環(huán)境化學(xué)教案

教案首頁授課內(nèi)容第一章緒論所需課時(shí)1學(xué)時(shí)主要教材或參考資料戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握對(duì)現(xiàn)代環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展。2.掌握環(huán)境化學(xué)研究?jī)?nèi)容、任務(wù)。3.明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。能力目標(biāo)：要求掌握對(duì)現(xiàn)代環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)環(huán)境化學(xué)的形成過程和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)主要環(huán)境污染物的類別和它們?cè)诃h(huán)境各圈層中的遷移轉(zhuǎn)化過程。教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)環(huán)境化學(xué)第二節(jié)環(huán)境污染物學(xué)習(xí)指導(dǎo)復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題思考題：1．何謂環(huán)境化學(xué)？環(huán)境化學(xué)有哪些分支學(xué)科？2．環(huán)境問題在人類歷史上的教訓(xùn)有哪些？如何看待當(dāng)前的世界環(huán)境問題？教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日教學(xué)程序教學(xué)的基本內(nèi)容時(shí)間安排教學(xué)方法緒論第一節(jié)環(huán)境化學(xué)1.什么是環(huán)境化學(xué)(1)環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問題為研究對(duì)象，以解決環(huán)境問題為目標(biāo)的新型學(xué)科。(2)定義：環(huán)境化學(xué)是一門研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。它既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)新的重要分支。(3)研究?jī)?nèi)容：有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在的濃度水平和形態(tài)；來源；它們?cè)趥€(gè)別環(huán)境介質(zhì)中和不同介質(zhì)間的環(huán)境化學(xué)行為；有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效應(yīng)的機(jī)制和風(fēng)險(xiǎn)性；有害物質(zhì)已造成影響的緩解和消除以及防止產(chǎn)生危害的方法和途徑。(4)研究特點(diǎn)：從微觀的原子、分子水平上研究宏觀的環(huán)境現(xiàn)象與變化的化學(xué)機(jī)制及其防治途徑。(5)核心：研究化學(xué)污染物在環(huán)境中的化學(xué)轉(zhuǎn)化和效應(yīng)。第二節(jié)環(huán)境污染物一、環(huán)境中的重金屬主要是汞、鎘、鉛、鋅、銅、鈷、鎳、鋇、錫、銻等，從毒性角度通常將砷、鈹、鋰、硒、硼、鋁等也包括在內(nèi)。二有機(jī)污染物碳、氫、氧、氮、硫、磷和鹵素原子如氟、氯、溴、碘等組成1碳?xì)浠衔?有機(jī)鹵化合物（organichalogen）3含氧官能團(tuán)⑴醇和醚官能團(tuán)⑵醛酮基團(tuán)⑶羧基⑷羧酸酯基團(tuán)4含氮官能團(tuán)⑴胺基⑵硝基(3)偶氮類(4)三嗪類(5)季銨鹽5含硫官能團(tuán)6含磷官能團(tuán)三、POPs四、環(huán)境內(nèi)分泌干擾物第三節(jié)環(huán)境各圈及環(huán)境污染物在的遷移轉(zhuǎn)化過程遷移(transport)轉(zhuǎn)化(transformation)教案首頁授課內(nèi)容第二章大氣污染化學(xué)所需課時(shí)5學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握大氣中污染物的遷移過程2.掌握大氣污染物的光化學(xué)轉(zhuǎn)化過程3.明確大氣污染化學(xué)研究的新領(lǐng)域能力目標(biāo)：要求掌握大氣中污染物的遷移過程以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)重要污染物參與光化學(xué)煙霧和硫酸型煙霧的形成過程和機(jī)理。教學(xué)難點(diǎn)重要自由基的來源，自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。教學(xué)方法1.討論法2.講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)大氣環(huán)境概述0.5學(xué)時(shí)第二節(jié)大氣中重要污染物0.5學(xué)時(shí)氣體的污染化學(xué)2學(xué)時(shí)全球性大氣污染2學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2.閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題1、大氣中有哪些重要自由基？其來源如何？2、何謂溫室效應(yīng)和溫室氣體？教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日教學(xué)程序教學(xué)的基本內(nèi)容時(shí)間安排教學(xué)方法第二章大氣環(huán)境化學(xué)第一節(jié)大氣的組成及其主要污染物一、大氣的主要成分二、大氣層的結(jié)構(gòu)1、對(duì)流層2、平流層3、中間層4、熱層三、大氣中的主要污染物1、含硫化合物2、含氮化合物3、含碳化合物4、含鹵素化合物第二節(jié)大氣中污染物的遷移第三節(jié)大氣中污染物的轉(zhuǎn)化一、自由基化學(xué)基礎(chǔ)二、光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)三、大氣中重要自由基的來源對(duì)清潔大氣，O3的光解是HO的主要來源：O3+hγ→O+O2O+H2O→HO+HO對(duì)于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可產(chǎn)生HO：HNO2+hγ→HO+NOH2O2+hγ→HO+HO其中HNO2光解離是大氣中的重要來源。