環(huán)境化學(xué)講稿(江蘇工業(yè)學(xué)院)

1、本 冊 教 案 目 錄課次課題（章節(jié)）頁碼一第一章 緒論 第一節(jié) 環(huán)境化學(xué) 第二節(jié) 環(huán)境污染物14二第二章 大氣環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 大氣污染物的遷移第二節(jié) 大氣污染物的轉(zhuǎn)化58三二、氮氧化合物的轉(zhuǎn)化 三、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化913四四、光化學(xué)煙霧 五、硫氧化合物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染1419五六、酸性降雨2024六七、大氣顆粒物 八、溫室氣體和溫室效應(yīng) 九、臭氧層的形成與損害2529七水環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 天然水體基本特征及污染物存在形態(tài)第二節(jié) 水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化3034八三、溶解和沉淀3540九四、氧化和還原4147十五、配合作用 六、光解作用4854十一第四章 土壤環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 土壤的組

2、成和性質(zhì)5560十二第二節(jié) 土壤的吸附性6163十三第三節(jié) 土壤酸堿性、氧化還原性6469十四第四節(jié) 土壤重金屬的遷移和轉(zhuǎn)化7076十五第五節(jié) 土壤中農(nóng)藥的遷移和轉(zhuǎn)化7784十六第五節(jié) 土壤中農(nóng)藥的遷移和轉(zhuǎn)化8588本 冊 教 案 目 錄課次課題（章節(jié)）頁碼十七第五章 生物體內(nèi)污染物的運(yùn)動(dòng)過程及毒性第一節(jié) 污染物的生物吸收和生生物濃縮8992十八第二節(jié) 污染物在體內(nèi)的轉(zhuǎn)移9396十九第三節(jié) 污染物的生物轉(zhuǎn)化97102二十第四節(jié) 有機(jī)污染物的微生物轉(zhuǎn)化103111二十一第五節(jié) 無機(jī)物的生物轉(zhuǎn)化112115二十二第六節(jié) 污染物的毒性116118二十三第六章 典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸效應(yīng)第一節(jié)

3、 重金屬119124二十四第二節(jié) 有機(jī)物125128江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第1次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.2.24教案完成時(shí)間2006.1.16課題（章節(jié)）第一章 緒論 第一節(jié) 環(huán)境化學(xué) 第二節(jié) 環(huán)境污染物教學(xué)目的與要求： （1） 了解環(huán)境問題的產(chǎn)生，環(huán)境化學(xué)基本概念； （2） 掌握環(huán)境中的污染物類型、種類； （3） 了解環(huán)境化學(xué)研究的范疇。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：重點(diǎn)：環(huán)境中污染物的類別，環(huán)境化學(xué)研究的對象和范疇； 難點(diǎn)：環(huán)境問題產(chǎn)生的原因。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：環(huán)境和化學(xué)之間有什么聯(lián)系？ 討論：環(huán)境包括有哪些？課堂練習(xí)、作業(yè)：作業(yè)：環(huán)境中污染物有哪些？本

4、次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)：對于同學(xué)們第一次接觸環(huán)境化學(xué)，首先應(yīng)從環(huán)境與化學(xué)之間聯(lián)系講到環(huán)境問題產(chǎn)生的原因，再講環(huán)境問題研究的對象和范疇，環(huán)境中污染物有哪些，讓同學(xué)們在腦海中形成一系列的環(huán)境化學(xué)概念，為此后所講的內(nèi)容作一個(gè)整體的認(rèn)識。也激發(fā)同學(xué)們對此門課程學(xué)習(xí)的興趣。第 1 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）緒論第一節(jié) 環(huán)境化學(xué)一、環(huán)境問題1、環(huán)境污染最初，人們將環(huán)境問題和環(huán)境污染聯(lián)系起來。確實(shí)，從本質(zhì)上看，大多數(shù)環(huán)境問題由環(huán)境污染引起。就目前人們的認(rèn)識水平來看，所謂環(huán)境污染，指的是由于自然的或人為的（生產(chǎn)、生活）原因，往原先處于正常狀態(tài)的環(huán)境中附加了

5、物質(zhì)、能量或生物體，其數(shù)量或強(qiáng)度超過了環(huán)境中的附加物質(zhì)、能量或生物體，其數(shù)量或強(qiáng)度超過了環(huán)境的自凈能力（自動(dòng)調(diào)節(jié)能力）、使環(huán)境質(zhì)量變差，并對人或其它生物的健康或環(huán)境中某些有價(jià)值物質(zhì)產(chǎn)生有害影響的現(xiàn)象。20世紀(jì)3070年代發(fā)生的最著名的世界八大公害事件中，有五個(gè)公害是由于排放大量氣體和浮塵引起的，另外三個(gè)公害是由于污染而最終引起食物中毒事件。20世紀(jì)70年代以來，所發(fā)生的許多公害的嚴(yán)重程度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了八大公害事件。在印度，博帕爾農(nóng)藥廠化學(xué)品泄露造成約3000人死亡；在墨西哥城，液化氣罐暴炸使千人遇難；在前蘇聯(lián)，切爾弱貝利核反應(yīng)爆炸使核塵遍布?xì)W洲。更為嚴(yán)重的是，現(xiàn)在不是局部的污染，而是生態(tài)環(huán)境的惡

6、化。每年有600萬hm2具有生產(chǎn)力的旱地變成沙漠，有1100多萬hm2的森林遭到破壞。在非洲，干旱將3500萬人置于危難之中；由于引用水被污染，全球每年約有6*107人死于腹瀉等等。由此可見，決定地球人類前途和命運(yùn)的是“環(huán)境”。持續(xù)發(fā)展987年環(huán)境與發(fā)展委員會在我們共同的未來報(bào)告中第一次闡述了可持續(xù)發(fā)展的概念，得到了國際社會的廣泛共識?？沙掷m(xù)發(fā)展是指既滿足現(xiàn)代人的需求以不損害后代人滿足需求的能力。換句話說，就是指經(jīng)濟(jì)、社會、資源和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展，它們是一個(gè)密不可分的系統(tǒng)，既要達(dá)到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的目的，又要保護(hù)好人類賴以生存的大氣、淡水、海洋、土地和森林等自然資源和環(huán)境，使子孫后代能夠永續(xù)發(fā)展和安居

