课程代码编号:
课程中文名称: 环境监测实验
课程英文名称: Environmental Monitor
课程类型:专业课实验
课程对象类别:环境工程本专科/必修
课程学分数:2学分
课程学时数:32学时
前导课程:《分析化学》、《普通化学》
一、实验课程教学目的
环境监测实验是环境科学专业的一门专业基础实验课,其目的是使学生深化对环境监测基本概念和理论的理解;学习和掌握环境监测的一般方法和过程,学习和掌握环境监测实验的基本操作技能,学习各种常用环境监测仪器的操作方法;在教学中渗透环境功能区的调查、国家标准及其应用等知识;通过空气质量监测和环境噪声监测的设计性实验使学生熟悉监测的全过程;培养学生实际操作、观察分析、查阅文献、书面表达以及团结协作等能力,尤其是培养良好的科学素养、实事求是的科学态度和探究意识,提高学生综合素质。
二、实验课程教学要求
学习与巩固环境监测的基本概念和理论;掌握环境监测常用分析方法及其操作技术;了解各类常用仪器的基本结构、测试原理,熟悉与掌握常用仪器的使用方法;掌握误差分析方法、实验结果的处理与解释;熟悉环境监测的全过程,包括资料调研、方案设计、监测,了解监测报告的编写等。
三、实验课程教学内容与要求
实验一. 溶解氧的测定(碘量法)
【目的和要求】
1.了解溶解氧的意义和方法。
2.掌握碘量法测定溶解氧的操作技术。
【实验内容】
1 模拟水样的采取与溶解氧的固定;
2.碘量法测水中溶解氧;
3.计算溶解氧,误差分析。
【重难点】
碘量法测定溶解氧的操作技术。
【注意事项】
1.如果水样中含有氧化性物质(如游离氯大于0.1mg/L时),应预先于水样中加入Na2S2O3去除。即用两个溶解氧瓶各取一瓶水样。在其中一瓶中加入5mL 3mol/L硫酸溶液和1g碘化钾,摇匀,此时游离出碘。以淀粉作指示剂,用硫代硫酸钠溶液滴定至蓝色刚褪,记下硫代硫酸钠的用量(相当于去除游离氯的量)。于另一瓶水样中,加入同样量的硫代硫酸钠溶液,摇匀后,按操作步骤测定。
2.如果水样呈强酸性或强碱性,可中和后再测定。
3.水样中亚硝酸盐氮含量高于0.06mg/L,二价铁低于1mg/L,采用叠氮化钠修正法,此法适用于多数污水及生理化处理出水。水样中二价铁高于1mg/L,采用高锰酸钾修正法;水样有色或有悬浮物,采用明矾絮凝修正法;含有活性污泥悬浮物的试样,采用硫酸铜–氨基磺酸絮凝修正法。
实验二 水中化学需氧量的测定
【目的和要求】
1.了解测定COD的意义和方法
2.掌握重铬酸钾法测定COD的原理和方法。
【实验内容】
1.现场采水;
2 测定废水的化学需氧量;
3.根据结果分析水质。
【重难点】
重铬酸钾法测定COD的原理和方法。
【注意事项】
1.上述方法适用于COD含量为10-1300mg/L水样中氯离子浓度小于100mg/L的样品。
2.对于COD小于50mg/L的水样,可改用0.01500mol/L重铬酸钾消解液,返滴定时用0.042mol/L硫酸亚铁铵标准溶液(Fe2+浓度过低滴定终点不明显)。
3.对CODCr大于1300mg/L的样品,需稀释测定或使用0.06000mol/L重铬酸钾的消解液。
4.若所测的水样氯离子浓度<100mg/L,应配不含Hg2+的消解液,称取预先在120℃下烘干2小时的基准或优级纯重铬酸钾约0.9g溶于30mL水中,冷却后移入100mL容量瓶中稀释至刻度,摇匀。计算出重铬酸钾溶液的浓度。
5.若样品成分复杂,可适当延长消解时间。
实验三. 水中总磷的测定(钼锑抗钼蓝光度法)
【目的和要求】
1.学习用过硫酸钾消解水样的方法
2.掌握废水中总磷的吸光光度测定法
【实验内容】
1.过硫酸钾消解水样
2.吸光光度测定法废水中总磷
【重难点】
废水中总磷的吸光光度测定法。
【注意事项】
1.如果试样中色度影响测量吸光度时,需做补偿校正。在50mL比色管中,分取与样品测定相同量的水样,定容后加入3mL浊度补偿液(混合两份体积的9mol/L硫酸和一份体积的10%抗坏血酸),测量吸光度,然后从水样的吸光度中减去校正吸光度。
2.室温低于13℃时,可在20~30℃水浴中显色15min。
3.操作所用的玻璃器皿,可用2mol/L盐酸浸泡2h,或用不含磷酸盐的洗涤剂刷洗。比色皿用后应以稀硝酸或铬酸洗液浸泡片刻,以除去吸附的钼蓝有色物。
实验四. 湖水中铬含量的测定(二苯碳酰二肼吸光光度法)
【目的和要求】
学习并掌握二苯碳酰二肼吸光光度法测定铬的原理及方法。
【实验内容】
1.学习水中总铬测定方法。
2.掌握二肼吸光光度法测定铬的原理及方法
【重难点】
二苯碳酰二肼吸光光度法测定铬的原理及方法。
【注意事项】
