第四單元 生物圈中的人第五章 人體內廢物的排出第二節人糞尿的處理一、 課程標準對本節內容的要求：生物課程標準第五個一級主題，五、生物圈中的人3.人體代謝廢物的排出具體內容標準：1、描述人體泌尿系統的組成。2、 概述尿液的形成和排出過程。3、 描述其他排泄途徑。注：描述屬于了解的水平概述屬于理解的水平二、 本節教學建議本節是在介紹了人體內的廢物如何以尿的形式形成并排出體外的過程的基礎上進一步學習人糞尿的價值及無害化處理方式，這是對上一節課內容的延伸和補充。本節課從人與生物圈關系的角度，闡述了人體排出的糞便和尿液等進入到環境之中，必須化害為利，變“廢”為寶的道理，緊密聯系學生生活和農業生產實際，簡介人糞尿的價值以及生產沼氣、高溫堆肥和建立生態廁所等措施，從而與第二章闡述的人的營養來源于生物圈相呼應，有助于幫助學生樹立環境保護意識和資源意識，有利于引導學生進一步認識人和環境的相互關系和滲透可待續發展觀點的教育。本節課的教學過程可以按照教科書提供的兩個資料引導學生開展分析，也可以走出課堂，請教有經驗的農民或園藝工人，請他們根據實際經驗談一談人糞尿的資源價值，以及處理的方式和對環境和影響。有條件的學校，還可以參觀沼氣池、高溫堆肥現場和生態廁所。學完本節后，教師可要求學生根據本地實際情況，提出切實可行的人糞尿處理及利用的措施、提高人糞尿的資源利用率和環境保護力度的方法，讓學生真正認識到人糞尿等廢棄物在農業生產中和重要地位和資源價值。三、 教學設計第二節人糞尿的處理教學目標：知識與能力列舉人糞尿的資源價值。知道人糞尿的幾種處理方式。過程與方法：通過調查、談話、資料分析、邏輯推理、自主學習等方法，提高學生學習的積極性和主動性，完成教學目標。情感態度價值觀：關注人糞尿對環境的影響，增強環保意識和資源意識。通過介紹我國農民自古就有施用人畜禽糞尿以肥田的優良傳統，增強學生熱愛祖國的情感。通過引導學生提出當地人糞尿無害化處理的建議，培養學生主動參與社會決策的意識和能力。教學重、難點：重點：通過對人糞尿的資源價值的對環境造成的影響的認識，增強環保意識和資源意識。難點：通過對人糞尿的資源價值的對環境造成的影響的認識，增強環保意識和資源意識。教學課前準備教師準備收集沼氣池、高溫堆肥、生態廁所資料。學生準備調查有經驗的農民、園藝工人有關人糞尿的科學處理方法，收集人糞尿處理的相關資料。教學步驟（第1課時）第一課時教學設計（一）、導入教師活動學生活動1、 提問：人體排出的糞尿在我們的眼里都是又臟又臭，不值一提的。那么，人糞尿對人類真的是“一無是處”嗎？它具有哪些價值，又能給環境帶來哪些危害呢？2、 請各小組展示調查結果。對學生的調查結果分別給予評價。（板書）根據課前預習和所做的調查，各小組派代表交流和展示本組的調查結果。人糞尿是有一定利用價值的。人糞尿和禽畜糞尿叫做農家肥料，在化肥問世以前，農家肥料保證了農作物的生長和糧食的收成。人糞尿中會有許多病菌蟲卵和其他有害物質，如果直接排放到環境中，會污染土壤、水源、空氣、食物，會對人體健康造成危害。（二）、人糞尿的價值教師活動學生活動1、 討論：人糞尿對人來講是廢物，但在生態系統中植物的生長卻非常需要它。那么人糞尿中都含有哪些物質？人糞尿中的有機物能不能直接被植物的根吸收？人糞尿能夠參與到生態循環中嗎？2、 資料分析：課本第85頁的資料。教師對學生提供的信息進行評價。（板書）學生思考，結合調查資料進行小組討論。學生分析資料，結合學過的知識，回憶、思考、討論和交流。人糞尿含有氮、磷、鉀、水分和有機物等。人糞尿中的有機物是不能被植物的根直接吸收的，需經過分解轉變成無機物后才能被吸收。在生態系統中，分解者一一營腐生生