7、樂業(yè)。也就是江澤民同志指出的：“決不能吃祖宗飯，斷子孫路”。第 2 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）二、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)的概念環(huán)境污染問題促進(jìn)了環(huán)境化學(xué)研究的進(jìn)展。例如，通過煤煙型大氣污染問題的研究發(fā)展了硫和氣溶膠化學(xué)，通過光化學(xué)煙霧污染的研究發(fā)展了大氣光化學(xué)，通過酸雨污染的研究發(fā)展了降水化學(xué)。另一方面，當(dāng)污染物進(jìn)入水體后，又將怎樣遷移、轉(zhuǎn)化，日本發(fā)生的水俁病是一個(gè)典型的例子。這促使人們探討汞的遷移、轉(zhuǎn)化、存在形態(tài)及環(huán)境影響，反過來又促進(jìn)了環(huán)境化學(xué)的發(fā)展。環(huán)境化學(xué)的任務(wù)；內(nèi)容及特點(diǎn)環(huán)境分析化學(xué)環(huán)境分析化學(xué)研究如何運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論和先進(jìn)實(shí)驗(yàn)技

8、術(shù)來鑒別和測定環(huán)境中化學(xué)物質(zhì)的種類、成分形態(tài)及含量。具體而言：環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向環(huán)境分析化學(xué)各圈層環(huán)境化學(xué)環(huán)境工程化學(xué)第二節(jié) 環(huán)境污染物一、環(huán)境污染物的類別1、人類社會不同功能產(chǎn)生的污染物工業(yè)農(nóng)業(yè)交通運(yùn)輸生活2、化學(xué)污染物第 3 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）元素?zé)o機(jī)物有機(jī)化合物和烴類金屬有機(jī)和準(zhǔn)金屬有機(jī)化合物含氧有機(jī)化合物有機(jī)氮化合物有機(jī)鹵化合物有機(jī)硫化合物有機(jī)磷化合物二 環(huán)境效應(yīng)及其影響因素1、環(huán)境物理效應(yīng)2、環(huán)境化學(xué)效應(yīng)3、環(huán)境生物效應(yīng)三、環(huán)境污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過程簡介污染物的遷移與轉(zhuǎn)化遷移方式轉(zhuǎn)化方式污染物在多介質(zhì)中的遷移

9、、轉(zhuǎn)化和循環(huán)舉例：大氣水土壤第 4 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第2次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.2.28教案完成時(shí)間2006.1.17課題（章節(jié)）大氣環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 大氣中污染物的遷移 第二節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)化教學(xué)目的與要求：了解大氣中污染物有哪些？掌握光化學(xué)反應(yīng)概念；掌握大氣中一些重要物質(zhì)的光解；掌握一些重要自由基的來源。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：(1) 光化學(xué)反應(yīng)概念； (2) 大氣中一些重要物質(zhì)的光解。 難點(diǎn)：大氣中一些重要自由基的來源。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：光化學(xué)反應(yīng)的條件是什么? 討論：哪些物質(zhì)能產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)？課堂練習(xí)、作業(yè)：何謂光化學(xué)？大

10、氣中有哪些重要的吸光物質(zhì)？大氣中有哪些重要自由基？其來源如何?本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 通過光化學(xué)反應(yīng)的教學(xué)，要同學(xué)們了解光化學(xué)反應(yīng)，掌握大氣中一些重要的光化學(xué)離解及一些重要自由基的來源。在講授自由基的光化學(xué)反應(yīng)時(shí)，要從光化學(xué)反應(yīng)條件講起，這樣同學(xué)們比較容易接受。第 5 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）大氣環(huán)境化學(xué)第一節(jié) 大氣中污染物的轉(zhuǎn)移大氣溫度層結(jié)出示大圖：圖1 大氣溫度的垂直分布圖2 大氣密度的垂直分布大氣垂直遞減率輻射逆溫層絕熱過程與干絕熱過程大氣穩(wěn)定度的判定影響大氣污染物遷移的因素風(fēng)和大氣湍流的影響天氣形勢和地理地勢的影響第二節(jié) 大氣

11、中污染物的轉(zhuǎn)化光化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)光化學(xué)反應(yīng)過程什么是光化學(xué)反應(yīng)？初級過程：第 6 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）A + h A*次級過程舉例： HCl + h H + Cl H + HCl H2 + Cl Cl + Cl Cl2量子產(chǎn)率（不做介紹）大氣中重要吸光物質(zhì)的光離解氧分子和氮分子的光離解O2 + hO + ON2 + hN + N臭氧的光離解O3 + hO + O2NO2的光離解 NO2 + h NO + O亞硝酸和硝酸的光離解HNO2 + h HO + NOHNO2 + h H + NO2HNO3 + h HO + NO2第 7 頁

12、江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）二氧化硫?qū)獾奈誗O2 + hSO2*甲醛的光離解H2CO + h H + HCOH2CO + h H2 + CO鹵代烴的光離解CH3X + hCH3 + X大氣中重要自由基的來源大氣中HO和HO2自由基的濃度大氣中HO和HO2自由基的來源HO來源一：O3 + h O + O2O + H2O 2HOHO來源二： HNO2 + h HO + NO H2O2 + h 2HOHO2的來源： H2CO + h H + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2 HO2 + CO第 8 頁江蘇工業(yè)學(xué)

13、院教案 第3次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間 2006.3.3教案完成時(shí)間2006.1.18課題（章節(jié)）二、氮氧化合物的轉(zhuǎn)化 三、碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化教學(xué)目的與要求：掌握大氣中氮氧化合物的光化學(xué)反應(yīng)；掌握大氣中碳?xì)浠衔锏墓饣瘜W(xué)反應(yīng)；了解大氣中氮氧化合物和碳?xì)浠衔锏膩碓?。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 掌握大氣中氮氧化合物的光化學(xué)反應(yīng)；(2）掌握大氣中碳?xì)浠衔锏墓饣瘜W(xué)反應(yīng)；教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：氮氧化合物主要有哪些？ 討論：大氣中碳?xì)浠衔镉心男?？課堂練習(xí)、作業(yè)：大氣中有哪些重要氮氧化合物，說明它們的天然和人為來源及對環(huán)境污染；大氣中有哪些重要碳?xì)浠衔?，它們可發(fā)生哪些重要

14、的光化學(xué)反應(yīng)？敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途徑。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 在光化學(xué)反應(yīng)概念基礎(chǔ)上，進(jìn)一步講授氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵械墓饣瘜W(xué)反應(yīng)，同學(xué)們較易接受。對于氮氧化合物和碳?xì)浠衔铮捎诜N類繁多，關(guān)鍵是要掌握它們的反應(yīng)機(jī)制及在轉(zhuǎn)化過程中相互之間的關(guān)系。第 9 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）R、RO和RO2等自由基的來源大氣中存在最多的烷基是甲基，主要來源是：CH3CHO + h CH3 + HCOCH3COCH3 + h CH3 + CH3CO烷基自由基：RH + O R + HORH + HO R + H2O甲氧基： CH

