教学大纲

《环境化学》课程教学大纲

课程编码：18000069

学    时：40学时                              学    分：2.5学分

课程类别：学科技术基础课

课程性质：必修

适用专业：环境

先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学

一、课程的性质、目的与任务

环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中存在、化学属性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它是环境科学的核心组成部分，高等院校环境专业必修的重要专业基础课。

通过本课程学习，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（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环境科学中和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。

通过本课程学习，使学生具有较强的系统性环境化学的基本理论知识，技能。领会解决环境问题维方法，提高分析问题与解决问题能力，树立创新精神。

二、基本要求本章重点：

1．环境污染物的分类方法；

2．环境效应及其影响因素；

3．环境污染物迁移转化方式；

本章难点：环境效应及其辨别，迁移转化方式。

基本要求：

1．了解环境化学的研究内容、研究方法和发展动向；

2．掌握环境化学任务、内容、特点；

3．熟练掌握环境污染物类别、环境效应、污染物的迁移转化方式；

4．了解环境污染物在环境中的迁移、转化和归趋过程。

习题要点：环境污染物的分类方法、环境效应的概念与分类、污染物在环境中的迁移转化过程；各1-2道习题。

（二）大气环境化学

本章内容：

1．大气的组成及其主要污染物。

大气的结构；大气的组成；气污染物的类别；大气组分的源和汇；

2．大气中污染物的迁移。

大气层简介；大气温度层结；大气垂直递减率；辐射逆温层；绝热过程与干绝热过程；大气稳定度的判定。

3．大气中污染物的转化。

光化学反应过程；大气中重要自由基的来源；氮氧化物、碳氢化合物的转化；光化学烟雾的形成机理及控制对策；硫氧化合物的转化和硫酸烟雾型污染；酸雨的组成。

4．大气颗粒物。

大气颗粒物的源和汇；大气颗粒物的粒度及表面性质；大气颗粒物的化学组成。

本章重点：

1．大气中光化学自由基反应。

2．大气中碳、硫、氮的基本反应；光化学烟雾和硫酸烟雾形成过程及危害。

本章难点：

1．光化学反应机理；

2．光化学烟雾机理。

本章要求：

1．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；

2．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；

3．了解酸雨、温室效应以及臭氧层破坏等全球性环境问题；

4．了解大气颗粒物的来源，分布，消除。

习题要点：大气的层结及其运动特点；影响污染物迁移的要素；典型污染物转化机制；设置1-2题，实际案例分析1-2题。

（三）水环境化学

本章内容：

1．天然水基本特征及污染物存在形态。天然水的组成；水中污染物的分布；存在形态。

2．水中无机污染物的迁移转化。颗粒物与水之间的迁移；吸附等温式；水中颗粒物的聚集；溶解和沉淀平衡；氧化和还原及配合作用的原理。

3．水中有机污染物的迁移转化。分配作用和标化分配系数；挥发作用的双膜理论和亨利定律；水解作用和水解速率；直接和间接（敏化）光解作用；生物降解作用的机理。

本章重点：

1．水中的氧和二氧化碳及碳酸盐体系、天然水的碱度与碳酸盐的平衡；

2．天然水中氧化还原反应；pE和pH的意义用途；

3．天然水中的中和、沉淀与溶解、水解等非氧化还原反应的基本规律及简单的计算；

4．天然水中典型有机污染物迁移转化。

本章难点：

碱度分析计；pE分析计算。

本章要求：

1．了解水中污染物的分布、状态；

2．掌握水体碳酸平衡；

3．了解颗粒物在水环境中聚集和吸附—解吸的基本原理；

4．掌握有无机污染物的迁移转化、有机污染物的迁移转化；

5．了解水质模型。

习题要点：碳酸平衡计算，pE计算，无机物、有机物转化各设置1-2道习题。

（四）土壤环境化学

本章内容：

1．土壤的组成与性质。土壤的组成；土壤的粒级分组与质地分组和各粒级的理化特性；土壤吸附的性质和土壤胶体的离子交换吸附；土壤酸度、碱度和缓冲性能；土壤的氧化还原性。

2．污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制。污染物在土壤-植物体系中的迁移；植物对重金属污染产生耐性的几种机制。

3．土壤中农药的迁移转化。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。

本章重点：

1．土壤的组成、理化性质；

2．重金属元素在土壤中的迁移转化规律；

3．化学农药在土壤中的吸附、挥发及微生物降解等作用，生物耐受污染物的机制。

本章难点：

污染物在土壤中的迁移转化过程。

习题要点：土壤的基本概念与理化性质；有机、无机污染物在土壤中的迁移、转化。

本章要求：

1．了解土壤的组成与性质、土壤的粒级与质地分组特性；

2．理解土壤基本理化性质与污染物迁移转化之间的关系；

3．掌握土壤的吸附、酸碱和氧化还原特性；

4．掌握重金属在土壤-植物体系的迁移；

5．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；

6．理解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。

（五）生物体内污染物质的运动过程及毒性

本章内容：

1．物质通过生物膜的方式。生物膜的结构；物质通过生物膜的方式（膜孔滤过、被动扩散、被动易化扩散、主动转运及胞吞和胞饮）；有机体对污染物的吸收；分布；排泄；蓄积。

2．污染物质的生物富集、放大和积累与生物转化。生物富集、生物放大、生物积累的概念，速率；生物转化中几种重要辅酶的功能；耗氧有机污染物的微生物降解；有毒有机污染物的生物转化类型和微生物降解；氮及硫、重金属元素的微生物降解。

3．污染物质的毒性。毒性的概念；毒物的毒性；毒物的联合作用机理；毒作用的过程及生物转化机制。

本章重点：

污染物的生物积累途径和影响因素、污染物的生物代谢和转化类型；常见污染物的生化效应。

本章难点：

毒物的生物转化机制。

习题要点：物质的过膜方式，污染物的生物富集、放大、积累，毒物的作用。

本章要求：

1．了解生物膜的结构，物质通过生物膜的五类方式；

2．了解吸收、分布、排泄这些污染物质在有机体内的转运过程；

3．掌握污染物的生物富集、放大和积累的概念与机制；

4．了解耗氧有机污染物和有毒有机污染物的生物降解机理；

5．了解污染物对生物的毒性及作用机制。

四、课程习题的要求

主讲教师可根据教学实际情况留课后习题或讨论内容，作业要求按时完成，作为平时考察内容。每2学时理论课教学布置1-2个习题，具体习题设计如下：

1．绪论 1~2题

2．大气环境化学 7~8题

3．水环境化学 7~8题

4．土壤环境化学 3~4题

5．生物体内污染物质的运动过程及毒性 2~3题

五、实验内容与要求

实验课单独设课。

六、课程授课环节及学时分配

 

七、课程考核方式

考核分三部分：平时，阶段考试，期末闭卷考试。平时考核不合格者，不允许参加期末考试。期末闭卷考试。

平时考核、阶段考试、期末闭卷考试均为百分制，加权平均。

成绩：阶段考试40%，期末考试60%，合计100%。

八、教学大纲使用说明

按照大纲组织教学，依据教学改革要求，学生状况适当调整。

九、课程教材及主要参考书

1．《环境化学》（“十一·五” 国家级规划教材，第二版），戴树桂主编，高等教育出版社，2012年；

2．《环境化学》，王晓蓉编著，南京大学出版社，2011年；

3．《环境化学》(普通高等教育"十一五"国家级规划教材)，陈景文，全燮编著，大连理工大学出版社，2009年。

 

制定人：陈国伟

审定人：贾兰

批准人：张震斌

 

2016年9月