1.用于测定铬的玻璃器皿不应用重铬酸钾洗液洗涤。
2.Cr6+与显色剂的显色反应一般控制酸度在0.05—0.3mol/L(1/2H2SO4)范围,以0.2mol/L时显色最好。显色前,水样应调至中性。显色温度和放置时间对显色有影响,在15℃时,5—15min颜色即可稳定。
实验五. 大气中二氧化硫的测定
【目的和要求】
1.掌握大气采样器及吸收液采集大气样品的操作技术。
2.学会用比色法测定SO2的方法。
【实验内容】
1.学习大气采样器及吸收液采集大气样品的操作技术。
2.学会用比色法测定SO2的方法。
3.数据处理;
4.写空气质量监测报告。
【重难点】
比色法测定SO2的方法,大气采样器及吸收液采集大气样品的操作技术。
【注意事项】
1.采样时吸收液温度应保持在23~29℃。可采取加热保温或冷水降温等办法来维持。
2.应根据实验室条件、不同季节的室温选择适宜的显色温度及时间。
3.用过的比色皿及比色管应及时用酸洗涤,否则红色很难洗涤。
实验六. 校园环境噪声监测
【目的和要求】
1.掌握声级计的使用方法,熟悉环境噪声的一般测量方法。
2.掌握非稳态的无规则噪声监测数据处理的方法。
【实验内容】
1.设计校园噪声监测方案;
2.校园环境噪声监测;
3.编写校园噪声监测报告。
【重难点】
1.非稳态的无规则噪声监测数据处理。
2.声级计的使用。
【注意事项】
1.声级计使用的电池电压不足时应更换。更换时,电源开关应置于“关”,安装电池要注意极性,长时间不用应将电池取出,以免电池漏液损坏仪器。
2.仪器应避免振动。
3.仪器应避免在高温、潮湿以及含盐、酸成份高的空气或化学气体或有污水或日光直射及灰尘大的地方存放和使用。
4.在低温或阳光直射下使用仪器时,要采取适当的办法防止仪器受热。
5.测量天气应无雨雪,为防止风噪声对仪器的影响,在户外测量时要在传声器上装上风罩,风力超过四级以上时应停止测量。传声器护罩不能随意拆下。
实验七. 空气中总悬浮颗粒物的测定
【目的和要求】
1.掌握智能中流量总悬浮颗粒物采样器的操作技术。
2.掌握空气中总悬浮颗粒物的测定方法和意义。
【实验内容】
1.学习智能中流量总悬浮颗粒物采样器的操作技术。
2.测定空气中总悬浮颗粒物浓度。
【重难点】
1.空气中总悬浮颗粒物的测定方法。
2.智能中流量总悬浮颗粒物采样器的操作。
【注意事项】
(1) 滤膜称量时的质量控制:取清洁滤膜若干张,在恒温恒湿箱内,按平衡条件平衡24h,称重。每张滤膜非连续称量10次以上,求每张滤膜的平均值为该张滤膜的原始质量。以上述滤膜作为“标准滤膜”。每次称空白或尘膜的同时,称量两张“标准滤膜”。若标准滤膜称出的重量合格,数据可用。否则应检查称量条件是否符合要求并重新称量该批样品滤膜。
若恒温恒湿箱控制精度达不到±1℃,滤膜平衡与称量时需在该温度要求范围内,温度变化不得大于±3℃。滤膜称量时要消除静电的影响。
(2) 采样器应定期维护,通常每月维护一次,所有维护项目应详细记录。
(3) 要经常检查采样头是否漏气。当滤膜安放正确,采样后滤膜上颗粒物与四周白边之间出现界线模糊时,则表明应更换滤膜密封垫。
(4) 对电机有电刷的采样器,应在可能引起电机损坏以前更换电机电刷,更新时间凭经验决定。更换电刷后重新校准流量。新更换电刷的采样器应在负载条件下运转1h,待电刷与转子的整流子良好接触后,再进行流量校准
实验八. 离子选择性电极法连续测定铜和锰
【目的和要求】
1.掌握电位滴定的原理和二次微商法计算滴定终点。
2.学会离子选择性电极的使用和实验技术。
【实验内容】
1.用电位滴定法测定水中的铜离子。
2.绘图法计算水中铜离子浓度。
【重难点】
1.二次微商法计算滴定终点。
2.滴定终点的控制。
【注意事项】
1.要注意:安装电极时勿使电极与搅拌子相碰,以免开启搅拌时打坏电极。
2.由于卤素离子对铜离子选择性电极有干扰,必须使用双盐桥甘汞电极。
四、实验学时分配
五.实验教材及参考书
自编讲义:《环境监测实验讲义》。
主要参考资料:
1.《环境监测》(第三版)。奚旦立、孙裕生主编,高等教育出版社出版,国家环保局优秀教材。
2.《环境监测实验》。刘玉婷主编,化学工业出版社:2007.8。
3.《水和废水监测分析方法》。中国环境科学出版社; 国家环保总局《水和废水监测分析方法》 编委会编.2003。
4.《环境污染物分析监测》。化学工业出版社;何燧源主编.2001.
六. 实验考核
操作成绩占总成绩的20%,实验报告平均成绩占总成绩70%,课堂提问占5%,课堂出勤成绩占总成绩5%
(撰写人:刘红丽,审核人: 刘鲁建 ,批准人: )