《环境监测》课程教案.docx

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《环境监测》课程教案

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一、《环境监测》课程说明

（一）教学目的和要求

本课程是环境工程本科专业必修的一门专业主干课，教学目的是为学生今后独立分析、设计、解决环境监测问题，进行环境保护工作和环境科学研究打下良好的基础，要求学生掌握环境监测的基本概念、基本知识和基本技术。

了解水、大气和土壤等环境要素的性质、成分、环境质量标准和各项常用环境质量指标的环境意义及其在实践中的应用。

学会对水、大气、土壤等进行污染调查、布点、采样，掌握各项指标的物理、化学检测基本原理。

认识环境监测技术的发展趋势，初步具备从事本专业科学研究的能力。

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（二）教材选编及依据

教材采用高等教育出版社2004年7月出版的，由奚旦立、孙裕生、刘秀英合编，普通高等教育“十五”国家级规划教材《环境监测》（第三版），是目前全国环境类专业使用量最大的教材之一。

（三）教学方法提示

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课程教学采用理论教学和实验、实习相结合，尤其重视实验和实习教学，注重培养学生的动手操作能力和应变能力。

理论课教学方面，采用问题教学法、研讨式教学法、案例式教学法等启发式教学法组织教学；实践教学方面，采用启发式教学法、专题讨论教学法和开放式实验教学法。

二、教学内容

第一章绪论

教学目的和要求：

掌握环境监测的基本概念，发展趋势，了解环境监测常用技术，要求在实际工作中能学以致用。

了解环境监测新方法、新技术及其发展趋势。

学时分配：

4学时

重点难点：

环境监测的分类、特点，环境标准的分级分类。

教学方法：

CAI课件讲授为主

教学内容：

第一节环境监测的目的和分类

一、环境监测的目的

二、环境监测的分类

第二节环境监测特点和监测技术概述

一、环境监测特点

1、环境污染的特点2、环境监测的特点

二、环境监测的技术

1、化学、物理技术2、生物技术

3、监测技术的发展

三、环境优先污染物和优先监测

第三节环境标准

一、环境标准的作用

二、环境标准的分级和分类

三、制订环境标准的原则

四、几个主要的环境标准

思考题：

环境监测的目的、特点是什么，环境监测常用物理、化学方法有哪些，我国的环境标准体系是如何分级与分类的，制订环境标准应遵循哪些原则。

第二章水和废水监测

教学目的和要求：

掌握水质监测方案的制订、保存，水样预处理方法，了解水质监测项目和分析方法;掌握常规监测项目的基本原理、方法、技术和在环境工程中的应用；具备制订监测方案的能力，包括污染源调查、布点和采样、监测方法选择和方案实施；了解底质监测的意义和方法。

