W 1991r. w ramach Katedry Technologii Chemicznej i Ochrony Środowiska, kierowanej przez prof. Mieczysława Wrońskiego został wyodrębniony Zakład Chemii Środowiska. Kierownictwo zakładu powierzono prof. Edwardowi Baldowi. U podstaw tej zmiany organizacyjnej leżały dwie przesłanki. Utworzenie na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ kierunku Ochrona Środowiska, na którym powierzono członkom zespołu prof. Balda nauczanie szeregu przedmiotów w różnych formach dydaktycznych: wykłady (Technologia w Ochronie Środowiska), blok specjalizacyjny (Analiza Chemiczna Środowiska - laboratorium) i seminarium magisterskie. Drugą okolicznością sprzyjającą tej decyzji był profil naukowy zespołu, wyraźnie odbiegający od zainteresowań naukowych pozostałych członków personelu Katedry.
Zainteresowania te koncentrowały się na analizie próbek biologicznych na zawartość fizjologicznie ważnych związków chemicznych, głównie tioli, z wykorzystaniem technik separacyjnych w fazie ciekłej – wysokosprawnej chromatografii cieczowej (HPLC) i elektroforezy kapilarnej (CE).
Ważne z biologicznego punktu widzenia tiole, włączając w to aminokwasy tiolowe z cysteiną, homocysteiną i glutationem na czele, charakteryzują się znaczną hydrofilowością i brakiem strukturalnych właściwości do tworzenia sygnałów kompatybilnych z detektorami będącymi na standardowym wyposażeniu aparatów do analizy próbek o złożonych matrycach, wykorzystujących pryncypia HPLC i CE. Zachodzi więc potrzeba chemicznej modyfikacji analitu, zwanej powszechnie derywatyzacją, polegającej na wprowadzeniu do jego cząsteczki chromoforu, fluoroforu lub elektroforu, stanowiącej jednocześnie ochronę bardzo reaktywnej grupy tiolowej przed niepożądanymi reakcjami, głównie utlenianiem w czasie oczekiwania na analizę lub w jej trakcie. Staraniem członków zespołu zsyntezowano szereg soli oniowych związków aromatycznych, które jak się okazało, z powodzeniem pełnią rolę odczynników derywatyzujących grupę tiolową. Są to sole pirydyniowe, chinoliniowe i lepidyniowe z różnymi podstawnikami przy atomach węgla i azotu. Ta różnorodność daje możliwość otrzymywania pochodnych tioli o różnej hydrofobowości i ruchliwości elektroforetycznej, stosownie do projektowanej procedury analitycznej HPLC lub CE.
Wykorzystując te odczynniki opracowane zostały nowe metody chromatograficzne i elektroforetyczne, w tym w pełni automatyczne, umożliwiające analizę dużych serii próbek bez udziału operatora, nadające się do analizy tkanek i płynów ustrojowych (m.in. osocza krwi, moczu i śliny) na obecność i zawartość fizjologicznie ważnych tioli, z wyznaczeniem ich statusu red-ox włącznie. Możliwym stało się więc monitorowanie przemian metabolicznych endo- i egzogennych związków tiolowych w organizmach. Dysponując skutecznymi narzędziami analitycznymi zespół nawiązał współpracę z krajowymi i zagranicznymi ośrodkami prowadzącymi badania nad rolą związków tiolowych w stanach fizjologicznych i patologicznych organizmów ze szczególnym uwzględnieniem wpływu podwyższonego stężenia homocysteiny (hiperhomocysteinemia) i jej metabolitów na przedwczesny rozwój miażdżycy tętnic. W owocną współpracę udokumentowaną licznymi publikacjami, zaangażowane były m.in. zespoły badawcze, kierowane przez prof. Hieronima Jakubowskiego (Rutgers The State University of New Jersey), prof. Anettę Undas (Zakład Kardiochirurgii, Anestezjologii i Kardiologii Doświadczalnej Instytutu Kardiologii CM Uniwersytetu Jagiellońskiego), prof. Barbarę Wachowicz i prof. Marię Skłodowską (Wydział Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego), prof. I.M.R. Wright (University of Newcastle), prof. Veerle M. Darras (Catholic University of Leuven). Wyniki opublikowane w czasopismach naukowych o zasięgu światowym zostały dobrze przyjęte przez badaczy z dziedziny chemii, biochemii i medycyny, o czym świadczy duża liczba cytowań w czasopismach o dużym współczynniku wpływu.
Dzięki wysiłkom organizacyjnym zespołu i grantom stworzone zostały dobre warunki dla rozwoju młodej kadry. W tym kontekście można wspomnieć o nagrodach za najlepsze prace magisterskie uzyskanych w lokalnych i ogólnopolskich konkursach (4; 1994, 1996, 1999, 2015, przyznane przez Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego oraz Fundację Uniwersytetu Łódzkiego) i doktorskie (1; 2007, dr Krzysztof Kuśmierek, przyznana przez Zarząd Główny Polskiego Towarzystwa Chemicznego) oraz całokształt dorobku naukowego (2; 2006, dr Rafał Głowacki i 2007, dr Grażyna Chwatko, przyznane przez Prezydium PAN w Łodzi oraz Konferencję Rektorów Uczelni Wyższych Łodzi). Od początku istnienia Zakładu/Katedry w zespole wypromowanych zostało dziewięciu doktorów oraz dwoje doktorów habilitowanych. Za wyróżniające się rezultaty w pracy naukowej, dydaktycznej i organizacyjnej członkowie zespołu otrzymali liczne nagrody, w tym nagrody Rektora Uniwersytetu Łódzkiego (19; 1966, 1968, 1971, 1976, 1979, 1980, 1981, 1986, 1989, 1998, 1999, 2002, 2007, 2009, 2011, 2012, 2014, 2015, 2016, 2019, 2021), Ministra Edukacji Narodowej (1;, 1991) i Ministra Zdrowia (1; 2008).
W roku 2010 Zakład Chemii Środowiska został przekształcony w Katedrę Chemii Środowiska. Do roku 2011 funkcję kierownika, najpierw Zakładu, a później Katedry sprawował prof. Edward Bald. Od października 2011r. funkcję tę pełni prof. Rafał Głowacki. Do września 2016r. zespół Katedry stanowiło czworo pracowników naukowo-dydaktycznych oraz jeden pracownik inżynieryjno-techniczny. Decyzją Rektora Uniwersytetu Łódzkiego, od września 2016r. w strukturę Katedry Chemii Środowiska został włączony Zakład Dydaktyki Chemii i Popularyzacji Nauki.