化學(xué)工程及工藝專業(yè)環(huán)境化學(xué)及實(shí)驗(yàn)

1、環(huán)境化學(xué)教學(xué)大綱課程編號(hào)：097104課程名稱：環(huán)境化學(xué) （Environment Chemistry）課程類型：專業(yè)課學(xué)時(shí)/學(xué)分：32/2先修課程：無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝開課系或教研室：應(yīng)用化學(xué)教研室一、課程的性質(zhì)和任務(wù)1課程性質(zhì)：本課程為化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生開設(shè)的一門專業(yè)課程，為學(xué)生提供必要的環(huán)境化學(xué)的知識(shí)。本課程的先修課程是無機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和有機(jī)化學(xué)。2. 課程任務(wù)：本課程使學(xué)生重點(diǎn)掌握大氣環(huán)境化學(xué)、水環(huán)境化學(xué)、土壤環(huán)境化學(xué)、生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性、典型污染在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)等基本原理、基本知識(shí)和環(huán)境化學(xué)相關(guān)交叉學(xué)科的知識(shí)，

2、掌握受污染環(huán)境的修復(fù)的基本知識(shí)和基本技能，了解綠色化學(xué)的基本原理和在現(xiàn)實(shí)中的典型應(yīng)用。二、課程教學(xué)的基本要求本課的教學(xué)環(huán)節(jié)包括：課堂講授、學(xué)生自學(xué)、習(xí)題、答疑、期末考試。通過上述環(huán)節(jié)，要求學(xué)生了解和掌握各類污染物質(zhì)在大氣、水、土壤以及生物機(jī)體內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化過程，產(chǎn)生效應(yīng)的基本原理和防治的基本方法。本課程課堂講授32學(xué)時(shí)（具體按當(dāng)年教學(xué)計(jì)劃而定），考核方式為可采取閉卷考試、開卷考試、撰寫課程論文的形式進(jìn)行?？傇u(píng)成績(jī)：考試占0、平時(shí)作業(yè)占10%三、課程教學(xué)內(nèi)容（一） 結(jié)論（2學(xué)時(shí)）環(huán)境問題，環(huán)境化學(xué)；環(huán)境污染物的類別，環(huán)境效應(yīng)及其影響因素，環(huán)境污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程簡(jiǎn)介。 （二） 大氣環(huán)境化

3、學(xué)（6學(xué)時(shí)）大氣溫度層結(jié)，輻射逆溫層，氣絕熱過程和干絕熱遞減率，大氣穩(wěn)定度，影響大氣污染物遷移的因素；光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)，大氣中重要自由基的來源，氮氧化物的轉(zhuǎn)化，碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化光化學(xué)煙霧型污染，酸性降水，大氣顆粒物，溫室氣體和溫室效應(yīng)，臭氧層的形成與耗損。 （三） 水環(huán)境化學(xué)（8學(xué)時(shí)）天然水的基本特征水中污染物的分布與存在形態(tài)，水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化顆粒物與水之間的遷移，水中顆粒物的聚集，溶解和沉淀，氧化-還原，配合作用水中有機(jī)污染物的遷移的分配作用，揮發(fā)作用，水解作用，光解作用，生物降解作用（四） 土壤環(huán)境化學(xué)（6學(xué)時(shí)）土壤組成，土壤的粒級(jí)分組與質(zhì)地分組土壤吸附性，土壤酸堿性，土壤的氧化還原

4、性污染物在土壤-植物體系中的遷移，植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性的幾種機(jī)制；土壤中農(nóng)藥的遷移，典型農(nóng)藥在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化（五） 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性（4學(xué)時(shí)）生物膜的結(jié)構(gòu)，物質(zhì)通過生物的方式污染物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的吸收、分布、排泄、蓄積；污染物質(zhì)的生物富集，生物放大，生物積累污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化中的酶，若干重要輔酶的功能，生物氧化中的氫傳遞過程耗氧有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解，有毒有機(jī)污染物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化類型，有毒有機(jī)污染物質(zhì)的微生物降解，氮及硫的微生物轉(zhuǎn)化，重金屬元素的微生物轉(zhuǎn)化，污染物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化速率毒物，毒物的毒性，毒物的聯(lián)合作用，毒作用的過程，毒作用的生物化學(xué)機(jī)制。（六） 典型污染物在環(huán)境各圈層中

5、的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)（2學(xué)時(shí)） 汞，砷有機(jī)鹵代物，多環(huán)芳烴，表面活性劑（七）受污染環(huán)境的修復(fù)（3學(xué)時(shí)）植物修復(fù)技術(shù)；化學(xué)氧化技術(shù)；電動(dòng)力學(xué)修復(fù)；地下水修復(fù)的可滲透格柵技術(shù)；表面活性劑及共溶淋洗技術(shù)。（八） 綠色化學(xué)的基本原理與應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）綠色化學(xué)的基本原理；綠色化學(xué)的應(yīng)用四、學(xué)時(shí)分配表章序 內(nèi)容課時(shí)備注（一）（二）（三）（四）（五）（六）（七）（八）結(jié)論大氣環(huán)境化學(xué)水環(huán)境化學(xué)土壤環(huán)境化學(xué)生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過程及毒性典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)受污染環(huán)境的修復(fù)綠色化學(xué)的基本原理與應(yīng)用26423五、教材及教學(xué)參考書 教材：環(huán)境化學(xué)第二版 主 編：戴樹桂出版社：高等教育出版社，2008；參考書