学时分配：

11学时

重点难点：

水质监测方案的制订、水的物理性质的检验、金属化合物、无机化合物、有机化合物的测定方法和原理。

教学方法：

CAI课件讲授、实验、实习并重，辅以讨论和作业。

教学内容：

第一节概述

一、水资源及水质污染

二、水质监测的对象和目的

三、监测项目

1、地面水监测项目2、工业废水监测项目

3、生活污水监测项目

四、水质监测分析方法

1、国家标准分析方法2、统一分析方法

3、等效方法

第二节水质监测方案的制订

一、地面水质监测方案的制订

1、基础资料的收集2、监测断面的采样点的设置

3、采样时间的采样频率的确定4、采样及监测技术的选择

5、结果表达、质量保证及实施计划

二、地下水质监测方案的制订

1、调查研究的收集资料2、采样点的设置

3、采样时间和采样频率的确定

三、水污染源监测方案的制订

1、采样点的设置2、采样时间和频率

第三节水样的采集和保存

一、地面水样的采集

1、采样前的准备2、采样方法和采样器

3、水样的类型

二、废水样品的采集

1、采样方法2、废水样类型

三、地下水样的采集

四、底质（沉积物）样品的采集

五、水样的运输和保存

1、水样的运输2、水样的保存

第四节水样的预处理

一、水样的消解

1、湿式消解法2、干灰化法

二、富集与分离

1、挥发与蒸发浓缩2、蒸馏法3、溶剂萃取法

4、离子交换法5、共沉淀法6、吸附法

第五节物理性质的检验

一、水温

1、水温计法2、颠倒温度计法

二、颜色

1、铂钴比色法2、稀释倍数法3、分光光度法

三、臭

1、定性描述法2、臭阈值法

四、残渣

1、总残渣2、总可滤残渣3、总不可滤残渣

五、电导率

1、基本概念2、电导仪3、测量要点

六、浊度

1、分光光度法2、目视比浊法3、浊度计法

七、透明度

1、铅字法2、塞氏盘法3、十字法

八、矿化度

九、氧化还原电位

第六节金属化合物的测定

一、汞

1、冷原子吸收法2、冷原子荧光法3、双硫腙分光光度法

二、镉

1、原子吸收分光光度法2、双硫腙分光光度法

3、示波极谱法及阳极溶出伏安法

三、铅：

双硫腙分光光度法

四、铜

1、二乙氨基二硫代甲酸钠萃取分光光度法

2、新亚铜灵萃取分光光度法

五、锌

1、双硫腙分光光度法2、原子吸收分光光度法

六、铬

1、二苯碳酰二肼分光光度法2、硫酸亚铁铵滴定法

七、砷

1、新银盐分光光度法2、二乙氨基二硫代甲酸银分光光度法

八、其他金属化合物

第七节非金属无机物的测定

一、酸度和碱度

1、酸度2、碱度

二、PH值

1、比色法2、玻璃电极法

三、溶解氧

1、碘量法2、修正的碘量法3、氧电极法

四、氰化物

1、容量滴定法2、分光光度法

五、氟化物

1、氟离子选择电极法2、氟试剂分光光度法3、其他方法

六、含氮化合物

1、氨氮的测定2、亚硝酸盐氮的测定3、硝酸盐氮的测定

4、凯氏氮5、总氮

七、硫化物

1、对氨基二甲基苯胺分光光度法2、碘量法3、电位滴定法

八、其他非金属无机物

第八节有机化合物的测定

一、化学需氧量

1、重铬酸钾法2、恒电流库仑滴定法

二、高锰酸盐指数

三、生化需氧量

1、五天培养法2、其他方法

四、总有机碳

五、总需氧量

六、挥发酚类

1、4——氨基安替比林分光光度法2、溴化滴定法

七、矿物油

1、重量法2、非色散红外法3、紫外分光光度法

八、其他有机污染物质

第九节底质监测

一、底质监测的意义及采样方法

二、底质样品的制备与分解

1、分解2、制备

三、污染物质的测定

作业：

141—143页第2、13、14、18、22、25、32题

思考题：

怎样制订地面水水质监测方案，水样有那几种保存方法，何谓真色和表色，用原子吸收分光光度法测定金属化合物的原理是什么，用双硫腙分光光度法测定水样中铅、镉、锌的原理，显色条件等有何异同之处，测定底质有何意义，采样后怎样制备，又如何分解？