大氣中HO2主要來源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：HCHO+hγ→H+HCOHCO+O2→HO2+COH+O2+M→HO2+MO和HO與烴類發(fā)生摘H反應(yīng)也可以生成RRH+O→R+HORH+HO→R+H2O大氣中的CH3O主要來源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：CH3ONO+hγ→CH3O+NOCH3ONO2+hγ→CH3O+NO2大氣中的RO2都由R與O2結(jié)合而成的：R+O2→RO2四、氮氧化物的轉(zhuǎn)化五、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化六、光化學(xué)煙霧鏈引發(fā)反應(yīng)：1.NO2+hγ（λ＜430nm）→NO+O基本無機(jī)反應(yīng)：2.O+O2+M→O3+M3.NO+O3→NO2+O2鏈傳遞反應(yīng)：4.RH+HO→RO2+H2OHC氧化反應(yīng)5.RCHO+HO→RC(O)O2+H2O醛類氧化反應(yīng)6.RCHO+hγ→RO2+HO2+CO其他反應(yīng)7.HO2+NO→NO2+HONO氧化反應(yīng)8.RO2+NO→NO2+RCHO+HO29.RC(O)O2+NO→NO2+RO2+CO2鏈終止反應(yīng)：10.HO+NO2→HNO3自由基消除反應(yīng)11.RC(O)O2+NO2→RC(O)O2NO2（PAN）12.RC(O)O2NO2→RC(O)O2+NO2按原始HC結(jié)構(gòu)的不同可生成各種各樣的醛和酮，他們最后則凝聚為煙霧而影響大氣的能見度。而PAN及其同類物PBN都是刺激性很強(qiáng)的物質(zhì)，氧化性很強(qiáng)。七、硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染（1）光化學(xué)氧化SO2+hv（190~340nm）1SO2（單重態(tài)）SO2+hv（340~400nm）3SO2（三重態(tài)）3SO2+O2→SO4→SO3+O-或SO4+SO2→2SO3（2）液相氧化大氣中小于1μm的氣溶膠粒子通常表面都吸附有水層，可溶解SO2使其再氧化為H2SO4。有Mn、Fe、V等起催化作用的金屬離子，或強(qiáng)氧化劑（如O3或H2O2）存在時(shí)，氧化速率增大。八、酸性降水1.降水的化學(xué)組成（1）降水的形成（2）降水中的離子成分（3）降水中的有機(jī)酸（4）降水中的金屬元素2.降水的pH通常認(rèn)為天然雨水酸度的本底值為pH5.6它僅由大氣中存在的CO2與純水的平衡決定。pH＜5.6多年來被國(guó)際上用作判別是否受到酸化以及是否受到認(rèn)為污染的界限。許多人通過對(duì)全球背景點(diǎn)的降水組成和pH的研究,認(rèn)為全球降水pH的本底值似乎≥5.0更符合實(shí)際情況。而將pH和SO42-相結(jié)合，就可以判別降水是否酸化或是否受到人為污染。全球偏遠(yuǎn)地區(qū)非海鹽SO42-在降水中的濃度為1.5~5.1μmol.L-1（本底值）。九、溫室氣體和溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)：大氣中的吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。溫室氣體：能夠引起溫室現(xiàn)象的氣體稱之為溫室氣體。H2O、O3、N2O、CH4、H2O、O3、N2O、CH4、CFCS等也是溫室氣體。十、臭氧層的形成與耗損1、清潔大氣中：O3的形成O2+hv→2OO+O2+M→O3+M總反應(yīng)：3O2+hv→2O32、O3的猝滅O3+hv→O+O2O3+O→2O2HOx、NOx、ClOx等是導(dǎo)致O3猝滅的直接原因，把他們叫做活性物質(zhì)。它們導(dǎo)致O3猝滅的反應(yīng)如下：第四節(jié)大氣顆粒物按粒徑大小將大氣顆粒物分為：TSP<100μm飄塵<10μm降塵>10μm可吸入粒子Dp≤10μm大氣顆粒物的三模態(tài)Whitby等人依據(jù)大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不同類型的粒度模。愛根核模(Dp≤0.05μm)積聚模(0.05μm<Dp<2μm)粗粒子模(Dp>2μm)大氣顆粒物的表面性質(zhì)大氣顆粒物的化學(xué)組成無機(jī)顆粒物：由顆粒物的形成過程決定。如揚(yáng)塵的成分主要是該地區(qū)的土壤粒子。海洋濺沫成分主要是氯化鈉粒子和硫酸鹽粒子。有機(jī)顆粒物：指大氣中的有機(jī)物質(zhì)凝聚而形成的顆粒物，或有機(jī)物質(zhì)吸附在其他顆粒物上面而形成的顆粒物。粒徑較小，屬于愛根核?；蚍e聚模。大氣顆粒物的去除過程干沉降存在兩種機(jī)制(1)顆粒物在重力作用下沉降(2)顆粒物做布朗運(yùn)動(dòng)、與其他物體碰撞后發(fā)生沉降濕沉降的兩種機(jī)制(1)雨除指一些顆粒物作為形成云的凝結(jié)核，成為云滴的中心，通過凝結(jié)過程和碰撞過程使其增大為雨滴，形成降雨，顆粒物從而被去除。對(duì)半徑小于1μm的顆粒物有效；(2)沖刷降雨時(shí)在云下面的顆粒物與降下來的雨滴發(fā)生慣性碰撞或擴(kuò)散、吸附過程，從而使顆粒物去除，對(duì)于半徑在4μm以上的顆粒物效率較高。半徑在2μm左右的很難通過以上兩種方式除去。教案首頁授課內(nèi)容第三章水環(huán)境化學(xué)所需課時(shí)6學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.掌握水環(huán)境中污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化2.