1、环境化学课程教学大纲编写人： 审核人：一、课程基本信息开课单位：化学与生物工程学院（部） 适用专业：环境科学课程名称：环境化学 课程代码：042023课程类型：专业基础课程 学分：3总学时： 48 理论学时： 48 实验（上机）学时： 0 考核方式：考试 先修课程： 基础化学，有机化学，物理化学 后续课程：化工原理，环境工程学，环境监测二、课程简介（一）课程性质和任务本课程系统的阐述了大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物体内污染物的运动过程及毒性、典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、受污染环境的修复和绿色化学的基本原理与应用等内容与知识。本课程为环境科学专业的基础专业课，通过学习大气
2、、水、岩石（土壤）个全层的环境化学，典型污染物在各圈层的迁移规律等重要内容后，使学生了解环境化学在环境科学中和解决问题上的作用，环境化学研究的内容、特点和发展动向。使学生掌握有害化学物质在环境介质中的存在、特性、行为和效应的化学原理与方法，主要环境污染物的类别和他们在环境个圈层中的迁移转化过程，具备一定的处理实际环境问题的思路、方法和技术。（二）课程目标通过本课程的学习，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的研究方法。明确环境化学的任务和目的以及环境化学在环境科学中和解决环境问题上的
3、地位和作用，培养学生科学研究的能力和方法，促进对环境化学领域研究动态及前沿的理解，掌握研究环境化学问题的基本方法和手段，提高实验数据科学分析能力和实验技能，使学生具备初步的独立科研能力。三、教学内容及要求 第一章 绪论 （总学时：2）第 1 节 环境化学 主要知识点：环境问题；环境科学。重点难点：环境化学研究内容、方法和发展动态。第 2 节 环境污染物主要知识点：污染物的类别，环境效应及其影响因素，环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介。重点难点：环境污染物在各个圈层迁移转化的过程。教学目标和要求：了解环境化学在环境科学中和解决环境问题上的地位和作用，环境化学的研究内容、特点和发展动向，主要污
4、染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程，现代环境问题认识的发展以及对环境化学提出的任务。识记主要的化学污染物，领会环境效应及其影响因素，掌握环境污染物在环境各圈层的迁移转化的简要过程。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P16 思考题与习题 1、4 第二章 大气环境化学 （总学时：12）第 1 节 大气的组成及其主要污染物主要知识点：大气的主要成分；大气层的结构；大气中的主要污染物。重点难点：大气层层阶结构，环境中大气污染物的种类及其分类。第二节 大气污染物的迁移主要知识点：辐射逆温层；大气稳定度
5、；大气污染数学模式；影响大气污染物迁移的因素。重点难点：大气污染数学模式第 3 节 大气中污染物的转化主要知识点：自由基化学基础；光化学反应基础；氮氧化物的转化；碳氢化合物的转化；光化学烟雾；硫化物的转化及硫酸烟雾型污染；酸性降水；温室气体和温室效应。重点难点：氮氧化合物，碳氢化合物转化的基本原理，光化学烟雾形成的过程和机理。第 4 节 大气颗粒物主要知识点：大气颗粒物的来源与消除；大气颗粒物的粒径分布；大气颗粒物的化学组成；大气颗粒物的来源的识别；大气颗粒物中的 PM2.5。重点难点：大气颗粒物的主要消除方法。教学目标和要求：了解全球大气问题，大气结构、逆温。大气中的主要污染物有哪些，各自的
6、来源，及迁移、转化过程。光化学烟雾和硫酸烟雾的形成、比较；大气污染数学模式。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。重要污染物参与光化学烟雾的形成过程和机理。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P146思考题与习题3、5、7、10、12、18、20、22、24第2章 水环境化学 （总学时：12）第1节 天然水的基本特征及污染物的存在形主要知识点：天然水的基本特征；水中污染物的分布和存在形式；水中营养元素及水体富营养化重点难点：Henry 定律，
7、Clausius-Clapeyron 方程的应用，天然水中的碳酸平衡第2节 水中无机污染物的迁移转化主要知识点：颗粒物与水之间的迁移；水中颗粒物的聚集；溶解和沉淀；氧化还原；配合作用。重点难点：无机污染物在水体中迁移转化过程的基本原理。第3节 水中有机污染物的迁移转化主要知识点：分配作用；挥发作用；水解作用；光解作用；生物降解作用。重点难点：有机污染物在水中分配系数、挥发速率、水解速率等计算。第 4 节 水质模型主要知识点：氧平衡模型；湖泊富营养化预测模型；有毒有机污染物的归趋模型；多介质环境数学模型。重点难点：水质模型的基本原理及发展阶段。教学目标和要求：了解天然水的基本特征，水中重要污染物
8、存在形态及分布，污染物在水环境中的迁移转化的基本原理以及水质模型。了解颗粒物在水环境中聚集和吸附解吸的基本原理，了解各类水质模型的基本原理和应用范围。掌握无机污染物在水体中迁移转化过程的基本原理。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。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P260思考题与习题2、4、5、6、17、18、25、27第二章 土壤环境化学 （总学时：8）第 1 节 土壤的组成与性质主要知识点：土壤的组成；土壤的粒径分组与质地分组；土
