《环境监测实验》教学大纲.doc

1、环境监测实验课程实验教学大纲课程编号：0003022022撰稿人： 钱晓荣 潘梅审定人：一、实验的地位、作用和目的环境工程专业本科生必须具有坚实的环境工程理论基础和掌握全面的环境污染控制技术，专业实验室就是培养学生成才必须的物质基础。通过实验，能够使学生加深对专业理论的理解，加强动手的能力，把理论与实践密切结合起来。环境监测的任务是对环境中各要素进行经常性监测，掌握和评价环境质量现状及其变化趋势，掌握环境监测的实验技能，是研究污染物在环境中的质量、行为和变化，从而采取防治措施的必要手段。二、课程内容提要本实验课程共开设 8 个实验项目，内容较为新颖、广泛。它既包括环境监测的基础理论的研究方法，

2、又有环境样品的分析方法。主要内容包括污染物水、土、大气等环境样品中的定性、定量和形态分析，以及化合物的结构分析。就测定方法而言，既有经典的滴定分析，又有现代的仪器分析法，如分光光度法、电化学分析法、原子吸收法等。实践并掌握本课程的实验内容，学生可为以后的独立工作打下良好的基础。三、实验课程的任务、教学方法及学时分配1 课程的任务本课程的基本任务是通过对学生的基本实验技能的训练，使学生掌握环境污染物的监测分析方法，包括大气、土、水等样品的布点、采集、保藏、运输和分析测试，同时使学生掌握基本的实验操作技能和一些分析监测仪器的使用方法。2。教学方法学生预习：学生在实验前对所做的实验进行预习，做到对实

3、验目的、原理、应心中有数，对实验步骤和仪器的使用应基本掌握。实验提问：在讲解所做的实验前对学生的预习情况进行课堂提问，检查其预习的程度及效果。实验讲解：在进行实验之前着重讲解实验现象，要求认真观察并及时、准确记录，对仪器使用和注意事项应重点强调。3。学时32 学时。大纲中列出 10 个实验项目，可根据实验室条件的实际情况做其中的 8 个实验项目。四、实验项目与内容提要序号 实验项目名称学时 内容提要1 工业废水中铬的价态分析 4目的：1. 掌握光度分析法的原理和测量方法2. 学会废水中六价铬与三价铬含量的测定方法内容：测定废水中三价铬、六价铬和总铬方法：二苯碳酰二肼法2 碘量法测定水中溶解氧

4、4目的：1 溶解氧测定的原理2.为生化需氧量的测定打下基础内容：化学法测定 DO方法：碘量法测定3化学需氧量的测定-重铬酸钾法4目的：1.掌握 COD 测定的基本原理2.掌握 COD 测定的方法内容：废水中化学需氧量的测定方法：化学分析4阳极溶出伏安法测定废水中的铜4目的：1. 掌握应用阳极溶出伏安法测定废水中重金属离子的方法2. 了解阳极溶出伏安法的一般原理及实验技术内容：测定废水中的重金属元素方法：阳极溶出伏安法5 大气中氮氧化物的测定 4目的：1.掌握气体采样方法2.掌握氮氧化物测定仪的使用与原理内容：大气中氮氧化物的测定方法：仪器分析6 大气中 SO2的测定 4目的：1.掌握大气采样器

5、的使用2SO 2自动测定仪的使用内容：大气中硫氧化物的测定方法：仪器分析7 五日生化需氧量的测定 4目的：掌握五日生化需氧量的测定方法和原理内容：BOD 测定方法：仪器分析法或化学方法8 原子吸收分光光度法测定茶叶中镉的含量 4目的：1. 了解石墨炉原子吸收分光光度法的基本原理；2. 掌握石墨炉原子吸收分光光度计的使用方法；3. 掌握植物样品的消化方法内容： 样品的制备；原子吸收分光光度测定法方法：石墨炉原子吸收分光光度法9 环境噪声监测 4目的：1. 掌握环境噪声的布点和监测方法；2.掌握对非稳态的无规噪声监测数据的处理方法； 3.掌握噪声测定仪的原理与使用。内容：环境噪声的布点、测定和数据

6、分析方法：使用声级计测定10 离子选择性电极法测定土壤中的氟 4目的：1. 掌握土壤中氟的蒸馏分离技术。2. 了解离子选择性电极法的原理和检测方法。内容：土壤样品的制备，离子选择电极的测定方法：离子选择电极法五、实验课程基本情况授课对象 环境工程专业学生 实验要求 必修课理论课时数 32 实验课时 32 实验项目数 8 个适用专业 环境工程主要教材及参考书环境监测实验 孙成 科学出版社环境监测与分析实践教程实验 聂麦茜 化学工业出版社 2003.10实验所配套的主要仪器设备名称及台（套）数原子吸收分光光度计 1 台、数字式声级计 4 个、电化学工作站 4 台、多功能大气采样器 3 台、紫外分光

