2022年《環(huán)境化學(xué)》教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載環(huán)境化學(xué)教案環(huán)境化學(xué)課堂教學(xué)主要包括四大部分：第一部分為緒論，介紹當(dāng)前人類面臨的環(huán)境問題，環(huán)境科學(xué)的形成和發(fā)展，環(huán)境化學(xué)的研究內(nèi)容和發(fā)展方向，化學(xué)污染物及其在多介質(zhì)環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化行為。第二部分為大氣污染化學(xué)，主要介紹大氣的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)，大氣中主要污染物及其遷移，光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)，溫室效應(yīng)、酸沉降、臭氧層破壞、光化學(xué)煙霧等重要的大氣污染化學(xué)問題及其形成機(jī)理，氣溶膠化學(xué)，室內(nèi)空氣污染及健康風(fēng)險(xiǎn)，大氣污染的防治對(duì)策。第三部分為水污染化學(xué)，主要介紹天然水的基本特征，水中重要化學(xué)污染物的存在形態(tài)及分布，污染物在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化的基本原理及水質(zhì)模型；重點(diǎn)介紹重金屬在水環(huán)境中沉淀-溶解、

2、氧化 -還原、吸附 -解吸、絮凝 -沉降、配合作用、生物轉(zhuǎn)化等遷移轉(zhuǎn)化過程的基本原理及影響因素，有機(jī)污染物在水環(huán)境中揮發(fā)、吸附、化學(xué)與生物降解等遷移轉(zhuǎn)化和多介質(zhì)環(huán)境過程的基本原理、影響因素及其模型。第四部分為土壤污染化學(xué)，介紹土壤的組成和基本性質(zhì)，化學(xué)污染物在土壤-植物體系中的遷移、作用機(jī)理及影響因素，土壤中氮磷污染及遷移轉(zhuǎn)化，重點(diǎn)介紹土壤中重金屬和有機(jī)農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化行為及生物生態(tài)效應(yīng)，土壤中溫室氣體的形成及釋放機(jī)理，土壤污染防治與修復(fù)等。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握環(huán)境化學(xué)的基本知識(shí)、基本原理和基本技能，為從事環(huán)境保護(hù)和環(huán)境科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。第一章緒論重點(diǎn)要求： 1、了解環(huán)境化學(xué)的內(nèi)容、

3、作用及其地位。2、了解環(huán)境化學(xué)各分支學(xué)科的發(fā)展動(dòng)向。3、掌握環(huán)境污染物和化學(xué)污染物的分類及主要組成。4、環(huán)境效應(yīng)的基本概念。5、環(huán)境污染物在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過程（了解）。第一節(jié)環(huán)境化學(xué)一、環(huán)境問題環(huán)境污染可持續(xù)發(fā)展二、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)的概念環(huán)境化學(xué)的任務(wù)；內(nèi)容及特點(diǎn)環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 1 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載

4、環(huán)境分析化學(xué)各圈層環(huán)境化學(xué)環(huán)境工程化學(xué)第二節(jié)環(huán)境污染物一、環(huán)境污染物的類別1、人類社會(huì)不同功能產(chǎn)生的污染物工業(yè)農(nóng)業(yè)交通運(yùn)輸生活2、化學(xué)污染物元素?zé)o機(jī)物有機(jī)化合物和烴類金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物含氧有機(jī)化合物有機(jī)氮化合物有機(jī)鹵化合物有機(jī)硫化合物有機(jī)磷化合物二、環(huán)境效應(yīng)及其影響因素1、環(huán)境物理效應(yīng)2、環(huán)境化學(xué)效應(yīng)3、環(huán)境生物效應(yīng)三、環(huán)境污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程簡介污染物的遷移與轉(zhuǎn)化遷移方式轉(zhuǎn)化方式污染物在多介質(zhì)中的遷移、轉(zhuǎn)化和循環(huán)舉例：大氣 水土壤第二章大氣環(huán)境化學(xué)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 14 頁 - - - -

