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《环境化学》课程教学大纲

精品资料
《环境化学》课程教学大纲

一、课程代码：
二、课程类型：必修课
三、课程性质：专业基础课
四、学分：3.5 　课时：56　　
五、考核方式：考试
六、先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学
七、适用专业：环境工程
八、课程教学目标：
通过本课程的教学，使学生掌握环境化学的研究内容、特点和发展动向，掌握环境化学的基本原理，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，初步了解环境化学任务（课题）的研究方法。明确环境化学的任务和目的以及环境化学在解决环境问题上的地位和作用，培养学生科学研究的能力和方法。
九、说明
环境化学是环境工程专业的主要专业基础课，是环境工程的一个重要方面。课程内容包括各环境要素介绍、环境中的物质循环和能量交换、水环境化学、大气环境化学、土壤环境化学、污染物在生物体内的转运过程及其生物毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应等章节。对温室效应、臭氧层被破坏、酸雨、固体废弃物处置、光化学烟雾等全球关注的环境问题的经典研究结果及最新研究动向进行讨论。
1、使用教材：戴树桂.《环境化学》第2版，高等教育出版社，2005
2、参考资料：何遂源.《环境化学》.华东理工出版社，2005　　
十、基本教学内容
第1章 绪论
【教学目的与要求】
要求学生了解环境化学在环境科学中和解决环境问题方面的地位和作用，以及环境化学的研究内容，特点和发展动向；了解环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程。掌握对现代环境问题认识的发展以及对环境化学提出的任务。
【教学重点】
环境化学的形成过程和特点；主要环境污染物的类别。
【教学难点】
主要环境污染物在环境各圈层中的迁移转化过程。
【主要内容】
1.1 环境化学
1.1.1 环境问题
1.1.2 环境化学
1.2 环境污染物
1.2.1 环境污染物的类别
1.2.2 环境效应及其影响因素
1.2.3 环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介

第2章 大气环境化学
【教学目的与要求】
要求学生了解大气的层结结构，大气中的主要污染物，大气运动的基本规律。掌握污染物遵循这些规律而发生的迁移过程，特别是重要污染物参与光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。了解描述大气污染的数学模式和酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环境问题。
【教学重点】
大气运动的基本规律以及污染物遵循这些规律而发生的迁移过程。
【教学难点】
重要污染物参与光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理。
【主要内容】
2.1 大气的组成及其主要污染物
2.1.1 大气的主要成分
2.1.2 大气层的结构
2.1.3 大气中的主要污染物
2.2 大气中污染物的迁移
2.2.1 辐射逆温层
2.2.2 大气稳定度
2.2.3 大气污染数学模式
2.2.4 影响大气污染物迁移的因素
2.3 大气中污染物的转化
2.3.1 自由基化学基础
2.3.2 光化学反应基础
2.3.3 大气中重要自由基的来源
2.3.4 氮氧化物的转化
2.3.5 碳氢化合物的转化
2.3.6 光化学烟雾
2.3.7 硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染
2.3.8 酸性降水
2.3.9 温室气体和温室效应
2.3.10 臭氧层的形成与损耗
2.4 大气颗粒物
2.4.1 大气颗粒物的来源与消除
2.4.2 大气颗粒物的粒径分布
2.4.3 大气颗粒物的化学组成
2.4.4 大气颗粒物来源的识别
2.4.5 大气颗粒物中的PM2.5

第3章 水环境化学
【教学目的与要求】
要求学生了解天然水的基本性质，掌握无机污染物在水环境中进行沉淀-溶解、氧化还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉降等迁移转化过程的基本原理，并运用所学原理计算水体中金属存在形态，确定各类化合物溶解度，以及天然水中各类污染物的pE计算机pE-pH图的制作。了解颗粒物在水环境中聚集和吸附-解吸的基本原理；掌握有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计算方法；了解各类水质模型的基本原理和应用范围。
【教学重点】
有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计算方法。
【教学难点】
　　解决废水问题的基本原则以及废水净化的基本原理及应用。
【主要内容】
3.1 天然水的基本特征及污染物的存在形态
3.1.1 天然水的基本特征
3.1.2 水中污染物的分布和存在形态
3.1.3 水中营养元素及水体富营养化
3.2 水中无机污染物的迁移转化
3.2.1 颗粒物与水之间的迁移
3.2.2 水中颗粒物的聚集
3.2.3 溶解和沉淀
3.2.4 氧化-还原
3.2.5 配合作用
3.3 水中有机污染物的迁移转化
3.3.1 分配作用
3.3.2 挥发作用
3.3.3 水解作用
3.3.4 光解作用
3.3.5 生物降解作用
3.4 水质模型
3.4.1 氧平衡模型
3.4.2 湖泊富营养化预测模型
3.4.3 有毒有机污染物的归趋模型
3.4.4 多介质环境数学模型

第4章 土壤环境化学
【教学目的与要求】
要求学生了解土壤的组成与性质、土壤的粒级与质地分组特性；了解污染物在土壤—植物体系中迁移的特点、影响因素及作用机制；掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性，掌握重金属离子和农药在土壤中的迁移原理与主要影响因素，以及主要农药和重金属离子在土壤中的转化规律与效应。
【教学重点】
土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性。
【教学难点】
　　重金属离子和农药在土壤中的迁移原理与主要影响因素，以及主要农药和重金属离子在土壤中的转化规律与效应。
【主要内容】
4.1 土壤的组成与性质
4.1.1 土壤组成
4.1.2 土壤的粒级分组与质地分组
4.1.3 土壤吸附性
4.1.4 土壤酸碱性
4.1.5 土壤的氧化还原性
4.2 污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制
4.2.1 影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素
4.2.2 重金属在土壤-植物体系中的迁移转化规律
4.2.3 主要重金属在土壤中的积累和迁移转化
4.2.4 植物对重金属污染产生耐性的几种机制
4.3 土壤中农药的迁移转化
4.3.1 土壤中农药的迁移
4.3.2 非离子型农药与土壤有机质的作用
4.3.3 典型农药在土壤中的迁移转化