掌握水環(huán)境中污染物的相間行為和界面過程能力目標(biāo)：要求掌握水環(huán)境中污染物的化學(xué)轉(zhuǎn)化，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)無機(jī)污染物在水體中沉淀、溶解，氧化、還原，配合，吸附、解吸等過程及有機(jī)污染物在水體中的分配、揮發(fā)、水解、光解等過程和原理。教學(xué)難點(diǎn)各類污染物的pE計(jì)算及pE-pH圖制作。教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)天然水的基本特征及污染物的存在形態(tài)2學(xué)時(shí)第二節(jié)水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化2學(xué)時(shí)第三節(jié)水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化2學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1、復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2、閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題思考題：1、電子活度pE和pH的區(qū)別。2、從湖水中取出深層水，其pH=6.0，含溶解氧質(zhì)量濃度為0.32mg/L，計(jì)算pE和E。3、請(qǐng)敘述腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。4、向某一含有碳酸的水體中加入重碳酸鹽：總酸度、總堿度、無機(jī)酸度、酚酞堿度如何變化？教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日教學(xué)程序教學(xué)的基本內(nèi)容時(shí)間安排第三章水環(huán)境化學(xué)第一節(jié)水的基本特征及污染物存在形態(tài)一、水的循環(huán)二、水的資源性和有限性三、水的特性及環(huán)境效應(yīng)四、天然水的分類和成分表3-1天然水體的組成分類主要物質(zhì)溶解物質(zhì)O2、CO2、H2S、CH4、N2等可溶解氣體，Ca、Mg、Na、Fe、Mn等離子的鹵化物、碳酸鹽、硫酸鹽等鹽類，其他可溶性有機(jī)物膠體物質(zhì)Si、Al、Fe的水合氧化物膠體物質(zhì)，粘土礦物膠體物質(zhì)，腐殖質(zhì)等有機(jī)高分子化合物懸浮物質(zhì)細(xì)菌、病毒、藻類及原生動(dòng)物、泥沙、粘土等顆粒物1.主要離子2、營(yíng)養(yǎng)元素3.有機(jī)質(zhì)（1）富里酸（fulvicacid）（也稱黃腐酸），用FA表示，分子量為幾百至幾千，可溶于酸和堿；（2）腐植酸（humicacid）（也稱棕腐酸），用HA表示，分子量為幾千至幾萬，可溶于堿，但不溶于酸；（3）胡敏酸（humin）（也稱腐黑酸）：不溶于酸和堿。4.溶解氣體五、天然水的性質(zhì)（1）碳酸平衡（2）天然水中的堿度和酸度A、堿度(Alkalinity)是指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受質(zhì)子的物質(zhì)的總量。組成水中堿度的物質(zhì)可歸納為三類：強(qiáng)堿、弱減、強(qiáng)堿弱酸鹽。總堿度：用一個(gè)強(qiáng)酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，用甲基橙為指示劑，當(dāng)溶液由黃色變成橙紅色(pH約4.3)，停止滴定，此時(shí)所得的結(jié)果，也稱為甲基橙堿度?？倝A度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]酚酞堿度：滴定以酚酞為指示劑，當(dāng)溶液pH值降到8.3時(shí)，表示OH-被中和，CO32-全部轉(zhuǎn)化為HCO3-，得到酚酞堿度表達(dá)式：酚酞堿度=[CO32-]+[OH-]-[H2CO3*]-[H+]苛性堿度：達(dá)到pHCO32-所需酸量時(shí)堿度，但不易測(cè)得。苛性堿度=[OH-]-[HCO3-]-2[H2CO3*]-[H+]B、酸度（Acidity)：指水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即放出H+或經(jīng)過水解能產(chǎn)生H+的物質(zhì)總量。組成水中酸度的物質(zhì)可歸納為三類：強(qiáng)酸弱酸和強(qiáng)酸弱堿鹽。無機(jī)酸度：以甲基橙為指示劑滴定到pH=4.3無機(jī)酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-]游離CO2酸度：以酚酞為指示劑滴定到pH=8.3游離CO2酸度=[H+]+[HCO3-]-[CO32-]-[OH-]總酸度：在pH=10.8處得到，但此時(shí)滴定曲線無明顯突越，難以選擇合適的指示劑，故一般以游離CO2作為酸度主要指標(biāo)?？偹岫?[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3*]-[OH-]應(yīng)用總碳酸量（cT）和相應(yīng)的分布系數(shù)（α）來表示：總堿度＝cT(α1+2α2)+Kw/[H+]-[H+]酚酞堿度＝cT(α2-α0)+Kw/[H+]-[H+]苛性堿度＝-cT(α1+2α0)+Kw/[H+]-[H+]總酸度＝cT(α1+2α0)+[H+]-Kw/[H+]CO2酸度＝cT(α0-α2)+[H+]-Kw/[H+]無機(jī)酸度＝-cT(α1+2α2)+[H+]-Kw/[H+]第二節(jié)水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、水-顆粒物間遷移1、水中顆粒物的類別2、水環(huán)境中顆粒物的吸附作用項(xiàng)目離子交換吸附專屬吸附作用離子交換作用范德化力、化學(xué)鍵、氫鍵、增水鍵電性同種電性不發(fā)生同種電性發(fā)生表面電荷不變可變動(dòng)力學(xué)快速可逆不可逆慢過程水合氧化物對(duì)金屬離子的專屬吸附與非專屬吸附的區(qū)別項(xiàng)目非專屬吸附專屬吸附發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號(hào)－－、0、＋金屬離子所起的作用反離子配位離子吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)陽離子交