活的細菌和真菌能利用和分解人糞尿中的有機物。氮、磷、鉀是植物生活的三大要素，如果缺少含氮無機鹽，植物就長得矮小瘦弱，葉子小，光合作用會受到影響；缺少含磷的無機鹽，植物的果實會小而少；缺少含鉀的無機鹽，植物光合作用制造的有機物不能正常運輸到指定器官，植株也特別容易倒伏。化肥問世以來，糧食產量有了大幅度的提高。化肥有著肥效迅速、方便、干凈等優點，但也表現了很多不近人意之處，如成本高，會造成土壤板結不透氣，還會對環境造成一定程度的污染。農家肥料與之相比，有著來源廣、養分全、肥效持久、能夠改良土壤、成本低等優點。所以，有了化肥后，仍然需要人糞尿及禽畜糞尿做肥料。（三）、人糞尿的無害處理教師活動學生活動3、 創設情境：如果一個成年人一年要排出約800千克的人糞尿，請你計算一下我國每年有多少人糞尿排到環境中？（按13億人口計算）4、 討論：這么多的人糞尿若不經處理直接排到環境中，會對環境造成什么影響？可是人們如果能很好地利用，這又是一筆巨大的財富！怎樣更好地利用人糞尿，讓它們變廢為寶呢？請大家根據調查結果，結合課本內容進行小組討論。（板書）學生計算結果，震驚。學生以小組為單位自主學習，思考，閱讀課文，交流調查結果。人糞尿必須經過處理，才能殺滅病菌和蟲卵，才能消除有害物質，也才能更好地發揮其資源價值。處理人糞尿的方法，如沼氣池、高溫堆肥、都是利用生物的呼吸作用，讓其中的細菌、真菌將有機物分解，釋放出能量，形成高溫，利用高溫來殺死各種病菌和蟲卵。生態廁所是利用了沼氣池的原理建成的自身具備良性循環的廁所。既節約了水源，又取得了經濟收入，更重要的是減少了對環境的污染，建立生態廁所是應該大力倡導的一項公益事業。學生通過討論，層層深入，認識到了人糞尿的價值及對環境的影響。（三）、小結教師活動學生活動1、拓展：對我市的人糞尿處理方式提出合理化建議。1、對我市的人糞尿處理方式提出大膽的合理建議。其他同學進行補充。2、引導學生小結。（板書）2、歸納。（五）、板書設計參考第二節人糞尿的處理一、 人糞尿的價值：二、 人糞尿的無害處理原因：方法：1.建立沼氣池：高溫堆肥興建生態廁所四、教學參考高溫堆肥堆肥可以分為一般堆肥和高溫堆肥兩種，前一種的發酵溫度較低，后一種的前期發酵溫度較高，后期一般采用壓緊的措施。高溫堆肥對于促進農作物莖稈、人畜糞尿、雜草、垃圾污泥等堆積物的腐熟，以及殺滅其中的病菌、蟲卵和雜草種子等，具有一定的作用。高溫堆肥可以采用半坑式堆積法和地面堆積法堆制。前者的坑深約1m，后者則不用設坑。兩者都是需要通氣溝，以利于好氧微生物的生活。兩者都需要鋪一層農作物秸稈等，再鋪一層人畜的糞尿，并潑一些石灰水（堿性土壤地區則不用潑石灰水），然后蓋一層土。一般發酵56°C以上5?6d，高溫50?60C持續10d即可。