6、：環(huán)境化學(xué) 主 編：王曉蓉出版社：高等教育出版社，1993；環(huán)境化學(xué) 主 編：陶秀成出版社：高等教育出版社，2002環(huán)境化學(xué) 主 編：Manahan S E. 陳甫華等譯，戴樹桂校出版社：南開大學(xué)出版社，1993；執(zhí)筆：唐復(fù)明審定：薛兆民日期：2011年04月環(huán)境科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)大綱課程編號(hào)：096112課程名稱：環(huán)境科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn) （Experiment of Environment science and Engineering）課程類型：專業(yè)課學(xué)時(shí)/學(xué)分 48/3適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝開課系或教研室：應(yīng)用化學(xué)教研室一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的和要求環(huán)境科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)是一門綜合性非常

7、強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，它所涉及的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能的范圍非常廣泛。本門實(shí)驗(yàn)課的目的是：使學(xué)生掌握必要的環(huán)境科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)的基本實(shí)驗(yàn)技能，并加深對(duì)環(huán)境化學(xué)有關(guān)理論的理解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)了解環(huán)境科學(xué)與工程領(lǐng)域當(dāng)前新的研究動(dòng)態(tài)和研究方法。本門實(shí)驗(yàn)課程要求是：在掌握基本化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上，通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境化學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生在環(huán)境化學(xué)領(lǐng)域基本實(shí)驗(yàn)技能。二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱和學(xué)時(shí)分配序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱學(xué)時(shí)數(shù)必/選開01空氣中氮氧化物的日變化曲線必開02室內(nèi)空氣中甲醛濃度水平檢測(cè)4必開03水體化學(xué)需氧量的測(cè)定4必開04水體溶解氧的測(cè)定4必開05UASB工藝處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)8必開06MBR裝置處理生活廢

8、水實(shí)驗(yàn)8選開07電滲析法處理含鹽廢水實(shí)驗(yàn)4必開08生物轉(zhuǎn)盤處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)8選開09曝氣充氧實(shí)驗(yàn)4必開10SBR工藝處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)8選開三、單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和要求實(shí)驗(yàn)一 空氣中氮氧化物的日變化曲線實(shí)驗(yàn)類型：綜合性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1.了解空氣中氮氧化物的主要類型、來源及其環(huán)境應(yīng)。2.了解空氣中氮氧化物測(cè)定方法。3.掌握鹽酸萘乙二胺分光光度法測(cè)定空氣中氮氧化物總量，NO，NO2的原理及操作方法。掌握空氣氮氧化物測(cè)定的基本原理和操作方法。4.掌握大氣采樣器的使用，進(jìn)一步熟悉分光光度計(jì)的使用。5.繪制學(xué)校周邊主要交通干線空氣中氮氧化物的日變化曲線，并分析其與車流量的關(guān)系

9、。教學(xué)方法：教師分配任務(wù)，講解重點(diǎn)要點(diǎn)，明確要求。學(xué)生以小組為單位制定方案，經(jīng)教師批準(zhǔn)后實(shí)施，教師現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：本實(shí)驗(yàn)測(cè)定氮氧化物總量（NO+NO2），空氣樣品首先通過三氧化鉻氧化管將一氧化氮氧化為二氧化氮，然后進(jìn)入吸收液，二氧化氮在水溶液中反應(yīng)部分生成亞硝酸，亞硝酸與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮化反應(yīng)，再與鹽酸萘乙二胺發(fā)生偶合反應(yīng)生成玫瑰紅色染料，在540nm處進(jìn)行比色測(cè)定，用亞硝酸鈉配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。采集并測(cè)定1天內(nèi)不同時(shí)段交通干線中氮氧化物的濃度，并繪制氮氧化物濃度的時(shí)間變化曲線。實(shí)驗(yàn)二 室內(nèi)空氣中甲醛濃度水平檢測(cè)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要

10、求：1. 了解分光光度法測(cè)定空氣追甲醛的基本原理，掌握其操作步驟2. 掌握室內(nèi)空氣中甲醛濃度水平的檢測(cè)以及評(píng)價(jià)的基本方法教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：本實(shí)驗(yàn)測(cè)定甲醛含量，空氣樣品首先通過硫酸錳濾紙，然后進(jìn)入吸收液，甲醛與酚試劑反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被高鐵離子氧化形成藍(lán)綠色化合物，在630nm處進(jìn)行比色測(cè)定，用甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。采集并測(cè)定不同室內(nèi)環(huán)境中甲醛的濃度，評(píng)價(jià)室內(nèi)空氣的污染狀況。實(shí)驗(yàn)三 水體化學(xué)需氧量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1 了解水體化學(xué)需氧量的意義及測(cè)定原理，2 熟練

