伟德国际1946源于英国農業資源與環境（本碩博班）專業課程介紹

環境化學

Environmental Chemistry

課程編号：03600018j

适用專業：農業資源與環境（本碩博班）

總學時數： 32    

總學分：   2

課程類型：專業基礎課程

先修課程：環境微生物學、有機化學、無機化學、分析化學等

大綱主撰人：王曉輝

課程内容簡介

環境化學是研究有害化學物質在環境介質中的存在、特性、行為和效應的化學原理與方法的科學。本課程依次講解大氣、水、岩石（土壤）各圈層的環境化學之後，對典型污染物在各圈層之間的遷移轉化規律做了專門論述。

通過學習使學生了解環境化學在環境科學中和解決環境問題上的作用，環境化學研究的内容、特點和發展動向。使學生掌握主要環境污染物的類别和它們在環境各圈層中的遷移轉化過程，具備一定的處理實際環境問題的思路、方法和技術。

教學大綱

一、課堂講授部分

（一）各章節要點及授課時數

第一章 緒論 （2學時）

本章要點：介紹環境化學的概念；環境化學的發展曆史；環境化學的任務；内容及特點。領會環境效應及其影響因素，掌握環境污染物在環境各圈層的遷移轉化的簡要過程。

1  緒論

1.1  地球的形成及其演化

1.2  有關環境的一些基本概念

1.3  環境化學的定義、内容和研究方法

1.4  環境污染和環境污染物

第二章水環境化學（12學時）

本章要點：水中的氧和二氧化碳及碳酸鹽體系、天然水的堿度與碳酸鹽的平衡；天然水中氧化還原反應；pE和pH或pE與pC圖的意義和用途；天然水中的中和、沉澱與溶解、水解等非氧化還原反應的基本規律及簡單的計算；天然水中微生物的作用；天然水中典型有機污染物、微生物轉化的規律性。

2．1 天然水的基本特征及污染物的存在形态

2．1．1 天然水體的基本特征

2．1．2 天然水的性質

2．1．3 水中污染物的分布和存在形态

有機污染物

金屬污染物

2．2 水中無機污染物的遷移轉化

2．2．1顆粒物與水之間的遷移

2．2．2水中顆粒物的聚集

2．2．4溶解和沉澱

2．2．5氧化-還原

2．2．6配合作用

2．3 水中有機污染物的遷移轉化

2．3．1分配作用

2．3．2揮發作用

2．3．3水解作用

2．3．4光解作用

2．3．5生物降解作用

2．4 水質模型

2．4．1、氧平衡模型

2．4．2、湖泊富營養化預測模型

2．4．3、有毒有機污染物的歸趨模型。

第三章 大氣環境化學（10學時）

本章重點：大氣中的化學反應和光化學反應，了解大氣中離子和自由基。掌握大氣中碳、硫、氮的基本反應及其正确人類的危害；光化學煙霧和硫酸氣溶膠等的形成過程及危害。大氣中顆粒物的形成過程及顆粒物上有毒物質的種類和正确健康的影響；溫室效應和酸雨的概念和形成機理及其危害。

3．1 大氣中污染物的轉移

3．1．1大氣層簡介

3．1．2影響大氣污染物遷移的因素

風和大氣湍流的影響

天氣形勢和地理地勢的影響

3．2大氣中污染物的轉化

3．2．1光化學反應基礎

3．2．2大氣中重要吸光物質的光離解

3．3大氣中重要自由基的來源

3．3．1 大氣中HO和HO2自由基的濃度

3．3．2大氣中HO和HO2自由基的來源

3．3．3 R、RO和RO2等自由基的來源

3．4 氮氧化物的轉化

3．4．1、 大氣中的含氮化合物

3．4．2 氮氧化合物和空氣混合體系中的光化學反應

3．4．3、 氮氧化物的氣相轉化

3．5碳氫化合物的轉化

3．5．1、 大氣中主要的碳氫化合物

3．5．2、 碳氫化合物在大氣中的反應

3．6 光化學煙霧現象

3．6．1什麼是光化學煙霧

3．6．2 光化學煙霧形成的簡化機制

3．6．3 光化學煙霧的控制對策

3．7硫氧化物的轉化及硫酸煙霧型污染

3．7．1、 二氧化硫的氣相氧化

3．7．2、 二氧化硫的液相氧化

3．7．3、 硫酸煙霧型污染

3．8酸性降水

3．8．1、 降水的pH

3．8．2、 降水pH的背景值

3．8．3、 降水的化學組成

3．8．4、 酸雨的化學組成

3．8．5、 影響酸雨形成的因素

3．9 大氣顆粒物

3．9．1、 顆粒物的粒度及表面性質

3．9．2、 大氣顆粒物的化學組成

3．9．3、 大氣顆粒物的去除過程

3．10、溫室氣體和溫室效應

3．11臭氧層的形成與耗損

3．11．1、 臭氧層形成與耗損的化學反應

3．11．2、 南極的臭氧洞現象

第四章 土壤環境化學（6學時）

本章重點：土壤的組成、結構和功能、理化性質，土壤中污染物的種類和來源以及淨化能力和污染概念；金屬元素及氮、磷在土壤中的遷移轉化規律、化學農藥在土壤中的吸附、揮發及微生物降解等作用。