換配位體交換發(fā)生吸附時(shí)要求體系的pH值＞零電位點(diǎn)任意值吸附發(fā)生的位置擴(kuò)散層內(nèi)層對(duì)表面電荷的影響無負(fù)電荷減少正電荷增加3、沉積物中重金屬的釋放——屬于二次污染問題二、水中顆粒物的聚集1、物理凝聚理論凝聚coagulation電介質(zhì)促成的聚集絮凝flocculation聚合物促成的聚集2、異體凝聚理論三、溶解和沉淀1、氧化物和氫氧化物2、硫化物3、碳酸鹽四、氧化還原1、電子活度和氧化還原電位(1)電子活度：pE=-lg(ae)ae——水溶液中電子活度(2)氧化還原電位E和pE的關(guān)系pE=E/0.059同樣：pE0=E0/0.0592、天然水體的pE-pH圖3、天然水的pE和決定電位4、無機(jī)氮化物的氧化還原轉(zhuǎn)化固氮：是將氣態(tài)氮轉(zhuǎn)化為離子形式硝化反應(yīng)：由氨根離子轉(zhuǎn)化為硝酸鹽反硝化：由硝酸鹽經(jīng)亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾倪^程4、無機(jī)鐵的氧化還原5、水中有機(jī)物的氧化A、水中有機(jī)物可以通過微生物的作用，逐步降解轉(zhuǎn)化為無機(jī)物B、水中有機(jī)物有氧分解產(chǎn)物為CO2、H2O、SO42-、NO3-等，不會(huì)引起水質(zhì)惡化；而缺氧分解產(chǎn)物為NH3、H2S、CH4，將會(huì)使水質(zhì)惡化。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、腐殖質(zhì)的配合作用第三節(jié)有機(jī)污染物在水環(huán)境的遷移轉(zhuǎn)化一、吸附作用1、分配作用分配系數(shù)：非離子性有機(jī)化合物可通過溶解作用分配到土壤有機(jī)質(zhì)中，并經(jīng)過一定時(shí)間達(dá)到平衡，此時(shí)有機(jī)化合物在土壤有機(jī)質(zhì)和水中含量的比值；2、標(biāo)化分配系數(shù) 為了在類型各異組分復(fù)雜的沉積物或土壤之間找到表征吸著的常數(shù)，引入了標(biāo)化的分配系數(shù)(Koc)：Koc=Kp/Xoc式中：Koc——標(biāo)化的分配系數(shù)，即以有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù)；Xoc——沉積物中有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。二、揮發(fā)作用三、水解作用1、幾類有機(jī)物可能的水解反應(yīng)產(chǎn)物2、水解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析通常測(cè)定的水解反應(yīng)是一級(jí)反應(yīng)，即-d[RX]/dt=Kh[RX]Kh——水解速率常數(shù)實(shí)驗(yàn)表明，水解速率與pH有關(guān)，水解速率可表示為：RH=Kh[c]={KA[H＋]+KN+KB[OH-]}[c]KA、KN、KB——分別為酸性催化、堿性催化和中性過程的二級(jí)反應(yīng)水解速率常數(shù)Kh——在某一pH值下準(zhǔn)以及反映水解速率常數(shù)如果考慮到吸附作用的影響，則水解速率常數(shù)。表達(dá)為：Kh=KN+aw(KA[H+]+KB[OH-])aw——有機(jī)化合物溶解態(tài)的分?jǐn)?shù)四、光解作用1、直接光解：化合物本身直接吸收了光能而進(jìn)分解反應(yīng)。2、敏化光解：水體中存在的天然物質(zhì)被陽光激發(fā)后，又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給化合物而導(dǎo)致的分解反應(yīng)。3、氧化反應(yīng)：4、光量子產(chǎn)率：進(jìn)行光學(xué)反應(yīng)的光子占吸收總光子數(shù)之比五、生物降解作用教案首頁授課內(nèi)容第四章土壤環(huán)境化學(xué)所需課時(shí)3學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解土壤的組成和性質(zhì)，了解污染物在土壤、植物體系中遷移的特點(diǎn)、影響因素及作用機(jī)制。2.掌握土壤的吸附、酸堿和氧化還原特性。能力目標(biāo)：要求掌握對(duì)土壤環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)污染物在土壤中的分布、遷移、轉(zhuǎn)化與歸趨的規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)土壤的酸堿度、緩沖作用、吸附性、氧化還原等性質(zhì)對(duì)污染物在土壤中的遷移、轉(zhuǎn)化的作用。教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)土壤環(huán)境化學(xué)1學(xué)時(shí)第二節(jié)土壤的化學(xué)污染1學(xué)時(shí)第三節(jié)土壤污染的防治1學(xué)時(shí)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2.閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題思考題：1.土壤有哪些主要成分？并說明它們對(duì)土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？2.什么是鹽基飽和度？它對(duì)土壤性質(zhì)有何影響？教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7第四章土壤環(huán)境化學(xué)第一節(jié)土壤的組成和性質(zhì)土壤是由固、液、氣三相物質(zhì)組成的疏松多孔體，在固相物質(zhì)之間，存在著大小不同的空隙，空隙中存在著水分和空氣。1.