9、壤吸附性；土壤酸碱性；土壤的氧化还原性。重点难点：土壤的酸碱性及氧化还原性质。第 2 节 重金属在土壤-植物体系中的迁移及其机制主要知识点：影响重金属在土壤-植物体系中迁移的因素；重金属在土壤-植物体系中的迁移转化规律；主要重金属在土壤中的积累和迁移转化；植物对重金属污染产生耐性的几种机制。重点难点：土壤的理化性质，土壤中重金属的富集、迁移、转化规律。第 3 节 土壤中农药的迁移转化主要知识点：土壤中农药的迁移；非离子型农药与土壤有机质的作用；典型农药在土壤中的迁移转化。重点难点：土壤中农药的迁移转化原理。教学目标和要求：了解土壤的组成与性质，土壤的粒级与质地分组特征，了解污染物在土壤植物体系
10、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，农药在土壤中的迁移原理与主要影响因素，以及主要农药在土壤中的转归规律与效应。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P302 思考题与习题 2、3、4、7第二章 生物体内污染物质的运动过程及毒性 （总学时：8）第 1 节 生物通过生物膜的方式主要知识点：生物膜的结构；物质通过生物膜的方式。重点难点：物质通过生物膜的方式分类。第 2 节 污染物质在机体内的转化主要知识点：吸收；分布；排泄；蓄积。重点难点：污染物质在机体内转运的一般原理。第
11、3 节 污染物质在生物富集、放大和积累主要知识点：生物富集、生物放大、生物积累。重点难点：了解污染物质生物富集、放大、积累的基本原理。第 4 节 污染物质的生物转化主要知识点：生物转化中的酶；若干重要辅酶的功能；生物氧化中的氢氧传递过程；耗氧有机污染物的微生物降解；有毒有机污染物质的转化类型和微生物降解；氮、硫和重金属元素的微生物转化；污染物质的生物转化速率。重点难点：主要辅酶的功能；糖、脂肪、蛋白质等微生物降解过程；重金属汞的生物甲基化过程。第 5 节 污染物质的毒性主要知识点：毒物的毒性、联合作用及过程、毒物的生物化学机制重点难点：毒物的毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用。教学
12、目标和要求: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。若干元素的微生物转化，微生物对污染物质的转化速率。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，毒物的毒性、联合作用和致突变、致癌及抑制酶活性等作用。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P385 思考题与习题 3、7、8、9、10第 6 章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应第 1 节 重金属元素主要知识点：汞、镉、砷等重金属的来源、迁移、分布及环境污染效应 。 重点难点：重金属汞的迁移与转化。第 2 节 有
13、机污染物主要知识点：持久性有机物、有机卤化物、多环芳烃、表面活性剂的来源、迁移转化及环境污染效应。重点难点：典型有机污染物的迁移转化规律教学内容与要求：了解重金属汞、重金属砷和有机卤代物、多环芳烃、表面活性剂等有机污染物在各圈层中的转归与效应，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。教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P433 思考题与习题 2、4第 7 章 受污染环境的修复第 1 节 微生物修复技术主要知识点：微生物修复技术概述及影响微生物修复效率的因素；强化生物
14、修复的主要类型；生物修复的优缺点。重点难点：影响微生物修复效率的因素。 第 2 节 植物修复技术主要知识点：植物修复技术概述；植物修复重金属污染和有机污染物的过程与机理。重点难点：植物修复的主要方式。第 3 节 化学氧化技术主要知识点：化学氧化技术概述；高锰酸减氧化法；臭氧氧化技术；过氧化氢及 Fenton 氧化技术。重点难点：常用化学氧化技术的基本原理。第 4 节 电动力学修复 主要知识点：基本原理；影响因素；联用技术。重点难点：电动力学修复的基本原理第 5 节 地下水修复的可渗透反应格栅技术主要知识点：可渗透反应格栅技术概述，Fe-PRB 技术重点难点：可渗透反应格栅技术的基本原理。第 6
15、 节 表面活性剂及共溶剂淋洗技术主要知识点：基本原理；影响因素。重点难点：表面活性剂级共溶剂淋洗技术基本原理。教学内容与要求：了解常见修复技术，微生物修复、植物修复、化学氧化、电动力学修复、活性反应格栅，以及表面活性剂等技术的基本概念及原理、影响因素、各技术优缺点等。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。 教学方法：灵活运动讲授式、讨论式、启发式、探究式等多种教学方法，以多媒体加板书的课堂讲解为主。同时结合学生自学和课堂讨论。作业：P472 思考题与习题 1、10第八章 绿色化学的基本原理与应用（自学）四、学时分配学时分配章 次小计 理论实验（上机）备 注第
16、一章：绪论 2 2第二章：大气环境科学 12 12第三章：水环境化学 12 12第四章：土壤环境化学 8 8第五章：生物体内污染物质的运动及毒性8 8第六章：典型污染物在环境各圈中的转归和效应4 4第七章：受污染环境的修复 2 2合 计 48 48五、考核说明考核方法：闭卷考试成绩评定方法：总成绩=期末考试成绩*70%+平时成绩*30%六、主要教材及教学参考书目（一） 主要教材戴树桂著环境化学 ，高等教育出版社，2006 年（二）主要参考书目1.陈莆华著环境化学 ，南开大学出版社，1993 年。2. 环境化学，王晓蓉著环境化学 ，南京大学出版社，1993 年。3. 刘兆荣等著环境化学教程 ，化学工业出版社，2001 年。4.邓南圣著环境化学教程 ，高教出版社，1998 年。5.赵美萍著环境化学 ，北京大学出版社，2004 年。