4．1 土壤的組成與性質

4．1．1土壤的組成

4．1．2土壤的粒級分組與質地分組

4．1．3土壤吸附性

4．1．4土壤酸堿性

4．1．5土壤的氧化還原性

4．2 污染物在土壤——植物體系中的遷移及其機制

4．2．1污染物在土壤—植物體系中的遷移

4．2．2 植物對重金屬污染産生耐性的幾種機制

4．3 土壤中農藥的遷移轉化

4．3．1土壤中農藥的遷移

4．3．2非離子型農藥與土壤有機質的作用

4．3．3典型農藥在土壤中的遷移轉化

（二）教材及主要參考書

1．教材

環境化學（高等學校面向21世紀課程教材）1996年，北京：高等教育出版社。主編：戴樹桂， 合編：嶽貴春，王曉蓉，田世忠，陳甫華

2．主要參考書

Environmental Chemistry, 環境化學；上海交通大學環境科學與工程學院選編教材

Environmental Chemistry,  S.E.Manahan, FL:  Lewis Press,  2000  

Environmental Chemistry,  S.Baird, New  York: Freeman  1999

教學大綱說明

一、教學目的、課程性質任務，與其他課程的關系，所需先修課程。

教學目的：通過本課程的學習，使學生掌握環境化學的研究内容、特點和發展動向，掌握環境化學的基本原理，掌握有機、無機污染物在環境各圈層中遷移轉化的規律及其效應，初步了解環境化學任務（課題）的研究方法。明确環境化學的任務和目的以及環境化學在環境科學中和解決環境問題上的地位和作用，培養學生科學研究的能力和方法。

課程性質：專業基礎必修課程

預備知識：無機化學、分析化學、有機化學、物理化學

二、主要内容、重點及深度。

課程内容：本課程較系統闡述了大氣環境化學、水環境化學、土壤環境化學、生物體内污染物質的存在方式、運動過程及毒性、典型污染在環境各圈層中的轉歸與效應、有害廢物及放射性固體廢物等内容與知識。通過本課程的學習，要使學生了解國内外面臨的環境問題，了解我國目前的污染問題和狀況，較全面地了解環境化學的基本概念和基本内容，掌握常見污染物的類型和危害、監測、治理原理與方法，熟悉污染物的采樣和監測技術，牢固樹立環境意識。

重點

(1) <![endif]>重要無機污染物在水中的存在形态及分布；它們在水環境中遷移轉化的基本原理，（如沉澱－溶解、氧化－還原、配位作用、吸附－解吸等）。掌握利用這些基本原理進行相關計算和解決實際問題。培養學生運用所學知識分析解決實際環境問題的能力。

(2) <![endif]>有機污染物在水體中的遷移轉化過程和分配系數、揮發、水解、光解和生物降解的計算方法。

(3) <![endif]>光化學反應基礎（如重要光化學反應等）。重要的大氣污染化學問題及其形成機制（如光化學煙霧等）。

(4) <![endif]>大氣中主要污染物的遷移轉化規律。

(5) <![endif]>典型污染物在植物體系中的遷移和它的作用機制，以及主要農藥在土壤中的遷移、轉化和歸趨。

(6) <![endif]>污染物質與生物機體之間的相互作用，及機體對污染物質的吸收、分布、轉化、排洩等過程和污染物質對機體毒性。

(7) <![endif]>汞、砷和鹵代物、多環芳烴、表面活性劑等污染物質在各圈層中轉化遷移、歸趨及效應。

三、教學環節和教學方法

本課程的教學環節包括課堂講授，學生自學，習題讨論課，習題，答疑，期末考試等。通過上述基本教學步驟，要求學生系統學習環境化學的基本知識。成績評定：平時成績30%，期末考試70%。

四、改革思路和說明

針對本課程在本科高校中的重要性和應用性都很強的特點，以培養學生的能力和社會需求為導向，通過及時修訂人才培養方案、教學大綱和學時，不斷更新教學内容與方法，改革考核方式等措施，達到提高教學質量和學以緻用的效果，實現提高學生的執業技能和就業核心競争力的雙重目的。