土壤礦物質(zhì)（soilmineralmatter）分為三類：簡(jiǎn)單鹽類——原生礦物化學(xué)風(fēng)化的最終產(chǎn)物三氧化物——硅酸鹽礦物徹底風(fēng)化后的產(chǎn)物次生鋁硅酸鹽類——伊利石、蒙脫石、高嶺石2、土壤有機(jī)質(zhì)3、土壤水分4、土壤空氣二、粒級(jí)分組與質(zhì)地分組1、土壤礦物質(zhì)的粒級(jí)劃分機(jī)械組成組成我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)mm國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)mm砂粒主要是原生礦物1-0.052-0.02粉粒主要是次生礦物0.05-0.0050.02-0.002粘粒原生與次生礦物混合<0.005<0.0022、各粒級(jí)的主要礦物成分和理化性質(zhì)3、土壤質(zhì)地分類及其特性三、土壤吸附性1、土壤膠體2、土壤膠體的離子交換吸附四、土壤的酸堿性1、土壤酸度soilacidity：取決于土壤中H+的存在方式（1）活性酸度soilactiveacidity（有效酸度，pH）H+的來源，土壤溶液中氫離子濃度的直接反映（2）潛性酸度soilpotentialacidity：來源于處于吸附態(tài)的H+、Al3+代換性酸度：用過量的中性鹽（KCl、NaCl等)淋洗土壤，溶液中金屬離子與土壤中H+、Al3+離子交換作用，而表現(xiàn)出來的酸度。土壤膠體-H++KCl土壤膠體-K++HCl土壤膠體-Al3++3KCl土壤膠體-3K++AlCl3AlCl3+H2O→Al(HO)3+3HCl（3）活性酸度與潛性酸度的關(guān)系2、土壤堿度soilalkalinity3、土壤的緩沖性能五、土壤的氧化還原性能第二節(jié)污染物在土壤－植物體系中的遷移及其機(jī)制一、重金屬在土壤中的結(jié)合態(tài)二、重金屬在土壤－植物體系中遷移1、土壤理化性質(zhì)2、重金屬的種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)3、植物的種類、生長(zhǎng)發(fā)育期等4、復(fù)合污染5、施肥三、重金屬在土壤—植物系統(tǒng)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律1、植物對(duì)土壤中的重金屬的富集規(guī)律2、重金屬在土壤剖面中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律3、土壤對(duì)重金屬離子的吸附固定原理四、主要重金屬在土壤中的積累和遷移轉(zhuǎn)化第三節(jié)有機(jī)污染物1、植物根系只能吸收與它接觸的土壤溶液中的溶質(zhì)和部分借“接觸交換”直接吸取土壤固體表面吸附的溶質(zhì)。2、植物被吸收，植物可以通過木質(zhì)化作用在植物新的組織結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)藏它們及其碎片，或者通過揮發(fā)、代謝和礦化作用轉(zhuǎn)化為CO2和H2O。3、傳播方式：被動(dòng)傳輸：濃度差引起，由高濃度向低濃度。主動(dòng)傳輸：需要能量，由低濃度向高濃度。4、影響傳輸?shù)囊蛩豠.植物的種類b.土壤的種類c.重金屬的形態(tài)d.重金屬在植物體內(nèi)的遷移能力5、兩種機(jī)制第四節(jié)土壤中農(nóng)藥的遷移轉(zhuǎn)化一、土壤中農(nóng)藥遷移的基本特征主要通過擴(kuò)散、質(zhì)體流動(dòng)和吸附分配來完成。在前兩者的過程中，農(nóng)藥遷移可以以蒸汽或非蒸汽的形式進(jìn)行。1、擴(kuò)散（Diffusion）2、質(zhì)體流動(dòng)3、吸附分配二、典型農(nóng)藥在土壤中的轉(zhuǎn)化(1)DDT2、有機(jī)磷農(nóng)藥多為磷酸的酯類和酰胺類化合物(1)命名和結(jié)構(gòu)(2)特點(diǎn)：易降解、毒性大(3)降解途徑a.吸附催化水解：有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中降解的主動(dòng)途徑b.光解c.生物降解3、氨基甲酸酯類農(nóng)藥(1)結(jié)構(gòu)(2)呋喃丹4、擬除蟲菊脂5、除草劑——阿特拉津（Atrazine)教案首頁授課內(nèi)容第五章生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性所需課時(shí)3學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解毒物的毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用2.掌握污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累。能力目標(biāo)：要求掌握對(duì)土壤環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累教學(xué)難點(diǎn)耗氧和有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解；毒物的毒性、聯(lián)合作用和致突變、致癌及抑制酶活性等作用內(nèi)容提要教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累第二節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化第三節(jié)污染物質(zhì)的毒性學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2.閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題思考題：1.試說明化學(xué)物質(zhì)致突變、致癌變的生物化學(xué)機(jī)理。教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日第五章生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性第一節(jié)污染物質(zhì)的生物富集、放大和積累一、生物富集生物濃縮系數(shù)（BiologicalConcentrationFactoar）達(dá)穩(wěn)態(tài)時(shí)：BCF=Cb/CeCb——某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體中的濃度Ce——某種元素或難降解物質(zhì)在機(jī)體周圍環(huán)境中的濃度BCF與Kow的關(guān)系lgBCF=algKow+b適用于水生生物，對(duì)陸生植物不適用。