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高等环境化学  083M4008H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:江桂斌等
课程编号: 083M4008H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 专业核心课 主讲教师:江桂斌等
英文名称: Advanced Environmental Chemistry

教学目的、要求

课程目的与要求
(一)课程目的
本课程为环境科学、环境工程、资源科学、生态学等相关专业研究生的专业核心课,主要面向环境科学和环境工程专业具备一定化学基础知识的研究生。课程以享誉欧美的《环境有机化学》第二版作为主要教材,全面介绍了污染物各种环境过程所涉及的基本化学原理;同时结合学科发展的现状和污染研究最新进展,以深入浅出地方式给出了应用化学知识解析环境问题的示范,使学生能从化学的角度分析实际环境问题并提出可行的解决方案,为今后在环境、地理与资源等领域的研究工作打下基础。同时,本课程也是学习《环境胶体与界面化学》、《环境计算化学》、《土壤环境化学》、《环境地球化学》等后续课程所需基础。
(二)基本要求
本课程由四篇组成,每篇的基本要求如下:第一篇是污染物环境行为的化学基础,共两章,着重掌握污染物和水环境、土壤环境、大气环境和生命体的化学组成以及基本性质。第二篇是污染物环境迁移的化学本质,共四章,着重了解污染溶解、挥发、吸附和生物累积等过程的热力学与动力学特征。第三篇是污染物环境转化的化学本质,共五章,着重掌握污染物环境水解、光解、氧化还原乃至生物代谢转化的反应类型与结构基础。第四篇是环境污染物生物效应的化学理解,共两章,主要了解污染物基线毒性和与致毒作用相关的分子起始反应等内容。

预修课程

环境化学、有机化学、物理化学、大学化学之一

教 材

(一)推荐教材 瑞恩 P. 施瓦茨巴赫,菲利普 M. 施格文,迪特尔M. 英博登著,王连生等译,2004。环境有机化学,化学工业出版社:北京。 (二)主要参考书目 1. Rene P. Schwarzenbach, Philip M. Gschwen and Dieter M. Imboden, 2003. Environmental Organic Chemistry (2nd Version), John Wiley & Sons Inc.: Hoboken, New Jersey, USA. 2. Committee on Toxicity Testing and Assessment of Environmental Agents, National Research Council of the National Academies, 2007. Toxicity Testing in the 21st Century: A Vision and a Strategy, The National Academies Press: Washington DC, USA.

主要内容

第一章   绪论 (~2h)
污染物环境行为与生物效应化学机制研究的特点、对象、任务和当前领域研究热点与难点。
第一篇 污染物环境行为的化学基础 (~4h)
第二章 污染物的化学结构与性质 (~2h)
2.1  污染物的结构和化学键
2.2  常见的环境有机污染物及其性质
2.3  常见无机污染物及其性质
第三章  环境的化学组成与性质 (~2h)
3.1  水环境的化学组成及特征
3.2  大气环境的化学组成及特征
3.3  环境生物乃至人体的化学组成及特征
第二篇 污染物环境迁移的化学本质 (~24h)
第四章 化学物质相间分配的化学热力学(~6h)
4.1  化学物质的相间分配及分子间相互作用
4.2  分配平衡的热力学特征和表征
4.4  多介质体系的相间分配
第五章 环境污染物典型相间分配过程的化学基础 (~6h)
5.1  污染物的溶解、挥发与分配
5.2  环境污染物气相-液相和不同液相间分配涉及的分子间作用及其热力学
5.2  污染物结构及其环境因素对分配平衡的影响
第六章 污染物的环境吸附与吸着(~6h)
6.1  吸附与吸着过程的热力学与动力学特征
6.2  污染物在粘土矿物等环境无机表面的吸附
6.3  污染物与腐殖酸等环境有机固相的相互作用
第七章 污染物生物积累的化学认识 (~6h)
7.1  污染物在生物体内的生物富集:热力学与动力学因素
7.2  生态系统中污染物的生物积累与生物放大
7.3  污染物的结构与其生物富集性能
第三篇 污染物环境转化的化学本质 (~24h)
第八章 污染物转化反应的热力学与动力学基础 (~4h)
8.1  污染物环境转化的类型
8.2  化学转化的热力学
8.3  化学转化的动力学特征
第九章  污染物环境水解的亲核取代反应特征 (~6h)
9.1  亲核取代反应的热力学和动力学特征
9.2  污染物的结构及其环境水解反应
9.3  金属氧化物等环境界面对水解反应的影响
第十章  污染物在环境中的氧化还原过程(~4h)
10.1  污染物结构与其环境氧化还原性能
10.2  污染物氧化还原反应的热力学特征
10.3  污染物的氧化还原反应动力学的影响因素
第十一章  污染物的环境光化学降解 (~6h)
11.1  光化学基本定律与污染物环境光解类型
11.2  污染物的结构与其光吸收及直接光解的关系
11.3  环境常见自由基与污染物的间接光解
第十二章  污染物生物转化的化学实质(~4h)
12.1  生物酶催化的反应类型
12.2  生物酶催化反应的动力学
12.3  污染物的结构与其生物转化性能的关系
第四篇 环境污染物生物效应的化学理解 (~6h)
第十三章  污染物的体负荷与基线毒性 (~3h)
13.1  污染物的临界体负荷与致死体负荷
13.2  污染物的结构与其基线毒性
13.3  常见污染物的基线毒性
第十四章  环境污染物致毒相关的分子间相互作用 (~3h)
14.1  分子起始反应
14.2  污染物与靶蛋白相互作用的分子基础
14.3  污染物与DNA加合物

参考文献

授课时间: 星期一, 第1、2节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16

授课时间: 星期三, 第1、2节
授课地点: 教2-106
授课周次: 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16

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