7、光度计 4 台、可见分光光度计 4 台、高纯水蒸馏器 1 套、电子分析天平 3 台、数显台秤 3 台、1 台恒温箱、冰箱 1 台、BOD 培养箱 1 台、样品预处理消化装置 1 套、浊度计 2 台、酸度计 2 台实验考核方法及成绩评定 考核以平时实验为主，结合实验报告、数据处理、考核情况综合评分。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 离子选择性电极法测定土壤中的氟项目类型 综合性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式 土壤中过量的氟会使植物生理代谢受到抑制，引起作物减产甚至死亡。经迁移而污染水体和生物的氟，会通过食物链使动物产生氟斑牙和氟骨症。土壤中氟可分为水溶性氟，速效性氟和

8、难溶性氟，要通过不同的前处理分别测定。用离子选择性电极法可对各种形态的氟进行快速测定。氟离子的选择性电极是一种以电位法测量溶液中氟离子活度的指示电极。它的电位与溶液中氟离子活度的对数呈线行关系，即常数0.059 （25）EFlog应训练的基本操作土壤样品的制备、样品的预处理、电位法测定应学会使用的仪器设备土样蒸馏装置氟离子选择性电极的清洗和使用实验情况 1、同时提供 4 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 4 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 工业废水中铬的价态分析项目类型 验证性

9、 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式二苯碳酰二肼（二苯胺基脲）在酸性介质中可与+6 价铬作用，反应生成紫红色配合物，吸收峰在 542nm，可用分光光度计进行+6 价铬含量的测定。如将试样中的+3 价铬先用高锰酸钾氧化成+6 价铬，过量的高锰酸钾再用亚硝酸钠分解，最后用尿素再分解过量的亚硝酸钠，经这样处理后的试样，加入二苯碳酰二肼显色剂后，应用分光光度法既可测得总铬含量。将总铬含量减去上述所直接测得的+6 价铬含量，既得+3 价铬含量。Cr6+（mg/L）=m/V式中：m从标准曲线上查得的 Cr6+量（ug） ；V水样的体积（mL） 。总铬（mg/L）=m/VCr3+（mg/L）=总铬（mg

10、/L）- Cr6+（mg/L）应训练的基本操作分光光度计的使用应学会使用的仪器设备分光光度计实验情况1、同时提供 4 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 4 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 阳极溶出伏安法测定废水中的铜项目类型 验证性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式待测组分在恒定电位下经过富集，金属电积在工作电极上，随后，电极电位由负电位向正电位方向快速扫描达到一定电位时，电积的金属经氧化重新以离子状态进入溶液，在这一过程中形成相当强的氧化电流峰。在一定的实验条件下，电流

11、的峰值与待测组分的浓度成正比，借此可进行对该组分的定量分析。阳极溶出伏安法是在适当的预电解条件下将铜一起电解并富集在玻碳电极或汞膜电极上，然后再改变电极的电位从负向正扫描时富集在阳极上的镉、铅、铜分步重新溶出。由于方法采取的是先富集后测定，所以灵敏度很高。所得的电流呈峰形，峰电流的大小在不同的电极条件下有不同的描述，在一定条件下峰电流与溶液中的金属离子的浓度成正比。该方法可以测定废水中的许多重金属元素。根据下式计算污水中铜的含量： 1021VHccsx式中： -水样中待测元素的波高；1H-水样中加入标准溶液后待测元素的波高；2V-取水样的体积(mL)；-加入标准溶液中所含待测元素的量；sc-待

12、测元素在水样中的浓度。x应训练的基本操作电化学工作站的使用应学会使用的仪器设备电化学工作站实验情况 1、同时提供 3 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 3 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 原子吸收分光光度法测定茶叶中镉的含量项目类型 综合性 实验要求 必做应掌握的原理、方法、公式石墨炉原子吸收是最灵敏的分析方法之一，相对灵敏度达 ng/mL，样品可以直接在原子化器中进行处理，整个过程分四个阶段：第一步干燥，蒸发掉样品中的溶剂；第二步灰化，使基体灰化；第三步原子化，产生自由原子；

13、第四步除残，除去杂质元素和记忆效应。样品蒸发离解形成原子蒸汽，对来自光源的特征电磁辐射产生吸收，将测得的样品吸光度和标准吸光度进行比较，确定样品中被检测金属的含量。在使用锐线光源条件下，基态原子蒸气对共振线的吸收符合朗伯比耳定律A=log(Io/It)=KLNo在试样原子化后，对大多数元素来说，原子蒸气中基态原子的数目实际上接近原子总数。在固定的实验条件下，待测元素的原子总数是与该元素在试样中的浓度 C 成正比，因此上式可写为： A=KC镉在热解石墨管中被加热原子化,以镉空心阴极灯在 228.8nm 波长进行定量分析。应训练的基本操作植物样品的制备、样品的预处理、原子吸收分光光度法测定应学会使

