《环境化学》教学大纲
课程编号：097007
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、有机化学和物理化学
适用专业：化学
开课系或教研室：化学与化工系
一、课程的性质和任务
1．课程性质：本课程为化学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
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
※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
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
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
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
※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
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
绿色化学的基本原理；绿色化学的应用
四、学时分配表
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；
《环境化学实验》教学大纲
课程编号：097008
课程名称：环境化学实验 （Experiment of Environment Chemistry）
课程类型：专业课
学时/学分：32/2
适用专业：化学
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
环境化学是一门综合性非常强的学科，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化学实验技能，并加深对环境化学有关理论的理解和认识，同时了解环境化学领域最新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。
二、实验项目名称和学时分配
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
实验目的与教学要求：
1．复习水体富营养化的概念，了解水体富营养化产生的原因及其评价指标。
2. 掌握总磷、叶绿素-a的测定原理及操作方法。
3. 评价水体富营养化状况。
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. 总磷的测定：水样在酸性介质中用过硫酸钾氧化，将各种形态的磷转化为磷酸盐，用磷钼蓝分光光度法测定。
2. 叶绿素-a的测定：用丙酮萃取分光光度法测定。
实验四 土壤、活性炭对苯酚的吸附作用
实验类型：综合实验
实验学时：4
每组人数：8
实验目的与教学要求：
1. 了解土壤、活性炭的环境化学意义及其在水体自净中的作用。
2. 掌握4-氨基安替比林分光光度法测定苯酚的原理和操作方法。
3. 绘制两种土壤、活性炭对苯酚的吸附等温线，求出吸附常数，比较它们对苯酚的吸附能力。
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：
试验土壤、活性炭对一系列不同浓度的苯酚的吸附情况，计算平衡衡浓度和吸附量，绘制等温吸附线，分析吸附性能。
用4-氨基安替比林分光光度法测定苯酚。
四、使用教材及参考书
教材：《环境化学实验》 主 编：董德明，朱利中
出版社：高等教育出版社 20##年
五、考核办法和成绩评定标准
本实验是环境化学课程内实验，实验成绩记入平时成绩。每个实验根据表现（10%）、操作技能（40%）和实验报告（50%）计算成绩，不做实验则该次实验成绩为0，最后成绩以总平均成绩计。实验成绩按30%比例计入课程总成绩。实验成绩不及格者，不能参加课程理论考试。
执笔：晁明永
审定：薛兆民
日期：20##年04月
第二篇：环境化学课程实验教学大纲
《环境化学》课程实验教学大纲
[适用对象] 环境科学专业
[实验学时] 24学时
一、实验教学任务和目的
通过《环境化学实验》课程的学习，深化《环境化学》课程讲授的基本知识，促进对环境化学领域研究动态及前沿的理解，掌握研究环境化学问题的基本方法和手段，提高实验数据科学分析能力和实验技能，使学生具备初步的独立科研能力。
二、实验教学基本要求
通过该实验课程的学习，学生应熟练掌握环境化学的基本实验技能，了解环境化学的研究方法。
三、实验教学内容
实验一 水体富营养化程度的评价——叶绿素—a含量的测定
1、实验目的和要求
（1）掌握叶绿素—a的测定原理及方法；
（2）评价水体的富营养化状况；
2、实验内容
测定水体中的叶绿素—a的含量，可估计该水体的绿色植物存在量。将色素用丙酮萃取，测量其吸光度值，便可以测得叶绿素—a的含量。