实验：

1、废水悬浮固体和浊度的测定

2、颜色的测定

3、氨氮的测定

4、COD的测定

5、DO的测定（环科）

实习：

1、化学需氧量的测定

2、五日生化需氧量的测定

3、硝态氮的测定

4、校园水体环境的监测

第三章空气和废气监测

教学目的和要求：

掌握空气污染监测方案的制订，熟悉空气样品的采集方法和采样仪器，了解空气降水监测。

掌握几种主要气态和蒸汽态污染物质的测定，掌握TSP、飘尘和降尘的测定方法。

学时分配：

8学时

重点难点：

空气污染监测方案的制订、几种主要气态和蒸汽态污染物质的测定、TSP、飘尘和降尘的测定。

教学方法：

CAI课件讲授、实验和实习并重，辅以作业、讨论。

教学内容：

第一节空气污染基本知识

一、大气、空气和大气污染

二、大气污染对人和生物的危害

三、大气污染物及其存在状态

四、大气污染源

第二节空气污染监测方案的制订

一、监测目的

二、有关资料的收集

三、监测项目

四、监测网点的布设

1、布设采样点的原则和要求2、采样点数目3、布点方法

五、采样时间和采样频率

六、采样方法和仪器

七、监测方法

第三节空气样品的采集方法和采样仪器

一、直接采样法

1、注射器采样2、塑料袋采样3、采气管采样4、真空瓶采样

二、富集（浓缩）采样法

1、溶液吸收法2、填充柱阻留法3、滤料阻留法

4、低温冷凝法5、自然积集法

三、采样仪器

四、采样效率

1、采集气态和蒸汽态污染物质效率的评价方法

2、采集颗粒物效率的评价方法

五、采样记录

六、空气中污染物浓度表示方法与气体体积换算

1、污染物浓度表示方法2、气体体积换算

第四节气态和蒸汽态污染物质的测定

一、SO2的测定

1、四氯汞钾溶液吸收—盐酸副玫瑰苯胺分光光度法

2、钍试剂分光光度法3、紫外荧光法4、其他监测方法

二、NOx的测定

1、盐酸萘乙二胺分光光度法2、化学发光法

三、CO的测定

1、非色散红外吸收法2、气相色谱法

四、光化学氧化剂和O3的测定

1、光化学氧化剂的测定2、臭氧

五、硫酸盐化速率的测定：

二氧化铅—重量法

六、总烃及非甲烷烃的测定

1、气相色谱法2、光电离检测法

七、氟化物的测定：

滤膜采样—氟离子选择电极法

八、汞的测定：

巯基棉富集—冷原子荧光分光光度法

九、其他污染物质的测定

第五节颗粒物的测定

一、总悬浮颗粒物（TSP）的测定

二、可吸入尘（飘尘）的测定

1、重量法2、压电晶体振荡法

三、自然降尘的测定

四、总悬浮颗粒物中主要组分的测定

1、某些金属和非金属化合物的测定2、有机化合物的测定

第六节空气降水监测

一、布设采样点的原则

1、采样点数目2、采样地点的选择

二、样品的采集

1、采样器2、采样方法3、水样的保存

三、降水中组分的测定

1、测定项目2、测定方法

第七节污染源监测

一、固定污染源监测

1、监测目的和要求2、采样位置和采样点布设

3、基本状态参数的测定

二、流动污染源监测

1、汽车怠速CO、HC的测定2、汽油车排气中NOx的测定

3、柴油车排气烟度的测定

第八节标准气体的配制

一、标准气体的制取

二、标准气体配制方法

1、静态配气法2、动态配气法

作业：

228—229页，第2、6、8、20、25题。

思考题：

怎样制订空气污染监测方案，如何采集空气样品，不同的采样法各适用于什么情况，烟气温度、压力、流速应如何测定、怎样测定烟气中水蒸气含量和烟气含尘浓度。

实验：

1、空气中TSP的测定

2、空气中SO2和NOx的测定

实习：

1、校园内空气质量监测

2、锅炉房烟道气监测

3、室内甲醛、氨的测定

4、外出参观学习

第四章固体废物监测

教学目的和要求：

掌握固体废物的定义和分类、固废样品的采集和制备、熟悉有害特性的监测方法和生活垃圾的特性分析。

学时分配：

2学时

重点难点：

固废定义、固废样品采集和制备。

教学方法：

CAI课件讲授为主，辅以实验和作业。

教学内容：

第一节工业有害固体废物的定义和分类

一、固体废物的定义

二、固体废物的分类

第二节固体废物样品的采样和制备

一、样品的采集

1、采样工具2、采样程序3、份样数4、采样方法

二、样品的制备

1、制样工具2、制样要求3、制样程序

三、样品水分的测定

四、样品的保存

第三节有害特性的监测方法

一、急性毒性的初筛试验

二、易燃性的试验方法

三、腐蚀性的试验方法

四、反应性的试验方法

五、浸出毒性试验

第四节生活垃圾的特性分析

一、城市垃圾及其分类

二、生活垃圾特性分析

三、渗沥水分析

作业：

261页第1、5、11题

思考题：

工业固体废物的定义及分类如何，如何采集和置备固体废物样品，如何测定固体废物中的有害物质。

实验：

工业废渣渗漏模型试验（演示）

第五章土壤污染监测

教学目的和要求：

掌握土壤样品的采集、制备、保存和测定方法，了解土壤组成和土壤背景值。

学时分配：

2学时

重点难点：

土壤样品的采集、制备和测定。

教学方法：

CAI课件讲授为主，辅以实验、实习和作业。

教学内容：

第一节土壤组成和土壤背景值

一、土壤组成

二、土壤背景值

第二节土壤污染物的测定

一、土壤样品采集

1、采样点布设2、采样深度

二、土壤样品制备与保存

1、土样的风干2、磨碎与过筛3、土样保存

三、土壤样品测定

1、测定方法2、土壤样品溶解3、土壤监测实例

作业：

289页第4、7、12、18题

思考题：

怎样采集和制备土壤样品，土壤样品可用什么方法测定。

实习：

用原子吸收分光光度法测定土壤中铜、锌、铅、镉的含量。

第六章环境污染生物监测

教学目的和要求：

了解水环境污染生物监测的目的、样品采集、监测项目、监测方法；了解空气污染植物监测方法；了解生物样品的预处理及测定方法。

学时分配：

2学时

重点难点：

生物群落监测方法、细菌学检验法、不同大气污染物的指示植物

教学方法：

CAI课件讲授为主，辅以作业。

教学内容：

第一节水环境污染生物监测

一、水环境污染生物监测的目的、样品采集和监测项目

二、生物群落监测方法

三、生物测试法

四、细菌学检验法

第二节空气污染生物监测

一、利用植物监测

二、利用动物监测

三、利用微生物监测

第三节生物污染监测

一、生物对污染物的吸收及在体内分布

二、生物样品的采集和制备

三、生物样品的预处理

四、污染物的测定

作业：

328页第1、6、10题

思考题：

生物监测和化学、物理监测方法相比有什么优点？

第七章噪声监测

教学目的和要求：

了解噪声的定义、声音的物理特性和量度，熟悉噪声的物理量和主观听觉的关系，熟悉噪声测量仪器的构造，掌握城市区域环境和工业企业噪声的测量，熟悉噪声标准和车内外噪声的测量。