5、 - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 2 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載重點(diǎn)要求： 1、了解大氣層結(jié)構(gòu)及大氣污染物遷移的主要因素。2、光化學(xué)煙霧的形成過程和機(jī)理。3、硫酸型煙霧的形成過程和機(jī)理。4、酸雨及其化學(xué)組成。5、大氣顆粒物及其組成。6、溫室氣體和溫室效應(yīng)。7、臭氧層的形成與耗損。第一節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)移一、大氣溫度層結(jié)出示大圖：圖 1 大氣溫度的垂直分布圖 2 大氣密度的垂直分布大氣垂直遞減率二、輻射逆溫層三、絕熱過程與干絕熱過程四、大氣穩(wěn)定度五、影響大氣污染物遷移的因素風(fēng)

6、和大氣湍流的影響天氣形勢(shì)和地理地勢(shì)的影響第二節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)化一、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)1、光化學(xué)反應(yīng)過程什么是光化學(xué)反應(yīng)？初級(jí)過程：a + ha* 次級(jí)過程：舉例：hcl + h h + cl h + hcl h2 + cl cl + cl cl22、量子產(chǎn)率（不做介紹）3、大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解：精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 3 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)

7、習(xí)必備歡迎下載（1）氧分子和氮分子的光離解o2 + ho + o n2 + hn + n （2）臭氧的光離解o3 + ho + o2 （3）no2的光離解no2 + h no + o （4）亞硝酸和硝酸的光離解hno2 + hho + no hno2 + hh + no2 hno3 + hho + no2 （5）二氧化硫?qū)獾奈誷o2 + hso2* （6）甲醛的光離解h2co + hh + hco h2co + hh2 + co （7）鹵代烴的光離解ch3x + h ch3 + x 二、大氣中重要自由基的來源1、大氣中ho 和 ho2自由基的濃度2、大氣中ho 和 ho2自由基的來源：ho

8、 來源一：o3 + ho + o2o + h2o 2ho ho 來源二：hno2 + hho + no h2o2 + h2ho ho2的來源：h2co + h h + hco h + o2 + m ho2 + m hco + o2ho2 + co 3、r、ro 和 ro2等自由基的來源大氣中存在最多的烷基是甲基，主要來源是：ch3cho + h ch3 + hco ch3coch3 + hch3 + ch3co 烷基自由基：rh + o r + ho 精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 14 頁 - - - - - - - -

9、 -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 4 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載rh + ho r + h2o 甲氧基：ch3ono + h ch3o + no ch3ono2 + hch3o + no2 過氧烷基：r + o2ro2三、氮氧化物的轉(zhuǎn)化1、大氣中的含氮化合物2、氮氧化合物和空氣混合體系中的光化學(xué)反應(yīng)no2 + hno + o o + o2 + m o3 + m o3 + no no2 +o23、氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化（1）no 的氧化no + o3no2 + o2no + ro2no2 + ro

10、 no + ho2no2 + ho no + ho hno2no + ro rono （2）no2的轉(zhuǎn)化no2 + ho hno3no2 + o3 no3 + o2 no2 + no3 n2o5 （3）pan ch3co + o2ch3cooo ch3cooo + no2ch3cooono24、氮氧化物的液相轉(zhuǎn)化（補(bǔ)充內(nèi)容）四、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化1、大氣中主要的碳?xì)浠衔?、碳?xì)浠衔镌诖髿庵械姆磻?yīng)（1）烷烴的反應(yīng)rh + ho r + h2o rh + o r + ho （2）烯烴的反應(yīng)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 14

11、 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 5 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載與 ho 發(fā)生加成反應(yīng)和氫原子摘除反應(yīng)五、光化學(xué)煙霧現(xiàn)象1、什么是光化學(xué)煙霧（1）光化學(xué)煙霧的日變化曲線出示大圖：光化學(xué)煙霧日變化曲線（2）煙霧箱模擬曲線2、光化學(xué)煙霧形成的簡化機(jī)制引發(fā)反應(yīng)：no2 + hno + o o + o2 + m o3 + m no + o3no2 + o2 自由基傳遞反應(yīng)：rh + ho ro2 + h2o rcho + ho rc（o）o2 + h2o rcho