（1）将100~500ml水样经玻璃纤维滤膜过滤，记录过滤水样的体积。将滤纸卷成香烟状，放入小瓶或离心管中。加10ml或足以使滤纸淹没的90%丙酮液，记录体积，塞住瓶塞，并在4℃下暗处放置4h。如有浑浊，可离心萃取液。将一些萃取液倒入1cm玻璃比色皿，加比色皿盖，以试剂空白为参比，分别在波长665nm和750nm处测其吸光度。
（2）加1滴盐酸于上述两只比色皿中，混匀并放置1min，再在玻长665nm和750nm处测其吸光度。
3、实验仪器
（1）可见光分分光度计；
（2）具塞小试管；
（3）玻璃纤维滤膜、剪刀、玻棒、夹子；
4、实验学时
8学时
实验二 水中苯系物的挥发速率
1、实验目的和要求
（1）了解有机污染物的挥发过程及其规律，学会测定有机物质挥发速率的实验方法；
（2）了解影响有机污染物挥发速率的有关因素；
2、实验内容
（1）纯物质挥发速率的测定：
1）用直径12mm高10mm的不锈钢盘作为样品容器，分别加入足够的待测物质（苯、甲苯）以减少器壁高度的影响。将容器置于分析天平上，将分析天平两边门打开。以免蒸气饱和。每隔30s读取重量1次，共测10次，同时量出容器的截面积。
2）如果室内环境温度及相对湿度波动很大的话，可将天平的门关闭，在较短的时间间隔内进行测定。这样，天平内物质的挥发还不足以使天平室中化合物的浓度达到可观的程度，对挥发速率影响不大。
（2）溶液中有机污染物挥发速率的测定
1）储备液的配制：准确称取苯和甲苯0.1g,分别置于2 个10ml容量瓶中,用甲醇稀释到刻度。溶液浓度为10mg/ml
2）中间液的配制：取上述储备液各5ml分别置于两个250ml的容量瓶中,作水稀释到刻度。 溶液浓度为200mg/ml
3）标准曲线的绘制:分别取苯中间0.25、0.5、1.5、和2.0ml于10ml容量瓶内，用水稀释到刻度。其浓度分别为5、10、20、30、和40mg/ml。将该组溶液用紫外分光光度计于波长205nm处测定吸光度。以吸光度对浓度作图，可得到苯的标准曲线。按同样的方法绘制甲苯的标准曲线，测定波长仍为205nm。
4）将剩余的苯和甲苯的中间液分别倒入2个玻璃培养皿内，量出溶液高度，并记录温度。让其自然挥发，每隔10分钟取样一次，每次取0.5ml，作水定容至5ml，测定吸光度，共测10个点。量出玻璃培养皿的面积。
3、实验仪器
（1）紫外分光光度计；
（2）双门分析天平：
（3）不锈钢盘：直径12mm，高10mm
（4）培养皿：直径20mm。
（5）容量瓶：5ml，10ml，250ml
4、实验学时
8学时
实验三 有机物的正辛醇—水分配系数
1、实验目的和要求
（1）掌握有机物的正辛醇—水分配系数的测定方法
（2）学习使作紫外分光光度计
2、实验内容
（1）标准曲线的绘制
移取1ml对二甲苯于10ml容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀取该溶液0。1ml于25ml容量瓶中。再作乙醇稀释至刻度，摇匀，此时浓度为400μL/L。在5只25 ml容量瓶中各加入该溶液1.00ml，2.00 ml，3.00 ml，4.00 ml和5.00 ml，用水稀释至刻度，摇匀。在紫外分光光度计上于波长227nm处，以水为参比，测定吸光度值。利用所测得的标准系列的吸光度值对浓度作图，绘制标准曲线。
（2）溶剂的预饱和
将20ml正辛醇与200ml二次蒸馏水在振荡器上振荡24小时，使两者相互饱和，静止分层后，两相分离，分别保存备用。
（3）平衡时间的确定及分配系数的测定
1）移取0.40ml对二甲苯于10ml容量瓶中，用上述处理过的被水饱和的正辛醇稀释至刻度，该溶液浓度为4×104μL/ml
2）分别移取10 ml上述溶液于6个10ml具塞比色管中，用上述处理过的被正辛醇所饱和的二次水稀释至刻度。塞紧塞子，置于恒温振荡器上，分别振荡0.5 、1.0 、1.5、2.0、2.5和3.0小时，离心分离。用紫外分光光度计测定水相吸光度。取水样时，为避免正辛醇的污染，可利用带针头的玻璃注射器移取水样。首先在玻璃注射器内吸入部分空气，当注射器通过正辛醇相时，轻轻排出空气，在水相中已吸取足够的溶液时，迅速抽出注射器，卸下针头后，即可获得无正辛醇污染的水相。
3、实验仪器
（1）紫外分光光度计；
（2）恒温振荡器；
（3）离心机；
（4）具塞比色管：10ml
（5）玻璃注射器：5ml
（6）容量瓶：5ml，10mL
4、实验学时
8学时
四、实验项目与学时分配
实验项目与学时分配表
五、实验考核办法与成绩评定
依据平时实验进行情况进行考查（包括预习和知识准备情况、实验过程中操作动手能力及判断和解决问题能力、对实验得到的数据结果进行科学思考能力、实验报告的写作水平等）。
实验考核成绩占课程总成绩的30%。
六、实验教材及参考书
1、实验教材
《环境化学实验》董德明，朱利中主编·北京：高等教育出版社，2002。
2、参考书
《环境化学》 戴树桂主编·北京：高等教育出版社，1997。