《环境化学》教案.pdf

学习必备欢迎下载环境化学教案环境化学课堂教学主要包括四大部分：第一部分为绪论，介绍当前人类面临的环境问题，环境科学的形成和发展，环境化学的研究内容和发展方向，化学污染物及其在多介质环境中的迁移转化行为第二部分为大气污染化学，主要介绍大气的结构、组成和性质，大气中主要污染物及其迁移，光化学反应基础，温室效应、酸沉降、臭氧层破坏、光化学烟雾等重要的大气污染化学问题及其形成机理，气溶胶化学，室内空气污染及健康风险，大气污染的防治对策第三部分为水污染化学，主要介绍天然水的基本特征，水中重要化学污染物的存在形态及分布，污染物在水环境中迁移转化的基本原理及水质模型；重点介绍重金属在水环境中沉淀-溶解、氧化 -还原、吸附 -解吸、絮凝 -沉降、配合作用、生物转化等迁移转化过程的基本原理及影响因素，有机污染物在水环境中挥发、吸附、化学与生物降解等迁移转化和多介质环境过程的基本原理、影响因素及其模型第四部分为土壤污染化学，介绍土壤的组成和基本性质，化学污染物在土壤-植物体系中的迁移、作用机理及影响因素，土壤中氮磷污染及迁移转化，重点介绍土壤中重金属和有机农药的迁移转化行为及生物生态效应，土壤中温室气体的形成及释放机理，土壤污染防治与修复等。

通过本课程的学习，使学生掌握环境化学的基本知识、基本原理和基本技能，为从事环境保护和环境科学研究工作奠定基础第一章绪论重点要求： 1、了解环境化学的内容、作用及其地位2、了解环境化学各分支学科的发展动向3、掌握环境污染物和化学污染物的分类及主要组成4、环境效应的基本概念5、环境污染物在环境各圈层的迁移转化过程（了解）第一节环境化学一、环境问题环境污染可持续发展二、环境化学环境化学的概念精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载环境化学的任务；内容及特点环境化学的发展动向环境分析化学各圈层环境化学环境工程化学第二节环境污染物一、环境污染物的类别1、人类社会不同功能产生的污染物工业农业交通运输生活2、化学污染物元素无机物有机化合物和烃类金属有机和准金属有机化合物含氧有机化合物有机氮化合物有机卤化合物有机硫化合物有机磷化合物二、环境效应及其影响因素1、环境物理效应2、环境化学效应3、环境生物效应三、环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介污染物的迁移与转化迁移方式转化方式精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载污染物在多介质中的迁移、转化和循环举例：大气 水土壤第二章大气环境化学重点要求： 1、了解大气层结构及大气污染物迁移的主要因素。