15、3ONO + h CH3O + NO CH3ONO2 + h CH3O + NO2過氧烷基：R + O2RO2氮氧化物的轉(zhuǎn)化大氣中的含氮化合物大氣污染化學(xué)中所說的氮氧化合物通常是指一氧化氮和二氧化氮，用NOx表示；氮氧化合物的天然來源主要是指生物體腐敗過程中被微生物分解的有機(jī)氮；氮氧化合物的人為來源主要是礦物燃燒過程中和汽車尾氣所排放出來的；空氣中氮和氧在高溫條件下反應(yīng)機(jī)制如下：第 10 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）O2 O + O O + N2 NO + N N + O2 NO + O 2NO + O2 2NO2前三個(gè)反應(yīng)進(jìn)行得快，所

16、以燃燒過程中產(chǎn)生的NO多，而NO2少。氮氧化合物和空氣混合體系中的光化學(xué)反應(yīng) NO2 + h NO + O O + O2 + M O3 + M O3 + NO NO2 +O2氮氧化物的氣相轉(zhuǎn)化NO 的氧化 NO + O3 NO2 + O2 NO + RO2 NO2 + RO NO + HO2 NO2 + HO NO + HO HNO2 NO + RO RONONO2的轉(zhuǎn)化NO2 + HO HNO3第11 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）NO2 + O3 NO3 + O2NO2 + NO3 N2O5PANCH3CO + O2 CH3COOOC

17、H3COOO + NO2 CH3COOONO2碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化大氣中主要的碳?xì)浠衔锛淄榇髿庵泻孔罡叩奶細(xì)浠衔铮既澜缣細(xì)浠衔锱欧帕康?0%以上。石油烴大氣中已檢出的烷烴有100多種，長鏈烴的烷烴易形成氣溶膠或吸附在顆粒物質(zhì)上；烯烴多以聚合物的形式存在；乙炔在電焊過程中排放最多。萜類植物生長過程中向大氣排放的有機(jī)物芳香烴大氣中的多環(huán)芳烴都吸附在顆粒物上，有的在香煙中也存在，一般的，室內(nèi)含量高于室外。碳?xì)浠衔镌诖髿庵械姆磻?yīng)烷烴的反應(yīng)第 12 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）RH + HO R + H2O RH + O R + HO稀

18、烴的反應(yīng) 與HO發(fā)生加成反應(yīng)和氫原子摘除反應(yīng) CH2=CH2 + HO CH2CH2OH CH3CH=CH2 + HO CH3CHCH2OH CH3CH=CH2 + HO CH3CH（OH）CH2CH3CH2OH + O2 CH2（O2）CH2OHCH2（O2）CH2OH + NO CH2（O）CH2OH + NO2CH2（O）CH2OH H2CO + CH2OHCH2（O）CH2OH +O2 HCOCH2OH + HO2CH2OH + O2 H2CO + HO2 摘?dú)浞磻?yīng)：CH3CH2CH=CH2 + HO CH3CHCH=CH2 + H2O光化學(xué)煙霧現(xiàn)象（1） 什么是光化學(xué)煙霧由汽車、工廠

19、等污染源排入大氣中的碳?xì)浠衔锖蚇OX等一次污染物在陽光（紫外線）作用下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成二次污染物，參與這光化學(xué)反應(yīng)過程的一次污染物和二次污染物的混合物（其中有氣體污染物、也有氣溶膠）所形成的煙霧污染現(xiàn)象。第 13 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第4次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.3.7教案完成時(shí)間 2006.3.19課題（章節(jié)）四、光化學(xué)煙霧 五、硫氧化合物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧污染教學(xué)目的與要求：了解光化學(xué)煙霧概念，類型及其危害；掌握光化學(xué)煙霧形成機(jī)制；掌握硫氧化合物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)：光化學(xué)煙霧概念；硫氧化合物的轉(zhuǎn)化； 難點(diǎn)：光化學(xué)煙霧形成機(jī)制。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教

20、學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：何謂光化學(xué)反應(yīng)？ 討論：參加光化學(xué)反應(yīng)的污染物質(zhì)有哪些？課堂練習(xí)、作業(yè)：大氣中重要污染物質(zhì)的光化學(xué)反應(yīng)日變曲線；光化學(xué)煙霧有哪些危害？應(yīng)如何防治？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 在光化學(xué)煙霧概念學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，簡化一套光化學(xué)煙霧形成機(jī)制，這有利于同學(xué)們的學(xué)習(xí)，但是不能死記硬背，應(yīng)在理解的基礎(chǔ)上加以掌握，比如，光化學(xué)煙霧形成的前提條件是什么，NOx的日變曲線，碳?xì)浠衔锏娜兆兦€，這些都要加以掌握。第 14 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）（2）化學(xué)煙霧類型 還原型：主要污染物是煙煤的各類工礦企業(yè)，初生污染物是SO2

21、、CO和粉塵等，次生污染物是硫酸和硫酸鹽氣溶膠。 氧化型：是形成過程中光化學(xué)反應(yīng)起了主導(dǎo)作用，又稱光化學(xué)煙霧，主要污染物是燃油汽車，鍋爐和石油化工企業(yè)排氣。 （3）光化學(xué)煙霧的危害 對眼和呼吸道有強(qiáng)刺激作用。03等氧化劑有強(qiáng)氧化破壞作用，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致死亡 （4）光化學(xué)反應(yīng)的形成 格羅塞斯定律： 只有體內(nèi)分子吸收的光，才能有效的引起體系內(nèi)的光化學(xué)反應(yīng)。也就是說，引起反應(yīng)的光一定是被體系內(nèi)分子所吸收的那部分，而不是反射和散射的那部分。 光化當(dāng)量定律：能有效的產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)并造成分子（原子）活化的光量子僅是那些能量超過活化能的光量子，因而在初級反應(yīng)中物體吸收的具有活化能的光量子數(shù)應(yīng)等于被活化的分子數(shù)

22、（或原子數(shù)）。一個(gè)光量子是hu。形成步驟：當(dāng)分子吸收光子以后變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)分子： A + hu A*激發(fā)態(tài)也可以通過以下幾個(gè)過程退激：（1） A* B1+B2 （光分解） （2） A* +B C1+C2+ （與B發(fā)生反應(yīng)） （3） A* A + hu （產(chǎn)生熒光或磷光） （4） A* + M A +M （與惰性分子發(fā)生能量碰撞）第 15 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）光化學(xué)煙霧形成的條件：有引起光化學(xué)反應(yīng)的紫外線；（提供光能）有烴類特別是烯烴的存在；（提供反應(yīng)物）有NO2參加 （提供自由基）（5） 光化學(xué)煙霧的日變化曲線出示大圖：光化學(xué)煙霧日