二、生物放大指在同一食物鏈上的高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物，通過吞食低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在機(jī)體內(nèi)的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)數(shù)提高而增大的現(xiàn)象。三、生物積累指生物從周圍環(huán)境（水、土壤、大氣）和食物鏈蓄積某種元素或難降解物質(zhì)，使其在有機(jī)體中的濃度超過周圍環(huán)境中濃度的現(xiàn)象。第二節(jié)污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化、化學(xué)轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化構(gòu)成了污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大主要轉(zhuǎn)化類型。一、生物轉(zhuǎn)化中的酶1、幾個(gè)概念2、酶催化作用的特點(diǎn)3、酶的分類二、若干重要輔酶的功能一些氧化還原酶的輔酶，在酶促反應(yīng)中具有傳遞氫原子的功能。1、FMN和FAD2、NAD＋和NADP＋(又分別稱為輔酶Ⅰ輔酶Ⅱ)三、生物氧化中的氫傳遞過程四、耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解1、糖類的微生物降解A、多糖水解成單糖B、單糖酵解成丙酮酸C6H12O6+2NAD＋→2CH3COCOOH+2NADH+2H+C、丙酮酸的轉(zhuǎn)化2、脂肪的生物降解3、蛋白質(zhì)的微生物降解A、蛋白質(zhì)水解成氨基酸B、氨基酸脫氨脫羧成脂肪酸4、甲烷發(fā)酵五、有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型1、氧化反應(yīng)類型A、混合功能氧化酶加氧氧化B、脫氫酶脫氫氧化C、氧化酶氧化2、還原反應(yīng)類型3、水解反應(yīng)類型A、羧酸酯酶使酯水解RCOOR'+H2O→RCOOH+R'OHB、磷脂酯酶使磷脂水解C、酰胺酶使酰胺水解4結(jié)合反應(yīng)六、有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解1、烴類碳原子數(shù)>1的正烷烴：通過烷烴的末端氧化，或次末端氧化，或雙端氧化，逐步生成醇、醛及脂肪酸，而后經(jīng)β-氧化進(jìn)入TCA循環(huán)，最終降解成二氧化碳和水。烯烴：①烯的飽和末端氧化、再經(jīng)與正烷烴相同的途徑成為不飽和脂肪酸；②或者是烯的不飽和末端雙鍵環(huán)氧化成為環(huán)氧化合物，再經(jīng)開環(huán)形成二醇致飽和脂肪酸。然后，脂肪酸通過β-氧化進(jìn)入TCA循環(huán)，降解成二氧化碳及水。多環(huán)芳烴的微生物降解與上類似降解順序：烯烴>烷烴>苯環(huán)>多環(huán)芳烴2.農(nóng)藥DDT由于分子中特定位置上的氯原子而難于降解。因此，在微生物還原脫氯酶作用下，脫氯和脫氯化氫成為DDT降解的主演途徑。如圖，DDT變?yōu)镈DE及DDD是其最通常的降解產(chǎn)物。DDE極其穩(wěn)定。DDD還可通過上面提及的途徑，形成一系列脫氯型化合物。另外，又可由微生物氧化酶作用使DDT和DDD羥基化七、氮和硫的微生物轉(zhuǎn)化1、氮的微生物轉(zhuǎn)化氮的形態(tài)，元素、有機(jī)、無機(jī)轉(zhuǎn)化過程：同化、氨化、硝化、反硝化及固氮同化：綠色植物和微生物吸收硝態(tài)氮和氨態(tài)氮，組成機(jī)體中蛋白質(zhì)、核酸等含氮有機(jī)物質(zhì)的過程。氨化：生物殘?bào)w中的有機(jī)氮化物，經(jīng)微生物分解成氨態(tài)氮的過程。硝化：氨在有氧條件下通過微生物作用，氧化成硝酸鹽的過程。反硝化：硝酸鹽在通氣不良條件下，通過微生物作用而還原的過程。八重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化第三節(jié)污染物質(zhì)的毒性1、酶活性的抑制①有些有機(jī)化合物與酶的共價(jià)結(jié)合；②有些重金屬離子與含巰基的酶強(qiáng)烈結(jié)合；③有些金屬取代金屬酶的不同金屬2、致突變作用致突變作用：指生物細(xì)胞內(nèi)DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用。致突變作用分為基因突變和染色體突變兩類。基因突變：指DNA中堿基對(duì)的排列順序發(fā)生改變。屬于分子水平的變化。它包含堿基對(duì)的轉(zhuǎn)換、顛換、插入和缺失四種類型。一個(gè)常用的鑒定突變的試驗(yàn)是鼠傷寒沙門氏菌－哺乳動(dòng)物肝微粒體酶試驗(yàn)（艾姆斯試驗(yàn)）。染色體畸變：涉及整個(gè)染色體，呈現(xiàn)染色體結(jié)構(gòu)或數(shù)目的改變。屬于細(xì)胞水平的變化。3、致癌作用物理致癌、化學(xué)致癌、生物致癌確證致癌物、可疑致癌物、潛在致癌物到1978年為止，確定為動(dòng)物致癌的化學(xué)物質(zhì)達(dá)到3000種，以后每年都有數(shù)以百計(jì)的新致癌物被發(fā)現(xiàn)。致癌作用機(jī)理第一，是引發(fā)階段。直接致癌物或間接致癌物的終致癌物引起DNA基因突變。第二，是促長(zhǎng)階段。主要是突變細(xì)胞改變了遺傳信息的表達(dá)，增殖成為腫瘤，其中惡性腫瘤還會(huì)向機(jī)體其它部位擴(kuò)散。前致癌物、直接致癌物、終致癌物：親電物質(zhì)通過烷基化或芳基化與DNA的富電的氧和氮原子發(fā)生作用3、致畸作用人或動(dòng)物在胚胎發(fā)育過程中由于各種原因所形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)異常，稱為先天性畸形或畸胎。教案首頁授課內(nèi)容第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)所需課時(shí)3學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解重金屬汞、砷和有機(jī)鹵代物、多環(huán)芳烴、表面活性劑等有機(jī)污染物這些典型污染物的來源、用途和基本性質(zhì)。2.