2、光化学烟雾的形成过程和机理3、硫酸型烟雾的形成过程和机理4、酸雨及其化学组成5、大气颗粒物及其组成6、温室气体和温室效应7、臭氧层的形成与耗损第一节 大气中污染物的转移一、大气温度层结出示大图：图 1 大气温度的垂直分布图 2 大气密度的垂直分布大气垂直递减率二、辐射逆温层三、绝热过程与干绝热过程四、大气稳定度五、影响大气污染物迁移的因素风和大气湍流的影响天气形势和地理地势的影响第二节 大气中污染物的转化一、光化学反应基础1、光化学反应过程什么是光化学反应？初级过程：A + hA* 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载次级过程：举例：HCl + h H + Cl H + HCl H2 + Cl Cl + Cl Cl22、量子产率（不做介绍）3、大气中重要吸光物质的光离解：（1）氧分子和氮分子的光离解O2 + hO + O N2 + hN + N （2）臭氧的光离解O3 + hO + O2 （3）NO2的光离解NO2 + h NO + O （4）亚硝酸和硝酸的光离解HNO2 + hHO + NO HNO2 + hH + NO2 HNO3 + hHO + NO2 （5）二氧化硫对光的吸收SO2 + hSO2* （6）甲醛的光离解H2CO + h H + HCO H2CO + h H2 + CO （7）卤代烃的光离解CH3X + h CH3 + X 二、大气中重要自由基的来源1、大气中 HO 和 HO2自由基的浓度2、大气中 HO 和 HO2自由基的来源：HO 来源一：O3 + hO + O2O + H2O 2HO HO 来源二：HNO2 + hHO + NO 精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载H2O2 + h2HO HO2的来源：H2CO + hH + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2HO2 + CO 3、R、RO 和 RO2等自由基的来源大气中存在最多的烷基是甲基，主要来源是：CH3CHO + h CH3 + HCO CH3COCH3 + hCH3 + CH3CO 烷基自由基：RH + O R + HO RH + HO R + H2O 甲氧基：CH3ONO + h CH3O + NO CH3ONO2 + hCH3O + NO2 过氧烷基：R + O2RO2三、氮氧化物的转化1、大气中的含氮化合物2、氮氧化合物和空气混合体系中的光化学反应NO2 + hNO + O O + O2 + M O3 + M O3 + NO NO2 +O23、氮氧化物的气相转化（1）NO 的氧化NO + O3NO2 + O2NO + RO2NO2 + RO NO + HO2NO2 + HO NO + HO HNO2NO + RO RONO （2）NO2的转化NO2 + HO HNO3精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载NO2 + O3 NO3 + O2 NO2 + NO3 N2O5 （3）PAN CH3CO + O2CH3COOO CH3COOO + NO2CH3COOONO24、氮氧化物的液相转化（补充内容）四、碳氢化合物的转化1、大气中主要的碳氢化合物2、碳氢化合物在大气中的反应（1）烷烃的反应RH + HO R + H2O RH + O R + HO （2）烯烃的反应与 HO 发生加成反应和氢原子摘除反应五、光化学烟雾现象1、什么是光化学烟雾（1）光化学烟雾的日变化曲线出示大图：光化学烟雾日变化曲线（2）烟雾箱模拟曲线2、光化学烟雾形成的简化机制引发反应：NO2 + hNO + O O + O2 + M O3 + M NO + O3NO2 + O2 自由基传递反应：RH + HO RO2 + H2O RCHO + HO RC（O）O2 + H2O RCHO + h RO2 + HO2 + CO HO2 + NO NO2 + HO RO2 + NO NO2 + R CHO + HO2RC（O）O2 + NO NO2 + RO2 +CO2精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载终止反应：HO + NO2HNO3RC（O）O2 + NO2RC（ O） O2NO2 RC（O）O2NO2 RC（O）O2 + NO23、光化学烟雾的控制对策六、硫氧化物的转化及硫酸烟雾型污染1、二氧化硫的气相氧化（1）SO2的直接光氧化SO2 + O2SO4SO3 + O 或 SO2 +SO42SO3（2）SO2被自由基氧化SO2与 HO 的反应HO + SO2HOSO2 HOSO2 + O2HO2 + SO3SO3+ H2O H2SO4与其他自由基反应CH3CHOO + SO2 CH3CHO + SO3 HO2 + SO2HO + SO3CH3O2 + SO2CH3O + SO3 2、二氧化硫的液相氧化3、硫酸烟雾型污染七、酸性降水1、降水的 pH 2、降水 pH 的背景值3、降水的化学组成（1）降水的组成大气中固定气体成分无机物有机物光化学反应产物不溶物精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载（2）降水中的离子成分4、酸雨的化学组成SO2 + O SO3SO3 + H2O H2SO4SO2 + H2O H2SO3HSO3 + O H2SO4NO + O NO22NO2 + H2O HNO3 + HNO25、影响酸雨形成的因素（1）酸性污染物的排放及其转化条件（2）大气中的氨（3）颗粒物酸度及其缓冲能力（4）天气形势的影响八、大气颗粒物1、颗粒物的粒度及表面性质（1）颗粒物的粒度分布总悬浮颗粒物飘尘降尘可吸入粒子（2）大气颗粒物的三模态2、大气颗粒物的化学组成（1）无机颗粒物（2）有机颗粒物3、大气颗粒物的去除过程（1）干沉降（2）湿沉降九、温室气体和温室效应十、臭氧层的形成与耗损1、臭氧层形成与耗损的化学反应生成：3O2 + h2O3精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载消耗：O3 + hO2 + O O3 + O 2O2 2、南极的臭氧洞现象第三章 水环境化学水环境化学是研究物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移和转化、归趋规律与化学行为及其对生态环境的影响。

它是环境化学的重要组成部分，这些研究将为水污染控制和水资源的保护提供科学依据主要内容： 1、天然水基本特征2、水中重要污染物存在形态及分布3、水中无机物的迁移转化4、水中有机物的迁移转化重点内容： 1、天然水的碳酸平衡2、水中颗粒物的聚集3、溶解沉淀、氧化还原、配合作用的基本原理4、分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物降解的原理难点内容： 1、天然水碳酸平衡的计算2、絮凝原理的理解3、pE-pH 图的获得和理解4、挥发作用的双膜理论第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态一、天然水体的基本特征1、天然水的组成（1）天然水中的主要离子组成（2）水中的金属离子（3）气体在水中的溶解性亨利定律（4）水生生物2、天然水的性质（1）碳酸平衡CO2 + H2O = H2CO3精品p d f 资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 15 页 - - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载H2CO3 = HCO3 + H+HCO3- = CO32- + H+（2）天然水中的碱度和酸度总碱度= HCO3- + 2CO32- + OH- H+ 总酸度= H+ + HCO3- + 2H2CO3 - OH- 二、水中污染物的分布和存在形态1、有机污染物（1）。