23、變化曲線（6） 光化學(xué)煙霧形成的簡化機(jī)制第 16 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）通過對光化學(xué)煙霧形成的模擬實(shí)驗(yàn)，已證明在碳?xì)浠衔锖偷趸衔锏南嗷プ饔糜腥缦逻^程：污染空氣中NO2的光解是形成光化學(xué)煙霧的起始反應(yīng) a NO2 + hu NO + O b O +O2 +M O3 +M c NO +O3 NO2 +O2 碳?xì)浠衔?、HO、O等自由基和O3氧化，導(dǎo)致醛、酮、醇、酸等產(chǎn)物以及重要中間產(chǎn)物生成（RO、 HO2、RCO等自由基生成。 a RH +HO R +H2O R+O2 RO2 b RCHO + OH RC(O)O2 +HO C

24、RCHO + hu RO2 +HO2 + CO 過氧自由基引起NO向NO2轉(zhuǎn)化，并有O3和PAN生成 a HO2 + NO NO2 + OH b RO2 +NO NO2 + RCHO +HO2 C RC(O)O2 + NO NO2 +RO2 +CO2 D OH + NO2 HNO3 E RC(O)O2 +NO2 RC(O)O2NO2 F RC(O)O2NO2 RC(O)O2 + NO2第 17 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）光化學(xué)煙霧的控制對策硫氧化物的轉(zhuǎn)化及硫酸煙霧型污染二氧化硫的來源人為來源主要來自含硫礦物的燃燒，主要是煤的燃燒，就全

25、球范圍而言占了60%；其次是來源于石油的燃燒和煉制，占了30%左右。天然來源主要來自火山噴發(fā)。二氧化硫的大量排放，會造成大氣污染，造成酸雨和硫酸型氣溶膠等。2二氧化硫的氣相氧化SO2的直接光氧化3SO2 + O2 SO4 SO3 + O或 SO2 + SO4 2SO3SO2被自由基氧化 SO2與HO的反應(yīng) HO + SO2 HOSO2 HOSO2 + O2 HO2 + SO3 SO3+ H2O H2SO4 與其他自由基反應(yīng) CH3CHOO + SO2 CH3CHO + SO3 HO2 + SO2 HO + SO3 CH3O2 + SO2 CH3O + SO3 CH3C（O）O2 + SO2 C

26、H3C（O）O + SO3第 18 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）二氧化硫的液相氧化SO2的液相平衡： SO2 + H2O SO2H2O SO2H2O H+ + HSO3- HSO3- H+ + SO32-O3對SO2的氧化： O3 + SO2H2O 2H+ + SO42- + O2 O3 + HSO3- HSO4- + O2 O3 + SO32- SO42- + O2H2O2對SO2的氧化：HSO3- + H2O2 SO2OOH- + H2O SO2OOH- + H+ H2SO4金屬離子對SO2液相氧化的催化作用： Mn2+ + SO2

27、 MnSO22+ 2MnSO22+ + O2 2MnSO32+ MnSO32+ + H2O Mn2+ + H2SO4 總反應(yīng)：2SO2 + 2H2O + O2 2H2SO4硫酸煙霧型污染 硫酸煙霧也稱倫敦?zé)熿F，最早發(fā)生在英國倫敦。它主要是由于燃煤而排放出來的二氧化硫、顆粒物以及二氧化硫氧化所形成硫酸鹽顆粒物所造成的大氣污染現(xiàn)象。在硫酸型煙霧的形成過程中，二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫主要靠霧滴中錳、鐵及化作用。第 19 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第5次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.3.10教案完成時(shí)間2006.1.20課題（章節(jié)）六、酸性降水教學(xué)目的與要求：了解全球及我國的酸雨分布狀況；理解酸雨的背景值；掌

28、握酸雨的形成原因；理解我國南方酸雨高于北方的原因。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：(1) 掌握酸雨的形成原因；(2) 理解我國南方酸雨高于北方的原因。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：能夠?qū)е掠晁F(xiàn)酸性的有哪些？ 討論：我國南方酸雨高于北方的原因是什么？課堂練習(xí)、作業(yè)： 寫出酸雨形成的化學(xué)方程式。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，讓同學(xué)們了解何謂酸雨，酸雨有哪些危害及其怎樣防治。在此基礎(chǔ)上，更重要的是要理解有哪些因素會導(dǎo)致酸雨的形成，這是本堂課所要講授的重點(diǎn)內(nèi)容。第 20 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）酸性降水酸性降

29、水是指通過降水，如雨、雪、霧等將大氣中的酸性物質(zhì)遷移到地面的過程。酸性降水始于酸雨問題出現(xiàn)之后，在上個(gè)世紀(jì)50年代，英國的RASmith最早觀察到酸雨，并提出“酸雨”這個(gè)名詞?，F(xiàn)在全球三大酸雨區(qū)主要分布在北歐、北美和我國的西南地區(qū)。降水的pH 在未被污染的大氣中，可溶水含有的酸性氣體是二氧化碳。CO2與純水存在的平衡關(guān)系是： CO2（g） + H2O CO2H2OCO2H2O H+ + HCO3- HCO3- H+ + CO32- KH = CO2H2O/CO2 K1 = H+ HCO3-/HCO3- K2 = H+CO32-/HCO3-各組分在溶液中的濃度為： CO2H2O=KHCO2 HC

30、O3- = KHK1CO2/H+ CO32- = KHK1K2CO2/H+2根據(jù)電荷平衡有： H+ = KW/H+ + KHK1CO2/H+ + 2 KHK1K2CO2/H+2第 21 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）計(jì)算出PH=5.6。多年以來，國際上把5.6作為判斷酸雨的界限。PH小于5.6的降水稱為酸雨。降水pH的背景值 近年來通過對降水的多年觀測，對PH為5.6作為酸性降雨的標(biāo)準(zhǔn)提出了異議。因?yàn)樵谖幢晃廴镜拇髿庵?，除了酸性物質(zhì)二氧化碳化，還存在其他各種酸、堿和氣溶性物質(zhì)。他們含量所少，但對大氣降水卻有一定的影響。因?yàn)樽匀淮髿庵挟a(chǎn)生的