掌握它們?cè)诃h(huán)境中的基本轉(zhuǎn)化、歸趨規(guī)律與效應(yīng)。能力目標(biāo)：要求掌握對(duì)土壤環(huán)境問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)典型污染物的基本性質(zhì)教學(xué)難點(diǎn)典型污染物在環(huán)境中的基本轉(zhuǎn)化、歸趨規(guī)律與效應(yīng)教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)重金屬汞、砷在各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)第二節(jié)有機(jī)鹵代物、多環(huán)芳烴、表面活性劑等有機(jī)污染物在各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)。學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2.閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題思考題：1.為什么二價(jià)汞和甲基汞在人體內(nèi)能長(zhǎng)期滯留？舉例說明它們可形成哪些化合物。教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日第六章典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)第一節(jié)重金屬元素一、汞1、環(huán)境中汞的來源、分布與遷移2、汞的甲基化甲基鈷氨素是金屬甲基化過程中甲基基團(tuán)的重要生物來源。CH3CoB12+Hg2++H2O→H2OCoB12+CH3Hg+在S2－或H2S存在下，甲基汞離子轉(zhuǎn)化為二甲基汞。2CH3Hg＋＋S2－→(CH3Hg)2S(CH3Hg)2S→(CH3)2Hg+HgS3、甲基汞脫甲基化與汞離子還原湖底沉積物中甲基汞可以被假單胞菌屬細(xì)菌降解而轉(zhuǎn)化為甲烷和汞。也可將Hg2＋還原為金屬汞。CH3Hg＋＋2H→Hg＋CH4＋H＋HgCl2＋2H→Hg＋2HCl二、砷1、來源2、環(huán)境中As的遷移轉(zhuǎn)化在一般的pH和Ea范圍內(nèi)，As主要以+3，+5存在。水溶性部分：AsO43-、HAsO42-、H2AsO4-、AsO33-、H2AsO3-只占5~10%。土壤中溶解態(tài)、難溶態(tài)及吸附態(tài)砷之間相對(duì)含量與土壤Eh、pH密切相關(guān)：pH上升，Eh下降，可提高As的溶解性。3、As的危害As(Ⅲ)的毒性是As(Ⅵ)的60倍。前者可以與蛋白質(zhì)中巰基(R-SH)作用。砷的甲基化轉(zhuǎn)化為三甲基砷。第二節(jié)有機(jī)污染物一、有機(jī)鹵代物1、鹵代烴（1）來源（2）鹵化物在大氣中的轉(zhuǎn)化在對(duì)流層中的轉(zhuǎn)化：含氫鹵代烴與OH自由基的反應(yīng)是它們?cè)趯?duì)流層中消除的主要途徑在平流層中的轉(zhuǎn)化：進(jìn)入平流層的鹵代烴污染物受高能光子攻擊而破壞臭氧層。2、PCBs(PolychlorinatedBiphenyls)（1）結(jié)構(gòu)PCBs全部異構(gòu)體有210個(gè)，目前已鑒定出102個(gè)2、PCBs(PolychlorinatedBiphenyls)（2）來源與分布變壓器和電容器內(nèi)的絕緣流體；在熱傳導(dǎo)系統(tǒng)和水力系統(tǒng)中作介質(zhì)；在配制潤(rùn)滑油、油墨中作添加劑；在塑料中作增塑劑。（3）性質(zhì)隨Cl原子數(shù)增加，粘稠度也相應(yīng)增加，呈樹脂狀。純品溶解度取決于分子中取代的氯原子數(shù)，數(shù)目增加，溶解度降低。蒸汽壓小，溶解度小，故主要為吸附態(tài)，易被顆粒物吸附，多沉積物中。易通過食物鏈傳遞。（4）遷移揮發(fā)作用→大氣→濕沉降進(jìn)入水體→沉積物中（5）轉(zhuǎn)化A、光化學(xué)分解B、生物轉(zhuǎn)化含氯數(shù)目越少，越易被降解.（6）處理方法焚燒，但會(huì)產(chǎn)生多氯代二苯并二噁英3、多氯代二苯并二惡英(PCDD)多氯代二苯并呋喃(PCDF)二、多環(huán)芳烴PAHsPolycyclicaromatichydrocarbon)1、來源天然源：化石燃料和植物的不完全燃燒，或自然成巖過程。人為源：不完全燃燒，熱分解；石油污染或在還原氣氛下熱解，很多食物中含有多環(huán)芳烴。非水溶性液體（NAPL）：2、在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化存在于大氣顆粒物、氣溶膠和沉積物中。進(jìn)入水體，一般液相中含量較少，主要被顆粒物吸附，存在于沉積物中。轉(zhuǎn)化：光解、微生物降解3、PAHs結(jié)構(gòu)與致癌性三、非離子表面活性劑表面活性劑是分子種同時(shí)具有親水性基團(tuán)核疏水性基團(tuán)的物質(zhì)。它能顯著改變液體的表面張力或兩相界面的張力，具有良好的乳化或破乳；濕潤(rùn)、滲透或反滲透；分散或凝聚；氣泡、穩(wěn)定和增加溶解力等作用。1、分類2、性質(zhì)3、表面活性劑在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用洗脫：washing、flushing用于土壤污染修復(fù)，利用其增溶作用，同時(shí)增加污染有機(jī)質(zhì)含量，因而增加污染物在土壤上的吸附。對(duì)有機(jī)污染物的降解順序成本問題4、表面活性劑對(duì)環(huán)境的污染與效應(yīng)使水的感觀狀況受到影響，活性劑污染了水源后，用一般方法不易清除，在水源受洗滌劑嚴(yán)重污染的地方，自來水中也出現(xiàn)大量泡沫。由于洗滌劑中含有大量的聚磷酸鹽作為增凈劑，使廢水不含有大量的磷，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要原因。表面活性劑可以促進(jìn)水體中石油和多氯聯(lián)苯等不溶性有機(jī)物的乳化、分散，增加廢水處理的難度。由于陽離子表面活性劑具有一定的殺菌能力，在濃度高時(shí)，可能破壞水體微生物的群落。