《环境化学》教学大纲

《环境化学》教学大纲

一、基本信息

二、教学目标及任务

环境化学是环境工程专业的本专业推荐选修课，可为后续水、大气和固体废物污染控制工程专业核心课的学习奠定理论基础。要求学生熟悉环境化学定义、研究内容、特点、发展动向，深入了解污染物在各种环境介质中的迁移、转化规律；牢固掌握污染物在水体的溶解、沉淀、配合、氧化、还原、吸附、解吸等化学过程，污染物在大气液相、气相中的化学过程和污染环境的修复技术；能应用环境化学的方法和原理分析解决环境污染问题。

本课程支撑环境工程专业毕业要求1、2和4。

三、学时分配

教学课时分配

四、教学内容及教学要求

绪论

第一节环境化学

1．环境化学的形成

2．环境化学的基本定义

3．环境化学的特点

4．环境化学的研究对象、任务和范围

5．环境化学的发展动向

习题要点：针对环境化学的特点、研究对象、任务、范围和发展动向设置习题。

第二节环境污染物

1．环境污染物的类别

2．环境效应及其影响因素

3．环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程简介

习题要点：环境污染物的定义、环境效应的概念与分类、能举例说明污染物在环境中的迁移转化过程。

第三节绿色化学的基本原理与应用

1．绿色化学的诞生与发展简史

2．绿色化学的基本原理

3．绿色化学的应用

习题要点：绿色化学的原理与应用。难点是工业生态学原理。

本章重点、难点：环境效应及其辨别和绿色化学原理与应用。

本章教学要求：了解环境化学的特点及发展动向；理解污染物的环境效应和绿色化学的原理；掌握环境污染物在环境中的迁移、转化和归趋过程。

第一章天然水的化学组成

第一节水的化学组成与分类

1．化学组成的形成过程

2．主要离子组成与分类

3．水生生物与水体性质

习题要点：根据有关水质数据能按O.A.阿列金分类方法进行水质分类；水质指标的意义与用途。第二节水中的金属离子

1．存在形态

2．水合Fe(III)离子

习题要点：能计算已知条件下水体中各形态金属离子的浓度。

第三节气体在水中的溶解

1.亨利定律

2.O2的溶解度

3.Clausius-Clapeyron方程

4.CO2的溶解度

习题要点：计算气体在水中的饱和溶解度。

本章重点、难点：重点是O.A.阿列金水质分类与气体在水中饱和溶解度的计算。难点是O.A.阿列金分类前单位的换算（由mg/L换算为meq/L）。

本章教学要求：了解天然水的化学组成的形成过程；理解水生生物与水体理化性质之间的相互关系和有关水质指标的环境意义；掌握水中金属离子各形态浓度的计算、O.A.阿列金分类法和气体在水中饱和溶解度的计算。

第二章水环境中的酸碱平衡

第一节碳酸体系形态与作用

1.水中CO2的化学反应

2.水中CO2的重要作用

3.水中碳酸体系的形态

习题要点：水中碳酸盐的种类。

第二节封闭体系碳酸平衡规律

1.封闭体系碳酸平衡条件

2.碳酸各化合态浓度分布

3.平衡规律及其适用条件

4．特征线及其重要临界点

习题要点：碳酸各化合态浓度与pH之间关系公式的推导、封闭体系碳酸平衡的规律。

第三节开放体系碳酸平衡规律

1.开放体系碳酸平衡条件

2.开放体系碳酸各化合态浓度分布

3.开放体系与封闭体系碳酸平衡特点的比较

习题要点：开放体系碳酸各化合态浓度与pH之间关系公式的推导、封闭体系与开放体系碳酸平衡的比较。

第四节天然水的碱度与酸度

1.水的酸碱度的概念

2.酸碱度的来源

3.各种酸碱度的表示

4.酸碱度的有关计算和水体pH值的调节

5.酸碱度的单位与水的pH的比较

习题要点：酸碱度的概念和有关计算。

第五节天然水的缓冲能力

1.强酸、碱加入量公式的推导

2.加酸、碱量的计算

习题要点：公式推导和相关计算。

本章重点、难点：重点是封闭与开放体系碳酸的平衡规律及各种酸碱度的表示。难点是公式的推导和有关计算。

本章教学要求：了解天然水中碳酸体系的形态与作用；理解各种酸碱度的表示方法；掌握碳酸体系各碳酸化合态浓度与pH之间的关系、酸碱度的概念和计算。

第三章水环境中的溶解和沉淀作用

第一节溶解和沉淀的环境意义

1.环境意义

2.平衡关系与反应速率

3.动力学过程

习题要点：溶解-沉淀平衡的环境学意义

第二节各类固体的溶解度

1.氧化物与氢氧化物

2.硫化物

3.碳酸盐

习题要点：logc-pH图的制作、污水处理过程中的相关计算。

第三节不同固相的稳定性

1.不同固相共存时溶解态金属浓度与pH之间的关系

2.溶解规律

习题要点：不同固相共存时溶解态金属浓度与pH之间关系图的制作

第四节水体的稳定性

1.水体稳定性定义

2.判别公式的推导

3.水的稳定性计算

习题要点：水体稳定性计算

本章重点、难点：重点是各类固体的溶解度、不同固相的稳定性和水体稳定性。难点是不同固相稳定性。

本章教学要求：了解沉淀-溶解平衡的环境学意义；理解不同固相的稳定性；掌握各类固体的溶解度和水体的稳定性判别的计算。

第四章水环境中的配合作用

第一节配合作用的环境意义

习题要点：配合作用的环境学意义。

第二节配合物的稳定性