31、硫酸和硝酸會使降水的PH降低，也有其它地區(qū)大氣中含有堿性氣體導(dǎo)致降水PH值升高。因此，PH為5.6不是一個(gè)判別降水是否受到酸化和人為污染的合理界限。 應(yīng)該根據(jù)各個(gè)地區(qū)不同的自然條件，比如：地質(zhì)、氣象、水文等差異，求出當(dāng)?shù)卮髿饨邓暮侠肀尘爸?，以此值來作為判斷依?jù)，比較合理。降水的化學(xué)組成降水的組成大氣中固定氣體成分 （O2、N2、CO2、H2及惰性氣體）無機(jī)物 土壤衍生礦物離子（Al3+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+和硅酸鹽等）；海洋鹽類離子（Na+、Cl-、Br-、SO42-、HCO3-、K+、Ca2+、Mg2+等）；氣體轉(zhuǎn)化物（SO42-、NO3-、NH4+、Cl-、和H+）；人

32、為排放源（As、Cd、Cr、Co、Cu、Pb、Mn、Mo、Ni等）第 22 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）有機(jī)物（有機(jī)酸、醛類、烷烴、烯烴和芳烴）光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物（H2O2、O3和PAN等）不溶物（來自土壤和燃料燃燒排放塵粒中不能溶于水的部分）降水中的離子成分 主要是SO42-、NO3-、Cl-和NH4+、Ca2+、H+等酸雨的化學(xué)組成 SO2 + O SO3 SO3 + H2O H2SO4 SO2 + H2O H2SO3 HSO3 + O H2SO4 NO + O NO2 2NO2 + H2O HNO3 + HNO2影響酸雨形成的因素酸性

33、污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件從觀測數(shù)據(jù)看來，降水酸度的時(shí)空分布與大氣中的SO2和降水中的SO42-濃度的時(shí)空分布存在一定的相關(guān)性。也就是說，某地區(qū)污染嚴(yán)重，降水中SO42-濃度就高，降水的PH值就低。例如我國的西南地區(qū)就是一個(gè)例子第 23 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）大氣中的氨美國人根據(jù)雨水的分布提出，酸雨嚴(yán)重的地區(qū)正是酸性氣體排放量大并且大氣中NH3含量最少的地區(qū)。我國在西南地區(qū)和京津唐地區(qū)對大氣中的氣態(tài)氨測定也發(fā)現(xiàn)，我國京津唐地區(qū)土壤PH值為78以上，而貴陽、重慶地區(qū)一般為56，大氣中氨氣含量北方高于南方，因而多發(fā)生在南方。顆粒物酸度及

34、其緩沖能力大氣中的顆粒物主要來自揚(yáng)塵，而揚(yáng)塵的化學(xué)組成與土壤基本相同，它對酸雨的成有兩方面的作用，一是所含的金屬可催化二氧化硫氧化成硫酸；二是如果是堿性則起中和作用，如果是堿性，則還會成為酸的來源之一。 顆粒物的緩沖能力可用微量酸滴定堿性物質(zhì)，得到一條緩沖曲線。天氣形勢的影響氣象條件和地形條件有關(guān)；有利于氣流擴(kuò)散的地形，則會降低污染物的濃度，酸則減少，反之則加重。第 24 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第6次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間 2006.3.14教案完成時(shí)間2006.1.21課題（章節(jié)）七、大氣顆粒物 八、溫室氣體和溫室效應(yīng) 九、臭氧層的形成與破壞教學(xué)目的與要求：了解大氣顆粒物的等級劃分；了解溫室氣體

35、及其產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因；掌握臭氧層的形成與破壞機(jī)制。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 臭氧層的形成與破壞機(jī)制。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：大氣顆粒物是按什么劃分的？ 討論：破壞臭氧層的物質(zhì)有哪些？課堂練習(xí)、作業(yè)：在平流層中能夠?qū)Τ粞醍a(chǎn)生催化破壞作業(yè)的物種有哪些？請說明氮氧化合物和氟氯烴化合物是如何破壞臭氧層的？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 大氣中的顆粒物、氣候變暖及其臭氧層的破壞都是目前所面臨的重要環(huán)境問題。學(xué)習(xí)大氣顆粒物的劃分，是更好的了解污染物質(zhì)在大氣顆粒物上的分布，進(jìn)而加以防治，凈化空氣，全球氣候變暖，臭氧層破壞是全人類所面臨的問題，更要從它的機(jī)理上加以研究，掌握它的產(chǎn)生及

36、其破壞機(jī)制。第 25 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）大氣顆粒物 大氣顆粒物是大氣中存在的各種固態(tài)和液態(tài)顆粒物質(zhì)的總稱。各種顆粒物質(zhì)均勻的分散在空氣中構(gòu)成一個(gè)相對穩(wěn)定的龐大懸浮體系，即為氣溶膠體系，因此大氣顆粒物也稱大氣氣溶膠。顆粒物的粒度及表面性質(zhì)顆粒物的粒度分布 粒度是顆粒物粒子粒徑的大小。粒徑通常指顆粒物的直徑。但是實(shí)際上，大氣顆粒物很不規(guī)則，幾乎沒有幾何形球形。在實(shí)踐中，不規(guī)則顆粒物粒徑一般用等效或有效直徑來表示，最常用的是空氣動(dòng)力學(xué)直徑。 Dp=Dgk（p/0）1/2 根據(jù)粒徑大小不一樣，大氣顆粒物可以分為以下幾類：總懸浮顆粒物：

37、用標(biāo)準(zhǔn)大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質(zhì)量，通常稱為總懸浮顆粒物。用TSP表示。其粒徑在100m以下，尤其以10m以下的為最多。飄塵：可在大氣中長期漂浮的懸浮物。其粒徑主要在PM10m的粒子由于自身的重力很快會沉降下來?？晌肓Ｗ樱阂子谕ㄟ^呼吸過程而進(jìn)入呼吸道的粒子。其空氣動(dòng)力學(xué)直徑Dp10m。大氣顆粒物的三模態(tài) 按大氣顆粒物表面積與粒徑分布關(guān)系得到三種不同類型的粒徑膜，用它可以解釋大氣顆粒物的源與匯。第 26 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）愛根核膜（Dp0.05m） 源：燃燒過程中產(chǎn)生的一次顆粒物以及氣體分子通過化學(xué)反應(yīng)均相

