《环境化学》课程教学大纲.doc

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-PRB7.6 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11第2章 大气环境化学99第3章 水环境化学66第4章 土壤环境化学33第5章 生物体内污染物质的运动过程及毒性99第6章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应66第7章 受污染环境的修复1212第8章 绿色化学的基本原理与应用44课堂测试22答疑22由于国庆节放假，冲课1次22 合计56524执笔人：_； 审核人：_ ； 审订人：_年 月 日9 月_：订 _： ；_： 合 放答测应理原化色 修境污 效归转各在污典毒及动质染体 化境 化环 化环气绪 其讲合分内分时用的色 向向研化绿 应学绿 理原业 程工学绿 .点点条 化 原基化 简发定的绿 生的色 .简发诞的 容内系互理学业工与理条的点难值价和术的点重学系互相原业程色理 的绿掌价义学重化解求的应理基化色素因 理本基术洗溶剂面 述概.术技反可修地 术合联.素响 理理 复学动术技 及氧 技技 化氧高 述概.术化化理和过染机物 理机的属重植 述 .术技物 缺缺物 型要的生化 素的复物响 述 术复物 容容素响以过解降污过点难理原术修种点重质质染用术了因以除和物染复、基术要主求与修境染 剂活 烃烃 代机有染机久 物物机 铬 汞 素素 传中环多在染 容容应应规化基中在点难质性物点点应与规、转中们掌质本、的染的为物性、属生求要效归的各环染典制机物作毒过用 用合的 .性的毒 物 性性染 率率物物 化转的元重 转生硫 .解降生物机 类转质污有有解解微染污氧.过递的物生能能辅若 酶中 .化物的污累物 大物 集物 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