环境化学课程教学大纲.doc

《环境化学》课程教学大纲
(Environment Chemistry)

课程编号：
总学时：32H
学分：2
适用专业：化学工程与工艺、环境工程类本科生
所属单位(教研室、实验室)：
课程类别：专业基础课
教学方式：讲授、自学
考核方式：考查
一、本课程的目的、性质及任务
环境化学是运用传统的化学原理和方法，结合生物学，生物化学，毒理学，气象学，土壤学等多种学科的知识的交叉来解释环境问题。环境化学是环境工程专业基础课。
教学目的是使学生获得环境化学的基础知识、基础理论，培养学生具有分析和处理一般环境污染问题的能力。通过《环境化学》的学习，使学生掌握环境化学的基本原理，初步掌握环境化学任务(课题)的研究方法，明确环境化学在环境科学中和解决环境问题上的地位和作用；明确环境化学的任务和目的。
 二、本课程的基本要求
(1) 掌握生态学的基础知识、环境化学的研究内容、特点和发展动向；
(2) 掌握环境中大气圈、水圈、土壤圈的主要物质的化学基础知识，明确环境中主要化学污染物的来源、迁移、分布、反应、转化、效应和归宿；
(3) 熟悉掌握温室效应、酸雨的成因、臭氧层破坏的原因及防治方法；
(4) 重点掌握有机、无机污染物在环境各圈层中迁移转化的规律及其效应；
(5) 了解环境中化学污染物的分析方法。
三、本课程与其它课程的关系
在环境学导论、无机化学、分析化学、有机化学等课程授完的基础上开设，为环境监测、环境管理、大气污染控制工程、水污染控制工程、固体废物处理处置等后置课程服务。
四、本课程的教学内容
第一章 绪论
教学内容：
1. 环境和环境问题；
2. 环境污染和化学污染物；
3. 环境化学的定义、内容和研究方法。
教学要求：
1. 掌握有关环境的概念；
2. 了解环境化学的研究内容、研究方法和发展动向；
3. 掌握环境污染的定义、影响因素、化学污染物。
第二章 大气圈和大气污染
教学内容：
1. 大气圈的构成；
2. 对流层大气的组成和性质；
3. 环境空气的质量；
4. 大气污染；
5. 大气污染物在环境中的迁移转化。
教学要求：
1. 了解大气层的结构，掌握对流层大气的组成；
2. 了解气溶胶的概念及其形成、性质、组成、危害及去除；
3. 掌握活性氧自由基的性质、生成、消除、与有机物的反应及检测方法；
4. 了解空气质量标准与污染指数；
5. 掌握大气污染的定义、大气污染源的分类、大气污染物的分类及其危害；
6. 掌握大气污染物的迁移转化；
7. 掌握大气光化学反应。
教学重点：
1. 活性氧自由基的性质和在大气中生成和消除及与有机物的反应；
2. 大气中主要污染物的迁移转化规律；
3. 光化学反应机理。
教学难点：
1. 各地理区域地面大气的化学；
2. 二氧化硫、一氧化氮、二氧化氮在水中溶解平衡。
第三章 水圈和水体污染
教学内容：
1. 水体特征和水的循环；
2. 天然水体组成和性质；
3. 天然水的水质；
4. 水体污染；
5. 水体污染物在环境中的迁移转化。
教学要求：
1. 了解水体特征、天然水体的构成、化学组成及其存在形态；
2. 熟悉ＣO2在水中的溶解情况及碳酸平衡系统特征，熟悉酸度和碱度的概念；
3. 了解水体污染物的类别和来源，水处理的常用方法；
4. 了解水体中无机酸、碱、氰化物等污染物的来源、危害和治理方法；
5. 掌握水体污染物的水力迁移、沉积、吸附、水解和光分解及挥发等迁移转化途径以及相关的计算方法；
6. 掌握水体中氧化还原反应意义及类型，掌握电子活度、E和pE的关系，掌握能斯特方程式及应用，明白E-pH、pE-pH图的意义及其应用；
7. 掌握水体中常见的配位体和络合物类型，了解络合平衡的有关计算。了解羟基对重金属离子的配合作用。了解单核羟基络合物、多核络合物，了解腐植质的组成、主要成分、化学结构及配合作用；
8. 熟悉有关水质指标与标准，有机污染物的水质指标，需氧污染物COD、BOD、TOD、TOC的含义，水质指数等；
9. 了解海洋、湖泊、河流、地下水等重要的水体的污染来源及防治。
教学重点：
1. 碳酸平衡系统及相关计算；
2. 水体污染物的沉积、吸附、水解和光分解、络合、氧化还原等迁移形式。
教学难点：
1. 水解与光分解的相关计算；
2. 单核、多核羟基络合平衡的计算；
3. 电子活度、E和pE的关系，能斯特方程式及应用，E-pH、pE-pH图的意义及其应用。