38、成核生成的二次顆粒物。 匯：相互碰撞結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚膜或者在大氣流中被其它物質(zhì)或地面吸收。積聚膜（0.05m Dp2m） 源：機(jī)械過程產(chǎn)生的揚(yáng)塵；液滴蒸發(fā)；海鹽濺膜；火山爆發(fā)和風(fēng)沙等一次顆粒物； 匯：通過干沉降或濕沉降而去除。大氣顆粒物的化學(xué)組成無機(jī)顆粒物 天然來源的無機(jī)顆粒物的成分由其形成過程決定的。如揚(yáng)塵的成分主要是該地區(qū)的土壤粒子。火山爆發(fā)所嘭出的火山灰，除主要由硅和氧組成的巖石粉末外，還含有如鋅、銻、硒、錳、鐵等金屬元素的化合物。海洋濺沫所釋放出來的顆粒物，其成分除主要含有氯化鈉粒子、硫酸鹽粒子，此外，還含有一些鎂化合物。 人為釋放出來的無機(jī)顆粒物，如動(dòng)力發(fā)電廠由于燃煤及石油排放出

39、來的顆粒物，其成分除大量的煙塵外，還含有鈹、釩等的化合物。市政焚燒爐會派出砷、鈹、鎘、銅、鐵、汞、鎂、鈦、釩和鋅等的化合物。第 27 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）硫酸主要是由污染源排放出來的二氧化硫氧化后溶于水而生成的。硫酸與大氣中的氨氣化合生成硫酸銨顆粒物。硫酸也可以與大氣中其它金屬離子化合生陳各種硫酸鹽顆粒物。硫酸鹽粒子對光吸收和散射的能力較強(qiáng)，從而降低大氣的能見度。 無機(jī)顆粒物還包括一些特別的有毒物。如： 石棉，主要用于建材、絕緣等行業(yè)，以粉塵的形式進(jìn)入大氣。 汞，不僅以顆粒物的形式進(jìn)入大氣，而且在大氣中還能檢測到二甲基汞和單甲基

40、汞。 鉛，過去由于汽油中含有四乙基鉛，是大氣顆粒物鹵化鉛的主要來源； 鈹，隨著高科技的發(fā)展，鈹?shù)氖褂昧恐饾u增加，鈹?shù)念w粒物污染應(yīng)引起重視。有機(jī)顆粒物 大氣有機(jī)顆粒物的組成范圍很廣。顆粒物可以收集到膜上，用有機(jī)試劑取，分餾成中性、酸性和堿性組分，用氣相色譜和質(zhì)譜分析特定的組分。中性組分主要是碳?xì)浠衔?，包括脂肪烴、芳香烴和含碳?xì)洹Ｖ緹N中長鏈烴碳?xì)渌急壤?，主要的碳?shù)為1628。這些化合物活性和毒性都比較小，較少參與大氣化學(xué)反應(yīng)。芳香烴卻含有致癌性的多環(huán)芳烴。醛類、酮類、環(huán)氧物類、過氧化物類、醚類和內(nèi)酯類等，在中性含氧組分中都有發(fā)現(xiàn)，其中一些是致突變和致癌的。酸性組分含有長鏈脂肪酸和非揮發(fā)性的

41、酚類。污染空氣顆粒物檢測到的酸包括月桂酸、硬脂酸、油酸以及亞油酸等。堿性組分很大部分是堿性的含氮雜環(huán)碳?xì)浠衔铩Ｉ镱w粒物 生物氣溶膠粒子是指空氣中起源于生物體的固體粒子，包括微生物和所有各種生物體的碎片。其粒徑分布非常廣泛，從最少的病毒顆粒（0.005mrPK2 lgCO32-斜率為0，lgCa2+斜率為0；PK1PHPK2, lgCO32-斜率為+1，lgCa2+斜率為-1；PHPK221 當(dāng)PK1PHPK2 當(dāng)PHPK1, 第 40 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第9次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.3.24 教案完成時(shí)間2006.1.23課題（章節(jié)）四、氧化還原教學(xué)目的與要求：理解電子活度概念；電

42、子活度與氧化還原電位的關(guān)系；掌握天然水體中pE-pH圖；掌握天然水體中的決定電位。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：電子活度概念;天然水體中pE-pH圖；電子活度與氧化還原電位的關(guān)系；教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：pH是用來衡量什么，怎樣導(dǎo)出的？ 討論：電子活度與氧化還原電位的關(guān)系。課堂練習(xí)、作業(yè)： 計(jì)算并繪出天然水體中pE-pH圖。本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 首先要對pH的導(dǎo)出要理解，在此基礎(chǔ)上來講授電子活度概念，進(jìn)而理解電子活度與氧化還原電位的關(guān)系，要同學(xué)們能理解，在不同的pH,pE環(huán)境中，離子和污染物質(zhì)存在的形態(tài)應(yīng)該是怎樣的，從而更好的理解污染物是如何遷移的。第 41 頁江蘇

43、工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）氧化還原水中物質(zhì)存在的形態(tài) 還原態(tài) CH4 H2S Fe2+ S NH4+ NO2- 等； 氧化態(tài) CO2 NO3- Fe(OH)3 SO42- O2 NO3- HCO3- 等；水中氧化還原的類型 化學(xué)氧化還原反應(yīng) 光化學(xué)氧化還原反應(yīng) 生物氧化還原反應(yīng)電子活度和氧化還原電位 氫離子活度的概念 能給出質(zhì)子的是酸，能接受質(zhì)子的是堿 電子活度的概念 能給出電子的是還原劑，能接受電子的是氧化劑 pE 電子濃度越高，體系提供的電子傾向越強(qiáng)； pE 電子濃度越低，體系接受電子的傾向越強(qiáng)。第 42 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi)

44、容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等） 氧化還原電位E和pE的關(guān)系 Ox + ne Red根據(jù)能斯特方程：當(dāng)反應(yīng)平衡時(shí)：同樣，G=-2.303nRT(PE)G0=-2.303nRT(PE0)第 43頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）天然水體的pE-pH圖水的氧化限度 pE0=20.75水的還原限度 pE0=0.00天然水的PE和決定電位 天然水中的pEPO2=0.21105Pa H+=1.010-7mol.L-1第 44頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）若是有機(jī)物豐富的厭氧

45、水： PCO2=PCH4 和 PH7.00 PE0=2.87這個(gè)數(shù)字小于PH7.00時(shí)還原極限-7.00。說明是一個(gè)還原環(huán)境，有提供電子的傾向。無機(jī)氮化物的氧化還原轉(zhuǎn)化 以水體中氮體系為例，考慮PE-lgC圖的作圖方法，PH=7.00, TN=1.0010-4mol.L-1(包括NO3- NO2- 和NH4+ 不考慮N2)(a) （b）第 45 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）(c) (d) 在PH7時(shí)，NO3-形態(tài)占絕對優(yōu)勢7、無機(jī)鐵的氧化還原設(shè)Fe3+的濃度為1.010-3mol.L-1第 46 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿

46、）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）第 47 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第10次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.3.28教案完成時(shí)間 2006.1.24課題（章節(jié)）五、配合作用 六、水解作用教學(xué)目的與要求：了解水體中污染物存在的形態(tài)；了解水體中污染物的配合體；掌握有機(jī)物的水解作用；掌握金屬的甲基化途徑。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：有機(jī)物的水解作用；金屬的甲基化途徑。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：(1) 平衡常數(shù)與累積常數(shù)應(yīng)如何區(qū)別？ (2) 物料平衡方程應(yīng)如何寫？課堂練習(xí)、作業(yè)：寫出金屬汞的甲基化途徑。影響配位體的因素有哪些?本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 這堂課牽涉到以前學(xué)過的知識

47、點(diǎn)比較多，比如累積常數(shù)、物料平衡方程，在了解這些概念的基礎(chǔ)上，才能更好的掌握好有機(jī)物的配合作用；同時(shí)，對于水體中有機(jī)物的水解作用要加以掌握，更重要的是，金屬的甲基化初次接觸，要很好理解。第 48 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）配合作用天然水體中的配體 無機(jī)配體：OH- Cl- CO32-HCO3- NH3 CN PO43- F-等； 有機(jī)配體：氨基酸、糖、腐殖酸、洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA等。配合物的穩(wěn)定性Kn（或n） 例如： K1=3.9102 穩(wěn)定常數(shù) K1=3.9102 K2=2.1102 累積常數(shù)1=K1=3.91022=K

48、1K2=8.2104第 49 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）Kn或n越大，配合離子越難離解，配合物也就越穩(wěn)定。無機(jī)配體對重金屬的配合作用 羥基對重金屬的配合作用物料平衡方程：第 50 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等） 氯離子對重金屬的配合作用物料平衡方程：水環(huán)境中的有機(jī)配體NTA N(CH2COOH)3NH2 R-O- R-S-影響配位體的因素 PH值 PH值影響水體中OH-和CO32-的濃度； 電勢值 水環(huán)境中氧化還原電勢不同，即影響重金屬在水體中的形態(tài)和配合物的形態(tài)； 含鹽量 一般

49、水體中含有較多的Ca2+ Mg2+ Cl-OH-,還含有較多的S2-，陽離子可以和重金屬形成腐殖質(zhì)，陰離子與其它配體爭奪重金屬離子的配合作用。 吸附作用 吸附導(dǎo)致金屬離子濃度降低。第 51 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）水解作用有機(jī)物的水解 但烷烴、烯烴、苯、聯(lián)苯、稠環(huán)芳烴、醇、醚、酮等不易水解。金屬離子的水解 金屬離子與OH-的結(jié)合作用金屬的甲基化作用 例如：甲基汞光化學(xué)反應(yīng)第 52 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）水中有機(jī)物的氧化二、水中污染物的分布和存在形態(tài)1、有機(jī)污染物農(nóng)藥多氯

50、聯(lián)苯鹵代脂肪烴醚類單環(huán)芳香族化合物苯酚類和甲酚類酞酸酯類多環(huán)芳烴亞硝胺和其他化合物2、金屬污染物鎘汞鉛砷鉻銅鋅鉈鎳鈹?shù)?53 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）水中無機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、顆粒物與水之間的遷移1、水中顆粒物的類別礦物微粒和黏土礦物金屬水合化合物腐殖質(zhì)水體懸浮沉積物其他2、水環(huán)境中顆粒物的吸附作用吸附等溫線和等溫式H 型等溫線F型等溫線L型等溫線氧化物表面吸附的配合模式3、沉積物中重金屬的釋放誘發(fā)釋放的因素4、鹽濃度升高5、氧化還原條件的變化6、降低pH增加水中配合劑的含量第 54 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第11 次課 2學(xué)時(shí) 授課

51、時(shí)間2006.3.31教案完成時(shí)間2006.1.25課題（章節(jié)）土壤環(huán)境化學(xué) 第一節(jié) 土壤的組成與性質(zhì)教學(xué)目的與要求：了解土壤的組成；掌握土壤的粒級分組和質(zhì)地分組。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 土壤的粒級分組和質(zhì)地分組。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：土壤的組成有哪些？ 討論：土壤不同的質(zhì)地分組有什么異同？課堂練習(xí)、作業(yè)： 敘述我國土壤的粒級分組和質(zhì)地分組分別是什么？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 土壤環(huán)境盡管就在我們周圍，但是我們要很好的了解它是比較復(fù)雜的，這緣于土壤本身的復(fù)雜性。我們這節(jié)課從土壤的組成著手，再談到土壤的粒級分組和質(zhì)地分組，然后又對照不同的分類方法，其目的是為了以

52、后的學(xué)習(xí)有個(gè)大概的認(rèn)識。第 55 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）第四章 土壤環(huán)境化學(xué)土壤的組成與性質(zhì)一、土壤的組成土壤由固體、液體和氣體組成：土壤固體相（土壤礦物質(zhì)、土壤有機(jī)質(zhì)）孔隙液相（水分溶液）氣相（空氣）空氣2030%； 礦物質(zhì)45%；水2030%；有機(jī)體5%土壤礦物質(zhì)土壤礦物質(zhì)是巖石經(jīng)過物理和化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，主要元素 O、Si,Al、 Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。原生礦物各種巖石受到程度不同的物理風(fēng)化而來，經(jīng)化學(xué)風(fēng)化的產(chǎn)物，化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)沒有改變。主要種類有：硅酸鹽類：長石 KAlSi3O8云母K(Si

53、3Al)Al2O10(OH)2 輝石(Mg,Fe)SiO3角閃石(Mg,Fe)7(Si4O11)2(OH)2 橄欖石 (Mg,Fe)2SiO4等。 特點(diǎn)：大多不穩(wěn)定，易風(fēng)化。氧化類：石英 SiO2 金紅石 TiO2 赤鐵礦 Fe2O3 特點(diǎn)：相當(dāng)穩(wěn)定，不易風(fēng)化。硫化物類：黃鐵礦、白鐵礦 FeS2特點(diǎn)：極易風(fēng)化，是土壤中硫元素主要來源。第 56 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）磷酸鹽類：氟磷石 Ca5(PO4)3F 氯磷灰石 Ca(PO4)3Cl 特點(diǎn)：易風(fēng)化，是土壤中氟元素的主要來源。例如：橄欖石的風(fēng)化歷程：次生礦物由原生礦物經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后而