12、 + h ro2 + ho2 + co ho2 + no no2 + ho ro2 + no no2 + r cho + ho2rc（o）o2 + no no2 + ro2 +co2終止反應(yīng)：ho + no2hno3rc（o）o2 + no2rc（o）o2no2 rc（o）o2no2 rc（o）o2 + no23、光化學(xué)煙霧的控制對(duì)策六、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染1、二氧化硫的氣相氧化（1）so2的直接光氧化so2 + o2so4so3 + o 或 so2 +so42so3（2）so2被自由基氧化so2與 ho 的反應(yīng)ho + so2hoso2 hoso2 + o2ho2 + so3so3

13、+ h2o h2so4與其他自由基反應(yīng)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 6 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載ch3choo + so2 ch3cho + so3 ho2 + so2ho + so3ch3o2 + so2ch3o + so3 2、二氧化硫的液相氧化3、硫酸煙霧型污染七、酸性降水1、降水的ph 2、降水 ph 的背景值3、降水的化學(xué)組成（1）降

14、水的組成大氣中固定氣體成分無機(jī)物有機(jī)物光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物不溶物（2）降水中的離子成分4、酸雨的化學(xué)組成so2 + o so3so3 + h2o h2so4so2 + h2o h2so3hso3 + o h2so4no + o no22no2 + h2o hno3 + hno25、影響酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件（2）大氣中的氨（3）顆粒物酸度及其緩沖能力（4）天氣形勢(shì)的影響八、大氣顆粒物1、顆粒物的粒度及表面性質(zhì)（1）顆粒物的粒度分布總懸浮顆粒物飄塵降塵精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 14 頁 - - -

15、- - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 7 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載可吸入粒子（2）大氣顆粒物的三模態(tài)2、大氣顆粒物的化學(xué)組成（1）無機(jī)顆粒物（2）有機(jī)顆粒物3、大氣顆粒物的去除過程（1）干沉降（2）濕沉降九、溫室氣體和溫室效應(yīng)十、臭氧層的形成與耗損1、臭氧層形成與耗損的化學(xué)反應(yīng)生成：3o2 + h2o3消耗：o3 + ho2 + o o3 + o 2o2 2、南極的臭氧洞現(xiàn)象第三章 水環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)是研究物質(zhì)在天然水體中的存在形態(tài)、反應(yīng)機(jī)制、遷移和轉(zhuǎn)化、歸趨規(guī)律與化學(xué)行為

16、及其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。它是環(huán)境化學(xué)的重要組成部分，這些研究將為水污染控制和水資源的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。主要內(nèi)容： 1、天然水基本特征。2、水中重要污染物存在形態(tài)及分布。3、水中無機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化。4、水中有機(jī)物的遷移轉(zhuǎn)化。重點(diǎn)內(nèi)容： 1、天然水的碳酸平衡。2、水中顆粒物的聚集。3、溶解沉淀、氧化還原、配合作用的基本原理。4、分配作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物降解的原理。難點(diǎn)內(nèi)容： 1、天然水碳酸平衡的計(jì)算。2、絮凝原理的理解。3、pe-ph 圖的獲得和理解。4、揮發(fā)作用的雙膜理論。第一節(jié)天然水的基本特征及污染物的存在形態(tài)一、天然水體的基本特征精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - -

17、 - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 8 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載1、天然水的組成（1）天然水中的主要離子組成（2）水中的金屬離子（3）氣體在水中的溶解性亨利定律（4）水生生物2、天然水的性質(zhì)（1）碳酸平衡co2 + h2o = h2co3h2co3 = hco3 + h+hco3- = co32- + h+（2）天然水中的堿度和酸度總堿度= hco3- + 2co32- + oh- h+ 總酸度

18、= h+ + hco3- + 2h2co3 - oh- 二、水中污染物的分布和存在形態(tài)1、有機(jī)污染物（1）農(nóng)藥（2）多氯聯(lián)苯（3）鹵代脂肪烴（4）醚類（5）單環(huán)芳香族化合物（6）苯酚類和甲酚類（7）酞酸酯類（8）多環(huán)芳烴（9）亞硝胺和其他化合物2、金屬污染物鎘汞鉛砷鉻銅鋅鉈鎳鈹?shù)诙?jié)水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、顆粒物與水之間的遷移1、水中顆粒物的類別（1）礦物微粒和黏土礦物（2）金屬水合化合物（3）腐殖質(zhì)精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - -

19、- - - - - - - - - - - 第 9 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載（4）水體懸浮沉積物（5）其他2、水環(huán)境中顆粒物的吸附作用（1）吸附等溫線和等溫式h 型等溫線f 型等溫線l 型等溫線（2）氧化物表面吸附的配合模式3、沉積物中重金屬的釋放誘發(fā)釋放的因素：鹽濃度升高氧化還原條件的變化降低 ph 增加水中配合劑的含量二、水中顆粒物的聚集1、膠體顆粒物凝聚的基本原理和方式2、膠體顆粒絮凝動(dòng)力學(xué)三、溶解和沉淀1、氧化物和氫氧化物me（oh）n（s） = men+ + noh- ksp = men+oh-nmen+ = ksp/oh-n = ksph

20、+n/kwnpc = ksp npkw + nph 2、硫化物h2s = h+ + hs-hs = h+ + s2-h2s = 2h+ + s2- k12 = k1k2 如溶液中存在二價(jià)金屬離子me2+，則有：me2+s2- = ksp 3、碳酸鹽4、水溶液中不同固相的穩(wěn)定性四、氧化 -還原1、電子活度和氧化還原電位pe = pe0 + 1/n lg （反應(yīng)物 / 生成物 ）精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 10 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - -

21、- - - - 第 10 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載2、天然水體的pe-ph 圖3、天然水的pe 和決定電位4、無機(jī)氮氧化物的氧化還原轉(zhuǎn)化5、無機(jī)鐵的氧化還原轉(zhuǎn)化6、水中有機(jī)物的氧化五、配合作用1、配合物在溶液中的穩(wěn)定性2、羥基對(duì)重金屬離子的配合作用3、氯離子對(duì)重金屬的配合作用4、腐殖質(zhì)的配合作用5、有機(jī)配體對(duì)重金屬遷移的影響第三節(jié)水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、分配作用1、分配理論2、標(biāo)化分配系數(shù)3、生物濃縮因子二、揮發(fā)作用1、亨利定律2、揮發(fā)作用的雙膜理論三、水解作用四、光解作用五、生物降解作用第四節(jié) 水質(zhì)模型一、氧平衡模型二、湖泊富營養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型三、

22、有毒有機(jī)污染物的歸趨模型第四章土壤環(huán)境化學(xué)重點(diǎn)要求： 1、了解土壤的組成與性質(zhì)，土壤的粒級(jí)與質(zhì)地分組特征。2、了解污染物在土壤植物體系中遷移的特點(diǎn)、因素、機(jī)制。3、農(nóng)藥在土壤中遷移的特點(diǎn)、因素、機(jī)制。精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 11 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必備歡迎下載4、主要農(nóng)藥在土壤中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)。第一節(jié)土壤的組成與性質(zhì)一、土壤的組成土壤由固體、液

23、體和氣體組成1、土壤礦物質(zhì)（1）原生礦物（2）次生礦物2、土壤有機(jī)質(zhì)3、土壤水分4、土壤中的空氣二、土壤的粒級(jí)分組與質(zhì)地分組1、土壤礦物質(zhì)的粒級(jí)劃分2、各粒級(jí)的主要礦物成分和理化特性（1）石塊和石礫（2）沙礫（3）粘粒（4）粉粒3、土壤質(zhì)地分類及其特性三、土壤吸附性1、土壤膠體的性質(zhì)（1）土壤膠體具有巨大的比表面和表面能（2）土壤膠體的電性（3）土壤膠體的凝聚性和分散性2、土壤膠體的離子交換吸附（1）土壤膠體的陽離子交換吸附影響吸附的因素：電荷數(shù)、離子半徑及水化程度（2）土壤膠體的陰離子交換吸附四、土壤酸堿性1、土壤酸度（1）活性酸度（2）潛性酸度2、土壤堿度3、土壤的緩沖性能精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -精品學(xué)習(xí)資料 可選擇p d f - - - - - - - - - - - - - - 第 12 頁，共 14 頁 - - - - - - - - -學(xué)習(xí)必