如果堆肥的溫度驟然下降，則應及時補充水分。待堆肥的溫度降低到40C以下時，高溫堆肥中的有機物就大部分形成腐殖質了。沼氣發酵、沼氣與沼氣池沼氣發酵是一種將人畜糞尿、植物秸稈與水按適當的比例混合在一起，利用厭氧微生物（主要是甲烷細菌）分解成一種可燃性氣體（主要成分是甲烷，俗稱沼氣）的技術。沼氣池就是提供沼氣發酵的一種裝置（如圖）。沼氣是一種優質的高效燃料，可用于燒火做飯、照明、發電等。沼氣燃燒后的產物是水和二氧化碳，對空氣沒有污染。沼氣發酵后的殘余物沼肥，不僅殺滅病菌和蟲卵，使生活環境得到保護，而且可以作為一種廉價、優質的高效肥料使用。經常使用沼肥，減少對化肥的使用量，既可以節約農業生產的成本，提高產量，又因富含腐殖質等，可以保護土壤，促進農業的可持續發展。在我國南方的部分城鎮和農村，以沼氣發酵為紐帶，把以養豬為重點的畜牧業和以水果為龍頭的種植業緊密地聯系在一起。人畜糞便進入沼氣池，沼氣入室照明和作飯，沼液和沼渣入地作肥料，形成了養殖——沼氣——種植三位一體的生態農業體系，取得了巨大的經濟效益、社會效益和生態效益。生態廁所與普通公廁生態廁所是自身具備良性循環的廁所。生態廁所一般具有生態建筑的三個特點：一是地下要設有沼氣凈化池，而不是普通的沼氣池，這是一個核心設施；二是屋頂要覆土（用于種植或蓄水養殖）或設置太陽能利用裝置；三是墻體要垂直綠化，這樣，經過多年后，生態廁所就成為一個綠色的生態建筑。生態廁所的類型主要有園林式、綜合式（與住房、辦公和營業用房合為一體）、棚架式（種植葡萄或藤蘿等）、普通式和風景游覽區式等。生態廁所的沼氣凈化池應當設在地下，由厭氧發酵池和生物過濾池組成。沼氣凈化池的作用是將人糞尿和污水等污物及時、就地、分散、無害化處理。沼氣凈化池可以將人糞尿和污水等污物分解成沼氣和沼氣發酵液：沼氣經管道輸送，可作能源；沼氣發酵液可作為肥水澆灌植物。沼氣凈化池的容積是實際使用人數乘以0.15?0.2。生態公廁的建造，不僅能節約成本，而且帶來的經濟效益也是可觀的。沼液可為屋頂的種植提供水源和肥料，既節約了水，又取得了經濟收入。沼氣能用于燒飯和照明。據對某市市區4座生態公廁進行調查后統計，4座生態公廁的總產沼氣量為10675立方米，相當于12.80噸標準煤。生態公廁管理員用沼氣做飯，有的還燒開水出售。由于生態公廁實行有償使用，公廁能取得一定的經濟效益。據對某市市區9座生態公廁的普查，年純收入達11.7萬元，約10年時間就可以收回建筑成本。一般建造公廁都由政府投資，是一項公益事業。然而按普通公廁來說，政府只有投入，根本沒有回報。而且加上管理、維修，更是一筆可觀的開支。而生態公廁則不需要政府專項資金的投入，就能夠正常運行。人糞尿人糞尿是以氮素為主的農家速效肥料，一個成年人一年排出的糞尿施用在農田中，可增產糧食50?100千克。人糞尿中的氮素極易變成氨氣揮發，尿中所含的氮素占總氮量70%左右，這部分氮很容易流失。保管人糞尿的關鍵是防止氮素的揮發和流失，廁所的糞池要建在陰涼、不受日光直射的地方，用磚石砌造，石灰或水泥抹縫，防止滲漏。廁所要加棚頂，便坑要加蓋，這樣可以減少氮素的揮發和流失。另外，要注意在人糞尿中不應當混入草木灰或石灰等堿性物質，否則，會引起氮素大量揮發損失。