《环境化学》教学大纲

一、课程基本信息

开课单位：生命科学学院

课程名称：环境化学

课程编号：092023

英文名称：Environmental Chemistry

课程类型：专业基础课

总 学 时：81 理论学时：51 实验学时：30

学 分：4

开设专业：环境科学专业

先修课程：无机化学、分析化学、有机化学、物理化学、环境学

二、课程任务目标

（一）课程任务

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交叉来解释环境问题。环境化学是环境科学专业基础课。通过本课程的学习，要使学生了解国内外面临的环境问题，了解我国目前的污染问题和状况，较全面地了解环境化学的基本概念和基本内容，掌握常见污染物的类型和危害、监测、治理原理与方法，熟悉污染物的采样和监测技术，牢固树立环境意识。

（二）课程目标

《环境化学》的教学目标是通过本课程的学习，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（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。

三、教学内容和要求

（一）理论教学的内容及要求

第一章 绪论

1、环境与环境问题

环境与环境问题的概念；环境问题的发展历程；世界八大公害；当前主要环境问题。

2、环境化学

环境化学的学科形成和性质；环境化学的任务、研究内容和特点；环境化学的发展动向；环境化学的研究方法。

3、环境污染物

环境污染物的类别；环境效应；环境污染物的迁移转化；持久性有机污染物(POPs）。

重点内容：环境化学的性质与任务；环境化学内容及特点；环境效应及其分类；POPs的概念及特点；环境污染物在环境各圈层的迁移转化的简要过程。

第二章 大气环境化学

1、 大气的组成及其主要污染物

大气的结构；大气的组成；大气组分的停留时间；大气组分的源和汇；大气污染物的类别及浓度表示；主要大气污染物及其循环。

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；大气颗粒物特征。

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。

重点内容：大气中的化学反应和光化学反应，了解大气中离子和自由基。掌握大气中碳、硫、氮的基本反应及其对人类的危害；光化学烟雾和硫酸气溶胶等的形成过程及危害。大气中颗粒物的形成过程及颗粒物上有毒物质的种类和对人类健康的影响；温室效应和酸雨的概念和形成机理及其危害。

第三章 水环境化学

1、天然水的基本特征及污染物的存在形态

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。

重点内容：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；天然水中氧化还原反应；pE和pH或pE与pC图的意义和用途；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；天然水中微生物的作用；天然水中典型有机污染物、微生物转化的规律性。

第四章 土壤环境化学

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。

重点内容：土壤的组成、结构和功能、理化性质，土壤中污染物的种类和来源以及净化能力和污染概念；金属元素及氮、磷在土壤中的迁移转化规律、化学农药在土壤中的吸附、挥发及微生物降解等作用。

第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性

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

生物富集的概念；富集速率的计算；生物放大的概念；生物积累的概念及积累速率；生物转化中的酶、几种重要辅酶的功能；生物氧化中氢的传递；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、污染物质的生物转化速率。

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。

重点内容：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。

第六章 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应

1、重金属元素

重金属中汞、砷的来源、分布、迁移及环境污染效应。

2、有机污染物

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。

重点内容：重金属汞、准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，它们在环境中的基本转化、归趋规律与效应。

第七章 受污染环境的修复

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，以及表面活性剂技术。

重点内容：修复技术的影响因素及过程；修复技术的化学原理。

（二）实践教学的内容及要求

详见《环境化学实验》教学大纲。

四、学时分配

五、考核说明

课程考核办法：笔试、闭卷；平时作业（15％）；实验成绩（15％）；期末（70％）。

六、主要教材及教学参考书目

（一）主要教材

《环境化学》（第二版），戴树桂主编，高等教育出版社，2006年

（二）主要参考书目

1、《环境化学教程》，刘兆荣编著，化学工业出版社，2003年

2、《环境化学》，王晓蓉编著，南京大学出版社，1997年

3、《环境化学》，何燧源主编，华东理工大学出版社，2000年