要求会用声级计进行噪声测量。

学时分配：

3学时

重点难点：

噪声测量仪器的构造、噪声的测量。

教学方法：

CAI课件讲授为主，辅以作业和实验、实习。

教学内容：

第一节声音和噪声

第二节声音的物理特性和量度

一、声音的产生、频率、波长和声速

二、声功率、声强和声压

1、声功率2、声强3、声压

三、分贝、声功率级、声强级和声压级

1、分贝2、声功率级3、声强级4、声压级

四、噪声的叠加和相减

1、噪声的叠加2、噪声的相减

第三节噪声的物理量和主观听觉的关系

一、响度和响度级

二、计权声级

三、等效连续声级、噪声污染级和昼夜等效声级

四、噪声的频谱分析

第四节噪声测量仪器

一、声级计

1、声级计工作原理2、声级计的分类

二、其他噪声测量仪器

1、声级频谱仪2、录音机3、记录仪4、实时分析仪

第五节噪声标准

第六节噪声监测

一、城市区域环境噪声监测方法

二、工业企业噪声监测方法

1、城市区域环境噪声监测2、城市交通噪声监测

三、机动车辆噪声测量方法

1、车外噪声测量2、车内噪声测量

四、机场周围飞机噪声测量方法

作业：

366页第22、23、25、28题

思考题：

噪声的物理量与主观听觉有什么关系，不同环境下的噪声监测有何异同点。

实验、实习：

校园环境噪声监测

第八章监测过程的质量保证

教学目的和要求：

掌握监测过程质量保证的意义、内容和方法，掌握监测数据的统计处理和结果表述方法，熟悉几个基本概念。

掌握标准分析方法和分析方法标准化，环境标准物质的定义和制备。

熟悉环境监测管理的内容和原则，了解质量保证检查单和环境质量图的功能和用法。

学时分配：

3学时

重点难点：

监测数据的统计处理和结果表述方法、实验室质量保证方法、协作试验、环境标准物质的制备和检验。

教学方法：

多媒体课件讲授为主，辅以实验、实习教学。

教学内容：

第一节质量保证的意义和内容

第二节监测实验室基础

一、实验用水

1、蒸馏水2、去离子水3、特殊要求的纯水

二、试剂和试液

三、实验室的环境条件

四、实验室的管理及岗位责任制

1、对监测分析人员的要求2、对监测质量保证人员的要求

3、实验室安全制度4、药品管理制度

5、仪器使用管理制度6、样品管理制度

第三节监测数据的统计处理和结果表述

一、基本概念

1、误差和偏差2、总体样本的平均数3、正态分布

二、数据的处理和结果表述

1、数据修约原则2、可疑数据的取舍3、监测结果的表述

三、测量结果的统计检验

四、直线相关和回归

1、相关的直线回归方程

2、相关系数及其显著性检验

五、方差分析

六、模糊聚类分析

第四节实验室质量保证

一、名词解释

1、准确度2、精密度3、灵敏度

4、空白试验5、校准曲线6、测定限

二、实验室内质量控制

1、质量控制图的绘制及使用2、其他质量控制方法

三、实验室间质量控制

1、实验室质量考核2、实验室误差测验

第五节标准分析方法和分析方法标准化

一、标准分析方法

二、分析方法标准化

三、监测实验室间的协作试验

第六节环境标准物质

一、环境标准物质及其分类

1、环境计量2、基体和基体效应

3、环境标准物质4、环境监测的质量控制样品

二、标准物质的制备和定值

1、标准物质制备的一般过程2、稳定性和均匀性的研究和检验

3、标准物质的分析和定值

第七节环境监测管理

一、环境监测管理的内容和原则

二、监测的档案文件管理

第八节质量保证检查单和环境质量图

一、质量保证检查单

二、环境质量图

作业：

479页第1、11、17、20题

思考题：

监测数据应如何统计处理，结果如何表述，实验室质量保证有哪些方法，实验室间协作试验的目的是什么，环境质量图有何作用，如何绘制。

第九章自动监测与简易监测技术

教学目的和要求：