人糞尿適于作追肥，施后幾天就能見效。可采取穴施或條施蓋土的辦法。蔬菜宜施用充分腐熟的人糞尿，以免傳播傳染病和寄生蟲病。國外廁所趣聞在英國使用公共廁所需要支付1便士，所以“花一便士”成為“上廁所”的別名。2002年8月，英國的公共廁所度過了150歲的生日。但是英國的公共廁所已經逐漸關閉。據報道，自從1995年以來，英國已經關閉了大約75%的公共衛生間，目前大約8000個英國人才擁有一個公共廁所，據說此舉主要是因為維護成本問題和英國人的不良習慣。東南亞各國正在興起“廁所革命”，其中韓國水原更被稱為“世界上擁有最漂亮公共廁所的城市。”日本人對廁所的迷戀堪稱世界之最：日本有專門對高技術智能廁所的研究，有廁所網站，研討會，古代廁所博物館，24K金男便桶等等。世界上沒有第二個地方有這么多人為如此高價的座位花這么多錢。在人滿為患的日本，廁所是人們可以靜靜呆上幾分鐘的少數地方之一。日本的廁所之王——東陶機器公司在80年代以其高技術的“小衛生間”確立了自己在業界的地位，這種產品當時在全世界受到歡迎。這個要價在1000美元以上的廁所過去只限于療養院和醫院使用，但是過了近20年后，這種曾是奢侈品的廁所進入了約30%的日本家庭。“小衛生間”有照明設備、軟管、按鈕、遙控器，以及溫度和水壓調節器。日本東陶公司生產的技術最復雜的廁所是老年人用的EWCS120K，它帶扶手，并有一個類似彈射座椅的東西，供沒人幫助便無法站立的老人使用。日本的廁所文化并不局限于抽水馬桶。日本的一個廁所網站要求網民自愿參觀東京的公共廁所并給它們打分。它還要求人們提供最骯臟廁所的照片，將它們貼在網頁上。日本人每年還要花費1億多美元購買一些非處方藥片，以清除在沉迷于這些奇特的廁所時可能帶來的異味。靠近日本名古屋的常滑有一座博物館，里面展出了150年前的陶瓷廁所；四國島的“世界廁所展覽”中的展品更加吸引人。1994年，日本一家衛生用品公司花了53.5萬美元制作了一個純金馬桶和一雙金拖鞋。免水沖生態廁所生態廁所是近幾年來，隨著科學技術的發展，隨著全球環保要求的提高及市場需求的增加，逐漸發展起來的環保產品。目前市場上常見的幾類生態廁所，如循環水型、微生物型、免水沖型等，就上述類型生態廁所的技術發展過程，廣大百姓使用接受程度和建設者、管理者的評價來判別，免水沖廁所應為生態廁所中的“大哥大”。免水沖廁所是采用機電一體化的機械裝置，采用可降解塑料薄膜將排泄物密封并收集，它完全不用水沖，大量節約水資源。排泄物打包密封后，集中收集處理，不污染周圍環境，收集的排匯物非常利于資源化處理。免水沖廁所突出特點：不用水沖，節約水資源水是人類賴以生存的資源，我國是水資源十分短缺的國家，節約用水已是全人類共同的嚴峻課題，據簡單計算，北京一年從廁所流失的水就達4億噸，廁所用水已占到全市生活用水的60%，采用免水沖廁所，對水資源的節約具有十分明顯的效果。無臭味外泄，衛生舒適免水沖廁所采用機電一體化免沖廁具，使用可降解的塑料薄膜，對每一次用廁后的排泄物進行封密包裝，從而使臭味大幅度降低，基本上做到無臭味外泄，從而一改水沖廁和簡易蹲式廁所或馬桶之類廁具臭味泄露狀態。為人們提供了較好的用廁環境。