教案首頁授課內(nèi)容第七章環(huán)境修復(fù)過程的化學(xué)問題所需課時(shí)3學(xué)時(shí)主要教材或參考資料1、戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.102、王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社20063、汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20044、劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，20035、鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：了解重金屬污染修復(fù)；了解有機(jī)污染修復(fù)；了解微生物修復(fù);了解植物修復(fù);了解化學(xué)氧化法.。能力目標(biāo)：要求掌握對(duì)環(huán)境修復(fù)問題認(rèn)識(shí)的發(fā)展以及對(duì)環(huán)境化學(xué)提出的任務(wù)，明確學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)課程的目的。德育目標(biāo)：1.學(xué)會(huì)用專業(yè)知識(shí)看待和解決環(huán)境問題。2.激發(fā)學(xué)生對(duì)環(huán)境化學(xué)進(jìn)行研究的動(dòng)機(jī)。3.形成熱愛環(huán)境和保護(hù)環(huán)境正確態(tài)度。教學(xué)重點(diǎn)改變重金屬在土壤中存在的形態(tài)，使其固定，降低其在環(huán)境中的遷移性和生物可利用性；微生物對(duì)重金屬的吸附積累。教學(xué)難點(diǎn)植物去除金屬主要通過植物萃取技術(shù)和植物固定化技術(shù)。教學(xué)方法講授法教學(xué)內(nèi)容及時(shí)間安排第一節(jié)重金屬污染修復(fù)第二節(jié)有機(jī)污染物修復(fù)學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.復(fù)習(xí)教材和筆記中本章內(nèi)容。2.閱讀王麟生等編環(huán)境化學(xué)導(dǎo)論-2版華東師范大學(xué)出版社2006汪群慧等編.環(huán)境化學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004戴樹桂主編-2版.環(huán)境化學(xué)，高等教育出版社，2006.10劉兆榮等編.環(huán)境化學(xué)教程，化學(xué)工業(yè)出版社，2003鄧南圣等編.環(huán)境化學(xué)教程，武漢大學(xué)出版社，2000作業(yè)及思考題1.微生物修復(fù)所需要的環(huán)境條件是什么？教研室審閱意見同意上述安排。教研室主任簽字：于泓2010年12月7日第七章環(huán)境修復(fù)過程的化學(xué)問題第一節(jié)重金屬污染修復(fù)1客土法、換土法2稀釋法3加入改良劑，提高金屬的固定性（1）加入石灰（2）加入有機(jī)肥料（3）化學(xué)沉淀和吸附（4）利用離子拮抗作用減少植物對(duì)重金屬的吸收4調(diào)節(jié)土壤的氧化還原電位5水洗法6電動(dòng)力學(xué)法7熱解吸法8淋溶法9微生物作用（1）微生物對(duì)重金屬的吸附積累（2）通過微生物作用改變金屬的價(jià)態(tài)，使其固定在土壤上（3）甲基化和脫甲基化10植物修復(fù)技術(shù)植物修復(fù)去除污染物的方式有4種，①植物提取(phytoextraction)：②植物降解(phytodegradation)：③植物穩(wěn)定(phytostabilization)：④植物揮發(fā)(phytovolatilization)：有機(jī)污染物修復(fù)一微生物修復(fù)二影響微生物修復(fù)效率的因素1營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)2電子受體3污染物的性質(zhì)4環(huán)境條件；5微生物的協(xié)同作用原位生物修復(fù)技術(shù)生物通氣法（bioventing）不飽和層污染物生物降解技術(shù)生物注氣法（biosparging）飽和層生物沖淋法（bioflooding）補(bǔ)充微生物降解需要的氧和營(yíng)養(yǎng)物土地耕作法（landfarming）不飽和層易位生物修復(fù)技術(shù)易位土地耕作（exsitulandfarming）通氣土壤堆處理（aeratedsoilpiletreatment），整備床（preparedbed）堆制處理（composing）泥漿處理（slurryphasetreatment）三、植物修復(fù)法有機(jī)污染物被植物吸收后，可直接以母體化合物或以不具有植物毒性的代謝產(chǎn)物的形態(tài)，通過木質(zhì)化作用在植物組織中貯藏，也可礦化，或隨植物的蒸騰（呼吸）作用排出植物體。轉(zhuǎn)化（transformation）、結(jié)合(conjugation)和隔離(compartmentation)。四、化學(xué)氧化法1高錳酸鉀法2臭氧氧化有機(jī)污染物的機(jī)理臭氧分子的直接氧化反應(yīng)臭氧的分子結(jié)構(gòu)呈三角形，中心氧原子與其它兩個(gè)氧原子間的距離相等，在分子中有一個(gè)離域π鍵，臭氧分子的特殊結(jié)構(gòu)使得它可以作為偶極試劑、親電試劑和親核試劑。在直接氧化過程中，臭氧分子直接加成到反應(yīng)物分子上，形成過渡型中間產(chǎn)物，然后再轉(zhuǎn)化成最終產(chǎn)物，臭氧與烯烴類物質(zhì)的反應(yīng)就屬于此類型。臭氧能與許多有機(jī)物或官能團(tuán)發(fā)生反應(yīng)：如C=C，C≡C，芳香化合物，碳環(huán)化合物，=N-N=S，C≡N，C－Si，－OH，－SH，－NH2，－CHO，－N=N等。臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)是選擇性的，而且不能將有機(jī)物徹底分解為CO2和H2O，臭氧化產(chǎn)物常為羧酸類有機(jī)物，主要是一元酸，二元酸類有機(jī)小分子。臭氧與芳烴類化合物發(fā)生反應(yīng)，生成不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物，這些不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物很快地分解形成兒茶酚、苯酚和羧酸衍生物。苯酚能