美元购买一些非处方药片，以清除在沉迷于这些奇特的厕所时可能带来的异味。靠近日本名古屋的常滑有一座博物馆，里面展出了150年前的陶瓷厕所；四国岛的“世界厕所展览”中的展品更加吸引人。1994年，日本一家卫生用品公司花了53.5万美元制作了一个纯金马桶和一双金拖鞋。免水冲生态厕所生态厕所是近几年来，随着科学技术的发展，随着全球环保要求的提高及市场需求的增加，逐渐发展起来的环保产品。目前市场上常见的几类生态厕所，如循环水型、微生物型、免水冲型等，就上述类型生态厕所的技术发展过程，广大百姓使用接受程度和建设者、管理者的评价来判别，免水冲厕所应为生态厕所中的“大哥大”。免水冲厕所是采用机电一体化的机械装置，采用可降解塑料薄膜将排泄物密封并收集，它完全不用水冲，大量节约水资源。排泄物打包密封后，集中收集处理，不污染周围环境，收集的排汇物非常利于资源化处理。免水冲厕所突出特点：不用水冲，节约水资源水是人类赖以生存的资源，我国是水资源十分短缺的国家，节约用水已是全人类共同的严峻课题，据简单计算，北京一年从厕所流失的水就达4亿吨，厕所用水已占到全市生活用水的60%，采用免水冲厕所，对水资源的节约具有十分明显的效果。无臭味外泄，卫生舒适免水冲厕所采用机电一体化免冲厕具，使用可降解的塑料薄膜，对每一次用厕后的排泄物进行封密包装，从而使臭味大幅度降低，基本上做到无臭味外泄，从而一改水冲厕和简易蹲式厕所或马桶之类厕具臭味泄露状态。为人们提供了较好的用厕环境。坐便无交叉传染，使用安全免水冲厕所采用开口较大的生物降解塑料袋对粪便进行即时包装。塑料袋的开口盖在坐便器的座圈上（就象现在如厕时使用纸厕垫一样），一人用毕，塑料袋下拉一段，座圈上的塑料袋换成干净的，从而为如厕者提供一个新鲜厕垫，有效地防止交叉传染，使用安全。可应用于任何场合，可移动免水冲厕所不用水冲，不需要上、下水管道的支持和依托，且厕所采用新型的环保建筑材料作房体，厕所采用框架式结构，不需要地下基础，整体可移动。因此免水冲厕所广泛地应用于缺水、干旱的中国西部地区、无市政管网的山岳旅游景区、城市无法建设固定房屋的繁华街道旁、城市地铁等环境中。免冲厕所还具备自动化程度高，使用方便；外观造型新颖，美化市容；无污水排放，节约建设投资及后期处理费用；粪便无污染，便于资源化利用等特点。三格化粪池厕所三格化粪池由相联的三个池子组成，中间由过粪管联通，主要是利用厌氧发酵、中层过粪和寄生虫卵比重大于一般混合液比重而易于沉淀的原理，粪便在池内经过30天以上的发酵分解，中层粪液依次由1池流至3池，以达到沉淀或杀灭粪便中寄生虫卵和肠道致病菌的目的，第3池粪液成为优质化肥。新鲜粪便由进粪口进入第一池，池内粪便开始发酵分解、因比重不同粪液可自然分为三层，上层为糊状粪皮，下层为块状或颗状粪渣，中层为比较澄清的粪液。在上层粪皮和下层粪渣中含细菌和寄生虫卵最多，中层含虫卵最少，初步发酵的中层粪液经过粪管溢流至第二池，而将大部分未经充分发酵的粪皮和粪渣阻留在第一池内继续发酵。流入第二池的粪液进一步发酵分解，虫卵继续下沉，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化，产生的粪皮和粪厚度比第一池显著减少。流入第三池的粪液一般已经腐熟，其中病菌和寄生虫卵已基本杀灭。第三池功能主要起储存已基本无害化的粪液作用。三格化粪池厕所的地下部分结构由便器、进粪管、过粪管、三格化粪池、盖板五部分组成。便器：由工厂加工生产或白行预制，便器采用直通式，与进粪管联接，也可使用水封式便器，不再安装近粪管。进粪管：塑料、铸铁、水泥管均可，内壁光滑、防止结粪、内径为10cm，长度为30-50cm。过粪管：以塑料管为好，直径为10-15cm，1-2池间的过粪管长约70-75cm，2-3池间的过粪管长约50一55Cm。三格池：用砖砌水泥粉壁面或水泥现浇，预制均可，以〃目〃字形为主要类型，若受地形限制，〃品〃字形、〃丁〃个型摆都也可。容积达到贮粪2个月为宜。三格池有效深度应不少于1cm，1至3格容积比例一般为2：1：3。盖板：可自行预制，要做到既密闭，又便于清渣和取粪。五、练习题在密闭的沼气池里，大量繁殖。它们能将人粪尿中的 分解，并且产生沼气（）病毒 B.细菌 C.无机盐 D.有机物答案：BD密闭的沼气池及高温堆肥都能产生 ，将各种病菌和虫卵杀死（）毒气 B.高温 C.病毒 D.有机物答案：B利用沼气池和高温堆肥处理人粪尿时，都能杀死病菌和虫卵，原因是（）细菌和真菌在分解有机物时都能产生高温细菌和真菌在分解有机物时都能产生毒气细菌和真菌在分解有机物时都能产生抑制细菌、真菌繁殖的物质细菌和真菌在分解有机物时都能产生毒素将自己杀死答案：A下列对人粪尿的处理不合理的是（）^排入沼气池发酵直接排放至隐蔽处高温堆肥新建生态厕所/