第5章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
【教学目的与要求】
要求学生掌握污染物质的生物富集、放大和积累；耗氧和有毒有机污染物质的微生物降解；若干元素的微生物转化；微生物对污染物质的转化速率；毒物的毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用；定量构效关系中几种应用的分析方法；了解有关重要辅酶的功能；有毒有机污染物质生物转化的类型。
【教学重点】
污染物质的生物富集、放大和积累；耗氧和有毒有机污染物质的微生物降解。
【教学难点】
　　毒物的毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用；有关重要辅酶的功能。
【主要内容】
5.1 物质通过生物膜的方式
5.1.1 生物膜的结构
5.1.2 物质通过生物膜的方式
5.2 污染物质在机体内的转运
5.2.1 吸收
5.2.2 分布
5.2.3 排泄
5.2.4 蓄积
5.3 污染物质的生物富集、放大和积累
5.3.1 生物富集
5.3.2 生物放大
5.3.3 生物积累
5.4 污染物质的生物转化
5.4.1 生物转化中的酶
5.4.2 若干重要辅酶的功能
5.4.3 生物氧化中的氢传递过程
5.4.4 耗氧有机污染物质的微生物降解
5.4.5 有毒有机污染物质生物转化类型
5.4.6 有毒有机污染物质的微生物降解
5.4.7 氮及硫的微生物转化
5.4.8 重金属元素的微生物转化
5.4.9 污染物质的生物转化速率
5.5 污染物质的毒性
5.5.1 毒物
5.5.2 毒物的毒性
5.5.3 毒物的联合作用
5.5.4 毒作用的过程
5.5.5 毒作用的生物化学机制

第6章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
【教学目的与要求】
要求学生了解重金属、持久性有机污染物为代表的典型污染物的来源、用途和基本性质，掌握它们在环境中的基本转化、归趋规律与效应。
【教学重点】
典型污染物的基本性质。
【教学难点】
典型污染物在环境中的基本转化、归趋规律与效应。
【主要内容】
6.1 污染物在多介质多界面环境中的传输
6.2 重金属元素
6.2.1 汞
6.2.2 镉
6.2.3 铬
6.2.4 砷
6.3 有机污染物
6.3.1 持久性有机污染物
6.3.2 有机卤代物
6.3.3 多环芳烃
6.3.4 表面活性剂

第7章 受污染环境的修复
【教学目的与要求】
要求学生掌握主要修复技术的基本原理、修复过程中污染物的降解和消除过程以及影响因素，了解各技术适用的污染物及介质。
【教学重点】
目前几种主要修复技术的基本原理。
【教学难点】
　　修复过程中污染物的降解和消除过程以及影响因素。
【主要内容】
7.1 微生物修复技术
7.1.1 概述
7.1.2 影响微生物修复效率的因素
7.1.3 强化生物修复的主要类型
7.1.4 生物修复的优缺点
7.2 植物修复技术
7.2.1 概述
7.2.2 植物修复重金属污染的过程和机理
7.2.3 植物修复有机污染物的过程和机理
7.3 化学氧化技术
7.3.1 概述
7.3.2 高锰酸钾氧化法
7.3.3 臭氧氧化技术
7.3.4 过氧化氢及Fenton氧化技术
7.4 电动力学修复
7.4.1 基本原理
7.4.2 影响因素
7.4.3 联合技术
7.5 地下水修复的可渗透反应格栅技术
7.5.1 概述
7.5.2 Fe-PRB
7.6 表面活性剂及共溶剂淋洗技术
7.6.1 基本原理
7.6.2 影响因素

第8章 绿色化学的基本原理与应用
【教学目的与要求】
要求学生了解绿色化学的重要学术意义和实用价值；掌握绿色化学的12条原理及其与绿色工程和工业生态学原理的相互联系。
【教学重点】
绿色化学的重要学术意义和实用价值。
【教学难点】
绿色化学的12条原理及其与绿色工程和工业生态学原理的相互联系。
【主要内容】
8.1 绿色化学的诞生和发展简史
8.1.1 绿色化学的诞生
8.1.2 绿色化学的定义和发展简史
8.2 绿色化学的基本原理
8.2.1 绿色化学的12条原理及特点
8.2.2 绿色化学与绿色工程
8.2.3 工业生态学原理
8.3 绿色化学的应用
8.3.1 绿色化学的主要研究方向
8.3.2 绿色化学的应用

（二）课时分配
授课内容
课时分配
合计
课堂讲授
其他
第1章 绪论
1
1

第2章 大气环境化学
9
9

第3章 水环境化学
6
6

第4章 土壤环境化学
3
3

第5章 生物体内污染物质的运动过程及毒性
9
9

第6章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应
6
6

第7章 受污染环境的修复
12
12

第8章 绿色化学的基本原理与应用
4
4

课堂测试
2

2
答疑
2

2
由于国庆节放假，冲课1次
2
2

合计
56
52
4

执笔人：______________； 审核人：________________ ； 审订人：_________________

年 月 日
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