坐便無交叉傳染，使用安全免水沖廁所采用開口較大的生物降解塑料袋對糞便進行即時包裝。塑料袋的開口蓋在坐便器的座圈上（就象現在如廁時使用紙廁墊一樣），一人用畢，塑料袋下拉一段，座圈上的塑料袋換成干凈的，從而為如廁者提供一個新鮮廁墊，有效地防止交叉傳染，使用安全。可應用于任何場合，可移動免水沖廁所不用水沖，不需要上、下水管道的支持和依托，且廁所采用新型的環保建筑材料作房體，廁所采用框架式結構，不需要地下基礎，整體可移動。因此免水沖廁所廣泛地應用于缺水、干旱的中國西部地區、無市政管網的山岳旅游景區、城市無法建設固定房屋的繁華街道旁、城市地鐵等環境中。免沖廁所還具備自動化程度高，使用方便；外觀造型新穎，美化市容；無污水排放，節約建設投資及后期處理費用；糞便無污染，便于資源化利用等特點。三格化糞池廁所三格化糞池由相聯的三個池子組成，中間由過糞管聯通，主要是利用厭氧發酵、中層過糞和寄生蟲卵比重大于一般混合液比重而易于沉淀的原理，糞便在池內經過30天以上的發酵分解，中層糞液依次由1池流至3池，以達到沉淀或殺滅糞便中寄生蟲卵和腸道致病菌的目的，第3池糞液成為優質化肥。新鮮糞便由進糞口進入第一池，池內糞便開始發酵分解、因比重不同糞液可自然分為三層，上層為糊狀糞皮，下層為塊狀或顆狀糞渣，中層為比較澄清的糞液。在上層糞皮和下層糞渣中含細菌和寄生蟲卵最多，中層含蟲卵最少，初步發酵的中層糞液經過糞管溢流至第二池，而將大部分未經充分發酵的糞皮和糞渣阻留在第一池內繼續發酵。流入第二池的糞液進一步發酵分解，蟲卵繼續下沉，病原體逐漸死亡，糞液得到進一步無害化，產生的糞皮和糞厚度比第一池顯著減少。流入第三池的糞液一般已經腐熟，其中病菌和寄生蟲卵已基本殺滅。第三池功能主要起儲存已基本無害化的糞液作用。三格化糞池廁所的地下部分結構由便器、進糞管、過糞管、三格化糞池、蓋板五部分組成。便器：由工廠加工生產或白行預制，便器采用直通式，與進糞管聯接，也可使用水封式便器，不再安裝近糞管。進糞管：塑料、鑄鐵、水泥管均可，內壁光滑、防止結糞、內徑為10cm，長度為30-50cm。過糞管：以塑料管為好，直徑為10-15cm，1-2池間的過糞管長約70-75cm，2-3池間的過糞管長約50一55Cm。三格池：用磚砌水泥粉壁面或水泥現澆，預制均可，以〃目〃字形為主要類型，若受地形限制，〃品〃字形、〃丁〃個型擺都也可。容積達到貯糞2個月為宜。三格池有效深度應不少于1cm，1至3格容積比例一般為2：1：3。蓋板：可自行預制，要做到既密閉，又便于清渣和取糞。五、練習題在密閉的沼氣池里，大量繁殖。它們能將人糞尿中的 分解，并且產生沼氣（）病毒 B.細菌 C.無機鹽 D.有機物答案：BD密閉的沼氣池及高溫堆肥都能產生 ，將各種病菌和蟲卵殺死（）毒氣 B.高溫 C.病毒 D.有機物答案：B利用沼氣池和高溫堆肥處理人糞尿時，都能殺死病菌和蟲卵，原因是（）細菌和真菌在分解有機物時都能產生高溫細菌和真菌在分解有機物時都能產生毒氣細菌和真菌在分解有機物時都能產生抑制細菌、真菌繁殖的物質細菌和真菌在分解有機物時都能產生毒素將自己殺死答案：A下列對人糞尿的處理不合理的是（）^排入沼氣池發酵直接排放至隱蔽處高溫堆肥新建生態廁所/