14、用的仪器设备石墨炉原子吸收分光光度计实验情况 1、同时提供 1 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 1 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 碘量法测定水中溶解氧项目类型 验证性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式 在水样中加入硫酸锰和碱性碘化钾，水中的溶解氧将二价锰氧化成四价锰，并生成氢氧化物沉淀。加酸后，沉淀溶解，四价锰又可氧化碘离子而释放出与溶解氧量相当的游离碘。以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定释放出的碘，可计算出溶解氧含量。测定结果按下式计算： 溶解氧（O 2，mg

15、/L）= 水 样 体 积 108)(42OSNaCV应训练的基本操作溶解氧样品的采集溶解氧样品的固定碘量法的测定过程应学会使用的仪器设备碘量瓶的使用实验情况1、同时提供 10 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 10 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 化学需氧量的测定-重铬酸钾法项目类型 验证性 实验要求 必做应掌握的原理、方法、公式重铬酸钾法（COD Cr）：在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中还原性物质（主要是有机物）氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵

16、作指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧量。CODcr（O2，mg L ）=(V0-V1) C81000/V应训练的基本操作掌握回流冷凝法测定步骤滴定应学会使用的仪器设备COD 回流装置的使用实验情况 1、同时提供 10 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 10 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 大气中氮氧化物的测定项目类型 综合性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式大气中的氮氧化物主要有一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮、氧化二氮等。测定

17、大气中的氮氧化物主要是其中一氧化氮、二氧化氮，如果测定二氧化氮的浓度，可直接用溶液吸收法采集大气样品，若测定一氧化氮和二氧化氮的总量，则应 先用三氧化铬将一氧化氮氧化成二氧化氮后，进入溶液吸收瓶。二氧化氮被吸收液吸收后，生成亚硝酸和硝酸，其中，亚硝酸与对氨基苯磺酸发生重氮化反应，再与盐酸奈乙二胺偶合，生成玫瑰红色偶氮染料，据其颜色深浅，用分光光度法定量。因为 NO2（气）转变 NO2-（液）的转换系数为0.76，故在计算结果时应除以 0.76。应训练的基本操作大气样品的采集吸收液配制分光光度计应学会使用的仪器设备分光光度计大气采样仪实验情况 1、同时提供 4 台套仪器，每 2-4 名学生使用一

18、台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 4 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 大气中 SO2的测定项目类型 综合性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式二氧化硫被甲醛缓冲溶液吸收后，生成稳定的羟甲基磺酸化合物。在样品溶液中加入氢氧化钠使加成化合物分解，释放出二氧化硫与副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫红色化合物，用分光光度计在 577nm 处进行测定。应训练的基本操作大气样品的采集吸收液配制分光光度计应学会使用的仪器设备分光光度计大气采样仪实验情况 1、同时提供 4 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师

19、每次指导 9-18 名学生，使用 4 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 五日生化需氧量的测定项目类型 验证性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式生化需氧量是指在规定条件下，微生物分解存在于水中的某些可氧化物质，主要是有机物质所进行的生物化学过程中消耗溶解氧的量。分别测定水样培养前的溶解氧含量和 在 201(培养五天后的溶解氧含量，二者之差即为五日生化过程所消耗的氧量（BOD 5） 。对于某些地面水及大多数工业废水、生活污水,因含较多的有机物,需要稀释后再培养测定,以降低其浓度,保证降解过程在有足够溶解氧的条件下进行.其具体水样稀释

20、倍数可借助于高锰酸钾指数或化学需氧量(COD cr)推算.对于不含或少含微生物的工业废水，在测定 BOD5 时应进行接种，以引入能分解废水中有机物的微生物。当废水中存在难于被一般生活污水中的微生物以正常速度降解的有机物或含有剧毒物质时，应接种经过驯化的微生物。液，在一定条件下与水样浊度比较。该方法适用于天然水、饮用水浊度的测定。应训练的基本操作稀释水的配制废水的驯化接种BOD 测定仪的使用应学会使用的仪器设备BOD 测定仪实验情况 1、同时提供 8 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 8 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。实验项目教

21、学基本要求学校实验项目编号：实验项目名称 环境噪声监测项目类型 设计性 实验要求 选做应掌握的原理、方法、公式环境噪声是随时间而起伏的无规律噪声，因此测量结果一般用统计值或等效声级来表示，本实验用等效声级表示。将各网点每一次的测量数据（100 或 200 个）顺序排列找出 L10、L 50、L 90，求出等效声级 Leq，再将该网点一整天的各次 Leq 值求出算术平均值，作为该网点的环境噪声评价量。 Leq = 10 lg 式中 Li第 i 次读取的 A 声级；N取样总数。 若符合正态分布，则 Leq L 50 + d2 / 60其中： d = L 10-L90以 5dB 为一等级，用不同颜色或阴影线绘制学校（或某一地区）噪声污染图。应训练的基本操作噪声的布点方法声级计的使用应学会使用的仪器设备PSJ-2 型声级计或其他普通声级计实验情况 1、同时提供 4 台套仪器，每 2-4 名学生使用一台套仪器；2、每位教师每次指导 9-18 名学生，使用 4 台套仪器；3、学生平均实验时间 4 学时。