54、轉(zhuǎn)化形成新礦物，化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu)都有許改變。簡單鹽類：方解石 CaCO3 白云石 （Ca,Mg）(CO3)2 石膏 CaSO4.2H2O 瀉鹽：MgSO4.7H2O 巖鹽 NaCl 芒硝 Na2SO4.10H2O 三氧化物類：針鐵礦Fe2O3.H2O 褐鐵礦 2Fe2O3.3H2O 冰鉆石 Al2O3.3H2O 次生硅酸鹽類：伊利石 Al0.66(OH)Si4O10特點(diǎn)：粒徑小于2m，風(fēng)化程度較低，膨脹性較小，富含鉀（K2O），具有較高的陽離子代換量，晶格中的硅、鋁原子可發(fā)生同晶取代，但不顯著。蒙拓石 Al2(OH)2Si4O10特點(diǎn)：粒徑小于1m，陽離子代換量極高，晶格中的硅、鋁原子易發(fā)生

55、同晶取代；但它吸收的水分植物難以利用，不利于植物的生長。高嶺石 Al2(OH)4SiO5特點(diǎn)：粒徑較大，為0.15.0m，膨脹性小，陽離子代換量也低，極少發(fā)生同晶取代。透水性好但保肥能力低。 (3) 土壤有機(jī)質(zhì) 一般占固體質(zhì)量的10以下。非腐殖質(zhì)第 57 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）不含N的有機(jī)化合物，如樹脂、脂肪；含N的有機(jī)化合物，如蛋白質(zhì)；灰分 物質(zhì)，植物體燃燒后的殘余物質(zhì)。腐殖質(zhì)動(dòng)植物殘?bào)w在微生物作用下轉(zhuǎn)變成難以分解的高分子有機(jī)化合物。土壤水分 土壤中含水量約2.41023m3，不及水圈，含水總量的0.02% 毛細(xì)水 潛水 礦物結(jié)

56、合水等形式存在土壤水分的意義：土壤水分既是植物營養(yǎng)物的來源，也是污染物向其他圈層遷移的媒介 土壤水分存在的形式：土壤顆粒表面有很強(qiáng)的粘附力，土壤顆粒吸附的水分稱吸著水，幾乎不移動(dòng)，不被植物吸收。外層的膜狀水稱內(nèi)聚水或毛細(xì)管水，是植物生長的主要水源。土壤空氣以O(shè)2、NH3 H2 CH4 NO2 CO等。特性：不連續(xù)性，存在于土粒間隙之間；濕度更高；O2少，CO2多，有機(jī)質(zhì)腐爛分解；大氣土壤 O2 21% (v/v) 15%CO2 0.03% 幾%有還原性氣體（H2S、NH3、H2、CH4）、厭氧細(xì)菌和污染物等存在。第 58 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配

57、、臨時(shí)更改等）二、土壤的粒級分組與質(zhì)地分組土壤礦物質(zhì)的粒級劃分第 59 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）2、土壤質(zhì)地分類及其特性第 60 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第12次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.4.2教案完成時(shí)間 2006.1.26課題（章節(jié)）第二節(jié) 土壤的吸附性教學(xué)目的與要求：了解土壤膠體的性質(zhì)；掌握土壤膠體的吸附過程及吸附本質(zhì)；理解陽離子交換量概念；掌握基鹽飽和度概念。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：土壤膠體的吸附過程及吸附本質(zhì)；基鹽飽和度概念。教學(xué)方法及師生互動(dòng)設(shè)計(jì)： 教學(xué)方法分：講授法； 師生互動(dòng)設(shè)計(jì)：提問：吸附現(xiàn)象有哪些？ 討論：影響吸附的因素

58、有哪些？課堂練習(xí)、作業(yè)： 影響陽離子交換量的因素有哪些？本次課教學(xué)內(nèi)容小結(jié)： 吸附的現(xiàn)象比較常見，吸附的研究也比較深入，但把吸附引入到土壤膠體表面，是為更好的學(xué)習(xí)土壤中污染物質(zhì)的分布，掌握土壤污染物的特性。在學(xué)習(xí)過程中，引入了基鹽飽和度概念，這要同學(xué)們要很好的理解，對于影響陽離子交換量的因素有所幫助。第 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案教 學(xué) 內(nèi) 容 （講稿）備注（包括：教學(xué)手段、時(shí)間分配、臨時(shí)更改等）蘭州地區(qū)黃土的粒級分類粘粒 clay (蒙脫石 水化云母 高嶺土 水合氧化鐵、鋁土壤質(zhì)地越細(xì)，陽離子交換量越高；土壤膠體中SiO2/R2O3比值越大，陽離子交換量越高；pH值下降，陽離子交換量降低。三、陽離子

59、交換量（cation exchange capacity CEC） CEC表示每千克土中陽離子的總含量，是表示土壤吸附性質(zhì)的重要指標(biāo)。單位：厘摩爾/每千克土 (cmol/kg)測定：用Ca2+作指示劑，Ba2+作萃取劑，原子吸收分光光度法測定?？山粨Q致酸陽離子（Al3+、H+）陽離子鹽基陽離子（Ca2+、Mg2+、K+、Na+等）鹽基飽和土壤： 土壤膠體吸附的陽離子全部是鹽基陽離子時(shí)，這種土壤稱為鹽基飽和土壤。土壤膠體的陰離子交換吸附帶正電荷的膠體吸附的陰離子與土壤溶液中的陰離子交換。易被吸附的陰離子是PO43-、H2PO4-、HPO42-等，與帶正電荷的土壤膠體中陽離子Ca2+、Fe3+、A

60、l3+等結(jié)合生成難溶性化合物而被強(qiáng)烈吸附。吸附能力很弱的陰離子Cl-、NO3-、NO2-等，只有在極酸性的溶液中才被吸附。吸附順序：F- C2O42- 檸檬酸根 PO43- HCO3- H2BO3- Ac- SCN- SO42- Cl- NO3-第 63 頁江蘇工業(yè)學(xué)院教案 第13 次課 2學(xué)時(shí) 授課時(shí)間2006.4.7教案完成時(shí)間2006.2.4課題（章節(jié)）第三節(jié) 土壤酸堿性教學(xué)目的與要求：了解土壤酸度的分級； 理解活性酸度、潛性酸度概念及它們相互之間的關(guān)系；了解土壤的堿度；掌握土壤的緩沖作用。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 教學(xué)重點(diǎn)：土壤的酸堿度；土壤的緩沖作用； 教學(xué)難點(diǎn)：活性酸度、潛性酸度概念及它們