地下水污染溯源与修复技术在《污染水文地质学》课程教学中的应用

摘  要：随着我国地下水污染问题的日益突出，《污染水文地质学》已经成为地下水科学与工程和水利工程等专业教学计划中的一门重要课程。面对《污染水文地质学》课程知识点多、概念抽象、应用性强的特点，根据地下水科学与工程和水利工程等专业人才培养的要求和特征，结合教学实践，在课程教学中，探讨了利用地下水污染溯源和修复技术这一热点问题，通过将教学与实践相结合，充分调动学生的学习积极性，使学生克服在课堂自制力差的缺点，最终获得较好的教学效果。

关键词：地下水污染；溯源技术；修复技术；课堂教学

中图分类号：G642.3         文献标志码：A           文章编号：

《污染水文地质学》课程知识点多、概念抽象，既需要学生具备一定水文地质专业知识，也需要学生了解环境工程专业相关知识，需要接受的信息量非常多，往往造成学生只注重基本概念的简单背诵，忽视了利用所学知识分析问题解决问题的能力。长此以往可能会对学生学习的积极性造成严重影响，使得学生分析问题和解决实际问题能力的缺失，难以提高学生对地下水污染相关知识的理解和把握。如何利用课程教授的内容激发学生学习的积极性，提高学生解决实际问题的能力，在《污染水文地质学》的授课中显得尤为重要。本文将探讨利用地下水污染溯源和防治技术的讲授，来达到这一目的。

1、地下水污染溯源技术在课程教学中的应用

当代大学生面对诱惑较多，自制力较差，严重影响了学习的精力，比如在课堂上玩手机或者学习其它课程的现象时有发生[1]。但同时，当代大学生也具有责任心与好奇心强，更加具有创新精神。因此需要利用恰当的方法去引导大学生通过自身的优点去克服缺点，充分激发学生的好奇心、责任心及创新精神。地下水污染溯源技术是当前地下水污染研究领域的热点问题[2]，通过对地下水污染溯源技术的讲解，可以使学生更加直观的了解污染物在地下水中的弥散、溶解、吸附及迁移转化过程，激发学生进行科学实验的兴趣和积极性，提高学生的创新意识和创新能力，因此可以在课程讲授过程中加入以下方法的讲解[3-4]。

1.1 水化学溯源法

根据所收集的环评资料、企业产品种类及生产所需的原辅料等，分析产品、原辅料中主要的化学组分。研究产品、原辅料在不同条件下的化学反应方程式，分析所在地区土壤、包气带岩性及水文气象条件对不同化学反应方式的影响，确定不同污染源所排放污染物的化学组分特征。通过对地下水进行采样，分析地下水中主要污染物化学组分，根据化学组分的特征反推其可能的来源。

1.2数值反演法

地下水污染源定位问题是典型的地下水数值求解逆问题。在未知污染源参数（污染源强度、污染源位置等）先决信息的情况下进行地下水污染源反演计算时，需要根据已有的监测数据（监测井浓度等）通过地下水水流数值模型和溶质运移数值模型对地下水污染源参数进行同步反演。在同步反演优化问题中，决策变量包括监测井浓度观测值、计算值。

通过这些方法的学习，逐步引导学生将所学的基础课程知识应用到实际问题，一方面有利于学生建立起合理的、有逻辑性的知识体系，另一方面让学生意识到自己所学的知识所具有的实际应用意义，帮助他们找到价值所在。

2、地下水污染修复技术在课程教学中的应用

在利用地下水污染溯源方法找到污染源之后，该如何应用所学的《污染水文地质学》知识，去进行地下水污染的修复哪？针对以上问题，学生会具有很大的好奇心和社会责任感，此时可以给学生讲授一些地下水污染修复方面的知识。

2.1 水力隔离系统

也称为地下水污染羽状体持久稳定系统，它类似于抽出-处理系统。但它仅起到稳定污染羽状体，防止其扩散至未污染水体的作用，并不能使地下水恢复其原来的环境功能。其方法是在污染羽状的前沿设置一眼或多眼抽水井，或者一排或多排抽水井，以形成污染地下水与周围尚未污染地下水的水力隔离带。

2.2 生物修复技术

生物恢复技术基本上分两类：一类是天然生物恢复技术；一类是加入电子受体的生物恢复技术。所谓天然生物恢复，是指在没有人为干扰的条件下，土著微生物利用地下水中易被生物降解的污染物（石油烃）作为碳源，用地下水中的O2、NO3-、Fe（Ⅲ）、SO42-和CO2为电子受体，通过生物降解去除地下水中的有机污染物，使地下水的环境功能得以恢复。

3、结语

《污染水文地质学》是一门应用性很强的专业课程，涉及内容复杂，知识面广，信息量大，概念抽象难以理解，学生在有限的时间内达到课程教学目标难度较大。传统的讲授法已不能满足课堂教学的需要，无法调动学生学习的主动性和积极性。通过引入地下水污染溯源和修复技术，提升了学生的注意力与专注度，使学生学有所获，学有所用，提高学生的学习成效、实践能力和综合素质，能够为社会培养出更多地下水污染控制和治理方面的合格人才。

参考文献：

[1] 杨妍艳， 高晓丽. 当代大学生学习现状与对策分析 ——以上海某高校为例[J]. 教育教学论坛， 2017（11）：5-8.

[2] 王焰新. 地下水污染与防治[M]. 高等教育出版社， 2007.

[3] 冯雪， 李青云， 黄茁，等. 地下水硝酸盐污染溯源技术与治理综述[J]. 人民长江， 2013（s2）：118-120.

[4] 龙玉桥， 崔婷婷， 李伟，等. 地下水污染物溯源的数学模拟方法研究进展[J]. 地下水， 2017， 39（1）：1-7.

[5] 刘志阳. 地下水污染修复技术综述[J]. 环境与发展， 2016， 28（2）：1-4.

[6] 周宾宾. 地下水污染修复中的PRB技术综述[J]. 江西化工， 2017（2）：12-16.