11、掌握化學(xué)需氧量的測(cè)定方法。教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要： 在強(qiáng)酸性溶液和加熱回流條件下，用重鉻酸鉀將水樣中的還原性物質(zhì)氧化，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨溶液回滴，根據(jù)消耗的重鉻酸鉀計(jì)算出水樣的化學(xué)需氧量，以氧的濃度表示。實(shí)驗(yàn)四 水體溶解氧的測(cè)定實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1. 了解水體溶解氧的意義及測(cè)定原理2. 熟練掌握溶解氧的固定及測(cè)定方法。教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：水樣采集后，立即加入硫酸錳溶液和堿性碘化鉀溶液固定。 固定好的樣品測(cè)定時(shí)先用硫代硫酸

12、鈉滴定至溶液微黃色，然后加入淀粉溶液，繼續(xù)滴定使藍(lán)色退去為止。根據(jù)用量計(jì)算溶解氧的濃度。實(shí)驗(yàn)五 UASB工藝處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1. 認(rèn)識(shí)UASB的工藝特征；掌握該工藝處理有機(jī)廢水的原理及操作規(guī)程2. 總結(jié)厭氧處理工藝的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并討論其應(yīng)用范圍教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：按操作規(guī)程啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，穩(wěn)定運(yùn)行后，控制相關(guān)指標(biāo)不變，改變進(jìn)水流量，使停留時(shí)間在一定范圍內(nèi)變化，并測(cè)定出水的濃度，求得有機(jī)物的降解反應(yīng)速率常數(shù)?？蓽y(cè)定不同運(yùn)行階段的有機(jī)物降解速率常數(shù)值。實(shí)驗(yàn)六 MBR裝置處理生活廢水實(shí)

13、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1. 了解反應(yīng)器的構(gòu)造和原理2. 掌握膜生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)，測(cè)定運(yùn)行效果3. 教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：按操作規(guī)程啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，穩(wěn)定運(yùn)行后，用抽吸泵抽吸混合液，池內(nèi)混合液經(jīng)膜分離后排出反應(yīng)器外。取樣并測(cè)定原水及系統(tǒng)出水COD值。計(jì)算COD 的去除率。實(shí)驗(yàn)七 電滲析法處理含鹽廢水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1. 了解電滲析裝置的構(gòu)造和原理，熟悉裝置的操作方法2. 掌握電滲析法除鹽技術(shù)，求脫鹽率及電流效率3.教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意

14、事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：開機(jī)前進(jìn)行清水實(shí)驗(yàn)后方可按操作規(guī)程啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，穩(wěn)定運(yùn)行后，測(cè)定溶液的電導(dǎo)率及除鹽率，用其表征電滲析器的處理效果。實(shí)驗(yàn)八 生物轉(zhuǎn)盤處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1.了解生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器的構(gòu)造和原理，生物轉(zhuǎn)盤的掛膜技術(shù)2. 掌握生物轉(zhuǎn)盤對(duì)廢水的處理技術(shù)3.教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：微生物的掛膜和訓(xùn)化后，通過實(shí)驗(yàn)不同轉(zhuǎn)速下COD的去除情況，確定最佳轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速。分別測(cè)定不同停留時(shí)間下出水COD,確定最佳停留時(shí)間，從而確定對(duì)生活污水的COD去除率。實(shí)驗(yàn)九 曝氣充氧實(shí)

15、驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：4每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1.了解曝氣充氧裝置的構(gòu)造和原理及工藝流程2. 掌握曝氣設(shè)備充氧性能的測(cè)定方法3. 評(píng)價(jià)充氧設(shè)備能力好壞3.教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：曝氣充氧裝置啟動(dòng)后，根據(jù)條件求出投藥量，然后投藥脫氧。然后曝氣每隔一定時(shí)間測(cè)定溶解氧值，直至池內(nèi)溶解氧達(dá)到穩(wěn)定為止 。實(shí)驗(yàn)測(cè)定污水充氧修正系數(shù)。實(shí)驗(yàn)十 SBR工藝處理有機(jī)廢水實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類型：綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：8每組人數(shù)：2-5實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c教學(xué)要求：1.了解SBR的工藝特征，掌握序批式工藝處理有機(jī)廢水的原理及操作規(guī)程2. 總結(jié)SBR工藝的優(yōu)點(diǎn)并討論其應(yīng)用范圍3.教學(xué)方法：教師講解要點(diǎn)及注意事項(xiàng)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容提要：污泥的培養(yǎng)和訓(xùn)化后，穩(wěn)定運(yùn)行裝置，分區(qū)段取水樣測(cè)定COD值。反應(yīng)結(jié)束階段排出污泥，沉淀觀察。四、 使用教材及參考書教材：環(huán)境化