熟悉大气和水污染连续自动监测系统的组成和运用，了解目前常用的遥感监测和简易监测方法。

学时分配：

2学时

重点难点：

连续自动监测系统的组成、遥感监测方法。

教学方法：

多媒体教学，辅以参观实习

教学内容：

第一节空气污染连续自动监测系统

一、空气污染连续自动监测系统的组成

二、子站布设及监测项目

1、子站的布设2、监测项目

三、子站内的仪器设备

四、空气污染自动监测仪器

1、SO2监测仪2、NO2监测仪3、CO监测仪

4、O3监测仪5、总TC监测仪6、H2S监测仪

7、飘尘监测仪

五、气象观测仪器

六、空气污染监测车

第二节水污染连续自动监测系统

一、水污染连续自动监测系统的组成

二、子站布设及监测项目

三、水污染连续自动监测仪器

1、水温监测仪2、电导率监测仪

3、PH监测仪4、DO监测仪

5、浊度监测仪6、COD监测仪和高锰酸盐指数监测仪

7、BOD监测仪8、TOC监测仪

9、UV吸收监测仪10、TOD监测仪

四、水质污染监测船

第三节遥感监测技术

一、摄影遥感技术二、红外扫描遥测技术

三、相关光谱遥测技术四、激光雷达遥测技术

第四节简易监测方法

一、简易比色法

1、溶液比色法2、试纸比色法3、人工标准色列

二、检气管法

1、载体的选择与处理2、检气管的制备

3、检气管的标定4、检气管的抽气装置

三、环炉技术

1、基本原理2、在环境监测中的运用

第五节突发性环境污染事故的应急监测

一、突发性环境污染事故的定义及产生原因

二、突发性环境污染事故的分类和特征

三、突发性环境污染事故的应急监测

四、突发性事故的应急组织和网络

思考题：

空气污染自动监测系统是如何组成的，水污染连续自动监测系统又怎样组成，常用的遥感、遥测技术有哪些，几种简易监测方法的特点及应用范围各是什么。

三、实验和实习

以校内实验、实习为主，要求学生通过实践性环节的锻炼，加深对课堂知识的理解，提高独立动手实践能力，并掌握环境污染常规项目的监测方法和技术及监测过程中的质量保证，具备一般环境污染监测方案设计的能力。

四、主要参考文献

1、《环境监测》.金朝晖主编，天津大学出版社，2007年8月.

2、《环境监测》.陈玲，赵建夫主编，化学工业出版社，2004年2月.

3、ClairN.Sawyer,PerryL.McCartyandGeneF.Parkin..ChemistryforEnvironmentalEngineering,（fourthedition）（影印版）.北京：

清华大学出版社，2000.

4、《水和废水监测分析方法》（第四版）.国家环保局.北京：

中国环境科学出版社，2002.

5、《环境监测新技术》.齐文启等.化学工业出版社，2004，1

6、AndrewD.Eatonetal.StandardMethodsfortheExaminationofWaterandWastewater.19thEdition,1995

7、《环境工程手册——环境监测卷》.奚旦立等著.北京：

高等教育出版社，2000.

8、《环境样品前处理技术》.江桂斌等编著..北京：

化学工业出版社，2004

9、《环境监测实验》.孙成主编.北京：

科学出版社，2003.

10、《环境监测与分析实践教程》.聂麦茜主编.北京：

化学工业出版社,2003.

11、《环境监测技术实习》.吴同华主编.北京：

化学工业出版社，2003.

12、《固体废物试验与监测分析方法》.李国刚编著.化学工业出版社，2003

13、《现代环境监测技术》.吴帮灿、费龙编著.北京：

中国环境科学出版社，99年8月第1版.

14、《环境监测》.刘青松主编.中国环境科学出版社，2003，3

15、《仪器分析》类（光谱分析、色谱、电分析等）

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