环境地球化学模拟实验教学大纲

环境地球化学模拟实验教学大纲01．教学单位名称：环境与资源学院02．实验中心名称：水利工程与地下水实验教学中心03．课程名称：环境地球化学模拟04．课程代码：64201405．课程类别：专业教育课06．课程性质：选修07．课程学时：32学时，其中含实验10学时08．课程学分：209．面向专业：地下水科学与工程10．实验课程的教学任务、要求和教学目的教学任务通过开展环境地球化学模拟实验及常用的地球化学模拟软件PHREEQC的实际应用，使学生进一步巩固和深化对染物的主要环境地球化学过程、水文地球化学模拟方法等环境地球化学模拟基本理论的理解;通过室内模拟实验，研究污染物在环境介质中反应迁移作用的规律，进而揭示这种结果发生的原因和机制;从而最终提高学生运用环境地球化学基本理论分析污染物在环境介质中的地球化学现象和过程。教学要求（1）掌握环境地球化学实验技能及常用分析仪器和主要设备的使用方法；（2）通过实验，加深和巩固环境地球化学课堂讲授的相关基础理论和基本知识；（3）学会利用实验数据解释示踪剂在非饱和带中的扩散过程及影响因素分析；（4）掌握污染物在非饱和带中的吸附过程和机理的分析方法；（5）掌握固-液两相组分的分配系数的实验测定方法；（6）学会应用PHREEQC软件进行污染质的水文地球化学模拟（7）对实验数据进行处理和计算，编写实验报告。教学目的通过实验使学生巩固所学的环境地球化学模拟的基础理论知识，并能利用相关的模拟方法进行污染物的迁移转化实验设计，获取环境介质中污染质反应迁移转化的有关数据，进行机理和机制分析。培养学生的实验设计及仪器使用等动手操作能力和遇到实际问题如何运用实验手段分析解决问题的能力，为学生将来从事相关的教学科研工作提供一定的实验知识基础和应用地球化学模拟软件PHREEQC对污染质的水文地球化学过程进行模拟。11．学生应掌握的实验技术及实验能力应掌握的实验技术：掌握反应型元素（污染物）在环境介质中迁移的室内实验设计。要掌握的基本技能：（1）掌握保守型及吸附型污染物的迁移数据获取方法；（2）掌握运用不同模拟条件下污染物的主要地球化学循环的基本过程（对流-扩散型、迁移-反应型或者耦合模型）并掌握利用适当的模型进行迁移转化过程模拟与计算的基本技能，进而进行模拟结果分析；（3）掌握利用实验数据和模拟结果进行统计分析计算、绘制图表和编写实验报告的基本技能。12．开设实验项目开设4个实验项目，1个为综合性，3个为验证性。开设实验项目一览表实验项目编号实验项目名称实验类型实验性质实验学时每组人数首次开出年月64201401氯和镉在非饱和带中的迁移及阻滞因子测定综合性必做4420140464201402石膏矿物溶解平衡反应模拟上机实习验证性必做2420140564201403离子交换反应模拟上机实习验证性必做4420140513．实验教材或指导书或主要参考资验教材：冯进来，戴春雷，地球化学专业实验教程，大庆石油学院，2006主要参考书：（1）多孔介质渗流与污染物迁移数学模型，仵彦卿主编，科学出版社，2012年（2）多孔介质污染物迁移动力学，王洪涛编著，高等教育出版社，2008年（3）地下水污染/迁移与修复(原著第二版)，（美）贝迪恩特，里法尔，纽厄尔著，施周等译，中国建筑工业出版社，2010年（4）地下水污染物迁移模拟，郑春苗，贝聂特著，孙晋玉等译，高等教育出版社，2009年（5）C.A.J.AppeloandD.Posta,Geochemistry,groundwaterandpollution,2ndedition，Taylor&FrancisGroup,2005.14．考核要求、考核方式及成绩评定标准考核要求：掌握实验内容和基本操作，会应用水文地球化学基本理论分析实验现象；会自主设计实验并完成实验内容，分析、解决实际水文地球化学问题考核方式：根据实验过程中学生的实验操作规范性、实验记录的规范性；实验结果的合理性；实验报告中实验内容的完整性、对实验现象、实验结果分析的准确性评定分数成绩评定标准：（1）实验操作规范性（20%）；（2）实验记录规范性（5%）；（3）实验结果的合理性（40%）；（4）实验报告中内容的完整性（5%）；（5）对实验现象、实验结果分析的准确性（30%）。

环境地球化学模拟(642014)实验项目卡1No字段名填写内容1课程名称环境地球化学模拟2课程编号6420143实验项目名称氯和镉在非饱和带中的迁移及阻滞因子测定4实验项目编号642014015网络实验06每组人数47计划学时数48实验性质必做9实验目的掌握保守型离子在土壤中的迁移扩散过程10实验内容氯和镉在非饱和带中的迁移扩散过程设计和监测11实验原理选择在非饱和带中不发生吸附和转化化学物质作为示踪剂,如NaCl溶液作为示踪剂,以及具有吸收组分的溶液CdCl2溶液，同时以自动部分收集器收集流出液。Cl离子的浓度拟采用离子色谱仪分析测定，通过试验数据绘制Cl穿透曲线。Cd由于迁移较慢，试验结束后，拆分土柱，测定垂直土柱中Cd的分布状态。根据结果计算出Cd、Cl的迁移速度，二者之比可获得试验阻滞因子Rd。重复上述步骤，可获得一系列不同流速下的试验值Rd，通过此试验结果了解非饱和带阻滞因子与平均流速的关系12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备有机玻璃柱，土壤负压计，离子色谱仪15实验套数516开出时间20140417教学单位名称环境与资源学院18教学单位编号6419实验单位名称水利工程与地下水实验教学中心20实验中心编号14270321实验地名称水分析化学实验室、水环境模拟与污染控制实验室22实验地编号北区理化楼275、17023一次性材料品名NaCl溶液，CdCl2溶液,土壤，硫酸铅纸，A4打印纸,橡胶手套,鞋套24一次性材料5元25面向专业地下水科学与工程环境地球化学模拟(642014)实验项目卡2No字段名填写内容1课程名称环境地球化学模拟2课程编号6420143实验项目名称石膏矿物溶解平衡反应模拟上机实习4实验项目编号642014025网络实验06每组人数47计划学时数28实验性质必做9实验目的学习平衡反应模拟过程10实验内容PHREEQC软件进行石膏溶解平衡反应模拟实习11实验原理石膏与溶液达到平衡时饱和指数等于012实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备电脑，PHREEQC软件，投影仪，打印机15实验套数3016开出时间20140417教学单位名称环境与资源学院18教学单位编号6419实验单位名称水利工程与地下水实验教学中心20实验中心编号14270321实验地名称微机室22实验地编号北区理化楼35023一次性材料品名打印纸，硒鼓24一次性材料2元25面向专业地下水科学与工程环境地球化学模拟(642014)实验项目卡3No字段名填写内容1课程名称环境地球化学模拟2课程编号6420143实验项目名称离子交换反应模拟上机实习4实验项目编号642014035网络实验06每组人数47计划学时数48实验性质必做9实验目的掌握离子交换反应的模拟过程和结果分析10实验内容PHREEQC软件进行离子交换反应模拟11实验原理在分别考虑对流和扩散两种条件下模拟钙离子、钾离子和钠离子的交换反应12实验类型13实验者层次本科生14实验仪器设备电脑，P