第四章 土壤圈和土壤污染
教学内容：
1. 土壤的化学组成及其环境意义；
2. 土壤胶体结构、土壤的化学组成与性质及土壤中的生物；
3. 土壤环境的质量；
4. 土壤的污染源和污染物及其自净作用和防治方法；
5. 农药污染物的来源及其的土壤中的环境行为；
6. 重金属污染物的来源以及在土壤中的环境行为。
教学要求：
1. 了解土壤的组成、结构和功能及土壤中污染物的种类和来源；
2. 了解土壤的理化性质，熟悉其净化能力和污染概念；
3. 掌握重金属元素及氮、磷在土壤中的迁移转化规律，了解这些污染物对土壤的污染和防治原则；
4. 掌握农药在土壤中的吸附、挥发及降解等环境行为作用。
教学重点：
1. 土壤对农药和重金属的吸附作用。
第五章 生物圈和生物污染
教学内容：
1. 生物圈与生物系统；
2. 生物机体的组成；
3. 环境中的微生物；
4. 生物圈中的物质循环；
5. 化学污染物在生物圈内的迁移转化；
6. 生物污染和生物毒性。
教学要求：
1. 了解生物圈与生物系统、生物机体的构成及微生物；
2. 了解污染物的生物摄取、蓄积、浓集与放大，掌握生物积浓集因子的概念；
3. 掌握生物氧化还原和硫化物沉淀、生物甲基化与脱烷基化；
4. 掌握有机物的生物降解反应及其机理；
5. 掌握水体的自净作用；
6. 了解生物污染与生物毒性的相关概念。
教学重点：
1. 有机物的生物降解机理及基本降解反应类型。
第六章 环境无机污染物化学
教学内容：
1. 无机酸、碱和盐类污染物；
2. 氧化物类污染物；
3. 重金属类污染物；
4. 放射性核素。
教学要求：
1. 掌握氰化物、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、硫化物和氟化物的来源、主要性质、治理方法和水样分析方法；
2. 掌握一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫的来源、性质、防治和分析方法；
3. 掌握汞、镉、铅及其化合物的性质、来源、水体中的形态、治理方法和水样分析方法；
4. 了解放射性核素的来源、分布、基本性质及处理方法。
教学重点：
1. 氰化物、硫化物的治理方法与水样分析方法；
2. 二氧化硫的防治与分析方法；
3. 汞的治理方法与水样分析方法。
第七章 环境有机污染物化学
教学内容：
1. 酚类污染物；
2. 芳烃类污染物；
3. 二口恶口英和二苯并呋喃类污染物；
4. 三卤代甲烷类污染物；
5. 合成洗涤剂类污染物；
6. 油类污染物。
教学要求：
1. 掌握酚类、芳烃类、二口恶口英和二苯并呋喃类污染物的来源、基本性质、防治方法和水样分析方法；
2. 了解三卤代甲烷类、洗涤剂类和油类污染物来源、性质、治理与分析方法；
3. 如何选择有效的药物设计方法应用于实际研究。
第八章 环境化学专题
教学内容：
1. 温室效应和地球暖化；
2. 臭氧层破坏；
3. 酸雨；
4. 光化学烟雾；
5. 水体富营养化；
6. 废弃物及其处理；
7. 环境法治物形态分析。
教学要求：
1. 掌握光化学烟雾、温室效应、酸雨的概念和形成机理、危害及其防治方法；
2. 熟悉臭氧层破坏、水体富营养化的原因、危害、防止方法；
3. 掌握废弃物的处理方法；
4. 了解环境形态分析的相关方法。
五、实验内容及要求
实验内容：
1. 碘量法测定污水中SO2的含量；
2. 双硫腙光度法测定废水中汞含量；
3. 废水中酚类物质的测定；
4. 废水中化学需氧量(COD)的测定。
实验要求：
1. 掌握污染中有机、无机污染的分析方法。
六、学时分配
编 号
主要内容
课程
实验
总计
1
绪论
1

1
2
大气圈和大气污染
6

6
3
水圈和水体污染
6

6
4
土壤圈和土壤污染
4

4
5
生物圈和生物污染
3

3
6
环境无机污染物化学
4

4
7
环境有机污染物化学
4

4
8
环境化学专题
4

4
总 计

32
/
32
七、教学建议
本课程除了课堂教学之外，应用现实的环境问题例子，讲述有关环境污染的治理以及分析方法等。
八、教材及主要参考书
1. 环境化学; 叶德泳; 何燧源, 金云云, 何方; 华东理工大学出版社，2000.12
2. 环境化学; 朱利中，张建英编，杭州大学出版社