环境化学及实验

《环境化学》教学大纲

课程编号：097104

课程名称：环境化学（Environment Chemistry）

课程类型：专业课

学时/学分：32/2

先修课程：无机化学、分析化学和有机化学、物理化学

适用专业：化学工程与工艺

开课系或教研室：应用化学教研室

一、课程的性质和任务

1．课程性质：本课程为化学工程与工艺专业本科生开设的一门专业课程，为学生提供必要的环境化学的知识。本课程的先修课程是无机化学、分析化学和有机化学。

2. 课程任务：本课程使学生重点掌握大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学、生物体内污染物质的运动过程及毒性、典型污染在环境各圈层中的转归与效应等基本原理、基本知识和环境化学相关交叉学科的知识，掌握受污染环境的修复的基本知识和基本技能，了解绿色化学的基本原理和在现实中的典型应用。

二、课程教学的基本要求

本课的教学环节包括：课堂讲授、学生自学、习题、答疑、期末考试。通过上述环节，要求学生了解和掌握各类污染物质在大气、水、土壤以及生物机体内的迁移转化过程，产生效应的基本原理和防治的基本方法。本课程课堂讲授32学时（具体按当年教学计划而定），考核方式为可采取闭卷考试、开卷考试、撰写课程论文的形式进行。

总评成绩：考试占９0％、平时作业占10%

三、课程教学内容

（一）结论（2学时）

环境问题，环境化学；环境污染物的类别，环境效应及其影响因素，环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介。

（二）大气环境化学（6学时）

※１．大气温度层结，辐射逆温层，气绝热过程和干绝热递减率，大气稳定度，影响大气污染物迁移的因素；

※２．光化学反应基础，大气中重要自由基的来源，氮氧化物的转化，碳氢化合物的转化

※３．光化学烟雾型污染，酸性降水，大气颗粒物，温室气体和温室效应，臭氧层的形成与耗损。

（三）水环境化学（8学时）

１．天然水的基本特征

２．水中污染物的分布与存在形态，水中无机污染物的迁移转化

※３．颗粒物与水之间的迁移，水中颗粒物的聚集，溶解和沉淀，氧化-还原，配合作用

※４．水中有机污染物的迁移的分配作用，挥发作用，水解作用，光解作用，生物降解作用

（四）土壤环境化学（6学时）

１．土壤组成，土壤的粒级分组与质地分组

※２．土壤吸附性，土壤酸碱性，土壤的氧化还原性

※３．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；土壤中农药的迁移，典型农药在土壤中的迁移转化

（五）生物体内污染物质的运动过程及毒性（4学时）

１．生物膜的结构，物质通过生物的方式

※２．污染物质在机体内的吸收、分布、排泄、蓄积；污染物质的生物富集，生物放大，生物积累

４．污染物质生物转化中的酶，若干重要辅酶的功能，生物氧化中的氢传递过程

※５．耗氧有机污染物质的微生物降解，有毒有机污染物质生物转化类型，有毒有机污染物质的微生物降解，氮及硫的微生物转化，重金属元素的微生物转化，污染物质的生物转化速率

※６．毒物，毒物的毒性，毒物的联合作用，毒作用的过程，毒作用的生物化学机制。（六）典型污染物在环境各圈层中的转归与效应（2学时）

※１．汞，砷

※２．有机卤代物，多环芳烃，表面活性剂

（七）受污染环境的修复（3学时）

植物修复技术；化学氧化技术；电动力学修复；地下水修复的可渗透格栅技术；表面活性剂及共溶淋洗技术。

（八）绿色化学的基本原理与应用（1学时）

绿色化学的基本原理；绿色化学的应用

五、教材及教学参考书

教材：《环境化学》第二版主编：戴树桂

出版社：高等教育出版社，2008；

参考书：《环境化学》主编：王晓蓉

出版社：高等教育出版社，1993；

《环境化学》主编：陶秀成

出版社：高等教育出版社，2002

《环境化学》主编：Manahan S E. 陈甫华等译，戴树桂校

出版社：南开大学出版社，1993；

执笔：唐复明

审定：薛兆民

日期：2011年04月

《环境科学与工程基础实验》实验大纲

课程编号：096112

课程名称：环境科学与工程基础实验（Experiment of Environment science and Engineering）

课程类型：专业课

学时/学分48/3

适用专业：化学工程与工艺

开课系或教研室：应用化学教研室

一、实验教学的目的和要求

环境科学与工程基础实验是一门综合性非常强的实验学科，它所涉及的理论知识和实验技能的范围非常广泛。本门实验课的目的是：使学生掌握必要的环境科学与工程实验的基本实验技能，并加深对环境化学有关理论的理解和认识，同时了解环境科学与工程领域当前新的研究动态和研究方法。本门实验课程要求是：在掌握基本化学实验技能的基础上，通过系统学习环境化学的理论知识和实验方法，培养和锻炼学生在环境化学领域基本实验技能。

三、单项实验的内容和要求

实验一空气中氮氧化的日变化曲线

实验类型：综合性实验

实验学时８

每组人数：8

实验目的与教学要求：

1.了解空气中氮氧化物的主要类型、来源及其环境应。

2.了解空气中氮氧化物测定方法。

3.掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测定空气中氮氧化物总量，NO，NO2的原理及操作方法。掌握空气氮氧化物测定的基本原理和操作方法。

4.掌握大气采样器的使用，进一步熟悉分光光度计的使用。

5.绘制学校周边主要交通干线空气中氮氧化物的日变化曲线，并分析其与车流量的关系。教学方法：

教师分配任务，讲解重点要点，明确要求。学生以小组为单位制定方案，经教师批准后实施，教师现场指导。

实验内容提要：

本实验测定氮氧化物总量（NO+NO2），空气样品首先通过三氧化铬氧化管将一氧化氮氧化为二氧化氮，然后进入吸收液，二氧化氮在水溶液中反应部分生成亚硝酸，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸萘乙二胺发生偶合反应生成玫瑰红色染料，在540nm 处进行比色测定，用亚硝酸钠配制标准溶液，绘制标准曲线。

采集并测定1天内不同时段交通干线中氮氧化物的浓度，并绘制氮氧化物浓度的时间变化曲线。

实验二水体自净程度指标的测定

实验类型：综合实验

实验学时：８

每组人数：4

实验目的与教学要求：

1. 复习理论课内容，水体中氮的形态的转化。

2. 掌握纳氏试剂分光光度法测定氨氮的原理及操作过程。

3．掌握盐酸萘乙二胺分光光度法测测定亚硝盐的原理及操作方法。

4. 掌握紫外分光光度法测定硝酸根的原理和操作方法。

5. 了解三态氮测定对环境化学研究的意义和作用，根据三态氮的相对含量分析水体自净程度。

教学方法：

教师讲解要点及注意事项，学生分组实验，教师指导。

实验内容提要：

1.氨氮的测定：水样蒸馏预处理，标准系列溶液配制、显色，取适量水样蒸馏液显色，在

425nm处测定吸光度，计算回归方程，计算水样中氨氮的浓度。

2.亚硝酸盐氮的测定：在pH为2.0-2.5的范围内，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反

应，再与盐酸萘乙二胺发生偶合反应生成玫瑰红色染料，在540nm处进行比色测定，用标准曲线法定量。

3. 硝酸盐氮的测定：紫外分光光度法，利用硝酸根对220nm光的吸收定量测定硝酸盐氮，有机物的影响可通过220nm的吸光度减去275nm处吸光度的2倍消除，用标准曲线法定量。实验三水体富营养化程度的评价

实验类型：综合实验

实验学时：4

每组人数：4